高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件

第三講

高層建筑結(jié)構(gòu)荷載及荷載組合第三講

高層建筑結(jié)構(gòu)荷載及荷載組合1第三章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載一、高層建筑結(jié)構(gòu)荷載類型豎向荷載結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重樓屋面可變荷載豎向地震作用（設(shè)防烈度9度高層建筑、設(shè)防烈度8、9度的大跨度梁和懸臂結(jié)構(gòu)）水平荷載風(fēng)荷載水平地震作用（地震區(qū)）第三章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載一、高層建筑結(jié)構(gòu)荷載類型水平荷2二、重力荷載的計(jì)算方法和計(jì)算要點(diǎn)

1、重力荷載的計(jì)算方法

重力荷載的準(zhǔn)確計(jì)算宜從標(biāo)準(zhǔn)層開始，取標(biāo)準(zhǔn)層中的標(biāo)準(zhǔn)單元或標(biāo)準(zhǔn)塊準(zhǔn)確計(jì)算具體計(jì)算宜采取板-梁-柱（墻）的順序進(jìn)行，即先計(jì)算板的面荷載（包括填充墻的線荷載在內(nèi)的算術(shù)平均值，即總荷載/板面積），再計(jì)算梁的線荷載，最后計(jì)算主梁的集中荷載及柱（墻）上的荷載屋面層、設(shè)備層、裙房層再分別按同樣原理計(jì)算注意：在計(jì)算板的均布面荷載傳遞到梁（墻）上作為線荷載、梁的線荷載傳遞到主梁上作為集中荷載及主梁的線荷載（自重等）和集中荷載傳遞到柱（墻）上作為集中力的計(jì)算全過程中，一般均可按簡(jiǎn)支的方法進(jìn)行，不必考慮實(shí)際結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，以簡(jiǎn)化計(jì)算。（由于高層建筑結(jié)構(gòu)樓（屋）蓋水平構(gòu)件的連續(xù)性的影響往往被高層結(jié)構(gòu)重力荷載效應(yīng)下豎向構(gòu)件的彈性壓縮、混凝土收縮和徐變等影響調(diào)整覆蓋）二、重力荷載的計(jì)算方法和計(jì)算要點(diǎn)32、重力荷載的計(jì)算要點(diǎn)計(jì)算梁的自重時(shí)，要注意扣除梁板重疊部分的板重，尤其在扁梁、寬扁梁結(jié)構(gòu)中更需注意（計(jì)算表明，由于設(shè)計(jì)計(jì)算未注意扣除梁板重疊部分的板重而引起的總重力荷載的增大的誤差通常有10%～20%左右）計(jì)算墻的自重時(shí)，要注意扣除墻板重復(fù)部分的板重。

（計(jì)算表明，此重疊部分引起的總重力荷載的增大的誤差通常在5%左右）使用活荷載的計(jì)算要注意折減。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）的規(guī)定，為便利計(jì)算簡(jiǎn)化，在計(jì)算柱、墻的總重力荷載，確定墻、柱截面時(shí)，建議樓面使用或荷載標(biāo)準(zhǔn)值的折減系數(shù)可統(tǒng)一取值如下表所示2、重力荷載的計(jì)算要點(diǎn)4三、樓面可變荷載取值《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）確定高層建筑屋面直升機(jī)停機(jī)坪荷載荷載的組合值系數(shù)應(yīng)取0.7頻遇值系數(shù)應(yīng)取0.6準(zhǔn)永久值系數(shù)應(yīng)取0三、樓面可變荷載取值荷載的組合值系數(shù)應(yīng)取0.75四、風(fēng)荷載四、風(fēng)荷載6高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件7幾點(diǎn)說明對(duì)于特別重要的高層建筑，目前尚無統(tǒng)一、明確的定義，一般可根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限和安全等級(jí)確定。設(shè)計(jì)使用年限為100年的或安全等級(jí)為一級(jí)的高層建筑可認(rèn)為是特別重要的高層建筑考慮到房屋高度大于60m的高層建筑對(duì)風(fēng)荷載比較敏感，其基本風(fēng)壓可按100年一遇的風(fēng)壓值采用。當(dāng)沒有100年一遇的風(fēng)壓資料時(shí)，也可近似將50年一遇的基本風(fēng)壓值乘以增大系數(shù)1.1采用對(duì)于房屋高度不超過60m的一般高層建筑，其基本風(fēng)壓可按重現(xiàn)期50年的基本風(fēng)壓確定，其基本風(fēng)壓是否提高，可由設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況確定。幾點(diǎn)說明82、分壓高度變化系數(shù)在大氣邊界層內(nèi)，風(fēng)速隨地面高度而增大。當(dāng)氣壓場(chǎng)隨高度不變時(shí)，風(fēng)速隨高度增大的規(guī)律主要取決于地面粗糙度和溫度垂直梯度。通常認(rèn)為在離地面高度為300m～500m時(shí)，風(fēng)速不再受地面粗糙度的影響，也即達(dá)到所謂“梯度速度”，該高度稱之為梯度風(fēng)高度。對(duì)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)地面粗糙度類別決定。《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）將地面粗糙度分為A、B、C、和D四類（見表）。2、分壓高度變化系數(shù)9高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件10高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件113、風(fēng)載體型系數(shù)

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）表7.3.1列出38項(xiàng)不同類型的建筑物和各類結(jié)構(gòu)的體型系數(shù)，當(dāng)建筑物與表中列出的體型類同時(shí)可參考應(yīng)用。房屋和構(gòu)筑物與表中的體型類同時(shí)，可按表規(guī)定取用；房屋和構(gòu)筑物與表中的體型類不同時(shí)，可參考有關(guān)資料采用；房屋和構(gòu)筑物與表中的體型類不同且無參考資料可借鑒時(shí)，宜由風(fēng)洞試驗(yàn)確定；對(duì)重要且體型復(fù)雜的房屋和構(gòu)筑物，應(yīng)由風(fēng)洞試驗(yàn)確定。3、風(fēng)載體型系數(shù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2121、矩形截面2、L形截面3、槽形截面

4、正多邊形平面、圓形平面1、矩形截面2、L形截面3、槽形截面4、正多邊形平面、圓形135、扇形平面

6、棱形平面

7、十字形平面

8、井字形平面

5、扇形平面6、棱形平面7、十字形平面8、井字形平面149、X形平面

10、艸形平面

11、六角形平面

12、Y形平面

9、X形平面10、艸形平面11、六角形平面12、Y形平15高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件16高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件17高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件18高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件195、總體風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載總體風(fēng)荷載時(shí)建筑物各表面承受風(fēng)力作用的合力，是沿高度變化的分布荷載，用于計(jì)算抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)移及各構(gòu)件內(nèi)力。局部風(fēng)荷載用于計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件或維護(hù)構(gòu)件或圍護(hù)構(gòu)件與主體的連接（水平懸挑構(gòu)件、幕墻構(gòu)件及其連接件等），采用風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk計(jì)算，但采用局部風(fēng)荷載體型系數(shù)。5、總體風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載20局部風(fēng)荷載用于計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件或維護(hù)構(gòu)件或圍護(hù)構(gòu)件與主體的連接（水平懸挑構(gòu)件、幕墻構(gòu)件及其連接件等），采用風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk計(jì)算，但采用局部風(fēng)荷載體型系數(shù)。當(dāng)建筑群，尤其是高層建筑群，房屋相互間距較近時(shí)，由于旋渦的相互干擾，房屋某些部位的局部風(fēng)壓會(huì)顯著增大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以考慮?！兑?guī)范》GB50009規(guī)定：將單獨(dú)建筑物的體型系數(shù)s乘以相互干擾系數(shù)(可參考類似條件的試驗(yàn)資料確定；必要時(shí)宜通過風(fēng)洞試驗(yàn)得出)以考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)。風(fēng)力作用在高層建筑表面，其壓力分布很不均勻，在角隅、檐口、邊棱處和在附屬結(jié)構(gòu)的部位（陽臺(tái)、雨篷等外挑構(gòu)件），局部風(fēng)壓會(huì)超過按表所得的平均風(fēng)壓《規(guī)范》GB50009規(guī)定：對(duì)負(fù)壓區(qū)可根據(jù)不同部位分別取體型系數(shù)為-1.0-2.2對(duì)封閉式建筑物，考慮到建筑物內(nèi)實(shí)際存在的個(gè)別孔口和縫隙，以及機(jī)械通風(fēng)等因素，室內(nèi)可能存在正負(fù)不同的氣壓?！兑?guī)范》GB50009規(guī)定：對(duì)封閉式建筑物的內(nèi)表面壓力系數(shù)，按外表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.2局部風(fēng)荷載用于計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件或維護(hù)構(gòu)件或圍護(hù)構(gòu)件與主體的連21高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件22高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件23高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件24高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件25高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件26五、高層建筑結(jié)構(gòu)的舒適度五、高層建筑結(jié)構(gòu)的舒適度27對(duì)照國(guó)外的研究成果和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，與我國(guó)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-98）相協(xié)調(diào)，要求高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)具有更好的使用條件，滿足舒適度的要求。對(duì)照國(guó)外的研究成果和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，與我國(guó)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層28高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件29高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件30六、地震作用1、結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算方法的三個(gè)階段靜力法1900年日本學(xué)者大森房吉提出震度法概念，將地震作用簡(jiǎn)化為靜力反應(yīng)譜理論20世紀(jì)30年代美國(guó)開展了強(qiáng)震記錄的研究(ElCentro),美國(guó)M.Biot提出用地震記錄計(jì)算反應(yīng)譜的概念，50年代初，G.W.Housner實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)譜的計(jì)算，并應(yīng)用于抗震設(shè)計(jì)。時(shí)程分析方法20世紀(jì)50年代末期,G.W.Housner實(shí)現(xiàn)了地震反應(yīng)的動(dòng)力計(jì)算分析，并成功應(yīng)用于抗震設(shè)計(jì)。20世紀(jì)70年代，地震反應(yīng)動(dòng)力分析得到發(fā)展，從彈性時(shí)程分析方法發(fā)展到彈塑性時(shí)程分析方法?；诔休d力的抗震設(shè)計(jì)方法靜力法和最初的反應(yīng)譜理論基于承載力和延性的抗震設(shè)計(jì)概念以反應(yīng)譜理論為基礎(chǔ)，以三水準(zhǔn)設(shè)防為目標(biāo)，以構(gòu)件極限承載力設(shè)計(jì)保證結(jié)構(gòu)承載力，以構(gòu)造措施保證結(jié)構(gòu)延性的完整的抗震設(shè)計(jì)方法。六、地震作用31高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件322、底部剪力法（自學(xué)）3、振型分解反應(yīng)譜法（自學(xué)）4、時(shí)程分析時(shí)程分析法在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部位作用一個(gè)地面運(yùn)動(dòng)加速度時(shí)程，用動(dòng)力方法直接計(jì)算出結(jié)構(gòu)隨時(shí)間而變化的地震反應(yīng)。一、動(dòng)力計(jì)算方法多自由度體系的動(dòng)力方程2、底部剪力法（自學(xué)）33JGJ3-2002規(guī)定：79度抗震設(shè)防的高層建筑，下列情況應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算甲類高層建筑結(jié)構(gòu)乙、丙類高層建筑結(jié)構(gòu)8度I、II類場(chǎng)地和7度，建筑高度>100m8度III、IV類場(chǎng)地，建筑高度>80m9度，建筑高度>60m豎向不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)（帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)、帶加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、多塔結(jié)構(gòu)等）質(zhì)量沿高度分布特別不均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)JGJ3-2002規(guī)定：79度抗震設(shè)防的高層建筑，下列34地震波應(yīng)按建筑場(chǎng)地類別和設(shè)計(jì)地震分組選用不少于二組實(shí)際地震記錄和一組人工模擬的加速度時(shí)程曲線人工模擬加速度時(shí)程曲線其平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計(jì)上相符。彈性時(shí)程分析時(shí)，每條時(shí)程曲線計(jì)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65%，多條時(shí)程曲線計(jì)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80%地震波的持續(xù)時(shí)間不宜小于結(jié)構(gòu)基本自振周期的3-4倍，也不宜少于12s，地震波的時(shí)間間距可取0.01s或0.02s

輸入地震加速度的最大值地震波35第四章荷載效應(yīng)組合一、荷載效應(yīng)組合（無地震作用組合、有地震作用組合）1、無地震作用的荷載效應(yīng)組合第四章荷載效應(yīng)組合一、荷載效應(yīng)組合（無地震作用組合、有地36高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件37

高層建筑無地震作用組合基本的荷載工況：

1.2×恒載效應(yīng)+1.4×活荷載效應(yīng)

1.2×恒載效應(yīng)+1.4×活荷載效應(yīng)+1.4×1.0×風(fēng)載效應(yīng)高層建筑無地震作用組合基本的荷載工況：382、有地震作用的荷載效應(yīng)組合有地震作用時(shí)承載力表達(dá)式：2、有地震作用的荷載效應(yīng)組合39高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件40高層建筑，有地震作用組合的基本工況：對(duì)所有高層建筑1.2×恒載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)對(duì)于60m以上高層建筑1.2×恒載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)荷載效應(yīng)9度設(shè)防高層建筑1.2×恒載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+0.5×豎向地震作用效應(yīng)9度設(shè)防高層建筑1.2×恒載效應(yīng)+1.3×豎向地震作用效應(yīng)對(duì)于9度設(shè)防，且60m以上高層建筑1.2×恒載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+0.5×豎向地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)荷載效應(yīng)高層建筑，有地震作用組合的基本工況：41高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件42二、建筑物重要性分類建筑應(yīng)按其使用功能的重要性，分為甲、乙、丙、丁四類，其劃分應(yīng)符合下列要求：甲類建筑地震破壞后對(duì)社會(huì)有嚴(yán)重影響，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有巨大損失或有特殊要求的建筑。乙類建筑主要指使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)，及地震破壞會(huì)造成社會(huì)重大影響和國(guó)民經(jīng)濟(jì)重大損失的建筑。丙類建筑地震破壞后有一般影響及其他不屬于甲、乙、丁類的建筑。丁類建筑地震破壞或倒塌不會(huì)影響上述各類建筑，且社會(huì)影響、經(jīng)濟(jì)損失輕微的建筑。一般指儲(chǔ)存物品價(jià)值低，人員活動(dòng)少的單層倉庫建筑。二、建筑物重要性分類43三、抗震等級(jí)抗震等級(jí)～設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、房屋高度（特一級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí))在結(jié)構(gòu)受力性質(zhì)與變形方面，框架-核心筒結(jié)構(gòu)與框架-剪力墻結(jié)構(gòu)基本上是一致的，盡管框架-核心筒結(jié)構(gòu)由于剪力墻組成筒體而大大提高了抗側(cè)力能力，但周邊稀柱框架較弱，設(shè)計(jì)上的處理與框架-剪力墻結(jié)構(gòu)仍是基本相同的。對(duì)其抗震等級(jí)的要求不應(yīng)降低，個(gè)別情況要求更嚴(yán)?？蚣塄C剪力墻結(jié)構(gòu)中，由于剪力墻部分剛度遠(yuǎn)大于框架部分的剛度，因此對(duì)框架部分的抗震能力要求比純框架結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)降低。當(dāng)剪力墻部分的剛度相對(duì)較少時(shí)，則框架部分的設(shè)計(jì)仍應(yīng)按普通框架考慮，不應(yīng)降低要求。

A級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)按表4-5確定其抗震等級(jí)。B級(jí)高度的高層建筑，其抗震等級(jí)應(yīng)有更嚴(yán)格的要求，應(yīng)按表4-6采用。三、抗震等級(jí)44高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件45高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件46各抗震設(shè)防類別的高層建筑結(jié)構(gòu)，其抗震措施應(yīng)符合下列要求：甲類、乙類建筑：當(dāng)本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為6～8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求；當(dāng)本地區(qū)的設(shè)防烈度為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。當(dāng)建筑場(chǎng)地為Ⅰ類時(shí)，應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震構(gòu)造措施。丙類建筑：應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。當(dāng)建筑場(chǎng)地為Ⅰ類時(shí)，除6度外，應(yīng)允許按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度降低一度的要求采取抗震構(gòu)造措施。建筑場(chǎng)地為Ⅲ、Ⅳ類時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)，宜分別按抗震設(shè)防烈度8度（0.20g）和9度（0.40g）時(shí)各類建筑的要求采取抗震構(gòu)造措施。各抗震設(shè)防類別的高層建筑結(jié)構(gòu)，其抗震措施應(yīng)符合下列要求：47高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件48抗震措施包含了抗震構(gòu)造措施，因此，表4-*表示所有抗震措施應(yīng)滿足的烈度要求；表4-4表示因場(chǎng)地類別不同，對(duì)抗震構(gòu)造措施提出的部分放松或從嚴(yán)的要求。具體說，與構(gòu)件設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整及抗震構(gòu)造措施都有關(guān)時(shí)，按表4-*的烈度確定抗震等級(jí)；僅與抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)有關(guān)時(shí)，按表4-4的烈度確定抗震等級(jí)?？拐鸫胧┌丝拐饦?gòu)造措施，因此，表4-*表示所有抗震措49思考題（三）思考題（三）502、P72，3.23、P72,3.34、高層建筑基本風(fēng)壓W0怎樣取值？5、如何驗(yàn)算高層建筑結(jié)構(gòu)的舒適度？6、建筑物的重力荷載代表值指什么？7、如何具體應(yīng)用乙類、丙類建筑的抗震措施和抗震構(gòu)造措施的規(guī)定？8、P89,4.5(部分)試比較一幢15層，45m高，位于7度抗震設(shè)防區(qū)的框架和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)有什么不同？如果在8度設(shè)防區(qū)，抗震等級(jí)有何變化？9、P89,4.8(部分)試分析一幢30層、99m高、位于7度抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)作哪幾種工況組合？如果該建筑位于9度抗震設(shè)防區(qū)會(huì)有哪些不同？請(qǐng)分別列出這兩幢結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移組合的計(jì)算式（列出分項(xiàng)及組合系數(shù)）。2、P72，3.251第三講

高層建筑結(jié)構(gòu)荷載及荷載組合第三講

高層建筑結(jié)構(gòu)荷載及荷載組合52第三章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載一、高層建筑結(jié)構(gòu)荷載類型豎向荷載結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重樓屋面可變荷載豎向地震作用（設(shè)防烈度9度高層建筑、設(shè)防烈度8、9度的大跨度梁和懸臂結(jié)構(gòu)）水平荷載風(fēng)荷載水平地震作用（地震區(qū)）第三章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載一、高層建筑結(jié)構(gòu)荷載類型水平荷53二、重力荷載的計(jì)算方法和計(jì)算要點(diǎn)

1、重力荷載的計(jì)算方法

重力荷載的準(zhǔn)確計(jì)算宜從標(biāo)準(zhǔn)層開始，取標(biāo)準(zhǔn)層中的標(biāo)準(zhǔn)單元或標(biāo)準(zhǔn)塊準(zhǔn)確計(jì)算具體計(jì)算宜采取板-梁-柱（墻）的順序進(jìn)行，即先計(jì)算板的面荷載（包括填充墻的線荷載在內(nèi)的算術(shù)平均值，即總荷載/板面積），再計(jì)算梁的線荷載，最后計(jì)算主梁的集中荷載及柱（墻）上的荷載屋面層、設(shè)備層、裙房層再分別按同樣原理計(jì)算注意：在計(jì)算板的均布面荷載傳遞到梁（墻）上作為線荷載、梁的線荷載傳遞到主梁上作為集中荷載及主梁的線荷載（自重等）和集中荷載傳遞到柱（墻）上作為集中力的計(jì)算全過程中，一般均可按簡(jiǎn)支的方法進(jìn)行，不必考慮實(shí)際結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，以簡(jiǎn)化計(jì)算。（由于高層建筑結(jié)構(gòu)樓（屋）蓋水平構(gòu)件的連續(xù)性的影響往往被高層結(jié)構(gòu)重力荷載效應(yīng)下豎向構(gòu)件的彈性壓縮、混凝土收縮和徐變等影響調(diào)整覆蓋）二、重力荷載的計(jì)算方法和計(jì)算要點(diǎn)542、重力荷載的計(jì)算要點(diǎn)計(jì)算梁的自重時(shí)，要注意扣除梁板重疊部分的板重，尤其在扁梁、寬扁梁結(jié)構(gòu)中更需注意（計(jì)算表明，由于設(shè)計(jì)計(jì)算未注意扣除梁板重疊部分的板重而引起的總重力荷載的增大的誤差通常有10%～20%左右）計(jì)算墻的自重時(shí)，要注意扣除墻板重復(fù)部分的板重。

（計(jì)算表明，此重疊部分引起的總重力荷載的增大的誤差通常在5%左右）使用活荷載的計(jì)算要注意折減。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）的規(guī)定，為便利計(jì)算簡(jiǎn)化，在計(jì)算柱、墻的總重力荷載，確定墻、柱截面時(shí)，建議樓面使用或荷載標(biāo)準(zhǔn)值的折減系數(shù)可統(tǒng)一取值如下表所示2、重力荷載的計(jì)算要點(diǎn)55三、樓面可變荷載取值《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）確定高層建筑屋面直升機(jī)停機(jī)坪荷載荷載的組合值系數(shù)應(yīng)取0.7頻遇值系數(shù)應(yīng)取0.6準(zhǔn)永久值系數(shù)應(yīng)取0三、樓面可變荷載取值荷載的組合值系數(shù)應(yīng)取0.756四、風(fēng)荷載四、風(fēng)荷載57高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件58幾點(diǎn)說明對(duì)于特別重要的高層建筑，目前尚無統(tǒng)一、明確的定義，一般可根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限和安全等級(jí)確定。設(shè)計(jì)使用年限為100年的或安全等級(jí)為一級(jí)的高層建筑可認(rèn)為是特別重要的高層建筑考慮到房屋高度大于60m的高層建筑對(duì)風(fēng)荷載比較敏感，其基本風(fēng)壓可按100年一遇的風(fēng)壓值采用。當(dāng)沒有100年一遇的風(fēng)壓資料時(shí)，也可近似將50年一遇的基本風(fēng)壓值乘以增大系數(shù)1.1采用對(duì)于房屋高度不超過60m的一般高層建筑，其基本風(fēng)壓可按重現(xiàn)期50年的基本風(fēng)壓確定，其基本風(fēng)壓是否提高，可由設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況確定。幾點(diǎn)說明592、分壓高度變化系數(shù)在大氣邊界層內(nèi)，風(fēng)速隨地面高度而增大。當(dāng)氣壓場(chǎng)隨高度不變時(shí)，風(fēng)速隨高度增大的規(guī)律主要取決于地面粗糙度和溫度垂直梯度。通常認(rèn)為在離地面高度為300m～500m時(shí)，風(fēng)速不再受地面粗糙度的影響，也即達(dá)到所謂“梯度速度”，該高度稱之為梯度風(fēng)高度。對(duì)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)地面粗糙度類別決定?！督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）將地面粗糙度分為A、B、C、和D四類（見表）。2、分壓高度變化系數(shù)60高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件61高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件623、風(fēng)載體型系數(shù)

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）表7.3.1列出38項(xiàng)不同類型的建筑物和各類結(jié)構(gòu)的體型系數(shù)，當(dāng)建筑物與表中列出的體型類同時(shí)可參考應(yīng)用。房屋和構(gòu)筑物與表中的體型類同時(shí)，可按表規(guī)定取用；房屋和構(gòu)筑物與表中的體型類不同時(shí)，可參考有關(guān)資料采用；房屋和構(gòu)筑物與表中的體型類不同且無參考資料可借鑒時(shí)，宜由風(fēng)洞試驗(yàn)確定；對(duì)重要且體型復(fù)雜的房屋和構(gòu)筑物，應(yīng)由風(fēng)洞試驗(yàn)確定。3、風(fēng)載體型系數(shù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2631、矩形截面2、L形截面3、槽形截面

4、正多邊形平面、圓形平面1、矩形截面2、L形截面3、槽形截面4、正多邊形平面、圓形645、扇形平面

6、棱形平面

7、十字形平面

8、井字形平面

5、扇形平面6、棱形平面7、十字形平面8、井字形平面659、X形平面

10、艸形平面

11、六角形平面

12、Y形平面

9、X形平面10、艸形平面11、六角形平面12、Y形平66高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件67高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件68高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件69高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件705、總體風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載總體風(fēng)荷載時(shí)建筑物各表面承受風(fēng)力作用的合力，是沿高度變化的分布荷載，用于計(jì)算抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)移及各構(gòu)件內(nèi)力。局部風(fēng)荷載用于計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件或維護(hù)構(gòu)件或圍護(hù)構(gòu)件與主體的連接（水平懸挑構(gòu)件、幕墻構(gòu)件及其連接件等），采用風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk計(jì)算，但采用局部風(fēng)荷載體型系數(shù)。5、總體風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載71局部風(fēng)荷載用于計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件或維護(hù)構(gòu)件或圍護(hù)構(gòu)件與主體的連接（水平懸挑構(gòu)件、幕墻構(gòu)件及其連接件等），采用風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk計(jì)算，但采用局部風(fēng)荷載體型系數(shù)。當(dāng)建筑群，尤其是高層建筑群，房屋相互間距較近時(shí)，由于旋渦的相互干擾，房屋某些部位的局部風(fēng)壓會(huì)顯著增大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以考慮?！兑?guī)范》GB50009規(guī)定：將單獨(dú)建筑物的體型系數(shù)s乘以相互干擾系數(shù)(可參考類似條件的試驗(yàn)資料確定；必要時(shí)宜通過風(fēng)洞試驗(yàn)得出)以考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)。風(fēng)力作用在高層建筑表面，其壓力分布很不均勻，在角隅、檐口、邊棱處和在附屬結(jié)構(gòu)的部位（陽臺(tái)、雨篷等外挑構(gòu)件），局部風(fēng)壓會(huì)超過按表所得的平均風(fēng)壓《規(guī)范》GB50009規(guī)定：對(duì)負(fù)壓區(qū)可根據(jù)不同部位分別取體型系數(shù)為-1.0-2.2對(duì)封閉式建筑物，考慮到建筑物內(nèi)實(shí)際存在的個(gè)別孔口和縫隙，以及機(jī)械通風(fēng)等因素，室內(nèi)可能存在正負(fù)不同的氣壓。《規(guī)范》GB50009規(guī)定：對(duì)封閉式建筑物的內(nèi)表面壓力系數(shù)，按外表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.2局部風(fēng)荷載用于計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件或維護(hù)構(gòu)件或圍護(hù)構(gòu)件與主體的連72高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件73高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件74高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件75高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件76高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件77五、高層建筑結(jié)構(gòu)的舒適度五、高層建筑結(jié)構(gòu)的舒適度78對(duì)照國(guó)外的研究成果和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，與我國(guó)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-98）相協(xié)調(diào)，要求高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)具有更好的使用條件，滿足舒適度的要求。對(duì)照國(guó)外的研究成果和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，與我國(guó)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層79高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件80高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件81六、地震作用1、結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算方法的三個(gè)階段靜力法1900年日本學(xué)者大森房吉提出震度法概念，將地震作用簡(jiǎn)化為靜力反應(yīng)譜理論20世紀(jì)30年代美國(guó)開展了強(qiáng)震記錄的研究(ElCentro),美國(guó)M.Biot提出用地震記錄計(jì)算反應(yīng)譜的概念，50年代初，G.W.Housner實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)譜的計(jì)算，并應(yīng)用于抗震設(shè)計(jì)。時(shí)程分析方法20世紀(jì)50年代末期,G.W.Housner實(shí)現(xiàn)了地震反應(yīng)的動(dòng)力計(jì)算分析，并成功應(yīng)用于抗震設(shè)計(jì)。20世紀(jì)70年代，地震反應(yīng)動(dòng)力分析得到發(fā)展，從彈性時(shí)程分析方法發(fā)展到彈塑性時(shí)程分析方法?；诔休d力的抗震設(shè)計(jì)方法靜力法和最初的反應(yīng)譜理論基于承載力和延性的抗震設(shè)計(jì)概念以反應(yīng)譜理論為基礎(chǔ)，以三水準(zhǔn)設(shè)防為目標(biāo)，以構(gòu)件極限承載力設(shè)計(jì)保證結(jié)構(gòu)承載力，以構(gòu)造措施保證結(jié)構(gòu)延性的完整的抗震設(shè)計(jì)方法。六、地震作用82高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件832、底部剪力法（自學(xué)）3、振型分解反應(yīng)譜法（自學(xué)）4、時(shí)程分析時(shí)程分析法在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部位作用一個(gè)地面運(yùn)動(dòng)加速度時(shí)程，用動(dòng)力方法直接計(jì)算出結(jié)構(gòu)隨時(shí)間而變化的地震反應(yīng)。一、動(dòng)力計(jì)算方法多自由度體系的動(dòng)力方程2、底部剪力法（自學(xué)）84JGJ3-2002規(guī)定：79度抗震設(shè)防的高層建筑，下列情況應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算甲類高層建筑結(jié)構(gòu)乙、丙類高層建筑結(jié)構(gòu)8度I、II類場(chǎng)地和7度，建筑高度>100m8度III、IV類場(chǎng)地，建筑高度>80m9度，建筑高度>60m豎向不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)（帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)、帶加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、多塔結(jié)構(gòu)等）質(zhì)量沿高度分布特別不均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)JGJ3-2002規(guī)定：79度抗震設(shè)防的高層建筑，下列85地震波應(yīng)按建筑場(chǎng)地類別和設(shè)計(jì)地震分組選用不少于二組實(shí)際地震記錄和一組人工模擬的加速度時(shí)程曲線人工模擬加速度時(shí)程曲線其平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計(jì)上相符。彈性時(shí)程分析時(shí)，每條時(shí)程曲線計(jì)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65%，多條時(shí)程曲線計(jì)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80%地震波的持續(xù)時(shí)間不宜小于結(jié)構(gòu)基本自振周期的3-4倍，也不宜少于12s，地震波的時(shí)間間距可取0.01s或0.02s

輸入地震加速度的最大值地震波86第四章荷載效應(yīng)組合一、荷載效應(yīng)組合（無地震作用組合、有地震作用組合）1、無地震作用的荷載效應(yīng)組合第四章荷載效應(yīng)組合一、荷載效應(yīng)組合（無地震作用組合、有地87高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件88

高層建筑無地震作用組合基本的荷載工況：

1.2×恒載效應(yīng)+1.4×活荷載效應(yīng)

1.2×恒載效應(yīng)+1.4×活荷載效應(yīng)+1.4×1.0×風(fēng)載效應(yīng)高層建筑無地震作用組合基本的荷載工況：892、有地震作用的荷載效應(yīng)組合有地震作用時(shí)承載力表達(dá)式：2、有地震作用的荷載效應(yīng)組合90高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件91高層建筑，有地震作用組合的基本工況：對(duì)所有高層建筑1.2×恒載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)對(duì)于60m以上高層建筑1.2×恒載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)荷載效應(yīng)9度設(shè)防高層建筑1.2×恒載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+0.5×豎向地震作用效應(yīng)9度設(shè)防高層建筑1.2×恒載效應(yīng)+1.3×豎向地震作用效應(yīng)對(duì)于9度設(shè)防，且60m以上高層建筑1.2×恒載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+0.5×豎向地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)荷載效應(yīng)高層建筑，有地震作用組合的基本工況：92高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第三講)課件93二、建筑物重要性分類建筑應(yīng)按其使用功能的重要性，分為甲、乙、丙、丁四類，其劃分應(yīng)符合下列要求：甲類建筑地震破壞后對(duì)社會(huì)有嚴(yán)重影響，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有巨大損失或有特殊要求的建筑。乙類建筑主要指使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)，及地震破壞會(huì)造成社會(huì)重大影響和國(guó)民經(jīng)濟(jì)重大損失的建筑。丙類建筑地震破壞后有一般影響及其他不屬于甲、乙、丁類的建筑。丁類建筑地震破壞或倒塌不會(huì)影響上述各類建筑，且社會(huì)影響、經(jīng)濟(jì)損失輕微的建筑。一般指儲(chǔ)存物品價(jià)值低，人員活動(dòng)少的單層