高层课件4第三章荷载与地震作用详解.ppt

高层建筑结构设计 深圳大学 土木工程学院 第三章 荷载与地震作用 主要内容 3.1 高层建筑结构上的作用类型 3.2 恒载 3.3 楼面活荷载 3.4 屋面活荷载 3.5 雪荷载 3.6 风荷载 3.7 地震作用 3.1 高层建筑结构上的作用类型 3.2 恒载 恒荷载是指各种结构构件自重和找平层、保温层、防水层、装修材料层、隔墙、幕墙及其附件、固定设备及其管道等重量，其标准值可按构件及其装修的设计尺寸和材料单位体积或面积的自重计算确定。 材料容重可从《荷载规范》查取；固定设备由相关专业提供。 3.3 楼面活荷载 楼面活荷载（注意折减） 1）高层建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数，可按《荷载规范》的规定取用。 2）在荷载汇集及内力计算中，应按未经折减的活荷载标准值进行计算，楼面活荷载的折减可在构件内力组合时取用。 3.4 屋面活荷载 1）屋面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数，可按《荷载规范》的规定取用。 2）有些情况下，应考虑屋面直升机平台的活荷载；不宜小于5kN/m2。 3.5 雪荷载 （1）雪荷载计算 S0为基本雪压，系以当地一般空旷平坦地面上统计所得 50 年一遇最大积雪的自重确定。按《荷载规范》取用；μr为屋面积雪分布系数，可按《荷载规范》取用。 （2）雪荷载的组合值系数可取 0.7；频遇值系数可取 0.6；准永久值系数按雪荷载分区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不同，分别取 0.5、0.2 和 0。 （3）雪荷载不应与屋面均布活荷载同时组合。 3.6 风荷载 空气从气压大的地方向气压小的地方流动就形成了风，与建筑物有关的是靠近地面的流动风，简称为近地风。 当风遇到建筑物时在其表面上所产生的压力或吸力即为建筑物的风荷载。 3.6 风荷载 3.6 风荷载 1、基本风压 我国《荷载规范》规定，基本风压系以当地比较空旷平坦地面上离地 10m高，统计所得的 50 年一遇 10 分钟平均最大风速v0（m/s）为标准，按风速确定的风压值，但不得小于 0.3kN/m2。特别重要的高层建筑，取100年。 3.6 风荷载 平均风压和波动风压 风压和风速关系 风速随高度变化规律 地面粗糙度 A类：近海面和海岛、海岸及沙漠地区，a=0.12，梯度风高度取300m B类：田野、乡村、丛林、乡镇、郊区，a=0.16，梯度风高度取350m C类：有密集建筑群的城市市区， a=0.22，梯度风高度取400m D类：有密集建筑群且房屋较高的大城市市区，a=0.30，梯度风高度取 450m（慎用） 2、风压高度变化系数 风速随高度变化规律 3 风荷载体型系数μs 1）风压分布系数——风压与体型的关系 2）定义：风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面所引起的压力(吸力)与原始风速算得的理论风压的比值。 3）特点：风荷载体型系数一般都是通过实测或风洞模拟试验的方法确定，它表示建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力分布规律，主要与建筑物的体型与尺度有关。 3 风荷载体型系数μs 4）风压的空间不均匀性 5）风荷载体型系数的确定：根据设计经验和风洞试验 迎风面的风压力在建筑物的中间偏上为最大，两边及底下最小；侧风面一般近侧大，远侧小，分布也极不均匀；背风面一般两边略大，中间小。 4 风振系数βz １）风速特点：风压的时间不均匀性 风速的变化可分为两部分：一种是长周期的成分，其值一般在10min以上；另一种是短周期成分，一般只有几秒左右。因此，为便于分析，通常把实际风分解为平均风（稳定风）和脉动风两部分。稳定风周期长，对结构影响小；脉动风周期短，对结构影响大。 4 风振系数βz ２）风的动力效应：对于高度较大、刚度较小的高层建筑，脉动风压会产生不可忽略的动力效应，在设计中必须考虑，目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应，即对风压值乘以风振系数。 风振系数反映风荷载的动力作用，与建筑物的高度、高宽比、基本自振周期（刚度）及地面粗糙度有关 4 风振系数βz 3）风振系数计算：对于高度大于30m且高宽比大于1.5的高柔房屋均应考虑脉动风压对结构产生的风振影响。 参数计算过程见教材p48-50页 5 总风荷载标准值(KN/m) 建筑物每个表面的风荷载 沿建筑物高度总风荷载 总风荷载为建筑物各个表面上承受风力的合力，是沿建筑物高度变化的线荷载。通常按x、y两个互相垂直的方向分别计算总风荷载。 6 楼层风荷载合力 集中于楼层标高处的风荷载合力 7 风荷载换算 目的：适应用“近似法”计算高层建筑结构的内力与变形，将