華科高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計課件3

1、第第3章章 高層建筑結(jié)構(gòu)荷載高層建筑結(jié)構(gòu)荷載 本章主要介紹了高層建筑本章主要介紹了高層建筑風(fēng)荷風(fēng)荷載載的計算；的計算；抗震設(shè)防抗震設(shè)防的準則和基本的準則和基本設(shè)計方法，設(shè)計方法，水平地震作用水平地震作用的計算方的計算方法（主要是反應(yīng)譜法）與豎向地震法（主要是反應(yīng)譜法）與豎向地震作用的計算方法。作用的計算方法。教學(xué)提示教學(xué)要求 熟練掌握風(fēng)荷載的計算熟練掌握風(fēng)荷載的計算方法，以及用反應(yīng)譜方法計方法，以及用反應(yīng)譜方法計算水平地震作用的方法，理算水平地震作用的方法，理解抗震設(shè)防的準則和基本設(shè)解抗震設(shè)防的準則和基本設(shè)計方法，理解反應(yīng)譜理論。計方法，理解反應(yīng)譜理論。 高層建筑高層建筑的荷載包括的荷載包括豎

2、向荷載豎向荷載和和水平荷載水平荷載。恒。恒載與使用豎向活荷載的計算與一般房屋并無區(qū)載與使用豎向活荷載的計算與一般房屋并無區(qū)別。別。 鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)豎向荷載，對于框架鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)豎向荷載，對于框架結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)大約為剪力墻結(jié)構(gòu)大約為1214kN/m2，剪力墻和筒中筒結(jié)構(gòu)約剪力墻和筒中筒結(jié)構(gòu)約1416kN/m2。 一般民用高層建筑設(shè)計時可不考慮活荷載的不一般民用高層建筑設(shè)計時可不考慮活荷載的不利布置，按滿布活載計算內(nèi)力。當(dāng)活荷載較大利布置，按滿布活載計算內(nèi)力。當(dāng)活荷載較大時，例如圖書館書庫等，仍應(yīng)考慮活荷載不利時，例如圖書館書庫等，仍應(yīng)考慮活荷載不利布置。布置。

3、 施工及建筑設(shè)備荷載施工及建筑設(shè)備荷載 施工中采用附墻塔、爬塔等對結(jié)構(gòu)受力有施工中采用附墻塔、爬塔等對結(jié)構(gòu)受力有影響的起重機械或其他施工設(shè)備時，應(yīng)根影響的起重機械或其他施工設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)具體情況確定對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的據(jù)具體情況確定對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的施工荷載施工荷載。 旋轉(zhuǎn)餐廳軌道和驅(qū)動設(shè)備的自重應(yīng)按實際旋轉(zhuǎn)餐廳軌道和驅(qū)動設(shè)備的自重應(yīng)按實際情況確定。情況確定。 擦窗機等清洗設(shè)備應(yīng)按其實際情況確定其擦窗機等清洗設(shè)備應(yīng)按其實際情況確定其自重的大小和作用位置。自重的大小和作用位置。 直升機平臺直升機平臺的活荷載應(yīng)采用下列兩款中能使平臺產(chǎn)生的活荷載應(yīng)采用下列兩款中能使平臺產(chǎn)生最大內(nèi)力的荷載：最大內(nèi)力的荷載：1 直升

4、機總重量引起的局部荷載，按由實際最大起飛重直升機總重量引起的局部荷載，按由實際最大起飛重量決定的局部荷載標(biāo)準值乘以動力系數(shù)確定。對具有量決定的局部荷載標(biāo)準值乘以動力系數(shù)確定。對具有液壓輪胎起落架的直升機，動力系數(shù)可取液壓輪胎起落架的直升機，動力系數(shù)可取1.4；當(dāng)沒有；當(dāng)沒有機型技術(shù)資料時，局部荷載標(biāo)準值及其作用面積可根機型技術(shù)資料時，局部荷載標(biāo)準值及其作用面積可根據(jù)直升機類型按下表取用；據(jù)直升機類型按下表取用；局部荷載標(biāo)準值及其作用面積局部荷載標(biāo)準值及其作用面積2 等效均布活荷載等效均布活荷載5kN/m2。 空氣流動形成的風(fēng)遇到建筑物時，會使建筑物表空氣流動形成的風(fēng)遇到建筑物時，會使建筑物表面

5、產(chǎn)生壓力或吸力，這種作用稱為建筑物所受到的面產(chǎn)生壓力或吸力，這種作用稱為建筑物所受到的風(fēng)風(fēng)荷載。荷載。 風(fēng)的作用是風(fēng)的作用是不規(guī)則的，不規(guī)則的，風(fēng)壓隨風(fēng)速、風(fēng)向的變風(fēng)壓隨風(fēng)速、風(fēng)向的變化而不斷改變。實際上，風(fēng)荷載是隨時間波動的動力化而不斷改變。實際上，風(fēng)荷載是隨時間波動的動力荷載，但設(shè)計時一般把它荷載，但設(shè)計時一般把它視為靜荷載視為靜荷載。長周期的風(fēng)壓。長周期的風(fēng)壓使建筑物產(chǎn)生側(cè)移，短周期的脈動風(fēng)壓使建筑物在平使建筑物產(chǎn)生側(cè)移，短周期的脈動風(fēng)壓使建筑物在平均側(cè)移附近搖擺。均側(cè)移附近搖擺。 對于高度較大且較柔的高層建筑，要考慮對于高度較大且較柔的高層建筑，要考慮動力動力效應(yīng)效應(yīng)，適當(dāng)加大風(fēng)荷載數(shù)

6、值。，適當(dāng)加大風(fēng)荷載數(shù)值。3.1 風(fēng)荷載風(fēng)荷載 確定高層建筑風(fēng)荷載：確定高層建筑風(fēng)荷載： 大多數(shù)大多數(shù)情況情況(高度高度300m以下以下)可按照可按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定的方法；建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定的方法； 少數(shù)少數(shù)建筑建筑(高度大、對風(fēng)荷載敏感或高度大、對風(fēng)荷載敏感或有特殊情況有特殊情況)還要通過風(fēng)洞試驗確定風(fēng)還要通過風(fēng)洞試驗確定風(fēng)荷載，以補充規(guī)范的不足。荷載，以補充規(guī)范的不足。3.1.1風(fēng)荷載標(biāo)準值（風(fēng)荷載標(biāo)準值（kN/ m ）1 當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時0)(wzwzszk 基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓 一般高層建筑取一般高層建筑取重現(xiàn)期重現(xiàn)期為為50年的風(fēng)壓值計算風(fēng)荷載。年的風(fēng)壓值

7、計算風(fēng)荷載。 對風(fēng)荷載比較敏感的高層建筑（高度大于對風(fēng)荷載比較敏感的高層建筑（高度大于60m），承），承載力設(shè)計時應(yīng)按基本風(fēng)壓的載力設(shè)計時應(yīng)按基本風(fēng)壓的1.1倍采用。倍采用。 在進行舒適度計算時，取重現(xiàn)期為在進行舒適度計算時，取重現(xiàn)期為10年的風(fēng)壓值計算年的風(fēng)壓值計算風(fēng)荷載。風(fēng)荷載。0( )kgzszz 02 當(dāng)計算圍護結(jié)構(gòu)時當(dāng)計算圍護結(jié)構(gòu)時 風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)z0)(wzwzszk近海、海岸鄉(xiāng)村、郊區(qū)市區(qū)密集高層市區(qū)z對于平坦或稍有起伏的地形，風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)對于平坦或稍有起伏的地形，風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面租糙度類別按表根據(jù)地面租糙度類別按表3-1確定。確定。 地面粗糙度

8、可分為地面粗糙度可分為A、B、C、D四類四類: A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū); B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū); C類指有密集建筑群的城市市區(qū)類指有密集建筑群的城市市區(qū); D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。表表3-1 風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)z（2012版）版） 位于位于山區(qū)山區(qū)的高層建筑，按上述方法確定的高層建筑，按上述方法確定風(fēng)壓高度變風(fēng)壓高度變化系數(shù)化系數(shù)后，尚應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準后，尚應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準

9、 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范范GB50009的有關(guān)規(guī)定進行修正。的有關(guān)規(guī)定進行修正。 對于遠海海面和海島的建筑物或構(gòu)筑物，風(fēng)壓高度對于遠海海面和海島的建筑物或構(gòu)筑物，風(fēng)壓高度變化系數(shù)除可按變化系數(shù)除可按A 類粗糙度類別由上表確定外，還類粗糙度類別由上表確定外，還應(yīng)考慮下表中給出的修正系數(shù)。應(yīng)考慮下表中給出的修正系數(shù)。表3-2 遠海海面及海島的修正系數(shù)建筑物各個表面風(fēng)作用力的建筑物各個表面風(fēng)作用力的平均值平均值與與基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓的比值。的比值。s風(fēng)載體型系數(shù) 計算計算主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載效應(yīng)主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載效應(yīng)時，風(fēng)荷載體型時，風(fēng)荷載體型系數(shù)系數(shù) 可按下列規(guī)定采用可按下列規(guī)定采用: 1 圓形平

10、面建筑取圓形平面建筑取0.8; 2 正多邊形及截角三角形平面建筑，由下正多邊形及截角三角形平面建筑，由下式計算式計算: 式中式中 n - 多邊形的邊數(shù)。多邊形的邊數(shù)。 3 高寬比不大于高寬比不大于4的矩形、方形、十字形的矩形、方形、十字形平面建筑取平面建筑取1.3;sns/2 . 18 . 0 4 下列建筑取下列建筑取1.4: l) V形、形、Y形、弧形、雙十字形、井字形平面建形、弧形、雙十字形、井字形平面建筑筑; 2) L形、槽形和高寬比形、槽形和高寬比H/B大于大于4的十字形平面的十字形平面建筑建筑; 3) 高寬比高寬比H/B大于大于4，長寬比，長寬比L/B不大于不大于1.5的矩的矩形、形

11、、 鼓形平面建筑。鼓形平面建筑。 5 在需要更細致進行風(fēng)荷載計算的場合，風(fēng)荷載在需要更細致進行風(fēng)荷載計算的場合，風(fēng)荷載體型系數(shù)可按表體型系數(shù)可按表3-2或由風(fēng)洞試驗確定?；蛴娠L(fēng)洞試驗確定。檐口、雨篷、遮陽板、陽臺等水平構(gòu)件，計算局部檐口、雨篷、遮陽板、陽臺等水平構(gòu)件，計算局部上浮風(fēng)荷載時，風(fēng)荷載體型系數(shù)上浮風(fēng)荷載時，風(fēng)荷載體型系數(shù)s 不宜小于不宜小于2.0。當(dāng)當(dāng)多棟或群集多棟或群集的高層建筑相互間距較近時，的高層建筑相互間距較近時，宜考慮風(fēng)力相互干擾的宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)群體效應(yīng)。一般可將。一般可將單棟建筑的體型系數(shù)單棟建筑的體型系數(shù)s 乘以相互干擾增大系乘以相互干擾增大系數(shù)，相互干擾

12、系數(shù)可按下列規(guī)定確定數(shù)，相互干擾系數(shù)可按下列規(guī)定確定:1 對矩形平面高層建筑，當(dāng)單個施擾建筑與對矩形平面高層建筑，當(dāng)單個施擾建筑與受擾建筑高度相近時，根據(jù)施擾建筑的位置，受擾建筑高度相近時，根據(jù)施擾建筑的位置，對順風(fēng)向風(fēng)荷載可在對順風(fēng)向風(fēng)荷載可在1. 00 1. 10 范圍內(nèi)選范圍內(nèi)選取，對橫風(fēng)向風(fēng)荷載可在取，對橫風(fēng)向風(fēng)荷載可在1. 00 1. 20 范圍范圍內(nèi)選取內(nèi)選取;2 其他情況可比照類似條件的風(fēng)洞試驗資料其他情況可比照類似條件的風(fēng)洞試驗資料確定，必要時宜通過風(fēng)洞試驗確定。確定，必要時宜通過風(fēng)洞試驗確定。 對于對于基本自振周期大于基本自振周期大于0.25s的的工程結(jié)構(gòu)，以及工程結(jié)構(gòu)，以及

13、高度大于高度大于30m且高寬且高寬比大于比大于1.5的房屋建筑，的房屋建筑，應(yīng)應(yīng)考慮風(fēng)壓脈考慮風(fēng)壓脈動對結(jié)構(gòu)發(fā)生順風(fēng)向風(fēng)振的影響。動對結(jié)構(gòu)發(fā)生順風(fēng)向風(fēng)振的影響。風(fēng)振系數(shù)風(fēng)振系數(shù)z210+12+1=RBgIzz3/421211)+1 (6=xxR g峰值因子，可取峰值因子，可取2.5;I10 10m 高度名義湍流強度，對應(yīng)高度名義湍流強度，對應(yīng)A 、B 、C 和和D 類地面粗糙度，可分別取類地面粗糙度，可分別取0.12 、0.14 、0.23 和和0.39; R 脈動風(fēng)荷載的共振分量因子脈動風(fēng)荷載的共振分量因子;Bz 脈動風(fēng)荷載的背景分量因子脈動風(fēng)荷載的背景分量因子。210+12+1=RBgIz

14、z5,30=1011xkfxw式中式中 fl結(jié)構(gòu)第結(jié)構(gòu)第1階自振頻率階自振頻率(Hz); kw地面粗糙度修正系數(shù)，對地面粗糙度修正系數(shù)，對A類、類、B類、類、C類和類和D類地面粗糙度分別取類地面粗糙度分別取1.28、1.0、0.54 和和0.26; 1結(jié)構(gòu)阻尼比，對鋼結(jié)構(gòu)可取結(jié)構(gòu)阻尼比，對鋼結(jié)構(gòu)可取0.01，對，對有填充墻的鋼結(jié)構(gòu)房屋可取有填充墻的鋼結(jié)構(gòu)房屋可取0.02，對鋼筋混，對鋼筋混凝土及砌體結(jié)構(gòu)可取凝土及砌體結(jié)構(gòu)可取0.05，對其他結(jié)構(gòu)可根，對其他結(jié)構(gòu)可根據(jù)工程經(jīng)驗確定。據(jù)工程經(jīng)驗確定。 3/421211)+1 (6=xxR5,30=1011xkfxw 脈動風(fēng)荷載的背景分量因子可按下列

15、規(guī)定確定脈動風(fēng)荷載的背景分量因子可按下列規(guī)定確定: 1)對體型和質(zhì)量沿高度均勻分布的高層建筑和高聳結(jié)對體型和質(zhì)量沿高度均勻分布的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，可按下式計算構(gòu)，可按下式計算: zzxazzkHB)(11式中式中: 1(z)結(jié)構(gòu)第結(jié)構(gòu)第1階振型系數(shù)階振型系數(shù); H 結(jié)構(gòu)總高度結(jié)構(gòu)總高度(m) ，對，對A 、B 、C 和和D類地面粗糙度，類地面粗糙度，H的取值分別不應(yīng)大于的取值分別不應(yīng)大于300m 、350m 、450m 和和550m； x脈動風(fēng)荷載水平方向相關(guān)系數(shù)；脈動風(fēng)荷載水平方向相關(guān)系數(shù)； z脈動風(fēng)荷載豎直方向相關(guān)系數(shù)；脈動風(fēng)荷載豎直方向相關(guān)系數(shù)； k，a1系數(shù)，按表系數(shù)，按表3-3取值

16、。取值。表表3-3 系數(shù)系數(shù)k和和a1 2) 2) 對迎風(fēng)面和側(cè)風(fēng)面的寬度沿高度按直線或接近直對迎風(fēng)面和側(cè)風(fēng)面的寬度沿高度按直線或接近直線變化，而質(zhì)量沿高度按連續(xù)規(guī)律變化的高聳結(jié)構(gòu)，線變化，而質(zhì)量沿高度按連續(xù)規(guī)律變化的高聳結(jié)構(gòu)，上式計算的背景分量因子上式計算的背景分量因子B Bz z應(yīng)乘以修正系數(shù)應(yīng)乘以修正系數(shù)B B和和v v。B B為構(gòu)筑物在為構(gòu)筑物在z z高度處的迎風(fēng)面寬度高度處的迎風(fēng)面寬度B(B(z z) ) 與底部寬與底部寬度度B(0) B(0) 的比值；的比值；v v可按表可按表3-43-4確定。確定。表表3-4 修正系數(shù)修正系數(shù)v脈動風(fēng)荷載空間相關(guān)系數(shù)可按下列規(guī)定確定：脈動風(fēng)荷載空

17、間相關(guān)系數(shù)可按下列規(guī)定確定： 1)豎直方向的相關(guān)系數(shù)可按下式計算：豎直方向的相關(guān)系數(shù)可按下式計算：HeHHz60-60+10=60/-2)水平方向的相關(guān)系數(shù)可按下式計算：水平方向的相關(guān)系數(shù)可按下式計算： BeBHx50-50+10=50/-式中式中: B結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度(m)，B2H。3)對迎風(fēng)面較小的高聳結(jié)構(gòu)，水平方向的相關(guān)系數(shù)對迎風(fēng)面較小的高聳結(jié)構(gòu)，水平方向的相關(guān)系數(shù)可取可取x=1。 振型系數(shù)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)動力計算確定。對外形、質(zhì)振型系數(shù)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)動力計算確定。對外形、質(zhì)量、剛度沿高度按連續(xù)規(guī)律變化的豎向懸臂型高量、剛度沿高度按連續(xù)規(guī)律變化的豎向懸臂型高聳結(jié)構(gòu)及沿高度比較均勻的高層

18、建筑，振型系數(shù)聳結(jié)構(gòu)及沿高度比較均勻的高層建筑，振型系數(shù)1(z) 也可根據(jù)相對高度也可根據(jù)相對高度z/H 按荷載規(guī)范附錄按荷載規(guī)范附錄G確定。確定。 橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)風(fēng)振橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)風(fēng)振 對于橫風(fēng)向風(fēng)振效應(yīng)明顯的高層建筑和細長圓形對于橫風(fēng)向風(fēng)振效應(yīng)明顯的高層建筑和細長圓形截面構(gòu)筑物，宜考慮橫風(fēng)向風(fēng)振的影響；對于扭截面構(gòu)筑物，宜考慮橫風(fēng)向風(fēng)振的影響；對于扭轉(zhuǎn)風(fēng)振效應(yīng)明顯的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，宜慮扭轉(zhuǎn)風(fēng)振效應(yīng)明顯的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，宜慮扭轉(zhuǎn)風(fēng)振的影響。詳見荷載規(guī)范（轉(zhuǎn)風(fēng)振的影響。詳見荷載規(guī)范（GB500092012）8.5節(jié)之規(guī)定。節(jié)之規(guī)定。總體風(fēng)荷載 建筑物各個表面風(fēng)荷載的合力，是沿高度變化的分布

19、荷載，用于計算結(jié)構(gòu)側(cè)移和各構(gòu)件內(nèi)力。)coscoscos(2221110nnnszzBBBw 在計算結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件或圍護構(gòu)件，以及圍護構(gòu)在計算結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件或圍護構(gòu)件，以及圍護構(gòu)件與主體的連接時，風(fēng)荷載標(biāo)準值件與主體的連接時，風(fēng)荷載標(biāo)準值 圍護構(gòu)件及其連接的圍護構(gòu)件及其連接的風(fēng)荷載風(fēng)荷載01zsgzk式中：式中：gz高度高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；處的陣風(fēng)系數(shù)； s1風(fēng)荷載局部體型系數(shù)。風(fēng)荷載局部體型系數(shù)。 局部體型系數(shù)可按下列規(guī)定采用：局部體型系數(shù)可按下列規(guī)定采用： 1)封閉式矩形平面房屋的墻面及屋面可按荷載封閉式矩形平面房屋的墻面及屋面可按荷載規(guī)范表規(guī)范表8.3.3 的規(guī)定采用；的規(guī)定采用； 2)檐口

20、、雨篷、遮陽板、邊棱處的裝飾條等突出檐口、雨篷、遮陽板、邊棱處的裝飾條等突出構(gòu)件，取構(gòu)件，取-2.0； 3)其他房屋和構(gòu)筑物可按上節(jié)規(guī)定的體型系數(shù)的其他房屋和構(gòu)筑物可按上節(jié)規(guī)定的體型系數(shù)的1.25倍采用。倍采用。 計算非直接承受風(fēng)荷載的計算非直接承受風(fēng)荷載的圍護構(gòu)件圍護構(gòu)件風(fēng)荷載時，局風(fēng)荷載時，局部體型系數(shù)部體型系數(shù)s1可按構(gòu)件的從屬面積折減，折減系可按構(gòu)件的從屬面積折減，折減系數(shù)按下列規(guī)定采用數(shù)按下列規(guī)定采用: 1)當(dāng)從屬面積不大于當(dāng)從屬面積不大于1m2時，折減系數(shù)取時，折減系數(shù)取1.0； 2)當(dāng)從屬面積大于或等于當(dāng)從屬面積大于或等于25m2時，對墻面折減系時，對墻面折減系數(shù)取數(shù)取0.8 ，

21、對局部體型系數(shù)絕對值大于，對局部體型系數(shù)絕對值大于1.0 的屋面的屋面區(qū)域折減系數(shù)取區(qū)域折減系數(shù)取0.6，對其他屋面區(qū)域折減系數(shù)取，對其他屋面區(qū)域折減系數(shù)取1.0； 3)當(dāng)從屬面積大于當(dāng)從屬面積大于1m2小于小于25m2時，墻面和絕對時，墻面和絕對值大于值大于1.0的屋面局部體型系數(shù)可采用對數(shù)插值，的屋面局部體型系數(shù)可采用對數(shù)插值，即按下式計算局部體型系數(shù)即按下式計算局部體型系數(shù):4 . 1/log)1 ()25()(1111AAssss 對封閉式建筑物，內(nèi)表面也會有壓力或吸力，計對封閉式建筑物，內(nèi)表面也會有壓力或吸力，計算圍護構(gòu)件風(fēng)荷載時，建筑物內(nèi)部壓力的局部體算圍護構(gòu)件風(fēng)荷載時，建筑物內(nèi)部

22、壓力的局部體型系數(shù)，對于封閉式建筑物，按其外表面風(fēng)壓的型系數(shù)，對于封閉式建筑物，按其外表面風(fēng)壓的正負情況取一正負情況取一0.2或或0.2；僅一面墻有主導(dǎo)洞口的；僅一面墻有主導(dǎo)洞口的建筑物，按下列規(guī)定采用：建筑物，按下列規(guī)定采用： 1)當(dāng)開洞率大于當(dāng)開洞率大于0.02 且小于或等于且小于或等于0. 10 時，取時，取0.4s1； 2) 當(dāng)開洞率大于當(dāng)開洞率大于0. 10 且小于或等于且小于或等于0. 30 時，取時，取0. 6s1； 3) 當(dāng)開洞率大于當(dāng)開洞率大于0.30 時，取時，取0.8s1。 其他情況，應(yīng)按開放式建筑物的其他情況，應(yīng)按開放式建筑物的s1取值。取值。 計算圍護結(jié)構(gòu)計算圍護結(jié)構(gòu)

23、(包括門窗包括門窗)風(fēng)荷載時的陣風(fēng)系風(fēng)荷載時的陣風(fēng)系數(shù)應(yīng)按下表確定。數(shù)應(yīng)按下表確定。 房屋高度大于房屋高度大于200m 或有下列情況之一時，或有下列情況之一時，宜進行風(fēng)洞試驗判斷確定建筑物的風(fēng)荷宜進行風(fēng)洞試驗判斷確定建筑物的風(fēng)荷載。載。 平面形狀或立面形狀復(fù)雜；平面形狀或立面形狀復(fù)雜； 立面開洞或連體建筑；立面開洞或連體建筑； 周圍地形和環(huán)境較復(fù)雜。周圍地形和環(huán)境較復(fù)雜。風(fēng)荷載風(fēng)荷載3.1.3風(fēng)洞試驗風(fēng)洞試驗3.2 地震作用地震作用 地震效應(yīng)地震效應(yīng): 地面運動產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)反應(yīng)地面運動產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)反應(yīng),包包括加括加速度、速度、位移速度、速度、位移反應(yīng)。反應(yīng)。 地面運動特性的特征量（三要素）：地面運

24、動特性的特征量（三要素）：強強度、頻譜和持續(xù)時間度、頻譜和持續(xù)時間。 震中距的影響震中距的影響 建筑物本身的動力特性對建筑破壞程建筑物本身的動力特性對建筑破壞程度有很大的影響，建筑物的度有很大的影響，建筑物的動力特性動力特性：主要：主要指建筑物的指建筑物的自振周期、振型和阻尼自振周期、振型和阻尼。3.2.1 地震作用的特點地震作用的特點1.在遭受在遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震的多遇地震的影響時，建筑物一般不受損壞或不需的影響時，建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用（此時建筑物基本上修理仍可繼續(xù)使用（此時建筑物基本上處于彈性階段）。處于彈性階段）。3.2.2 抗震設(shè)防準

25、則和基本方法抗震設(shè)防準則和基本方法 抗震設(shè)防的目標(biāo)：抗震設(shè)防的目標(biāo)：(三水準三水準) “小震不壞，中震可修，大震不倒小震不壞，中震可修，大震不倒” 抗震設(shè)防是對建筑物進行抗震設(shè)計并采取一定抗震設(shè)防是對建筑物進行抗震設(shè)計并采取一定的抗震措施，以達到結(jié)構(gòu)抗震的效果和目的。的抗震措施，以達到結(jié)構(gòu)抗震的效果和目的。即：即：3 在遭受在遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度高于本地區(qū)設(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地的預(yù)估罕遇地震的影響時，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及震的影響時，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞（此時建筑物將產(chǎn)生嚴重生命的嚴重破壞（此時建筑物將產(chǎn)生嚴重破壞但不至于倒塌）。破壞但不至于倒塌）。 2 在遭受本地區(qū)在遭受

26、本地區(qū)規(guī)定的設(shè)防烈度規(guī)定的設(shè)防烈度的地震的影的地震的影響時，建筑物（包括結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)部分）響時，建筑物（包括結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)部分）可能有一定損壞，但不至危及人民生命和可能有一定損壞，但不至危及人民生命和生產(chǎn)設(shè)備的安全，經(jīng)一般修理仍可繼續(xù)使生產(chǎn)設(shè)備的安全，經(jīng)一般修理仍可繼續(xù)使用。（此時建筑物進入彈塑性階段）用。（此時建筑物進入彈塑性階段）第二階段設(shè)計第二階段設(shè)計：對于有特殊要求的建筑和地震時容對于有特殊要求的建筑和地震時容易倒塌的結(jié)構(gòu)，按大震作用下驗算結(jié)構(gòu)的彈塑性易倒塌的結(jié)構(gòu)，按大震作用下驗算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形，以滿足第三水準的要求。變形，以滿足第三水準的要求?？拐鹨?guī)范抗震規(guī)范以以二階段設(shè)計法二階段設(shè)

27、計法來實現(xiàn)來實現(xiàn)上述上述“三水準三水準”抗震設(shè)計目標(biāo)?？拐鹪O(shè)計目標(biāo)。第一階段設(shè)計第一階段設(shè)計：按小震作用效應(yīng)和其它荷載效應(yīng)的按小震作用效應(yīng)和其它荷載效應(yīng)的基本組合驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，以及小震作基本組合驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，以及小震作用下驗算結(jié)構(gòu)的彈性變形，以滿足第一、二水準用下驗算結(jié)構(gòu)的彈性變形，以滿足第一、二水準的要求。然后通過概念設(shè)計和構(gòu)造措施來滿足第的要求。然后通過概念設(shè)計和構(gòu)造措施來滿足第三水準的要求。三水準的要求。反應(yīng)譜：反應(yīng)譜：單質(zhì)點彈性體系在一定的地面運動作用下，單質(zhì)點彈性體系在一定的地面運動作用下，其最大反應(yīng)（加速度、速度和位移反應(yīng)）與體系自其最大反應(yīng)（加速度、速度和位移

28、反應(yīng)）與體系自振周期之間的變化曲線（譜曲線）。振周期之間的變化曲線（譜曲線）。3.2.3抗震計算理論抗震計算理論 計算地震作用的方法可分為靜力法、計算地震作用的方法可分為靜力法、反應(yīng)譜方法（擬靜力法）和時程分析法反應(yīng)譜方法（擬靜力法）和時程分析法（直接動力法）。（直接動力法）。 反應(yīng)譜理論反應(yīng)譜理論 用地震波（加速度時程）作為地面運動輸入，用地震波（加速度時程）作為地面運動輸入，直接計算并輸出結(jié)構(gòu)直接計算并輸出結(jié)構(gòu)隨時間隨時間而變化的地震反而變化的地震反應(yīng)。應(yīng)。 地震波的選?。翰捎脧椝苄詣恿Ψ治龇椒ㄟM地震波的選取：采用彈塑性動力分析方法進行薄弱層驗算時，行薄弱層驗算時，宜宜符合下頁要求：符合下

29、頁要求： 直接動力理論直接動力理論gxmkxxcxm -1 應(yīng)按建筑場地類別和設(shè)計地震分組選用不少于二組應(yīng)按建筑場地類別和設(shè)計地震分組選用不少于二組實際地震記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線，實際地震記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線，其平均地震影響系數(shù)曲線應(yīng)與振型分解反應(yīng)譜法所其平均地震影響系數(shù)曲線應(yīng)與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計意義上相符，且彈采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計意義上相符，且彈性時程分析時，每條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部性時程分析時，每條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的剪力不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的65%，多條

30、時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平，多條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的均值不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的80%；2 地震波的持續(xù)時間不宜小于建筑結(jié)構(gòu)基本自振周期地震波的持續(xù)時間不宜小于建筑結(jié)構(gòu)基本自振周期的的5 倍和倍和15s，地震波的時間間距可取，地震波的時間間距可取0.01s 或或0.02s；3 輸入地震波的最大加速度，可按表采用輸入地震波的最大加速度，可按表采用。 3 輸入地震波的最大加速度，可按下表采用輸入地震波的最大加速度，可按下表采用。4 結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)宜取多條時程曲線計算結(jié)果的結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)宜取多條時程曲線計算結(jié)果的包

31、絡(luò)值與振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的較大值。包絡(luò)值與振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的較大值。 時程分析時輸入地震加速度的最大值（時程分析時輸入地震加速度的最大值（cm/s2）3.2.4 設(shè)計反應(yīng)譜設(shè)計反應(yīng)譜 因此關(guān)鍵在于確定因此關(guān)鍵在于確定 值。其直接變量為值。其直接變量為結(jié)構(gòu)自振周期，另外還場地特征周期和結(jié)構(gòu)阻結(jié)構(gòu)自振周期，另外還場地特征周期和結(jié)構(gòu)阻尼比有關(guān)尼比有關(guān) 。然后按抗震規(guī)范中給出的地震。然后按抗震規(guī)范中給出的地震影響系數(shù)曲線確定。影響系數(shù)曲線確定。GFkgSa/地震作用：地震作用：地震影響系數(shù)：地震影響系數(shù)：1、除有專門規(guī)定外，建筑結(jié)構(gòu)的、除有專門規(guī)定外，建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比阻尼比應(yīng)取應(yīng)取0.0

32、5，此時，阻尼調(diào)整系數(shù)此時，阻尼調(diào)整系數(shù)2=1 ；曲線下降段衰減指數(shù)；曲線下降段衰減指數(shù)=0.9 ，直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)，直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)1=0.02 2、當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比按有關(guān)規(guī)定不等于、當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比按有關(guān)規(guī)定不等于0.05時：時：2 阻尼調(diào)整系數(shù)，當(dāng)小于0.55時，應(yīng)取0.5532405. 002. 016 . 108. 005. 01263 . 005. 09 . 0水平地震影響系數(shù)最大值水平地震影響系數(shù)最大值max 應(yīng)按下表取值；特征應(yīng)按下表取值；特征周期應(yīng)根據(jù)場地類別和設(shè)計地震分組按表周期應(yīng)根據(jù)場地類別和設(shè)計地震分組按表3-9取值。取值。6度時建造于度時建

33、造于類場地較高的高層建筑，類場地較高的高層建筑，7度和度和7度以上度以上的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)進行多遇地震作用下的截面抗震驗算。的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)進行多遇地震作用下的截面抗震驗算。水平地震影響系數(shù)最大值水平地震影響系數(shù)最大值max特征周期應(yīng)根據(jù)場地類別和設(shè)計地震分組按下表取值。特征周期應(yīng)根據(jù)場地類別和設(shè)計地震分組按下表取值。特征周期值特征周期值 T g(s)較高的高層建筑較高的高層建筑： 如高于如高于40m的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)； 高于高于60m的其他鋼筋混凝土的民用房的其他鋼筋混凝土的民用房屋等。屋等。 應(yīng)應(yīng)進行多遇地震作用下截面抗震驗算，進行多遇地震作用下截面抗震驗算，尚應(yīng)尚應(yīng)進行

34、相應(yīng)的變形驗算。進行相應(yīng)的變形驗算。3.2.5 水平地震作用計算水平地震作用計算 底部剪力法底部剪力法 1 適用范圍適用范圍：高度不超過：高度不超過40m,以剪切變形為主且質(zhì)量和剛以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)。度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)。 2 結(jié)構(gòu)的水平地震標(biāo)準值結(jié)構(gòu)的水平地震標(biāo)準值，按下列公式計算：，按下列公式計算： FEk結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準值結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準值1 相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)。相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)。 Geq結(jié)構(gòu)總重力荷載，單質(zhì)點應(yīng)取總重力荷載代表值，多結(jié)構(gòu)總重力荷載，單質(zhì)點應(yīng)取總重力荷載代表值，多質(zhì)點可取總重力

35、荷載代表值的質(zhì)點可取總重力荷載代表值的85%。 eqEkGF1ieqGG85. 0EknnnEknjjjiiiFFFHGHGF)1 (1 Fi質(zhì)點質(zhì)點i的水平地震作用標(biāo)準值的水平地震作用標(biāo)準值 Hi，Hj分別為質(zhì)點分別為質(zhì)點i,j的計算高度的計算高度 n頂部附加地震作用系數(shù)，多層鋼筋頂部附加地震作用系數(shù)，多層鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)房屋按表混凝土和鋼結(jié)構(gòu)房屋按表3-10查取。查取。nFnFiF 說明： 鞭端效應(yīng)鞭端效應(yīng):當(dāng)建筑物有突出屋面的當(dāng)建筑物有突出屋面的小建筑物，如屋頂間、女兒墻等時，小建筑物，如屋頂間、女兒墻等時，由于這些建筑物的質(zhì)量和剛度突然由于這些建筑物的質(zhì)量和剛度突然變小，地震反應(yīng)隨之

36、加大。這種現(xiàn)變小，地震反應(yīng)隨之加大。這種現(xiàn)象稱為象稱為“鞭端效應(yīng)鞭端效應(yīng)”。對多層建筑，。對多層建筑，抗震規(guī)范（抗震規(guī)范（GB500112010）規(guī)）規(guī)定，當(dāng)采用底部剪力法計算這類建定，當(dāng)采用底部剪力法計算這類建筑的地震作用效應(yīng)時，宜乘以增大筑的地震作用效應(yīng)時，宜乘以增大系數(shù)系數(shù)3，此增大部分不應(yīng)向下傳遞，此增大部分不應(yīng)向下傳遞，但與該突出部分相連的構(gòu)件應(yīng)予以但與該突出部分相連的構(gòu)件應(yīng)予以計入。對高層建筑，增大系數(shù)應(yīng)按計入。對高層建筑，增大系數(shù)應(yīng)按高規(guī)（高規(guī)（JGJ32010)附錄附錄B.0.3之之規(guī)定選用。規(guī)定選用。1nF 因結(jié)構(gòu)計算模型分為水平結(jié)構(gòu)和空間結(jié)因結(jié)構(gòu)計算模型分為水平結(jié)構(gòu)和空間結(jié)

37、構(gòu)，振型組合也有兩種方法。這里主要介紹：構(gòu)，振型組合也有兩種方法。這里主要介紹： 1 平面結(jié)構(gòu)振型分解反應(yīng)譜法平面結(jié)構(gòu)振型分解反應(yīng)譜法 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)j振型振型i質(zhì)點的水平地震作用標(biāo)準值，應(yīng)質(zhì)點的水平地震作用標(biāo)準值，應(yīng)按下列公式確定：按下列公式確定： Fji=jjXjiGi （i=1,2n, j=1,2m）式中：式中： Fji j振型振型i質(zhì)點的水平地震作用標(biāo)準值質(zhì)點的水平地震作用標(biāo)準值j相應(yīng)于相應(yīng)于j振型自振周期的地震影響系數(shù)振型自振周期的地震影響系數(shù)振型分解反應(yīng)譜法振型分解反應(yīng)譜法重力荷載代表值：重力荷載代表值： 應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準值和個可變荷載組合值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準值和個可變荷載

38、組合值之和之和。niijiniijijGXGX121Xjij振型振型i質(zhì)點的水平相對位移質(zhì)點的水平相對位移jj振型的參與系數(shù)振型的參與系數(shù) Gi集中于集中于i質(zhì)點的重力荷載代表值。質(zhì)點的重力荷載代表值。 2 振型組合振型組合 水平地震作用效應(yīng)（彎矩、剪力、軸力和水平地震作用效應(yīng)（彎矩、剪力、軸力和變形），應(yīng)按下式確定：變形），應(yīng)按下式確定：SEk水平地震作用標(biāo)準值的效應(yīng)水平地震作用標(biāo)準值的效應(yīng)Sjj振型水平地震作用標(biāo)準值的效應(yīng)，可只取前振型水平地震作用標(biāo)準值的效應(yīng)，可只取前23個個振型，當(dāng)基本自振周期大于振型，當(dāng)基本自振周期大于1.5s或房屋高寬比大于或房屋高寬比大于5時，振時，振型個數(shù)應(yīng)適當(dāng)

39、增加。型個數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。2jEkSS計算方法：計算方法：理論計算理論計算; 半理論半經(jīng)驗公式半理論半經(jīng)驗公式; 經(jīng)驗公式。經(jīng)驗公式。1，理論計算理論計算（在采用振型分解反應(yīng)譜計算時應(yīng)用）：（在采用振型分解反應(yīng)譜計算時應(yīng)用）： 剛度法、柔度法剛度法、柔度法 剛度增大后周期折減系數(shù)：剛度增大后周期折減系數(shù)： 框架：框架：0.60.7 框架框架剪力墻：剪力墻：0.70.8 剪力墻剪力墻: 1.03.2.6 結(jié)構(gòu)自振周期的計算結(jié)構(gòu)自振周期的計算2 半理論半經(jīng)驗公式半理論半經(jīng)驗公式（采用底部剪力法時應(yīng)用）（采用底部剪力法時應(yīng)用）101.7TT 重力荷載作為水平力作用于各質(zhì)點上計算結(jié)構(gòu)重力荷載作為水平力作

40、用于各質(zhì)點上計算結(jié)構(gòu)的彈性側(cè)移曲線，得頂點的以彈性側(cè)移的彈性側(cè)移曲線，得頂點的以彈性側(cè)移T（單位是（單位是m), 0為結(jié)構(gòu)基本周期修正系數(shù)，取值同上。為結(jié)構(gòu)基本周期修正系數(shù)，取值同上。1） 頂點位移法頂點位移法NiiiNiiiGgGT112012計算步驟：計算步驟： 以重力荷載作為水平力作用于各質(zhì)點上以重力荷載作為水平力作用于各質(zhì)點上 計算結(jié)構(gòu)的彈性側(cè)移曲線，得各質(zhì)點的彈計算結(jié)構(gòu)的彈性側(cè)移曲線，得各質(zhì)點的彈性側(cè)移性側(cè)移i 2 ）能量法）能量法3 經(jīng)驗公式（僅用于估算）經(jīng)驗公式（僅用于估算） 1） 鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，高度鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，高度2550m， 剪剪力墻間距力墻間距6m左右：左右： T1橫橫=0.06N T1縱縱=0.05N 2） 鋼筋混凝土框架鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻結(jié)構(gòu)： T1=（0.060.09）N 3 ）鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)：）鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)： T1=（0.080.10）N 4 ）鋼結(jié)構(gòu)：）鋼結(jié)構(gòu)： T1=0.10N N建筑物層數(shù)建筑物層數(shù)4 自振周期的調(diào)整自振周期的調(diào)整 當(dāng)非承重墻體為砌體墻時，高層建筑結(jié)構(gòu)的當(dāng)非承重墻體為砌體墻時，高層建筑結(jié)構(gòu)的計算自振周期折減系數(shù)可按下列規(guī)定取值：計算自振周期折減系數(shù)可按下列規(guī)定取值：1 框架結(jié)構(gòu)可取框