高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第3章

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)〔第二版〕錢(qián)稼茹趙作周葉列平編著第3章高層建筑

結(jié)構(gòu)荷載3.1風(fēng)荷載3.2地震作用

第3章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載3.1風(fēng)荷載3.1.1單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.根本風(fēng)壓值w0它是取該地區(qū)(城市)空曠平坦地面上離地10m處、重現(xiàn)期為50年(或100年)的10分鐘平均最大風(fēng)速v0(m/s)作為計(jì)算根本風(fēng)壓值的依據(jù)(近似按照v20/1600計(jì)算風(fēng)壓值)。2.風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz圖3-1風(fēng)速隨高度的變化3.1風(fēng)荷載3.1.1單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值3.風(fēng)荷載體型系數(shù)μs圖3-2風(fēng)壓分布(a)空氣流經(jīng)建筑物時(shí)風(fēng)壓對(duì)建筑物的作用(平面);(b)迎風(fēng)面風(fēng)壓分布系數(shù);(c)背風(fēng)面風(fēng)壓分布系數(shù)高層建筑風(fēng)載體型系數(shù)表3-23.1風(fēng)荷載3.1.1單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值4.風(fēng)振系數(shù)βz圖3-3風(fēng)振動(dòng)作用第3章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載3.1風(fēng)荷載

3.1.2總體風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載總體風(fēng)荷載是建筑物各外表承受風(fēng)作用力的合力，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)局部構(gòu)件或圍護(hù)構(gòu)件或圍護(hù)構(gòu)件與主體的連接，如水平懸挑構(gòu)件、幕墻構(gòu)件及其連接件等。3.1.3風(fēng)洞試驗(yàn)介紹宜進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)的建筑物：〔1〕高度大于200m；〔2〕平面形狀或立面形狀復(fù)雜；〔3〕立面開(kāi)洞或連體建筑；〔4〕周?chē)匦魏铜h(huán)境較復(fù)雜。圖3-5風(fēng)洞試驗(yàn)3.1風(fēng)荷載

3.1.3風(fēng)洞試驗(yàn)介紹第3章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載3.2地震作用

3.2.1地震作用的特點(diǎn)地震波傳播產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng)，通過(guò)根底影響上部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)稱為結(jié)構(gòu)的地震反響，包括加速度、速度和位移反響。地震波可以分解為六個(gè)振動(dòng)分量：兩個(gè)水平分量、一個(gè)豎向分量和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)分量。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成破壞的，主要是水平振動(dòng)。地面運(yùn)動(dòng)的特性可以用三個(gè)特征量來(lái)描述：強(qiáng)度(用振幅值大小表示)、頻譜和持續(xù)時(shí)間。3.2.2抗震設(shè)防目標(biāo)、方法及范圍

1.三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)

“小震不壞，中震可修，大震不倒”2.兩階段抗震設(shè)計(jì)方法第一階段，小震作用下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；第二階段，大震作用下的彈塑性變形驗(yàn)算。3.2地震作用

3.2.2抗震設(shè)防目標(biāo)、方法及范圍3.抗震設(shè)防范圍《抗震標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，根本烈度為6度及6度以上地區(qū)內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)抗震設(shè)防?！犊拐饦?biāo)準(zhǔn)》適用于設(shè)防烈度為6～9度地區(qū)的建筑抗震設(shè)計(jì)?？拐鹪O(shè)防烈度和設(shè)計(jì)根本地震加速度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系表3-73.2.3抗震計(jì)算方法1.反響譜法圖3-7單自由度體系地震反響及反響譜圖3-81940年ElCentroNS記錄加速度反響譜3.2地震作用

3.2.3抗震計(jì)算方法1.反響譜法我國(guó)抗震設(shè)計(jì)的加速度反響譜計(jì)算方法：圖3-9不同性質(zhì)土壤的地震反響譜2.時(shí)程分析法第3章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載3.2地震作用3.2.4設(shè)計(jì)反響譜1.地震影響系數(shù)曲線圖3-10地震影響系數(shù)曲線水平地震影響系數(shù)最大值表3-83.2地震作用3.2.4設(shè)計(jì)反響譜2.特征周期Tg與場(chǎng)地土和場(chǎng)地特征周期(s)表3-9各類(lèi)建筑場(chǎng)地的覆蓋層厚度(m)表3-103.2地震作用3.2.4設(shè)計(jì)反響譜2.特征周期Tg與場(chǎng)地土和場(chǎng)地土的類(lèi)型劃分和剪切波速范圍表3-11第3章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載3.2地震作用3.2.5水平地震作用計(jì)算1.反響譜底部剪力法圖3-11水平地震作用沿高度分布頂部附加地震作用系數(shù)δn

表3-123.2地震作用3.2.5水平地震作用計(jì)算2.振型分解反響譜法〔1〕不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的振型分解反響譜法圖3-12不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的結(jié)構(gòu)的振型示意圖3.2地震作用3.2.5水平地震作用計(jì)算2.振型分解反響譜法〔2〕扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解反響譜法3.2地震作用

3.2.5水平地震作用計(jì)算

3.時(shí)程分析法

采用時(shí)程分析法主要是對(duì)甲類(lèi)高層建筑，豎向布置不規(guī)那么的高層建筑，8度Ⅰ、Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地和7度高度超過(guò)100m的高層建筑，8度Ⅲ、Ⅳ類(lèi)場(chǎng)地高度超過(guò)80m和9度高度超過(guò)60m的房屋建筑，以及復(fù)雜高層建筑等在多遇地震作用下的補(bǔ)充計(jì)算。時(shí)程分析所用地震加速度時(shí)程的最大值(cm/s2)表3-13第3章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載3.2地震作用3.2.6結(jié)構(gòu)自振周期計(jì)算1.理論方法及其修正系數(shù)

2.半理論半經(jīng)驗(yàn)公式〔1〕頂點(diǎn)位移法〔2〕能量法

理論方法即采用剛度法或柔度法，通過(guò)求解特征方程