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1、第3章 高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載和地震作用 （a） （b） （c）圖3.2.4 高層結(jié)構(gòu)外形尺寸及計(jì)算簡圖例題 某高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)為38層，底部1-3層層高為4m,其他各層層高為3m，室外地面至檐口的高度為120m，平面尺寸為，地下室采用筏形基礎(chǔ)，埋置深度為12m，如圖3.2.4(a)、(b)所示。已知基本風(fēng)壓為，建筑場地位于大城市郊區(qū)。已計(jì)算求得作用于突出屋面小塔樓上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的總值為800。為簡化計(jì)算，將建筑物沿高度劃分為六個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為20m，近似取其中點(diǎn)位置的風(fēng)荷載作為該區(qū)段的平均值，計(jì)算在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)底部（一層）的剪力和筏形基礎(chǔ)底面的彎矩。解：（1）基本自振周期：根2、據(jù)鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)公式，可得結(jié)構(gòu)的基本周期為： （2）風(fēng)荷載體型系數(shù)：對(duì)于矩形平面，由附錄1可求得（3）風(fēng)振系數(shù)：由條件可知地面粗糙度類別為B類，由表3.2.2可查得脈動(dòng)增大系數(shù)。脈動(dòng)影響系數(shù)根據(jù)H/B和建筑總高度H由表3.2.3確定，其中B為迎風(fēng)面的房屋寬度，由H/B=3.0可從表3.2.3經(jīng)插值求得0.478；由于結(jié)構(gòu)屬于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的彎剪型結(jié)構(gòu)，可近似采用振型計(jì)算點(diǎn)距室外地面高度與房屋高度的比值，即，為第i層標(biāo)高；H為建筑總高度。則由式（3.2.8）可求得風(fēng)振系數(shù)為：（4）風(fēng)荷載計(jì)算：風(fēng)荷載作用下，按式（3.2.1）可得沿房屋高度分布的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：按上述公式3、可求得各區(qū)段中點(diǎn)處的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及各區(qū)段的合力見表3.2.4，如圖3.2.4(c)所示。表3.2.4 風(fēng)荷載作用下各區(qū)段合力的計(jì)算區(qū)段(m)區(qū)段合力突出屋面80061100.9172.151.30669.241384.85900.7502.021.26763.111262.24700.5831.861.22556.191123.83500.4171.671.17948.55971.02300.2501.421.12639.43788.61100.0831.001.06026.14522.8在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)底部一層的剪力為筏形基礎(chǔ)底面的彎矩為小 結(jié)（1）作用于高層建筑結(jié)構(gòu)上的荷載可分為兩類：豎4、向荷載，包括恒載和樓、屋面活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。（2）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。對(duì)高度大于30m且高寬比大于1.5的高層建筑結(jié)構(gòu)，采用風(fēng)振系數(shù)考慮脈動(dòng)風(fēng)壓對(duì)主要承重結(jié)構(gòu)的不利影響。(3)計(jì)算高層建筑結(jié)構(gòu)水平地震作用的基本方法是振型分解反應(yīng)譜法，此法適用于任意體型、平面和高度的高層建筑結(jié)構(gòu)。當(dāng)建筑物高度不大且體型比較簡單時(shí)，可采用底部剪力法計(jì)算。對(duì)于重要的或復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu)，宜采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震作用下的補(bǔ)充計(jì)算。思 考 題（1）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)主要考慮哪些荷載或作用？（2）高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向荷載5、如何取值？進(jìn)行豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算時(shí)，是否要考慮活荷載的不利布置？為什么？（3）結(jié)構(gòu)承受的風(fēng)荷載與哪些因素有關(guān)？（4）高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，基本風(fēng)壓、風(fēng)載體型系數(shù)和風(fēng)壓高度變化系數(shù)分別如何取值？（5）什么是風(fēng)振系數(shù)？在什么情況下需要考慮風(fēng)振系數(shù)？如何取值？（6）高層建筑地震作用計(jì)算的原則有哪些？（7）高層建筑結(jié)構(gòu)自振周期的計(jì)算方法有哪些？（8）計(jì)算地震作用的方法有哪些？如何選用？地震作用與哪些因素有關(guān)？（9）底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法在計(jì)算地震作用時(shí)有什么異同？（10）在計(jì)算地震作用時(shí)，什么情況下應(yīng)采用動(dòng)力時(shí)程分析法？計(jì)算時(shí)有哪些要求？（11）在什么情況下需要考慮豎向地震作用效應(yīng)？（12）6、突出屋面小塔樓的地震作用影響如何考慮？習(xí) 題1、某高層建筑筒體結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，建筑平面尺寸為的方形，地面以上高度為150m，地下埋置深度為13m。已知基本風(fēng)壓為0.40，建筑場地位于大城市市區(qū)，已計(jì)算求得作用于突出屋面塔樓上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，結(jié)構(gòu)的基本自振周期為。為簡化計(jì)算，將建筑物沿高度劃分為五個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為30m，并近似取其中點(diǎn)位置的風(fēng)荷載作為該區(qū)段的平均值，計(jì)算在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)底部的剪力和基礎(chǔ)底面的彎矩值。 習(xí)題1圖 習(xí)題2圖2、某12層高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)，層高均為3.0m，總高度為36.0m，抗震設(shè)防烈度為8度，類場地，設(shè)計(jì)地震分組為第二組。已計(jì)算各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值如圖所示，第1和第2振型如圖所示，對(duì)應(yīng)的自振周期分別為，。試采用振型分解反應(yīng)譜法，考慮前兩個(gè)振型計(jì)算水平地震作用下結(jié)構(gòu)的底部剪力和彎矩值。3、某高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，層數(shù)為24層，高度為85m，抗震設(shè)防烈度為8度，類場地，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，總重力荷載代表值為，基本自振周期為，采用底部剪力法計(jì)算底部剪力值。 4、某高層建筑結(jié)構(gòu)，地震設(shè)防烈度為8度，類場地，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，結(jié)構(gòu)的基本自振周期為1.36s。按底部剪力法計(jì)算水平地震作用時(shí)，計(jì)算頂部附加水平地震作用系數(shù)。3