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1、1本章内容 高层建筑结构上作用的荷载 恒载 楼面活荷载 屋面活荷载 雪荷载 风荷载 地震作用第1页/共37页23.1 3.1 高层建筑结构上作用的类型能使结构产生内力、位移、变形、开裂、破坏，影响其耐久性的因素，统称为结构上的作用。高层建筑结构在设计使用年限内的作用包括直接与间接两种。高层建筑结构上的主要作用 荷载 非荷载 恒载 活载 结构构件重量 非结构构件重量 楼面活荷载 屋面活荷载 雪荷载 风荷载 地震作用 温度作用 混凝土收缩徐变 第2页/共37页33.2 3.2 恒载恒载包括结构构件和非结构构件的重量，这些重量的大小、方向、作用点不随时间而改变，又称为永久荷载。恒荷载标准值等于构件的
2、体积乘以材料的自重标注值。常见的钢筋混凝土材料自重标准值为25kN/m3。第3页/共37页4一、楼面活荷载1.民用建筑楼面活荷载：一般取值2kN/m2，具体的取值参照建筑结构荷载规范（GB50009-2010）的相关表格。2.楼面活荷载的折减 考虑到作用于楼面上的活荷载不可能以标准值的大小同时布满所有的楼面，在设计梁、墙、柱及基础时，还要考虑实际荷载沿楼面分布的变异情况。在确定梁、墙、柱及基础的荷载标准值时，还应按楼面活荷载标准值乘以折减系数。具体的折减系数参见建筑结构荷载规范（GB5009-2010)的相关表格。3.3 3.3 楼面活荷载第4页/共37页51.1.屋面均布活荷载不上人屋面：0
3、.50.5kN/mkN/m2 2上人屋面：2.02.0kN/mkN/m2 2屋顶花园：3.03.0kN/mkN/m2 2注：不上人的屋面，当施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用；对不同结构应按有关设计规范的规定，将标准值作0.20.2kN/mkN/m2 2的增减。上人的屋面，当兼作其他用途时，应按相应楼面活荷载采用。对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载，应采取构造措施加以防止；必要时，应按积水的可能深度确定屋面活荷载。屋顶花园活荷载不包括花圃土石等材料自重。3.4 3.4 屋面活荷载第5页/共37页62.2.直升机平台的活荷载直升机总重量引起的局部荷载，按由实际最大起飞重量决定局部荷载标
4、准值乘以动力系数确定。等效均布活荷载5 5kN/mkN/m2 2。3.4 3.4 屋面活荷载直升机类型局部荷载标准值（kN）作用面积（m2）轻型（最大起飞重量2t）20.00.200.20中型（最大起飞重量4t）40.00.250.25重型（最大起飞重量6t）60.00.300.30第6页/共37页7第7页/共37页8一、屋面水平投影面上雪荷载标准值计算公式 式中 Sk雪荷载标准值(kN/m2)；r屋面积雪分布系数；So基本雪压(kNm2)。基本雪压应按规范附录D.4中附表n4给出的50年一遇的雪压采用。对雪荷载敏感的结构，基本雪压应适当提高，并应由有关的结构设计规范具体规定。3.5 3.5
5、雪荷载（3.1）第8页/共37页9二、基本雪压 根据当地气象台(站)观察并收集的每年最大雪压，经统计得出的50年一遇的最大雪压(重现期为50年的最大雪压)，即为当地的基本雪压。雪压是指单位水平面积上的雪重，决定雪压值大小的是积雪深度与积雪密度，因此年最大雪压s0(kN/m2)可按下式确定：（3.1-1）第9页/共37页10三、屋面积雪分布系数 第10页/共37页113.6 3.6 风荷载第11页/共37页12一、风荷载的特点 风力作用与建筑物外形有直接关系，圆形与正方形受到的风力较合理;风力受到建筑物周围环境影响较大，处于高层建筑群中的高层建筑，有时会出现受力更为不利的情况;风力作用具有静力、
6、动力两重性质;风力在建筑物表面的分布很不均匀，在角区和建筑物内收的局部区域，会产生较大的风力;与地震作用相比，风力作用持续时间较长，其作用更接近于静力，但建筑物的使用期限出现较大风力的次数较多;由于有较长期的气象观测，大风的重现期很短，所以风力大小的估计比地震作用大小的估计较为可靠,因而抗风设计具有较大的可靠性。第12页/共37页13二、风荷载标准值1.1.单位面积风荷载标准值 主体承重结构 围护结构迎风面压力背风面吸力第13页/共37页14二、风荷载标准值2.2.总风荷载标准值 风向第14页/共37页15由空旷平坦地面，离地10m10m统计的重现期为5050年(或100100年）的1010分
7、钟平均最大风速计算所得。可查荷载规范，但不得小于0.30.3kN/mkN/m2 2三、基本风压特别重要，特殊要求的高层建筑：按重现期为100年的风速计算，可取为1.1wo第15页/共37页16四、风压高度变化系数离地面越高，空气流动受地面摩擦力的影响就越小，风速越大，风压也越大。建筑结构荷载规范（GB50009-2010)GB50009-2010)中规定把地面粗糙度分为A A、B B、C C、D D四类：A A类指近海海面、海岛、海岸及沙漠地区；B B类是田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中小城镇及大城市的郊区；C C类指由密集建筑群的大城市市区；D D类指由密集建筑群且房屋较高的城市市
8、区。第16页/共37页17基本风压是按10m高度给出的，所以不同高度上的基本风压应该乘以高度系数得出；风压高度系数取决于粗糙度指数，根据前面给出的地面粗糙度类别，以及建筑结构荷载规范（GB5009-2010）可以计算出风压高度变化系数的准确数值。第17页/共37页18第18页/共37页195、风载体型系数风载体型系数 建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范（GB50009-2012GB50009-2012）表列出）表列出3838项项不同类型的建筑物不同类型的建筑物和各类结构的体型系数，当建筑物与表中列出的体型类同时可参考应用。和各类结构的体型系数，当建筑物与表中列出的体型类同时可参考应用。房屋和构筑
9、物与表中的体型类同时，可房屋和构筑物与表中的体型类同时，可按表规定取用按表规定取用；房屋和构筑物与表中的体型类不同时，可房屋和构筑物与表中的体型类不同时，可参考有关资料采用参考有关资料采用；房屋和构筑物与表中的体型类不同且无参考资料可借鉴时，房屋和构筑物与表中的体型类不同且无参考资料可借鉴时，宜由风洞试宜由风洞试验确定验确定；对重要且体型复杂的房屋和构筑物，对重要且体型复杂的房屋和构筑物，应由风洞试验确定应由风洞试验确定。第19页/共37页20第20页/共37页21第21页/共37页22第22页/共37页23第23页/共37页24第24页/共37页25 验算围护构件及其连接的承载力时，可按下列
10、规定采用局部风压体型系数：1）外表面：正压区按规范规定采用，负压区按下列规定采用墙面，取-1.0；墙角边，取-1.8；屋面局部部位，取-2.2；檐口、雨篷、遮阳板等突出物，取-2.0。2）内表面：对封闭式建筑物，按外表面风压的正负取0.2或-0.2。风荷载体型系数第25页/共37页26六、风振系数1.1.层数少的建筑物，刚度大、自振周期短、风荷载产生的振动也小，设计中只需考虑风压的影响，而不考虑风振；2.2.高层建筑，刚度小、自振周期长、风的动力作用明显。3.3.实际在工程设计中是通过风振系数 来考虑风的动力作用的。第26页/共37页27六、风振系数第27页/共37页28振型系数，可近似采用计
11、算点距地面高度与房屋高度的比值脉动增大系数，按下表采用：风压高度变化系数，按下表采用：脉动影响系数当建筑物高度30m、高宽比1.5时，考虑风振系数：按照不同的地面粗糙度A类地形、B类地形、C类地形和D类地形取值。第28页/共37页29 脉动影响系数v第29页/共37页31例 已知剪力墙结构如图所示，38层，123.5m高，位于城市郊区类场地，基本风压，已知结构基本自振周期1.9s。(墙厚300mm)求：在横向风荷载作用下一层底的剪力及倾覆力矩 第31页/共37页32 为简化计算，将建筑物分为5段，每段顶标高取在楼层处，每段中点距地面的距离作为计算风压高度，地面粗糙度，位于城市郊区为B类。高度(
12、m)12.2536.961.786.5111.21.061.501.792.002.16(4)求风振系数高度高宽比解：1、求风荷载标准值(1)基本风压值(2)风荷载体形系数(3)风压高度变化系数第32页/共37页33111.2m86.5m61.7m36.9m12.25m24.5m24.8m24.8m24.8m24.6m123.5m脉动影响系数：脉动增大系数：各高度处风振系数：第33页/共37页34(5)各段风载标准值(6)求各段风载集中标准值各分段间风载集中标准值：3544318026152038132024.5m24.8m24.8m24.8m24.6m123.5m第34页/共37页35(7)基底剪力：基底弯矩：第35页/共37页36思考题（三）思考题（三）第36页/共37页37感谢您的观看。第37页/共37页