高层建筑结构设计第3章

高层建筑结构设计〔第二版〕钱稼茹赵作周叶列平编著第3章高层建筑

结构荷载3.1风荷载3.2地震作用

第3章高层建筑结构荷载3.1风荷载3.1.1单位面积上的风荷载标准值1.根本风压值w0它是取该地区(城市)空旷平坦地面上离地10m处、重现期为50年(或100年)的10分钟平均最大风速v0(m/s)作为计算根本风压值的依据(近似按照v20/1600计算风压值)。2.风压高度变化系数μz图3-1风速随高度的变化3.1风荷载3.1.1单位面积上的风荷载标准值3.风荷载体型系数μs图3-2风压分布(a)空气流经建筑物时风压对建筑物的作用(平面);(b)迎风面风压分布系数;(c)背风面风压分布系数高层建筑风载体型系数表3-23.1风荷载3.1.1单位面积上的风荷载标准值4.风振系数βz图3-3风振动作用第3章高层建筑结构荷载3.1风荷载

3.1.2总体风荷载与局部风荷载总体风荷载是建筑物各外表承受风作用力的合力，是沿高度变化的分布荷载，用于计算抗侧力结构的侧移及各构件内力。局部风荷载用于计算结构局部构件或围护构件或围护构件与主体的连接，如水平悬挑构件、幕墙构件及其连接件等。3.1.3风洞试验介绍宜进行风洞试验的建筑物：〔1〕高度大于200m；〔2〕平面形状或立面形状复杂；〔3〕立面开洞或连体建筑；〔4〕周围地形和环境较复杂。图3-5风洞试验3.1风荷载

3.1.3风洞试验介绍第3章高层建筑结构荷载3.2地震作用

3.2.1地震作用的特点地震波传播产生地面运动，通过根底影响上部结构，上部结构产生的振动称为结构的地震反响，包括加速度、速度和位移反响。地震波可以分解为六个振动分量：两个水平分量、一个竖向分量和三个转动分量。对建筑结构造成破坏的，主要是水平振动。地面运动的特性可以用三个特征量来描述：强度(用振幅值大小表示)、频谱和持续时间。3.2.2抗震设防目标、方法及范围

1.三水准抗震设防目标

“小震不坏，中震可修，大震不倒”2.两阶段抗震设计方法第一阶段，小震作用下的结构设计；第二阶段，大震作用下的弹塑性变形验算。3.2地震作用

3.2.2抗震设防目标、方法及范围3.抗震设防范围《抗震标准》规定，根本烈度为6度及6度以上地区内的建筑结构，应当抗震设防。《抗震标准》适用于设防烈度为6～9度地区的建筑抗震设计。抗震设防烈度和设计根本地震加速度值的对应关系表3-73.2.3抗震计算方法1.反响谱法图3-7单自由度体系地震反响及反响谱图3-81940年ElCentroNS记录加速度反响谱3.2地震作用

3.2.3抗震计算方法1.反响谱法我国抗震设计的加速度反响谱计算方法：图3-9不同性质土壤的地震反响谱2.时程分析法第3章高层建筑结构荷载3.2地震作用3.2.4设计反响谱1.地震影响系数曲线图3-10地震影响系数曲线水平地震影响系数最大值表3-83.2地震作用3.2.4设计反响谱2.特征周期Tg与场地土和场地特征周期(s)表3-9各类建筑场地的覆盖层厚度(m)表3-103.2地震作用3.2.4设计反响谱2.特征周期Tg与场地土和场地土的类型划分和剪切波速范围表3-11第3章高层建筑结构荷载3.2地震作用3.2.5水平地震作用计算1.反响谱底部剪力法图3-11水平地震作用沿高度分布顶部附加地震作用系数δn

表3-123.2地震作用3.2.5水平地震作用计算2.振型分解反响谱法〔1〕不考虑扭转耦联的振型分解反响谱法图3-12不考虑扭转耦联的结构的振型示意图3.2地震作用3.2.5水平地震作用计算2.振型分解反响谱法〔2〕扭转耦联振型分解反响谱法3.2地震作用

3.2.5水平地震作用计算

3.时程分析法

采用时程分析法主要是对甲类高层建筑，竖向布置不规那么的高层建筑，8度Ⅰ、Ⅱ类场地和7度高度超过100m的高层建筑，8度Ⅲ、Ⅳ类场地高度超过80m和9度高度超过60m的房屋建筑，以及复杂高层建筑等在多遇地震作用下的补充计算。时程分析所用地震加速度时程的最大值(cm/s2)表3-13第3章高层建筑结构荷载3.2地震作用3.2.6结构自振周期计算1.理论方法及其修正系数

2.半理论半经验公式〔1〕顶点位移法〔2〕能量法

理论方法即采用刚度法或柔度法，通过求解特征方程