第3章荷载和地震作用 西安建筑科技大学 高层建筑结构设计 第3章荷载和地震作用 西安建筑科技大学土木工程学院 史庆轩
第3章 荷载和地震作用 荷载和地震作用 西安建筑科技大学 第3章 荷载和地震作用 荷载和地震作用 西安建筑科技大学土木工程学院 史庆轩 高层建筑结构设计 高层建筑结构设计
第3章荷载和地震作用 西安建筑科技大学 本章主要内容: 3.1竖向荷载(简要介绍) >3.2风荷载(重点) >3.3地震作用(简要介绍,抗震课讲授)
第3章 荷载和地震作用 荷载和地震作用 西安建筑科技大学 本章主要内容： 本章主要内容： 3.1 竖向荷载（简要介绍） 3.2 风荷载（重点） 3.3 地震作用（简要介绍，抗震课讲授）
第3章荷载和地震作用 西安建筑科技大学 第3章高层建筑结构的荷载和地震作用 高层建筑结构主要承受竖向荷载和水平荷载 恒荷载 风荷载 1)竖向荷载 2)水平荷载 活荷载 地震作用 与多层建筑结构有所不同,高层建筑结构 1)竖向荷载效应远大于多层建筑结构; 2)水平荷载的影响显著增加,成为其设计的主要因素; 3)对高层建筑结构尚应考虑竖向地震的作用。 3.1竖向荷载
第3章 荷载和地震作用 荷载和地震作用 西安建筑科技大学 3.1 竖向荷载 第3章 高层建筑结构的荷载和地震作用 与多层建筑结构有所不同，高层建筑结构—— 1）竖向荷载效应远大于多层建筑结构； 2）水平荷载的影响显著增加，成为其设计的主要因素； 3）对高层建筑结构尚应考虑竖向地震的作用。 高层建筑结构主要承受竖向荷载和水平荷载。 1）竖向荷载 2）水平荷载 恒荷载 活荷载 风荷载 地震作用
第3章荷载和地震作用 西安建筑科技大学 31竖向荷载 1、恒荷载 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。 3.1竖向荷载
第3章 荷载和地震作用 荷载和地震作用 西安建筑科技大学 3.1 竖向荷载 3.1 竖向荷载 1、恒荷载 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
第3章荷载和地震作用 西安建筑科技大学 2、活荷载 (1)楼面活载 1)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,楼面活荷載的折减可在构件内力组合时取用。 3)计算活荷载产生内力时,可不考虑活荷载的不利布置, 按活荷载满布进行计算,然后将所得梁跨中截面和支座截面弯 矩乘以11~1.3的放大系数 (2)屋面活载 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《荷載规范》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。 3.1竖向荷载
第3章 荷载和地震作用 荷载和地震作用 西安建筑科技大学 3.1 竖向荷载 2、活荷载 (1)楼面活载 1）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）计算活荷载产生内力时，可不考虑活荷载的不利布置， 按活荷载满布进行计算，然后将所得梁跨中截面和支座截面弯 矩乘以1.1~1.3的放大系数。 (2)屋面活载 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
第3章荷载和地震作用 西安建筑科技大学 (3)屋面雪荷载 1)屋面水平投影面上的雪荷载标准值: k 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《荷載规范》取用;μ-为屋面 积雪分布系数,可按《荷載规范》取用。 2)雪荷载的组合值系数、频遇值系数、准永久值系数按 雪荷载分区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不同由《荷载规范》查取。 3)雪荷载不应与屋面均布活荷载同时组合。 (4)施工活荷载 施工活荷载一般取1.0~15kNm2。 3.1竖向荷载
第3章 荷载和地震作用 荷载和地震作用 西安建筑科技大学 3.1 竖向荷载 (3)屋面雪荷载 1）屋面水平投影面上的雪荷载标准值： 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、频遇值系数、准永久值系数按 雪荷载分区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不同由《荷载规范》查取。 3）雪荷载不应与屋面均布活荷载同时组合。 (4)施工活荷载 施工活荷载一般取 1.0~1.5kN/m2。 k r 0 S S = μ
第3章荷载和地震作用 西安建筑科技大学 32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 标准地貌 标准风速 风向 风荷载一风的动力作用 建筑外型 建筑高度 对高层建筑,一方面风使建筑物受到一个基本上比较稳定 的风压,另一方面风又使建筑物产生风力振动。(静力+动力) 3.2风荷载
第3章 荷载和地震作用 荷载和地震作用 西安建筑科技大学 3.2 风荷载 3.2 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。 对高层建筑，一方面风使建筑物受到一个基本上比较稳定 的风压，另一方面风又使建筑物产生风力振动。(静力＋动力) 风荷载 标准地貌 标准风速 风向 风的动力作用 建筑外型 建筑高度
第3章荷载和地震作用 西安建筑科技大学 3.2.1风荷载标准值 主体结构计算时,垂直于建筑物表面的风荷载标准值 1k=B212 式中1—风荷载标准值(kN/m2) 10—基本风压(KNm2) μ—风荷载体型系数,应按《荷载规范》第7.3节的规定采用 2风压高度变化系数: B2高度z处的风振系数。 风荷载作用面积取垂直于风向的最大投影面积 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vo (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 3.2风荷载
第3章 荷载和地震作用 荷载和地震作用 西安建筑科技大学 3.2 风荷载 3.2.1 风荷载标准值 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。 主体结构计算时，垂直于建筑物表面的风荷载标准值 风荷载作用面积取垂直于风向的最大投影面积
第3章荷载和地震作用 西安建筑科技大学 2、风压高度变化系数 风速大小与高度有关,一般近地面处的风速较小,愈向上 风速逐步加大。当达到一定高度时(300-500m),风速不受地表 影响,达到所谓梯度风。且风速的变化还与地面粗糙程度有关 梯度风 到450 梯度风 梯度风 90 m100 城市 乡村 海洋 风压沿高度的变化规律一般用指数函数表示,即 H H HV—分别为标准高度(如10m)及该处的平均风速; C -地面粗糙度系数;地表粗糙程度愈大,则愈大: 3.2风荷载
第3章 荷载和地震作用 荷载和地震作用 西安建筑科技大学 3.2 风荷载 风压沿高度的变化规律一般用指数函数表示，即 2、风压高度变化系数 风速大小与高度有关，一般近地面处的风速较小，愈向上 风速逐步加大。当达到一定高度时(300~500m)，风速不受地表 影响，达到所谓梯度风。且风速的变化还与地面粗糙程度有关。 梯度风 梯度风 城市 乡村 海洋 70 79 91 100 49 59 76 90 100 61 77 89 100 梯度风 离地高度（m） ( )α vz = vH z H H Hv ——分别为标准高度（如10m）及该处的平均风速； α ——地面粗糙度系数；地表粗糙程度愈大， 值则愈大； α
第3章荷载和地震作用 西安建筑科技大学 风压高度变化系数:为某类地表上某空高度处的风压与基本风压 的比值,该系数取决于地面粗糙程度指数。现行规范将地面粗糙程度 分为四类: A类—指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区; B类—指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋稀疏的乡镇、城市郊区; 类一指有密集建筑群的城市市区; D类—指密集建筑群且房屋较高的城市市区 表3.2.1风压高度变化系数p 离地面或海平面 地面粗糙度类别 离地面或海平面 地面粗糙度类别 平均高度(m) BcD平均高度(m 3.12 2201.861.451.02 3.12312312291 2.12 0.93 350 3123.122942.68 0 2.03 1.67 125084 300 312297275245 1921561.13073 250 2992.80254219 1.801421.00062 2832612301.92 1631250.84062 2.64 161 1.14 74062 100 2402091.70127 10 1.381000.740.62 342021.621.19 1.171000.74062 2271.951.541.11
第3章 荷载和地震作用 荷载和地震作用 西安建筑科技大学 风压高度变化系数：为某类地表上某空高度处的风压与基本风压 的比值，该系数取决于地面粗糙程度指数。现行规范将地面粗糙程度 分为四类： A类—指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类—指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋稀疏的乡镇、城市郊区； C类—指有密集建筑群的城市市区； D类—指密集建筑群且房屋较高的城市市区