建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

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(yīng)遠(yuǎn)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(shè)計(jì)的主要因素。此外高層建筑結(jié)構(gòu)還應(yīng)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(yīng)。2022/7/191

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(fēng)荷載和水平地震作用。

計(jì)算作用在高層建筑結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載時(shí),對(duì)主要承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)分別計(jì)算。2022/7/192

§3-1.

風(fēng)荷載

空氣流動(dòng)形成的風(fēng)遇到建筑物時(shí),在建筑物表面產(chǎn)生的壓力或吸力即建筑物的風(fēng)荷載。

風(fēng)荷載的大小主要和近地風(fēng)的性質(zhì)、風(fēng)速、風(fēng)向有關(guān);建筑物所在地的地貌及周圍環(huán)境有關(guān);建筑物本身的高度、形狀以及表面狀況有關(guān)。

垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算:

w

k

=

b

z

m

s

m

z

w

0

。2022/7/193?????為風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為

z

高度處的風(fēng)振系數(shù)為風(fēng)荷載體型系數(shù)為風(fēng)壓高度變化系數(shù)為基本風(fēng)壓2022/7/194一、

基本風(fēng)壓

w

0

:我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)

定,基本風(fēng)壓以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面、離

10m

高,統(tǒng)計(jì)所得

50

年一遇

10

分鐘平均最

大風(fēng)速

v

0

(

m/s

)

為標(biāo)準(zhǔn),

一般按

w

0

=

v

02

/

1600

確定的風(fēng)壓值

;

可參考荷載規(guī)范。

對(duì)于特別重要和對(duì)風(fēng)比較敏感的高層建筑,其

基本風(fēng)壓按

100

年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用。

在進(jìn)行舒適度計(jì)算時(shí),取重現(xiàn)期為

10

年的風(fēng)壓

值。2022/7/195二、

風(fēng)壓高度變化系數(shù)

m

z

風(fēng)速由地面出為零沿高度逐漸增大,不同地表面粗糙度使風(fēng)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。2022/7/1961

)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(dòng)幾乎無(wú)阻擋物(

A

類粗糙度),風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)的流動(dòng)受到阻擋,風(fēng)速減小,因此風(fēng)速隨高度增加更緩慢一些。表

1

列出了各種情況下的風(fēng)壓高度變化系數(shù)。2022/7/1972022/7/198三、

風(fēng)載體形系數(shù)

m

s

:1

單體建筑的體型系數(shù)

風(fēng)的作用力隨建筑物的體形、尺度、表面狀況而變化。風(fēng)作用的大小、方向可以通過實(shí)測(cè)或風(fēng)洞試驗(yàn)得到。規(guī)范給出了一般高層建筑的風(fēng)載體形系數(shù)。

通過實(shí)測(cè)可以得到風(fēng)在建筑物表面的實(shí)際風(fēng)壓,風(fēng)載體型系數(shù)是指實(shí)際風(fēng)壓與基本風(fēng)壓的比值。見下圖

a

、

b

風(fēng)壓分布。2022/7/1992022/7/19102022/7/19112

)群體風(fēng)壓體型系數(shù)

對(duì)建筑群,尤其是高層建筑群,當(dāng)房屋相互間距較近時(shí),由于漩渦的相互干擾,房屋某些部位的局部風(fēng)壓會(huì)顯著增大。為此,《高層規(guī)程》規(guī)定,當(dāng)多棟或群集的高層建筑相互間距較近時(shí),宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)。一般可將單體建筑的體型系數(shù)

m

s

乘以相互干擾增大系數(shù),該系數(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)確定。2022/7/1912(

3

)局部風(fēng)壓體型系數(shù)

在計(jì)算風(fēng)荷載對(duì)建筑物某個(gè)局部表面的

作用時(shí),要采用局部風(fēng)荷載體型系數(shù),用

于驗(yàn)算表面圍護(hù)結(jié)構(gòu)及玻璃等強(qiáng)度和構(gòu)件

連接強(qiáng)度。

檐口、雨蓬、遮陽(yáng)板、陽(yáng)臺(tái)等水平構(gòu)

件計(jì)算局部上浮風(fēng)荷載時(shí),風(fēng)荷載體型系

數(shù)

m

s

不宜小于

-2.0

。設(shè)計(jì)建筑幕墻時(shí),應(yīng)

按有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用。2022/7/1913四、風(fēng)振系數(shù)

b

z

風(fēng)的作用是不規(guī)則的,實(shí)際建筑是在平均側(cè)移附近擺動(dòng)。當(dāng)房屋結(jié)構(gòu)

H>30m

且H/B>1.5

時(shí),需考慮振動(dòng)的影響。2022/7/1914脈動(dòng)增大系數(shù)2022/7/19153.2周期的近似計(jì)算2022/7/19風(fēng)荷載

16脈動(dòng)影響系數(shù)2022/7/1917平均風(fēng)壓與波動(dòng)風(fēng)壓2022/7/1918五

.

總體風(fēng)載與局部風(fēng)載

1.

總風(fēng)荷載為建筑物各個(gè)表面上承受風(fēng)力的

合力,是

沿建筑物高度變化的線荷載。

通常

x

、

y

兩個(gè)互相垂直的方向分別計(jì)算總風(fēng)荷

載。2.

局部風(fēng)載:驗(yàn)算外圍結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、陽(yáng)臺(tái)、雨蓬

的飄浮風(fēng)載。一般取

m

s

=-2.0

。2022/7/1919

.

風(fēng)洞試驗(yàn)

風(fēng)是紊亂的隨機(jī)現(xiàn)象,風(fēng)對(duì)建筑物的作用十分復(fù)雜,規(guī)范中關(guān)于風(fēng)荷載值的確定適用于大多數(shù)體型較規(guī)則、高度不太大的單幢高層建筑。

目前還沒有有效的預(yù)測(cè)體型復(fù)雜、高柔建筑物風(fēng)作用的計(jì)算方法。摩天大樓可能造成很強(qiáng)的地面風(fēng),對(duì)行人和商店有很大的影響;當(dāng)附近還有別的高層建筑時(shí),群體效應(yīng)對(duì)建筑物和建筑物之間的通道也會(huì)造成危害,這些都可以通過風(fēng)洞試驗(yàn)得到對(duì)設(shè)計(jì)有用的數(shù)據(jù)。2022/7/1920

我國(guó)現(xiàn)行

混凝土高規(guī)

規(guī)定有下列情況之一的建筑物,宜按風(fēng)洞試驗(yàn)確定風(fēng)荷載:?

1)

高度大于

200m

;?

2)

高度大于

150m

,且平面形狀不規(guī)則、立面形狀復(fù)

雜,或立面開洞、連體建筑等;?

3)

規(guī)范或規(guī)程中沒有給出風(fēng)載荷體型系數(shù)的建筑物;?

4)

周圍地形和環(huán)境復(fù)雜,鄰近有高層建筑時(shí),宜考

慮互相干擾的群體效應(yīng),一般可將單個(gè)建筑物的體

型系數(shù)乘以相互干擾增大系數(shù),缺乏該系數(shù)時(shí)宜通

過風(fēng)洞試驗(yàn)得出。2022/7/1921

作業(yè)

某高層鋼筋混凝土框架

8

層結(jié)構(gòu),層高均為

5m,

高度為

40m

,假定

H/B=2,

平面尺寸見下圖,風(fēng)向垂直從右向左。已知基本風(fēng)壓為

0.5

,建筑場(chǎng)地

C

。計(jì)算在風(fēng)荷載作用下各層的線荷載分布。標(biāo)注的尺寸單位均為厘米,周期按經(jīng)驗(yàn)公式。2022/7/1922

§3-2

.

地震作用

地震時(shí),由于地震波的作用產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng),并通過房屋基礎(chǔ)影響上部結(jié)構(gòu),使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)作用,這就是地震作用。地震波會(huì)使房屋產(chǎn)生豎向振動(dòng)和水平振動(dòng),一般對(duì)房屋的破壞主要是由水平振動(dòng)造成的,因此設(shè)計(jì)中主要考慮水平地震作用,只有震中附近的高烈度區(qū)或豎向振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果時(shí),才同時(shí)考慮豎向地震作用。2022/7/1923

12層鋼筋混凝土住宅和商務(wù)大樓,自樓梯間相接

處分裂,東側(cè)樓6層以下全部塌陷,并向東側(cè)倒在

鄰房4層樓公寓上。西側(cè)樓5層以下全部倒塌,并

向西傾倒在另一棟大樓上,柱間距介于8米到10米,

且柱子數(shù)量偏少。2022/7/192416層鋼筋混凝土住宅大樓。地震時(shí)其中一棟傾倒,靠在呈L型平面大樓上,柱間距7至10米。造成傾倒的原因是底層柱子數(shù)量少,間距太大。2022/7/19252022/7/1926開灤煤礦醫(yī)院,五層磚混結(jié)構(gòu)(局部七層),僅西部轉(zhuǎn)角殘存

。2022/7/1927

唐山地區(qū)交通局,磚混結(jié)構(gòu)的三層辦公樓遭到破壞。(此處為唐山地震重點(diǎn)

保護(hù)遺跡之一。)2022/7/19281、目前的地震形勢(shì)

地震的發(fā)生有間歇性。一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生較頻繁,一段時(shí)間內(nèi)較平靜。

我國(guó)目前處于地震活躍期。2022/7/1929近年來國(guó)際上大地震:(1)印度大地震,2022年1月26日上午8時(shí)46分,印度西北部古吉拉特邦,地級(jí)7.9級(jí)。(2)美國(guó)加州北嶺地震,1994年1月17日,7.0級(jí),2400棟建筑被毀,多處高架公路橋受損,死亡61人,傷7300人,直接經(jīng)濟(jì)損失300億美元。(3)日本阪神地震,1995年11月17日,7.2級(jí),22萬(wàn)棟房屋倒塌或嚴(yán)重?fù)p壞,死亡6348人,傷4萬(wàn)人,經(jīng)濟(jì)損失1000億美元。2022/7/19301.

地面運(yùn)動(dòng)最大加速度2.

地面運(yùn)動(dòng)的周期3.

強(qiáng)震的持續(xù)時(shí)間

§

2

、

地震地面運(yùn)動(dòng)的一般特征地面運(yùn)動(dòng)的一般特征可用地面運(yùn)動(dòng)加速度記錄曲線來說明。2022/7/1931

3-2

.

地震作用

性(結(jié)自振周期)及地面運(yùn)動(dòng)有關(guān)。

震不壞,中震可修,二、

抗震設(shè)防目標(biāo)及方法

大震不倒”。

1.

總目標(biāo):

通過抗震設(shè)防,減輕建筑的破壞,避免人員死亡,減輕經(jīng)濟(jì)損失。

具體通過

三水準(zhǔn)

的抗震設(shè)防要求和

兩階段

的抗震設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)。

2.“

三水準(zhǔn)

抗震設(shè)防目標(biāo):

當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí),一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用。

當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí),可能損壞,經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。

當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的預(yù)估的罕遇地震影響時(shí),不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。2022/7/19323.“

兩階段

抗震設(shè)計(jì)方法第一階段:

對(duì)絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行小震作用下的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載力驗(yàn)算;在此基礎(chǔ)上對(duì)各類結(jié)構(gòu)按規(guī)定要求采取抗震措施。第二階段:

對(duì)一些規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行大震作用下的彈塑性變形驗(yàn)算。

有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明顯薄弱層的建筑,特別不規(guī)則的建筑等2022/7/1933三、抗震設(shè)防范圍

抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的所有新建建筑工程均必需進(jìn)

行抗震設(shè)計(jì)。

規(guī)范適用于6-9度地區(qū)抗震設(shè)計(jì)及隔震、消能減震設(shè)計(jì)。

超過9度的地區(qū)和行業(yè)有特殊要求的工業(yè)建筑按有關(guān)專門規(guī)定執(zhí)行。

四、抗震設(shè)防依據(jù)

一般情況下采用抗震設(shè)防烈度。

在一定條件下可采用抗震設(shè)防區(qū)劃提供的地震動(dòng)參數(shù)。2022/7/1934設(shè)甲類重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑防乙類地震時(shí)使用功能不能中斷需盡快恢復(fù)的建筑分丙類除甲乙丁類以外的一般建筑類丁類抗震次要建筑五、抗震設(shè)防分類及抗震設(shè)防措施 建筑類別不同,抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也不同。 1.抗震設(shè)防分類 《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223。 該標(biāo)準(zhǔn)主要以地震中和地震后房屋的損壞對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的影響 的程度大小,將建筑分成4個(gè)抗震設(shè)防類別。 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2022對(duì)上面標(biāo)準(zhǔn)作了修改。2022/7/1935甲類當(dāng)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1當(dāng)為9度時(shí),應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求抗震措施乙類一般情況下,當(dāng)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1度的要求;當(dāng)9度時(shí),應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求,對(duì)較小的乙類建筑,當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時(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措施。丙類應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度度的要求丁類應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低,但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低

較小乙類建筑:工礦企業(yè)的變電所、空壓站以及城市供水水源的泵房等??拐鹦阅茌^好的結(jié)構(gòu)類型指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。2.抗震設(shè)防措施

抗震措施:除結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容,

包括抗震構(gòu)造措施。

抗震構(gòu)造措施:一般不須計(jì)算而對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的

各種細(xì)部要求。

度的要求;2022/7/19363.地震作用

甲類:地震作用計(jì)算以及抗震構(gòu)造措施均應(yīng)高于本地區(qū)的設(shè)

防烈度。按地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定。

乙類:按設(shè)防烈度進(jìn)行抗震驗(yàn)算。構(gòu)造措施按高一度處理。

丙類:按設(shè)防烈度考慮地震作用計(jì)算和構(gòu)造處理。

丁類:按設(shè)防烈度考慮地震作用計(jì)算,可適當(dāng)降低構(gòu)造措施

要求。(

6

度時(shí)不降低

在設(shè)防烈度為6度時(shí),除規(guī)范有具體規(guī)定外,對(duì)乙、丙、丁類建

筑可不進(jìn)行地震作用計(jì)算。2022/7/1937三、結(jié)構(gòu)

地震

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