高层建筑结构的受力特点和结构概念设计.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：高层建筑结构的受力特点和结构概念设计高层建筑结构上的荷载作用竖向荷载恒荷载按材料重度（重力密度）与构件尺寸进行计算。楼面、屋面活荷载可从荷载规范（GB50009—2001《建筑结构荷载规范》）中查得但要注意以下情况施工中采用附墙塔、爬墙塔等对结构受力有影响的超重机械或其它施工设备时根据具体情况验算施工对结构的影响旋转餐厅轨道和驱动设备的重量擦窗机等清洗设备屋面小型直升机活荷载的不利布置一般不考虑楼面活荷载的不利布置因为活荷载占总竖向荷载的份额较小实际结构中并非按某些跨有活荷载而其它一些跨无活荷载而是某家或房间里有无活荷载而且家具一般总是存在的。即使在计算机高度发展的今天模拟活荷载最不利布置仍非常困难。风荷载空气的流动受到建筑物的阻碍会有建筑物表面形成压力或吸力这些压力或吸力即是建筑物所受的风荷载。风是空气流动形成的风对建筑物的作用是不规则的风压随风速、风向变化的紊乱变化而不断改变实际上风荷载是随时间变化的动力荷载将10min以上长周期的风压(大于高层建筑结构自振周期0.5—10s)常称稳定风压在设计中作为静荷载考虑对建筑物产生侧移；另一种风是短周期部分(只有几秒钟左右)常称阵风脉动上图中沿平场风压上下的波动部分为脉动风压它的强度随时间按随机规律变化。由于它周期较短作用性质是动力的这种脉动风压使建筑物在平均侧移的附近左右摇摆引起结构的振动设计时采用加大风载的方法来考虑这个动力效应在风压值上乘以风振系数z。基本风压基本风压与风速有关规范取W。＝V2／1600。《荷裁规范》规定取该地区(城市)空旷平坦地面上离地10m处30年一遇10min平均最大风速V作为计算基本风压的依据。对于山区或海岛等特殊地形处可用一些系数来调整基本风压仅。荷载规范给出的w。值适用于多层建筑、对一般高层建筑和特别重要的、或有持殊要求的高层建筑适当提高基本风压的保证系数是必要的因此分别取50年一遇和100年一遇的风速计算基本风压值即取《荷载规范》给出的W。乘一系数对一般高层建筑取1.1W。特别重要的高层建筑取1.2W。作为基本风压值。风压高度变化系数在10m以上、随着高度的增加风速受地面影响越小、风速加快风压值增加风速与地面高度的关系符合指数函数规律也与地面粗糙度有关地面愈租糙风的阻力大风速小。《荷载规范》把地面粗糙度分为三类。A类：近海海面、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区；B类：由野、乡村、丛林、斤陵及房屋比较稀疏的中、小城镇及大城市郊区C类：平均建筑高度15m以上、有密集建筑群的大城市市区。荷载规范结出了风压高度变化系数用以修正基本风压。（3）风载体型系数风载体型系数主要与建筑物的体型、尺寸等几何性质有关高层建筑的体型变化大且复杂一般都通过实测或风洞模拟试验得到。当风流动经过建筑物时对建筑物不同部位会产生不同效果有压力也右吸力空气流功还会产生涡流对建筑物局部有较大的压力或吸力。风压在建筑物表面的分布是不均匀的。下图给出风压沿房屋表面的分布图。风压除与建筑物平面形状有关外还与建筑物的高宽比有关高宽比增大s增大。矩形平面的高层建筑s与风向角有关为建筑表面法线与风作用方向的夹角s随增大而减小。但压力分布沿宽度趋于不均匀。当＝0度时沿宽度均为压力当＝60度时宽度两端各为压力和吸力此时将对房屋产生扭矩。s还与建筑物的表面形态(有无阳台、遮阳板以及横、竖线条处理等)及建筑物的透气性有关如表面有明显凹凸其迎风面的体型系数比表面平整大尤其当表面有竖线条处理时更为明显一般增大6%—8％建筑物的透气性越大s越小。在建筑体积相同的情况下合理选择体型．可有效降低风对结构的作用一般情况下十字形、Y形、六边形及圆型平面的s小于矩形平面的s从而对于矩形平面将角偶处进行适当的平滑处理如改为圆角或截角将减小s值。根据国内外风洞试验和有关规定对高层建筑群体须考虑风载体型系数的增大系数即高层建筑群体之间相互干扰会使风压分布增大称为群楼效应。（3）风振系数z风的作用是不规则的风压随风速、风向的紊乱变化而不停改变。除了看成静荷裁的稳定风压外还有脉动风压使建筑物在平均侧移附近振动脉动风压对建筑产生的动力效应与建筑物高度和刚度有关对高度较大、刚度较小的高层建筑脉动风压会使位移加大设计时采用加大风载的办法来考虑这种动力效应在风压值上乘以风振系数z。规范规定建筑高度大于30m且高宽比大于1.5的高层建筑应考虑风振影响。高层建筑的风振系数按下式计算：(2.3)设计时应分别计算风载对建筑物的总体效应及局部效应。总体效应是指作用在建筑物上的全部风荷载使结构产生的内力及位移局部效应是指风载对建筑