建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范

高層建筑結(jié)構(gòu)主要承受豎向荷載、水平荷載等。與多層建筑結(jié)構(gòu)有所不同，高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向荷載效應(yīng)遠(yuǎn)大于多層建筑結(jié)構(gòu)，水平荷載的影響顯著增加，成為其設(shè)計(jì)的主要因素。此外高層建筑結(jié)構(gòu)還應(yīng)考慮溫度變化、材料的收縮和徐變、地基不均勻沉降等間接作用在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的效應(yīng)。

2023/9/151

作用于高層建筑結(jié)構(gòu)上的豎向荷載包括樓面和屋面恒載、活荷載、屋面雪荷載、施工荷載以及豎向地震作用；水平荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用。計(jì)算作用在高層建筑結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載時(shí)，對(duì)主要承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)分別計(jì)算。2023/9/152

§3-1.風(fēng)荷載

空氣流動(dòng)形成的風(fēng)遇到建筑物時(shí)，在建筑物表面產(chǎn)生的壓力或吸力即建筑物的風(fēng)荷載。風(fēng)荷載的大小主要和近地風(fēng)的性質(zhì)、風(fēng)速、風(fēng)向有關(guān)；建筑物所在地的地貌及周?chē)h(huán)境有關(guān)；建筑物本身的高度、形狀以及表面狀況有關(guān)。垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：wk=bzmsmzw0

。2023/9/153

為風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為z高度處的風(fēng)振系數(shù)為風(fēng)荷載體型系數(shù)為風(fēng)壓高度變化系數(shù)為基本風(fēng)壓2023/9/154一、基本風(fēng)壓w0：我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定，基本風(fēng)壓以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面、離地10m高，統(tǒng)計(jì)所得50年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速

v0(m/s)為標(biāo)準(zhǔn)，一般按

w0

=v02/1600

確定的風(fēng)壓值;可參考荷載規(guī)范。對(duì)于特別重要和對(duì)風(fēng)比較敏感的高層建筑，其基本風(fēng)壓按100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用。在進(jìn)行舒適度計(jì)算時(shí)，取重現(xiàn)期為10年的風(fēng)壓值。2023/9/155二、風(fēng)壓高度變化系數(shù)mz：風(fēng)速由地面出為零沿高度逐漸增大，不同地表面粗糙度使風(fēng)速沿高度的增大梯度不同；荷載規(guī)范將地面粗糙度分為A、B、C、D四類(lèi)。其值可有荷載規(guī)范查得。2023/9/1561）在近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)，地面空曠，空氣流動(dòng)幾乎無(wú)阻擋物（A類(lèi)粗糙度），風(fēng)速隨高度的增加最快；2)在中小城鎮(zhèn)和大城市的郊區(qū)（B類(lèi)粗糙度），風(fēng)速隨高度的增加減慢；3)有密集建筑物的大城市市區(qū)（C類(lèi)粗糙度），風(fēng)速隨高度的增加緩慢；4)有密集建筑群，且房屋較高的城市市區(qū)（D類(lèi)粗糙度），風(fēng)的流動(dòng)受到阻擋，風(fēng)速減小，因此風(fēng)速隨高度增加更緩慢一些。表1列出了各種情況下的風(fēng)壓高度變化系數(shù)。2023/9/1572023/9/158三、風(fēng)載體形系數(shù)ms：1）單體建筑的體型系數(shù)風(fēng)的作用力隨建筑物的體形、尺度、表面狀況而變化。風(fēng)作用的大小、方向可以通過(guò)實(shí)測(cè)或風(fēng)洞試驗(yàn)得到。規(guī)范給出了一般高層建筑的風(fēng)載體形系數(shù)。通過(guò)實(shí)測(cè)可以得到風(fēng)在建筑物表面的實(shí)際風(fēng)壓，風(fēng)載體型系數(shù)是指實(shí)際風(fēng)壓與基本風(fēng)壓的比值。見(jiàn)下圖a、b風(fēng)壓分布。2023/9/1592023/9/15102023/9/15112）群體風(fēng)壓體型系數(shù)對(duì)建筑群，尤其是高層建筑群，當(dāng)房屋相互間距較近時(shí)，由于漩渦的相互干擾，房屋某些部位的局部風(fēng)壓會(huì)顯著增大。為此，《高層規(guī)程》規(guī)定，當(dāng)多棟或群集的高層建筑相互間距較近時(shí)，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)。一般可將單體建筑的體型系數(shù)ms乘以相互干擾增大系數(shù)，該系數(shù)可參考類(lèi)似條件的試驗(yàn)資料確定，必要時(shí)宜通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)確定。

2023/9/1512（3）局部風(fēng)壓體型系數(shù)在計(jì)算風(fēng)荷載對(duì)建筑物某個(gè)局部表面的作用時(shí)，要采用局部風(fēng)荷載體型系數(shù)，用于驗(yàn)算表面圍護(hù)結(jié)構(gòu)及玻璃等強(qiáng)度和構(gòu)件連接強(qiáng)度。檐口、雨蓬、遮陽(yáng)板、陽(yáng)臺(tái)等水平構(gòu)件計(jì)算局部上浮風(fēng)荷載時(shí)，風(fēng)荷載體型系數(shù)ms不宜小于-2.0。設(shè)計(jì)建筑幕墻時(shí)，應(yīng)按有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用。

2023/9/1513四、風(fēng)振系數(shù)bz：風(fēng)的作用是不規(guī)則的，實(shí)際建筑是在平均側(cè)移附近擺動(dòng)。當(dāng)房屋結(jié)構(gòu)H>30m且H/B>1.5時(shí)，需考慮振動(dòng)的影響。2023/9/1514脈動(dòng)增大系數(shù)2023/9/15153.2風(fēng)荷載周期的近似計(jì)算2023/9/1516脈動(dòng)影響系數(shù)2023/9/1517平均風(fēng)壓與波動(dòng)風(fēng)壓2023/9/1518五.總體風(fēng)載與局部風(fēng)載

1.總風(fēng)荷載為建筑物各個(gè)表面上承受風(fēng)力的合力，是沿建筑物高度變化的線荷載。通常按x、y兩個(gè)互相垂直的方向分別計(jì)算總風(fēng)荷載。2.局部風(fēng)載：驗(yàn)算外圍結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、陽(yáng)臺(tái)、雨蓬的飄浮風(fēng)載。一般取ms=-2.0。2023/9/1519六.風(fēng)洞試驗(yàn)

風(fēng)是紊亂的隨機(jī)現(xiàn)象，風(fēng)對(duì)建筑物的作用十分復(fù)雜，規(guī)范中關(guān)于風(fēng)荷載值的確定適用于大多數(shù)體型較規(guī)則、高度不太大的單幢高層建筑。目前還沒(méi)有有效的預(yù)測(cè)體型復(fù)雜、高柔建筑物風(fēng)作用的計(jì)算方法。摩天大樓可能造成很強(qiáng)的地面風(fēng)，對(duì)行人和商店有很大的影響；當(dāng)附近還有別的高層建筑時(shí)，群體效應(yīng)對(duì)建筑物和建筑物之間的通道也會(huì)造成危害，這些都可以通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)得到對(duì)設(shè)計(jì)有用的數(shù)據(jù)。2023/9/1520

我國(guó)現(xiàn)行《混凝土高規(guī)》規(guī)定有下列情況之一的建筑物，宜按風(fēng)洞試驗(yàn)確定風(fēng)荷載：1)高度大于200m；2)高度大于150m，且平面形狀不規(guī)則、立面形狀復(fù)雜，或立面開(kāi)洞、連體建筑等；3)規(guī)范或規(guī)程中沒(méi)有給出風(fēng)載荷體型系數(shù)的建筑物；4)周?chē)匦魏铜h(huán)境復(fù)雜，鄰近有高層建筑時(shí)，宜考慮互相干擾的群體效應(yīng)，一般可將單個(gè)建筑物的體型系數(shù)乘以相互干擾增大系數(shù)，缺乏該系數(shù)時(shí)宜通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)得出。2023/9/1521作業(yè)

某高層鋼筋混凝土框架8層結(jié)構(gòu)，層高均為5m,高度為40m，假定H/B=2,平面尺寸見(jiàn)下圖，風(fēng)向垂直從右向左。已知基本風(fēng)壓為0.5，建筑場(chǎng)地C。計(jì)算在風(fēng)荷載作用下各層的線荷載分布。標(biāo)注的尺寸單位均為厘米，周期按經(jīng)驗(yàn)公式。2023/9/1522

地震時(shí)，由于地震波的作用產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)房屋基礎(chǔ)影響上部結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)作用，這就是地震作用。地震波會(huì)使房屋產(chǎn)生豎向振動(dòng)和水平振動(dòng)，一般對(duì)房屋的破壞主要是由水平振動(dòng)造成的，因此設(shè)計(jì)中主要考慮水平地震作用，只有震中附近的高烈度區(qū)或豎向振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果時(shí)，才同時(shí)考慮豎向地震作用。

§3-2.地震作用2023/9/152312層鋼筋混凝土住宅和商務(wù)大樓，自樓梯間相接處分裂，東側(cè)樓6層以下全部塌陷，并向東側(cè)倒在鄰房4層樓公寓上。西側(cè)樓5層以下全部倒塌，并向西傾倒在另一棟大樓上，柱間距介于8米到10米，且柱子數(shù)量偏少。2023/9/152416層鋼筋混凝土住宅大樓。地震時(shí)其中一棟傾倒，靠在呈L型平面大樓上，柱間距7至10米。造成傾倒的原因是底層柱子數(shù)量少，間距太大。2023/9/15252023/9/1526開(kāi)灤煤礦醫(yī)院，五層磚混結(jié)構(gòu)（局部七層），僅西部轉(zhuǎn)角殘存。2023/9/1527唐山地區(qū)交通局，磚混結(jié)構(gòu)的三層辦公樓遭到破壞。（此處為唐山地震重點(diǎn)保護(hù)遺跡之一。）2023/9/15281、目前的地震形勢(shì)地震的發(fā)生有間歇性。一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生較頻繁，一段時(shí)間內(nèi)較平靜。我國(guó)目前處于地震活躍期。2023/9/1529近年來(lái)國(guó)際上大地震：（1）印度大地震，2001年1月26日上午8時(shí)46分，印度西北部古吉拉特邦，地級(jí)7.9級(jí)。（2）美國(guó)加州北嶺地震，1