华中科技大学高层建筑课件

1、华中科技大学高层建筑第第3 3章章 高层建筑结构荷载高层建筑结构荷载 本章主要介绍了高层建筑本章主要介绍了高层建筑风荷载风荷载的计算；的计算；抗震设防抗震设防的准则和的准则和基本设计方法，基本设计方法，水平地震作用水平地震作用的计的计算方法（主要是反应谱法）与竖向算方法（主要是反应谱法）与竖向地震作用的计算方法。地震作用的计算方法。教学提示华中科技大学高层建筑教学要求 熟练掌握风荷载的计熟练掌握风荷载的计算方法，以及用反应谱方法算方法，以及用反应谱方法计算水平地震作用的方法，计算水平地震作用的方法，理解抗震设防的准则和基本理解抗震设防的准则和基本设计方法，理解反应谱理论。设计方法，理解反应谱理

2、论。华中科技大学高层建筑 高层建筑高层建筑的荷载包括的荷载包括竖向荷载竖向荷载和和水平荷载水平荷载。恒。恒载与使用竖向活荷载的计算与一般房屋并无区载与使用竖向活荷载的计算与一般房屋并无区别。别。 钢筋混凝土高层建筑结构竖向荷载，对于框架钢筋混凝土高层建筑结构竖向荷载，对于框架结构和框架结构和框架- -剪力墙结构大约为剪力墙结构大约为121214kN/m14kN/m2 2，剪力墙和筒中筒结构约剪力墙和筒中筒结构约141416kN/m16kN/m2 2。 一般民用高层建筑设计时可不考虑活荷载的不一般民用高层建筑设计时可不考虑活荷载的不利布置，按满布活载计算内力。当活荷载较大利布置，按满布活载计算内

3、力。当活荷载较大时，例如图书馆书库等，仍应考虑活荷载不利时，例如图书馆书库等，仍应考虑活荷载不利布置。布置。 华中科技大学高层建筑施工及建筑设备荷载施工及建筑设备荷载 施工中采用附墙塔、爬塔等对结构受力有施工中采用附墙塔、爬塔等对结构受力有影响的起重机械或其他施工设备时，应根影响的起重机械或其他施工设备时，应根据具体情况确定对结构产生的据具体情况确定对结构产生的施工荷载施工荷载。 旋转餐厅轨道和驱动设备的自重应按实际旋转餐厅轨道和驱动设备的自重应按实际情况确定。情况确定。 擦窗机等清洗设备应按其实际情况确定其擦窗机等清洗设备应按其实际情况确定其自重的大小和作用位置。自重的大小和作用位置。华中科

4、技大学高层建筑 直升机平台直升机平台的活荷载应采用下列两款中能使平台产生的活荷载应采用下列两款中能使平台产生最大内力的荷载：最大内力的荷载：1 直升机总重量引起的局部荷载，按由实际最大起飞重直升机总重量引起的局部荷载，按由实际最大起飞重量决定的局部荷载标准值乘以动力系数确定。对具有量决定的局部荷载标准值乘以动力系数确定。对具有液压轮胎起落架的直升机，动力系数可取液压轮胎起落架的直升机，动力系数可取1.4；当没有；当没有机型技术资料时，局部荷载标准值及其作用面积可根机型技术资料时，局部荷载标准值及其作用面积可根据直升机类型按下表取用；据直升机类型按下表取用；局部荷载标准值及其作用面积局部荷载标准

5、值及其作用面积直升机类型直升机类型局部荷载标准值（局部荷载标准值（kNkN）作用面积（作用面积（m m2 2）轻型轻型20.00.200.20中型中型40.00.250.25重型重型60.00.300.302 2 等效均布活荷载等效均布活荷载5kN/m5kN/m2 2。华中科技大学高层建筑 空气流动形成的风遇到建筑物时，会使建筑物表空气流动形成的风遇到建筑物时，会使建筑物表面产生压力或吸力，这种作用称为建筑物所受到的面产生压力或吸力，这种作用称为建筑物所受到的风风荷载。荷载。 风的作用是风的作用是不规则的，不规则的，风压随风速、风向的变风压随风速、风向的变化而不断改变。实际上，风荷载是随时间波

6、动的动力化而不断改变。实际上，风荷载是随时间波动的动力荷载，但设计时一般把它荷载，但设计时一般把它视为静荷载视为静荷载。长周期的风压。长周期的风压使建筑物产生侧移，短周期的脉动风压使建筑物在平使建筑物产生侧移，短周期的脉动风压使建筑物在平均侧移附近摇摆。均侧移附近摇摆。 对于高度较大且较柔的高层建筑，要考虑对于高度较大且较柔的高层建筑，要考虑动力动力效应效应，适当加大风荷载数值。，适当加大风荷载数值。3.1 3.1 风荷载风荷载华中科技大学高层建筑 确定高层建筑风荷载：确定高层建筑风荷载： 大多数大多数情况情况( (高度高度300m300m以下以下) )可按照可按照建筑结构荷载规范建筑结构荷载

7、规范规定的方法；规定的方法； 少数少数建筑建筑( (高度大、对风荷载敏感或高度大、对风荷载敏感或有特殊情况有特殊情况) )还要通过风洞试验确定风还要通过风洞试验确定风荷载，以补充规范的不足。荷载，以补充规范的不足。华中科技大学高层建筑3.1.13.1.1风荷载标准值（风荷载标准值（kN/ m kN/ m ）1 当计算主要承重结构时当计算主要承重结构时0)(wzwzszk 基本风压基本风压 一般高层建筑取一般高层建筑取重现期重现期为为50年的风压值计算风荷载。年的风压值计算风荷载。 对风荷载比较敏感的高层建筑（高度大于对风荷载比较敏感的高层建筑（高度大于60m60m），），承载力设计时应按基本风

8、压的承载力设计时应按基本风压的1.11.1倍采用。倍采用。 在进行舒适度计算时，取重现期为在进行舒适度计算时，取重现期为10年的风压值计算年的风压值计算风荷载。风荷载。0( )kgzszz 02 当计算围护结构时当计算围护结构时 华中科技大学高层建筑 风压高度变化系数风压高度变化系数z0)(wzwzszk近海、海岸乡村、郊区市区密集高层市区z华中科技大学高层建筑对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面租糙度类别按表根据地面租糙度类别按表3-1确定。确定。 地面粗糙度可分为地面粗糙度可分为A、B、C、D四类四类: A类指近海海面和海岛、海岸

9、、湖岸及沙漠地区类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区; B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区疏的乡镇和城市郊区; C类指有密集建筑群的城市市区类指有密集建筑群的城市市区; D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。华中科技大学高层建筑表表3-1 3-1 风压高度变化系数风压高度变化系数z z（20122012版）版）离地面或海平面高度(m)地面粗糙度类别ABCD5101520304050607080901001502002503003504004505005501.091.281.421.52

10、1.671.791.891.972.052.122.182.232.462.642.782.912.912.912.912.912.911.001.001.131.231.391.521.621.711.791.871.932.002.252.462.632.772.912.912.912.912.910.650.650.650.740.881.001.101.201.281.361.431.502.032.242.432.602.792.912.912.912.910.510.510.510.510.510.600.690.770.840.910.981.041.331.581.812.02

11、2.222.402.582.742.91华中科技大学高层建筑 位于位于山区山区的高层建筑，按上述方法确定的高层建筑，按上述方法确定风压高度变风压高度变化系数化系数后，尚应按现行国家标准后，尚应按现行国家标准 建筑结构荷载规建筑结构荷载规范范GB50009的有关规定进行修正。的有关规定进行修正。 对于远海海面和海岛的建筑物或构筑物，风压高对于远海海面和海岛的建筑物或构筑物，风压高度变化系数除可按度变化系数除可按A A 类粗糙度类别由上表确定外，类粗糙度类别由上表确定外，还应考虑下表中给出的修正系数。还应考虑下表中给出的修正系数。表3-2 远海海面及海岛的修正系数距海岸距离距海岸距离(km)修正系

12、数修正系数,30=1011xkfxw华中科技大学高层建筑式中式中 fl结构第结构第1 1阶自振频率阶自振频率(Hz);(Hz); kw地面粗糙度修正系数，对地面粗糙度修正系数，对A类、类、B类、类、C类和类和D类地面粗糙度分别取类地面粗糙度分别取1.28、1.0、0.54 和和0.26; 1结构阻尼比，对钢结构可取结构阻尼比，对钢结构可取0.01，对，对有填充墙的钢结构房屋可取有填充墙的钢结构房屋可取0.02，对钢筋混，对钢筋混凝土及砌体结构可取凝土及砌体结构可取0.05，对其他结构可根，对其他结构可根据工程经验确定。据工程经验确定。 3/421211)+1 (6=xxR5,30=1011xk

13、fxw华中科技大学高层建筑 脉动风荷载的背景分量因子可按下列规定确定脉动风荷载的背景分量因子可按下列规定确定: : 1) 1)对体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑和高耸对体型和质量沿高度均匀分布的高层建筑和高耸结构，可按下式计算结构，可按下式计算: : zzxazzkHB)(11式中式中: : 1 1( (z z)结构第结构第1 1阶振型系数阶振型系数; ; H H 结构总高度结构总高度(m) (m) ，对，对A A 、B B 、C C 和和D D类地面粗糙度，类地面粗糙度，H H的取值分别不应大于的取值分别不应大于300m 300m 、350m 350m 、450m 450m 和和550m5

14、50m； x x脉动风荷载水平方向相关系数；脉动风荷载水平方向相关系数； z z脉动风荷载竖直方向相关系数；脉动风荷载竖直方向相关系数； 华中科技大学高层建筑 k，a1系数，按表系数，按表3-3取值。取值。粗糙度类别粗糙度类别ABCD高层建高层建筑筑k0.9440.6700.2950.112a10.1550.1870.2610.346高耸结高耸结构构k1.2760.9100.4040.155a10.1680.2180.2920.376表表3-3 3-3 系数系数k k和和a a1 1 华中科技大学高层建筑 2) 2) 对迎风面和侧风面的宽度沿高度按直线或接近直对迎风面和侧风面的宽度沿高度按直线

15、或接近直线变化，而质量沿高度按连续规律变化的高耸结构，线变化，而质量沿高度按连续规律变化的高耸结构，上式计算的背景分量因子上式计算的背景分量因子B Bz z应乘以修正系数应乘以修正系数B B和和v v。B B为构筑物在为构筑物在z z高度处的迎风面宽度高度处的迎风面宽度B(B(z z) ) 与底部宽与底部宽度度B(0) B(0) 的比值；的比值；v v可按表可按表3-43-4确定。确定。B(H)/B(0)10.90.80.70.60.50.40.30.20.1v v1.00 1.10 1.20 1.32 1.50 1.75 2.08 2.53 3.305.60表表3-4 3-4 修正系数修正系

16、数v v华中科技大学高层建筑脉动风荷载空间相关系数可按下列规定确定：脉动风荷载空间相关系数可按下列规定确定： 1)1)竖直方向的相关系数可按下式计算：竖直方向的相关系数可按下式计算：HeHHz60-60+10=60/-2)2)水平方向的相关系数可按下式计算：水平方向的相关系数可按下式计算： BeBHx50-50+10=50/-式中式中: B: B结构迎风面宽度结构迎风面宽度(m)(m)，B2HB2H。3)3)对迎风面较小的高耸结构，水平方向的相关系数对迎风面较小的高耸结构，水平方向的相关系数可取可取x x=1=1。 华中科技大学高层建筑 振型系数应根据结构动力计算确定。对外形、质振型系数应根据

17、结构动力计算确定。对外形、质量、刚度沿高度按连续规律变化的竖向悬臂型高量、刚度沿高度按连续规律变化的竖向悬臂型高耸结构及沿高度比较均匀的高层建筑，振型系数耸结构及沿高度比较均匀的高层建筑，振型系数1 1(z) (z) 也可根据相对高度也可根据相对高度z/H z/H 按按荷载规范荷载规范附附录录G G确定。确定。 横风向和扭转风振横风向和扭转风振 对于横风向风振效应明显的高层建筑和细长对于横风向风振效应明显的高层建筑和细长圆形截面构筑物，宜考虑横风向风振的影响；对圆形截面构筑物，宜考虑横风向风振的影响；对于扭转风振效应明显的高层建筑和高耸结构，宜于扭转风振效应明显的高层建筑和高耸结构，宜虑扭转风

18、振的影响。详见荷载规范（虑扭转风振的影响。详见荷载规范（GB50009GB5000920122012）8.58.5节之规定。节之规定。华中科技大学高层建筑总体风荷载 建筑物各个表面风荷载的合力，是沿高度变化的分布荷载，用于计算结构侧移和各构件内力。)coscoscos(2221110nnnszzBBBw 华中科技大学高层建筑在计算结构局部构件或围护构件，以及围护构在计算结构局部构件或围护构件，以及围护构件与主体的连接时，风荷载标准值件与主体的连接时，风荷载标准值 围护构件及其连接的围护构件及其连接的风荷载风荷载01zsgzk式中：式中：gzgz高度高度z z处的阵风系数；处的阵风系数； s1s

19、1风荷载局部体型系数。风荷载局部体型系数。华中科技大学高层建筑 局部体型系数可按下列规定采用：局部体型系数可按下列规定采用： 1)1)封闭式矩形平面房屋的墙面及屋面可按封闭式矩形平面房屋的墙面及屋面可按荷荷载规范载规范表表8.3.3 8.3.3 的规定采用；的规定采用； 2)2)檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取出构件，取-2.0-2.0； 3)3)其他房屋和构筑物可按上节规定的体型系数其他房屋和构筑物可按上节规定的体型系数的的1.251.25倍采用。倍采用。华中科技大学高层建筑 计算非直接承受风荷载的计算非直接承受风荷载的围护构件围护构件风

20、荷载时，局风荷载时，局部体型系数部体型系数s1s1可按构件的从属面积折减，折减可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用系数按下列规定采用: : 1) 1)当从属面积不大于当从属面积不大于1m1m2 2时，折减系数取时，折减系数取1.01.0； 2)2)当从属面积大于或等于当从属面积大于或等于25m25m2 2时，对墙面折减系时，对墙面折减系数取数取0.8 0.8 ，对局部体型系数绝对值大于，对局部体型系数绝对值大于1.0 1.0 的屋的屋面区域折减系数取面区域折减系数取0.60.6，对其他屋面区域折减系数，对其他屋面区域折减系数取取1.01.0； 3)3)当从属面积大于当从属面积大于1m

21、1m2 2小于小于25m25m2 2时，墙面和绝对时，墙面和绝对值大于值大于1.01.0的屋面局部体型系数可采用对数插值，的屋面局部体型系数可采用对数插值，即按下式计算局部体型系数即按下式计算局部体型系数: :4 . 1/log)1 ()25()(1111AAssss华中科技大学高层建筑 对封闭式建筑物，内表面也会有压力或吸力，计对封闭式建筑物，内表面也会有压力或吸力，计算围护构件风荷载时，建筑物内部压力的局部体算围护构件风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数，对于封闭式建筑物，按其外表面风压的型系数，对于封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取一正负情况取一0.20.2或或0.20.2；仅一

22、面墙有主导洞口的；仅一面墙有主导洞口的建筑物，按下列规定采用：建筑物，按下列规定采用： 1)1)当开洞率大于当开洞率大于0.02 0.02 且小于或等于且小于或等于0. 10 0. 10 时，时，取取0.40.4s1s1； 2) 2) 当开洞率大于当开洞率大于0. 10 0. 10 且小于或等于且小于或等于0. 30 0. 30 时，时，取取0. 60. 6s1s1； 3) 3) 当开洞率大于当开洞率大于0.30 0.30 时，取时，取0.80.8s1s1。 其他情况，应按开放式建筑物的其他情况，应按开放式建筑物的s1s1取值。取值。华中科技大学高层建筑 计算围护结构计算围护结构( (包括门窗

23、包括门窗) )风荷载时的阵风风荷载时的阵风系数应按下表确定。系数应按下表确定。 华中科技大学高层建筑 房屋高度大于房屋高度大于200m 200m 或有下列情况之一时，或有下列情况之一时，宜进行风洞试验判断确定建筑物的风荷宜进行风洞试验判断确定建筑物的风荷载。载。 平面形状或立面形状复杂；平面形状或立面形状复杂； 立面开洞或连体建筑；立面开洞或连体建筑； 周围地形和环境较复杂。周围地形和环境较复杂。风荷载风荷载3.1.33.1.3风洞试验风洞试验华中科技大学高层建筑华中科技大学高层建筑3.2 3.2 地震作用地震作用 地震效应地震效应: : 地面运动产生的结构地面运动产生的结构反应反应, ,包括

24、加包括加速度、速度、位移速度、速度、位移反应。反应。 地面运动特性的特征量（三要地面运动特性的特征量（三要素）：素）：强度、频谱和持续时间强度、频谱和持续时间。 震中距的影响震中距的影响 建筑物本身的动力特性对建筑破建筑物本身的动力特性对建筑破坏程度有很大的影响，建筑物的坏程度有很大的影响，建筑物的动力特性动力特性：主要指建筑物的主要指建筑物的自振周期、振型和阻尼自振周期、振型和阻尼。3.2.1 3.2.1 地震作用的特点地震作用的特点华中科技大学高层建筑1.1.在遭受在遭受低于本地区设防烈度低于本地区设防烈度的多遇地震的多遇地震的影响时，建筑物一般不受损坏或不需的影响时，建筑物一般不受损坏或

25、不需修理仍可继续使用（此时建筑物基本上修理仍可继续使用（此时建筑物基本上处于弹性阶段）。处于弹性阶段）。3.2.2 3.2.2 抗震设防准则和基本方法抗震设防准则和基本方法 抗震设防的目标：抗震设防的目标：( (三水准三水准) ) “小震不坏，中震可修，大震不小震不坏，中震可修，大震不倒倒” 抗震设防是对建筑物进行抗震设计并采取一定抗震设防是对建筑物进行抗震设计并采取一定的抗震措施，以达到结构抗震的效果和目的。的抗震措施，以达到结构抗震的效果和目的。即：即：华中科技大学高层建筑3 3 在遭受在遭受高于本地区设防烈度高于本地区设防烈度的预估罕遇的预估罕遇地震的影响时，建筑物不致倒塌或发生危地震的

26、影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏（此时建筑物将产生严及生命的严重破坏（此时建筑物将产生严重破坏但不至于倒塌）。重破坏但不至于倒塌）。 2 2 在遭受本地区在遭受本地区规定的设防烈度规定的设防烈度的地震的的地震的影响时，建筑物（包括结构和非结构部分影响时，建筑物（包括结构和非结构部分）可能有一定损坏，但不至危及人民生命）可能有一定损坏，但不至危及人民生命和生产设备的安全，经一般修理仍可继续和生产设备的安全，经一般修理仍可继续使用。（此时建筑物进入弹塑性阶段）使用。（此时建筑物进入弹塑性阶段）华中科技大学高层建筑第二阶段设计第二阶段设计：对于有特殊要求的建筑和地震时容对于有特殊要求的

27、建筑和地震时容易倒塌的结构，按大震作用下验算结构的弹塑性易倒塌的结构，按大震作用下验算结构的弹塑性变形，以满足第三水准的要求。变形，以满足第三水准的要求。抗震规范抗震规范以以二阶段设计法二阶段设计法来实现来实现上述上述“三水准三水准”抗震设计目标。抗震设计目标。第一阶段设计第一阶段设计：按小震作用效应和其它荷载效应的按小震作用效应和其它荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力，以及小震作基本组合验算结构构件的承载能力，以及小震作用下验算结构的弹性变形，以满足第一、二水准用下验算结构的弹性变形，以满足第一、二水准的要求。然后通过概念设计和构造措施来满足第的要求。然后通过概念设计和构造措施来满足第

28、三水准的要求。三水准的要求。华中科技大学高层建筑反应谱：反应谱：单质点弹性体系在一定的地面运动作用下，单质点弹性体系在一定的地面运动作用下，其最大反应（加速度、速度和位移反应）与体系自其最大反应（加速度、速度和位移反应）与体系自振周期之间的变化曲线（谱曲线）。振周期之间的变化曲线（谱曲线）。3.2.33.2.3抗震计算理论抗震计算理论 计算地震作用的方法可分为静力法计算地震作用的方法可分为静力法、反应谱方法（拟静力法）和时程分析法反应谱方法（拟静力法）和时程分析法（直接动力法）。（直接动力法）。 反应谱理论反应谱理论华中科技大学高层建筑华中科技大学高层建筑 用地震波（加速度时程）作为地面运动输

29、入，用地震波（加速度时程）作为地面运动输入，直接计算并输出结构直接计算并输出结构随时间随时间而变化的地震反而变化的地震反应。应。 地震波的选取：采用弹塑性动力分析方法进地震波的选取：采用弹塑性动力分析方法进行薄弱层验算时，行薄弱层验算时，宜宜符合下页要求：符合下页要求： 直接动力理论直接动力理论gxmkxxcxm -华中科技大学高层建筑抗震设防烈度抗震设防烈度7 7度度8 8度度9 9度度A Amaxmax(cm/s(cm/s2 2) )220(310)220(310)400(510)400(510)6206201 应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组应按建筑场地类别和设计地震分组选用

30、不少于二组实际地震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，实际地震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符，且弹采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符，且弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得的结构底部性时程分析时，每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的剪力不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的65%65%，多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均，多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的值不应小于振

31、型分解反应谱法求得的底部剪力的80%80%；2 地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的的5 5 倍和倍和15s15s，地震波的时间间距可取，地震波的时间间距可取0.01s 0.01s 或或0.02s0.02s；3 输入地震波的最大加速度，可按表采用输入地震波的最大加速度，可按表采用。 华中科技大学高层建筑3 输入地震波的最大加速度，可按下表采用输入地震波的最大加速度，可按下表采用。4 结构地震作用效应宜取多条时程曲线计算结果的结构地震作用效应宜取多条时程曲线计算结果的包络值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。包络值与振型分解反应谱法计算结果的

32、较大值。 时程分析时输入地震加速度的最大值（时程分析时输入地震加速度的最大值（cm/scm/s2 2）抗震设防烈度抗震设防烈度 6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度多遇地震多遇地震18183535（5555）70(110)70(110)140140设防地震设防地震5050100(150100(150200(300)200(300)400400罕遇地震罕遇地震120120220(310)220(310)400(510)400(510)620620注：注：7 7、8 8 度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.150.15g g 和和0.300.

33、30g g 的地区的地区, , 此处此处g g 为重力加速度。为重力加速度。华中科技大学高层建筑3.2.4 3.2.4 设计反应谱设计反应谱 因此关键在于确定因此关键在于确定 值。其直接变量为值。其直接变量为结构自振周期，另外还场地特征周期和结构阻结构自振周期，另外还场地特征周期和结构阻尼比有关尼比有关 。然后按。然后按抗震规范抗震规范中给出的地震中给出的地震影响系数曲线确定。影响系数曲线确定。GFkgSa/地震作用：地震作用：地震影响系数：地震影响系数：华中科技大学高层建筑华中科技大学高层建筑1 1、除有专门规定外，建筑结构的、除有专门规定外，建筑结构的阻尼比阻尼比应取应取0.050.05，

34、此时，阻尼调整系数此时，阻尼调整系数2 2=1 =1 ；曲线下降段衰减指数；曲线下降段衰减指数=0.9 =0.9 ，直线下降段的下降斜率调整系数，直线下降段的下降斜率调整系数1 1=0.02 =0.02 2 2、当建筑结构的阻尼比按有关规定不等于、当建筑结构的阻尼比按有关规定不等于0.050.05时：时：2 阻尼调整系数，当小于0.55时，应取0.5532405. 002. 016 . 108. 005. 01263 . 005. 09 . 0华中科技大学高层建筑水平地震影响系数最大值水平地震影响系数最大值maxmax 应按下表取值；特征应按下表取值；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表周

35、期应根据场地类别和设计地震分组按表3-93-9取值。取值。6 6度时建造于度时建造于类场地较高的高层建筑，类场地较高的高层建筑，7 7度和度和7 7度以上度以上的建筑结构，应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。的建筑结构，应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。水平地震影响系数最大值水平地震影响系数最大值maxmax华中科技大学高层建筑特征周期应根据场地类别和设计地震分组按下表取值。特征周期应根据场地类别和设计地震分组按下表取值。特征周期值特征周期值 T T g g(s)(s)华中科技大学高层建筑较高的高层建筑较高的高层建筑： 如高于如高于40m40m的钢筋混凝土框架结构；的钢筋混凝土框架结构； 高

36、于高于60m60m的其他钢筋混凝土的民用的其他钢筋混凝土的民用房屋等。房屋等。 应应进行多遇地震作用下截面抗震进行多遇地震作用下截面抗震验算，验算，尚应尚应进行相应的变形验算。进行相应的变形验算。华中科技大学高层建筑3.2.5 水平地震作用计算水平地震作用计算 底部剪力法底部剪力法 1 适用范围适用范围：高度不超过：高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构。度沿高度分布比较均匀的结构。 2 结构的水平地震标准值结构的水平地震标准值，按下列公式计算：，按下列公式计算： FEk结构总水平地震作用标准值结构总水平地震作用标准值1 相应于结构基本自振

37、周期的水平地震影响系数。相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数。 Geq结构总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多结构总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的质点可取总重力荷载代表值的85%。 eqEkGF1ieqGG85. 0华中科技大学高层建筑EknnnEknjjjiiiFFFHGHGF)1 (1 Fi质点质点i i的水平地震作用标准值的水平地震作用标准值 H Hi i，H Hj j分别为质点分别为质点i,ji,j的计算高度的计算高度 n n顶部附加地震作用系数，多层钢顶部附加地震作用系数，多层钢筋混凝土和钢结构房屋按表筋混凝土和钢结构房屋按表3-103-

38、10查取。查取。华中科技大学高层建筑nFnFiF 说明： 鞭端效应鞭端效应:当建筑物有突出屋面的当建筑物有突出屋面的小建筑物，如屋顶间、女儿墙等时，小建筑物，如屋顶间、女儿墙等时，由于这些建筑物的质量和刚度突然由于这些建筑物的质量和刚度突然变小，地震反应随之加大。这种现变小，地震反应随之加大。这种现象称为象称为“鞭端效应鞭端效应”。对多层建筑，。对多层建筑，抗震规范（抗震规范（GB500112010）规）规定，当采用底部剪力法计算这类建定，当采用底部剪力法计算这类建筑的地震作用效应时，宜乘以增大筑的地震作用效应时，宜乘以增大系数系数3，此增大部分不应向下传递，此增大部分不应向下传递，但与该突出

39、部分相连的构件应予以但与该突出部分相连的构件应予以计入。对高层建筑，增大系数应按计入。对高层建筑，增大系数应按高规（高规（JGJ32010)附录附录B.0.3之之规定选用。规定选用。1nF华中科技大学高层建筑 因结构计算模型分为水平结构和空间因结构计算模型分为水平结构和空间结结构，振型组合也有两种方法。这里主要介绍：构，振型组合也有两种方法。这里主要介绍： 1 1 平面结构振型分解反应谱法平面结构振型分解反应谱法 结构结构j振型振型i质点的水平地震作用标准值，质点的水平地震作用标准值，应按下列公式确定：应按下列公式确定： Fji=jjXjiGi （i=1,2n, j=1,2m）式中：式中： F

40、ji j振型振型i质点的水平地震作用标准值质点的水平地震作用标准值j相应于相应于j振型自振周期的地震影响系数振型自振周期的地震影响系数振型分解反应谱法振型分解反应谱法华中科技大学高层建筑重力荷载代表值：重力荷载代表值： 应取结构和构配件自重标准值和个可变荷载组合值应取结构和构配件自重标准值和个可变荷载组合值之和之和。niijiniijijGXGX121X Xjij振型振型i质点的水平相对位移质点的水平相对位移jj振型的参与系数振型的参与系数 G Gi集中于集中于i质点的重力荷载代表值。质点的重力荷载代表值。华中科技大学高层建筑 2 振型组合振型组合 水平地震作用效应（弯矩、剪力、轴力和水平地震

41、作用效应（弯矩、剪力、轴力和变形），应按下式确定：变形），应按下式确定：SEk水平地震作用标准值的效应水平地震作用标准值的效应Sjj振型水平地震作用标准值的效应，可只取前振型水平地震作用标准值的效应，可只取前23个个振型，当基本自振周期大于振型，当基本自振周期大于1.5s或房屋高宽比大于或房屋高宽比大于5时，振时，振型个数应适当增加。型个数应适当增加。2jEkSS华中科技大学高层建筑计算方法：计算方法：理论计算理论计算; 半理论半经验公式半理论半经验公式; 经验公式。经验公式。1，理论计算理论计算（在采用振型分解反应谱计算时应用）：（在采用振型分解反应谱计算时应用）： 刚度法、柔度法刚度法、柔

42、度法 刚度增大后周期折减系数：刚度增大后周期折减系数： 框架：框架：0.60.7 框架框架剪力墙：剪力墙：0.70.8 剪力墙剪力墙: 1.03.2.6 3.2.6 结构自振周期的计算结构自振周期的计算华中科技大学高层建筑2 半理论半经验公式半理论半经验公式（采用底部剪力法时应用）（采用底部剪力法时应用）101.7TT 重力荷载作为水平力作用于各质点上计算结构重力荷载作为水平力作用于各质点上计算结构的弹性侧移曲线，得顶点的以弹性侧移的弹性侧移曲线，得顶点的以弹性侧移T（单位是（单位是m), 0为结构基本周期修正系数，取值同上。为结构基本周期修正系数，取值同上。1） 顶点位移法顶点位移法华中科技

43、大学高层建筑NiiiNiiiGgGT112012计算步骤：计算步骤： 以重力荷载作为水平力作用于各质点上以重力荷载作为水平力作用于各质点上 计算结构的弹性侧移曲线，得各质点的计算结构的弹性侧移曲线，得各质点的弹性侧移弹性侧移i i 2 2 ）能量法）能量法华中科技大学高层建筑3 3 经验公式（仅用于估算）经验公式（仅用于估算） 1 1） 钢筋混凝土剪力墙结构，高度钢筋混凝土剪力墙结构，高度2550m2550m， 剪剪力墙间距力墙间距6m6m左右：左右： T T1 1横横=0.06N =0.06N T T1 1纵纵=0.05N=0.05N 2 2） 钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架剪力墙结构：剪力墙

44、结构： T T1 1= =（0.060.090.060.09）N N 3 3 ）钢筋混凝土框架结构：）钢筋混凝土框架结构： T T1 1= =（0.080.100.080.10）N N 4 4 ）钢结构：）钢结构： T T1 1=0.10N=0.10N N N建建筑物层数筑物层数华中科技大学高层建筑4 4 自振周期的调整自振周期的调整 当非承重墙体为砌体墙时，高层建筑结构的当非承重墙体为砌体墙时，高层建筑结构的计算自振周期折减系数可按下列规定取值：计算自振周期折减系数可按下列规定取值：1 1 框架结构可取框架结构可取0.60.70.60.7；2 2 框架框架- -剪力墙结构可取剪力墙结构可取0.70.80.70.8；3 3 框架框架- -核心筒结构可取核心筒结构可取0.80.80.90.9；4 4 剪力墙结构可取剪力墙结构可取0.81.00.81.0。对于其他结构体系或采用其他非承重墙体时，对于其他结构