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)的豎向荷載效應遠大于多層建筑結(jié)構(gòu)，水平荷載的影響顯著增加，成為其設計的主要因素。此外高層建筑結(jié)構(gòu)還應考慮溫度變化、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。2022/12/151

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；水平荷載包括風荷載和水平地震作用。計算作用在高層建筑結(jié)構(gòu)上的風荷載時，對主要承重結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)應分別計算。2022/12/152

§3-1.風荷載

空氣流動形成的風遇到建筑物時，在建筑物表面產(chǎn)生的壓力或吸力即建筑物的風荷載。風荷載的大小主要和近地風的性質(zhì)、風速、風向有關；建筑物所在地的地貌及周圍環(huán)境有關；建筑物本身的高度、形狀以及表面狀況有關。垂直于建筑物表面上的風荷載標準值可按下式計算：wk=bzmsmzw0

。2022/12/153

為風荷載標準值為z高度處的風振系數(shù)為風荷載體型系數(shù)為風壓高度變化系數(shù)為基本風壓2022/12/154一、基本風壓w0：我國建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定，基本風壓以當?shù)乇容^空曠平坦地面、離地10m高，統(tǒng)計所得50年一遇10分鐘平均最大風速

v0(m/s)為標準，一般按

w0

=v02/1600

確定的風壓值;可參考荷載規(guī)范。對于特別重要和對風比較敏感的高層建筑，其基本風壓按100年重現(xiàn)期的風壓值采用。在進行舒適度計算時，取重現(xiàn)期為10年的風壓值。2022/12/155二、風壓高度變化系數(shù)mz：風速由地面出為零沿高度逐漸增大，不同地表面粗糙度使風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。其值可有荷載規(guī)范查得。2022/12/1561）在近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)，地面空曠，空氣流動幾乎無阻擋物（A類粗糙度），風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類粗糙度），風速隨高度的增加減慢；3)有密集建筑物的大城市市區(qū)（C類粗糙度），風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類粗糙度），風的流動受到阻擋，風速減小，因此風速隨高度增加更緩慢一些。表1列出了各種情況下的風壓高度變化系數(shù)。2022/12/1572022/12/158三、風載體形系數(shù)ms：1）單體建筑的體型系數(shù)風的作用力隨建筑物的體形、尺度、表面狀況而變化。風作用的大小、方向可以通過實測或風洞試驗得到。規(guī)范給出了一般高層建筑的風載體形系數(shù)。通過實測可以得到風在建筑物表面的實際風壓，風載體型系數(shù)是指實際風壓與基本風壓的比值。見下圖a、b風壓分布。2022/12/1592022/12/15102022/12/7112）群體風壓壓體型系數(shù)數(shù)對建筑群，，尤其是高高層建筑群群，當房屋屋相互間距距較近時，，由于漩渦渦的相互干干擾，房屋屋某些部位位的局部風風壓會顯著著增大。為為此，《高層規(guī)程》規(guī)定，當多多棟或群集集的高層建建筑相互間間距較近時時，宜考慮慮風力相互互干擾的群群體效應。。一般可將將單體建筑筑的體型系系數(shù)ms乘以相互干干擾增大系系數(shù)，該系系數(shù)可參考考類似條件件的試驗資資料確定，，必要時宜宜通過風洞洞試驗確定定。2022/12/712（3）局部部風壓壓體型型系數(shù)數(shù)在計算算風荷荷載對對建筑筑物某某個局局部表表面的的作用用時，，要采采用局局部風風荷載載體型型系數(shù)數(shù)，用用于驗算算表面面圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)及玻玻璃等等強度度和構(gòu)構(gòu)件連連接強強度。。檐口、、雨蓬蓬、遮遮陽板板、陽陽臺等等水平平構(gòu)件件計算算局部部上浮浮風荷荷載時時，風風荷載載體型型系數(shù)數(shù)ms不宜小小于-2.0。設計計建筑筑幕墻墻時，，應按按有關關的標標準規(guī)規(guī)定采采用。。2022/12/713四、風風振系系數(shù)bz：風的作作用是是不規(guī)規(guī)則的的，實實際建建筑是是在平平均側(cè)移附附近擺擺動。。當房房屋結(jié)結(jié)構(gòu)H>30m且H/B>1.5時，需需考慮慮振動動的影影響。。2022/12/714脈動增增大系系數(shù)2022/12/7153.2風荷載周期的近近似計算算2022/12/716脈動影響響系數(shù)2022/12/717平均風壓壓與波動動風壓2022/12/718五.總體風載載與局部部風載1.總風荷載載為建筑筑物各個個表面上上承受風風力的合合力，是是沿建筑物物高度變變化的線線荷載。。通常按x、y兩個互相相垂直的的方向分分別計算算總風荷荷載。2.局部風載載：驗算算外圍結(jié)結(jié)構(gòu)強度度、陽臺臺、雨蓬蓬的飄浮浮風載。。一般取取ms=-2.0。2022/12/719六.風洞試驗驗風是紊亂亂的隨機機現(xiàn)象，，風對建建筑物的的作用十十分復雜雜，規(guī)范范中關于于風荷載載值的確確定適用用于大多多數(shù)體型型較規(guī)則則、高度度不太大大的單幢幢高層建建筑。目前還沒沒有有效效的預測測體型復復雜、高高柔建筑筑物風作作用的計計算方法法。摩天天大樓可可能造成成很強的的地面風風，對行行人和商商店有很很大的影影響；當當附近還還有別的的高層建建筑時，，群體效效應對建建筑物和和建筑物物之間的的通道也也會造成成危害，，這些都都可以通通過風洞洞試驗得得到對設設計有用用的數(shù)據(jù)據(jù)。2022/12/720我國現(xiàn)行行《混凝土高高規(guī)》規(guī)定有下下列情況況之一的建筑筑物，宜宜按風洞洞試驗確確定風荷荷載：1)高度大于于200m；2)高度大于于150m，且平面面形狀不不規(guī)則、、立面形形狀復雜雜，或立立面開洞洞、連體體建筑等等；3)規(guī)范或規(guī)規(guī)程中沒沒有給出出風載荷荷體型系系數(shù)的建建筑物；；4)周圍地形形和環(huán)境境復雜，，鄰近有有高層建建筑時，，宜考慮慮互相干干擾的群群體效應應，一般般可將單單個建筑筑物的體體型系數(shù)數(shù)乘以相相互干擾擾增大系系數(shù)，缺缺乏該系系數(shù)時宜宜通過風風洞試驗驗得出。。2022/12/721作業(yè)某高層鋼筋筋混凝土框框架8層結(jié)構(gòu)，層層高均為5m,高度為40m，假定H/B=2,平面尺寸見見下圖，風風向垂直從從右向左。。已知基本本風壓為0.5，建筑場地地C。計算在風風荷載作用用下各層的的線荷載分分布。標注注的尺寸單單位均為厘厘米，周期期按經(jīng)驗公公式。2022/12/722地震時，由由于地震波波的作用產(chǎn)產(chǎn)生地面運運動，并通通過房屋基基礎影響上上部結(jié)構(gòu)，，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生的動態(tài)態(tài)作用，這這就是地震震作用。地地震波會使使房屋產(chǎn)生生豎向振動動和水平振振動，一般般對房屋的的破壞主要要是由水平平振動造成成的，因此此設計中主主要考慮水水平地震作作用，只有有震中附近近的高烈度度區(qū)或豎向向振動會產(chǎn)產(chǎn)生嚴重后后果時，才才同時考慮慮豎向地震震作用。§3-2.地震作用2022/12/72312層鋼筋混凝凝土住宅和和商務大樓樓，自樓梯梯間相接處處分裂，東東側(cè)樓6層以下全部部塌陷，并并向東側(cè)倒倒在鄰房4層樓公寓上上。西側(cè)樓樓5層以下全部部倒塌，并并向西傾倒倒在另一棟棟大樓上，，柱間距介介于8米到10米，且柱子子數(shù)量偏少少。2022/12/72416層鋼筋混凝凝土住宅大大樓。地震震時其中一一棟傾倒，，靠在呈L型平面大樓樓上，柱間間距7至10米。造成傾傾倒的原因因是底層柱柱子數(shù)量少少，間距太太大。2022/12/7252022/12/726開灤煤礦醫(yī)醫(yī)院，五層層磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)（局部七七層），僅僅西部轉(zhuǎn)角角殘存。。2022/12/727唐山地區(qū)交交通局，磚磚混結(jié)構(gòu)的的三層辦公公樓遭到破破壞。（此此處為唐山山地震重點點保護遺跡跡之一。））2022/12/7281、目目前前的的地地震震形形勢勢地震震的的發(fā)發(fā)生生有有間間歇歇性性。。一一段段時時間間內(nèi)內(nèi)發(fā)發(fā)生生較較頻頻繁繁，，一一段段時時間間內(nèi)內(nèi)較較平平靜靜。。我國國目目前前處處于于地地震震活活躍躍期期。。2022/12/729近年年來來國國際際上上大大地地震震：：（1）印印度度大大地地震震，，2001年1月26日上上午午8時46分，，印印度度西西北北部部古古吉吉拉拉特特邦邦，，地地級級7.9級。。（2）美美國國加加州州北北嶺嶺地地震震，，1994年1月17日，，7.0級，，2400棟建建筑筑被被毀毀，，多多處處高高架架公公路路橋橋受受損損，，死死亡亡61人，，傷傷7300人，，直直接接經(jīng)經(jīng)濟濟損損失失300億美美元元。。（3）日本本阪神神地震震，1995年11月17日，7.2級，22萬棟房房屋倒倒塌或或嚴重重損壞壞，死死亡6348人，傷傷4萬人，，經(jīng)濟濟損失失1000億美元元。2022/12/7302、地震地地面運運動的的一般般特征征1.地面運運動最最大加加速度度2.地面運運動的的周期期3.強震的的持續(xù)續(xù)時間間地面運運動的的一般般特征征可用用地面面運動動加速速度記記錄曲曲線來來說明明。2022/12/7313-2.地震作作用一、特特點：：是慣慣性力力，與與質(zhì)質(zhì)量m、結(jié)構(gòu)構(gòu)的動動力特特性（（結(jié)構(gòu)構(gòu)的自振周周期））及地地面運運動有有關。。二、抗抗震震設防防目標標及方方法1.總目標標：通過抗抗震設設防，，減輕輕建筑筑的破破壞，，避免免人員員死亡亡，減輕經(jīng)經(jīng)濟損損失。。具體通通過““三水水準””的抗抗震設設防要要求和和“兩兩階段段”的的抗震震設計計方法實實現(xiàn)。。2.““三水準準”抗抗震設設防目目標：：當遭受受低于于本地地區(qū)抗抗震設設防烈烈度的的多遇遇地震震影響響時，，一般般不受損損壞或或不需需修理理可繼繼續(xù)使使用。。當遭受受相當當于本本地區(qū)區(qū)抗震震設防防烈度度的地地震影影響時時，可可能損損壞，經(jīng)經(jīng)一般般修理理或不不需修修理仍仍可繼繼續(xù)使使用。。當遭受受高于于本地地區(qū)抗抗震設設防烈烈度的的預估估的罕罕遇地地震影影響時時，不致倒倒塌或或發(fā)生生危及及生命命的嚴嚴重破破壞。。簡稱為為：““小震震不壞壞，中中震可可修，，大震震不倒倒”。。2022/12/7323.““兩階段段”抗抗震設設計方方法第一階階段：：對絕大大多數(shù)數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)進行行小震震作用用下的的結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)構(gòu)件承承載力力驗算；在在此基基礎上上對各各類結(jié)結(jié)構(gòu)按按規(guī)定定要求求采取取抗震震措施施。第二階階段：：對一些些規(guī)范范規(guī)定定的結(jié)結(jié)構(gòu)進進行大大震作作用下下的彈彈塑性性變形形驗算。有特殊殊要求求的建建筑、、地震震易倒倒塌的的建筑筑、有有明顯顯薄弱弱層的的建筑筑，特特別不不規(guī)則則的建建筑等等2022/12/733三、抗抗震設設防范范圍抗震設設防烈烈度為為6度及以以上地地區(qū)的的所有有新建建建筑筑工程程均必必需進進行抗抗震設設計。。規(guī)范適適用于于6-9度地區(qū)區(qū)抗震震設計計及隔隔震、、消能能減震震設計計。超過9度的地地區(qū)和和行業(yè)業(yè)有特特殊要要求的的工業(yè)業(yè)建筑筑按有有關專專門規(guī)規(guī)定執(zhí)執(zhí)行。。四、抗抗震設設防依依據(jù)一般情情況下下采用用抗震震設防防烈度度。在一定定條件件下可可采用用抗震震設防防區(qū)劃劃提供供的地地震動動參數(shù)數(shù)。2022/12/734五、抗抗震震設防防分類類及抗抗震設設防措措施建筑類類別不不同，，抗震震設防防標準準也不不同。。抗震次要建筑丁類

除甲乙丁類以外的一般建筑丙類

地震時使用功能不能中斷需盡快恢復的建筑乙類

重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害的建筑甲類

設防分類1.抗震設設防分分類《建筑抗抗震設設防分分類標標準》GB50223。該標準準主要要以地地震中中和地地震后后房屋屋的損損壞對對社會會和經(jīng)經(jīng)濟產(chǎn)產(chǎn)生的的影響響的程程度大大小，，將建建筑分分成4個抗震震設防防類別別?！督ㄖ箍拐鹪O設計規(guī)規(guī)范》GB50011-2001對上面面標準準作了了修改改。2022/12/735應允許比本地區(qū)抗震設防烈度的要求適當降低，但抗震設防烈度為6度時不應降低丁類應符合本地區(qū)抗震設防烈度度的要求丙類一般情況下，當抗震設防烈度為6-8度時，應符合本地區(qū)抗震設防烈度提高1度的要求；當9度時，應符合比9度抗震設防更高的要求，對較小的乙類建筑，當其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時，應允許仍按本地區(qū)抗震設防烈度的要求采取抗震措施。乙類當抗震設防烈度為6-8度時，應符合本地區(qū)抗震設防烈度提高1度的要求；當為9度時，應符合比9度抗震設防更高的要求甲類抗震措施較小乙類類建筑：：工礦企企業(yè)的變變電所、、空壓站站以及城城市供水水水源的的泵房等等?？拐鹦阅苣茌^好的的結(jié)構(gòu)類類型指鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)或鋼結(jié)結(jié)構(gòu)。2.抗震設防防措施抗震措施施:除結(jié)構(gòu)地地震作用用計算和和抗力計計算以外外的抗震震設計內(nèi)內(nèi)容，包包括抗震震構(gòu)造措措施?？拐饦?gòu)造造措施：：一般不不須計算算而對結(jié)結(jié)構(gòu)和非非結(jié)構(gòu)各各部分必必須采取取的各種種細部要要求。2022/12/736甲類：地地震作用用計算以以及抗震震構(gòu)造措措施均應應高于本本地區(qū)的的設防烈烈度。按按地震安安全性