中國(guó)石油高層課件

風(fēng)荷載

空氣流動(dòng)形成的風(fēng)遇到障礙物（建筑物）時(shí)，就在建筑物表面產(chǎn)生壓力或吸力，這種風(fēng)力作用稱為風(fēng)荷載。風(fēng)的作用是不規(guī)則的，風(fēng)壓隨著風(fēng)速、風(fēng)向的紊亂變化而不停地改變。實(shí)際上，風(fēng)荷載是隨時(shí)間而波動(dòng)的動(dòng)力荷載，但房屋設(shè)計(jì)中把它看成靜荷載。在高度較大的建筑中要考慮動(dòng)力效應(yīng)影響，適當(dāng)加大風(fēng)荷載數(shù)值。作用在建筑物表面單位間積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk可按下式?jīng)Q定：（kN/m2）

（2.1）

式中，w——基本風(fēng)壓值，單位是kN/m2；

μs——風(fēng)荷載體型系數(shù)；

μz——風(fēng)壓高度變化系數(shù)；

βz——z高度處的風(fēng)振系數(shù)。（kN/m2）

對(duì)主要承重結(jié)構(gòu)對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)第一頁(yè)第二頁(yè)，共49頁(yè)?；撅L(fēng)壓值w0基本風(fēng)壓值w0與風(fēng)速大小有關(guān)。一般以v2/1600計(jì)算風(fēng)壓值，v是風(fēng)速（m/s）。南方氣溫高，空氣密度小，為163？；北方氣溫低，空氣密度大，為158？第二頁(yè)第三頁(yè)，共49頁(yè)。基本風(fēng)壓值w0我國(guó)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2001給出了各地區(qū)、各城市的基本風(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年的10分鐘平均最大風(fēng)速作為計(jì)算基本風(fēng)壓值的依據(jù)。對(duì)于山區(qū)或海島等特殊地形處，可用一些系數(shù)來(lái)調(diào)整基本風(fēng)壓值?；撅L(fēng)壓應(yīng)按規(guī)范附錄D.4中附表D.4給出的50年一遇風(fēng)壓采用，對(duì)于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的其他結(jié)構(gòu)，基本風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)提高，并應(yīng)由有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范具體規(guī)定。但不得小于0.3kN/m2。第三頁(yè)第四頁(yè)，共49頁(yè)。風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz在10m以上，隨著高度增加，風(fēng)速加快，風(fēng)壓值也就加大。荷載規(guī)范給山了風(fēng)壓高度變化系數(shù)，用以修正基本風(fēng)壓值。風(fēng)壓高度變化系數(shù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2001表7.2.1。對(duì)于平坦或稍有起伏的地形，風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別按表7.2.1確定。地面粗糙度可分為A、B、C、D四類：A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類指有密集建筑群的城市市區(qū)；（平均高度在9～18m）D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。（平均高度大于18m）

第四頁(yè)第五頁(yè)，共49頁(yè)。第五頁(yè)第六頁(yè)，共49頁(yè)。第六頁(yè)第七頁(yè)，共49頁(yè)。第七頁(yè)第八頁(yè)，共49頁(yè)。第八頁(yè)第九頁(yè)，共49頁(yè)。對(duì)于山區(qū)的建筑物，風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按平坦地面的粗糙度類別，還應(yīng)考慮地形條件的修正，見規(guī)范7.2.2-1第九頁(yè)第十頁(yè)，共49頁(yè)。塔科馬大橋倒塌事故第十頁(yè)第十一頁(yè)，共49頁(yè)。山西大同懸空寺第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共49頁(yè)。第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共49頁(yè)。在中國(guó)眾多的寺廟中，山西恒山的懸空寺稱得上是奇妙的建筑。一般寺廟都建在平地上，但這座懸空寺卻是名副其實(shí)，建在懸崖峭壁上，懸在半空之中。其設(shè)計(jì)思想真絕，其建筑藝術(shù)真高。

懸空寺是在懸崖上鑿洞，插入木梁，寺的一部分建筑就架在這一根根木梁之上，另一部分則利用突出的巖石作為它的基礎(chǔ)。游人在遠(yuǎn)處見不到這些木梁，卻見到不少細(xì)木斜頂住寺的底層。游人會(huì)想：這些顫顫悠悠的木柱能頂?shù)米∵@樣一座寺廟嗎？當(dāng)人們仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)承受重量的除了木柱外，還有那些插入巖石的巨大木梁后，對(duì)古代匠師的智慧，不得不由衷地發(fā)出感嘆和敬佩了。懸空寺始建于北魏后期，距今約1400年。歷代都重修，但原來(lái)的結(jié)構(gòu)都沒(méi)有改變。

前人介紹懸空寺，概括為：“面對(duì)恒山，背倚翠屏；上載危巖，下臨深谷；鑿石為基，就巖起屋；結(jié)構(gòu)驚險(xiǎn)，造型奇特?！?/p>

在寺的棧道石壁上，刻有“公輸天巧”四個(gè)大字，贊賞懸空寺的建造技藝。當(dāng)?shù)赜幸痪湫稳荽怂?/p>

驚險(xiǎn)的民謠：“懸空寺，半山高，三根馬尾空中吊。”第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共49頁(yè)。第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共49頁(yè)。風(fēng)載體型系數(shù)μs當(dāng)風(fēng)流動(dòng)經(jīng)過(guò)建筑物時(shí)，對(duì)建筑物不同的部位會(huì)產(chǎn)生不同的效果。有壓力，也有吸力。空氣流動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生渦流，對(duì)建筑物局部有較大的壓力或吸力。因此，風(fēng)對(duì)建筑物表面的作用力并不等于基本風(fēng)壓值。風(fēng)的作用力——風(fēng)載隨建筑物的體型、尺度、表面位置、表面狀況而改變。作用力的大小和方向可以通過(guò)實(shí)測(cè)或風(fēng)洞試驗(yàn)得到。風(fēng)壓分布某建筑物的實(shí)測(cè)結(jié)果。其中圖(a)是風(fēng)壓分布平面圖，表明當(dāng)空氣流經(jīng)建筑物時(shí)，在迎風(fēng)面產(chǎn)生壓力，在背風(fēng)面產(chǎn)生吸力，在側(cè)風(fēng)面也產(chǎn)生吸力；圖(b)、(c)是房屋表面風(fēng)壓分布系數(shù)，表明沿房屋表面風(fēng)壓值并不均勻，該系數(shù)是指表面風(fēng)壓值與基本風(fēng)壓值的比值，正值為壓力，負(fù)值為吸力。風(fēng)壓作用方向都與作用表面垂直。第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共49頁(yè)。規(guī)范表7.3.1給出了一般多、高層建筑常用的各種平面形狀各個(gè)表面的平均風(fēng)壓系數(shù)，稱為風(fēng)載體型系數(shù)。荷載規(guī)范還給出了其他各種情況下的風(fēng)載體型系數(shù)。因此，由公式（2－1）計(jì)其得到的單位面積上的風(fēng)壓值w是建筑物各個(gè)表面上在一定高度處的平均風(fēng)壓，它垂直于該表面，正值是壓力，負(fù)值是吸力。

規(guī)范表7.3.1（部分）第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共49頁(yè)。第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共49頁(yè)。高層建筑體型系數(shù)

μs第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共49頁(yè)。風(fēng)振系數(shù)

βz風(fēng)的作用是不規(guī)則的，風(fēng)壓隨著風(fēng)速、風(fēng)向的紊亂變化而不停地改變。通?？砂扬L(fēng)比作用的平均值看成穩(wěn)定風(fēng)壓。實(shí)際風(fēng)壓在平均風(fēng)壓的上下波動(dòng)。平均風(fēng)壓使建筑物產(chǎn)生一定側(cè)移，而波動(dòng)風(fēng)壓會(huì)使建筑物在平均側(cè)移附近左右搖擺。波動(dòng)風(fēng)壓對(duì)建筑產(chǎn)生的動(dòng)力效應(yīng)與建筑物高度和剛度有關(guān)。對(duì)高度較大、剛度較小的高層建筑，波動(dòng)風(fēng)壓會(huì)產(chǎn)生一些不可忽略的動(dòng)力效應(yīng)，產(chǎn)生振幅加大現(xiàn)象。設(shè)計(jì)時(shí)采用加大風(fēng)載的辦法來(lái)考慮這個(gè)動(dòng)力效應(yīng)，在風(fēng)壓值上乘以風(fēng)振系數(shù)βz。第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共49頁(yè)。陣風(fēng)系數(shù)

βgz

對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)，陣風(fēng)系數(shù)βgz是與風(fēng)振系數(shù)相似的一個(gè)系數(shù)，它根據(jù)最大脈動(dòng)風(fēng)壓與平均風(fēng)壓的比值確定?！督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2001規(guī)定計(jì)算。

計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時(shí)所采用的陣風(fēng)系數(shù)是參考國(guó)外規(guī)范的取值水平，按照下式計(jì)算確定：

βgz＝k（1+2μf）

式中μf——脈動(dòng)系數(shù)，

其中α——地面粗糙度指數(shù)，對(duì)A、B、C、D四類地貌，分別取0.12、0.16、0.22和0.30；

k——地面粗糙度調(diào)整指數(shù)，對(duì)于A、B、C、D四類地貌，分別取0.92、0.89、0.85和0.80。第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共49頁(yè)。橫風(fēng)向風(fēng)振

氣流繞過(guò)圓形截面桿件而發(fā)生漩渦脫落的現(xiàn)象也經(jīng)常在工程中出現(xiàn)。

氣流在BC間表面某點(diǎn)S由于受摩擦而速度停滯，產(chǎn)生漩渦，并在外部氣流的影響下，以一定的周期脫落，形成Karman渦街。當(dāng)脫落頻率與結(jié)構(gòu)橫向自振周期接近時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的共振。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)風(fēng)速所屬的臨界范圍，按其Strouhal數(shù)控制臨界風(fēng)速，或計(jì)算結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)。第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共49頁(yè)?？傮w風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分別計(jì)算風(fēng)載對(duì)建筑物的總體效應(yīng)及局部效應(yīng)。總體效應(yīng)是指作用在建筑物上的全部風(fēng)荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力及位移。局部效應(yīng)是指風(fēng)載對(duì)建筑物某個(gè)局部產(chǎn)業(yè)的內(nèi)力及變形。1總風(fēng)荷載計(jì)算總體效應(yīng)時(shí)，要用建筑物承受的總風(fēng)荷載，它是各個(gè)表面承受風(fēng)力的合力，并且是沿高度變化的分布荷載?？傦L(fēng)荷載可按下式計(jì)算：（kN/m）式中，n——建筑物外圍表面積數(shù)（每一個(gè)平面作為一個(gè)表面積）；B1、B2、…、Bn——n個(gè)表面的寬度；μs1、μs2、…、μsn——n個(gè)表面的風(fēng)荷載體型系數(shù)；α1、α2、…、αn——n個(gè)表面法線與風(fēng)作用方向的夾角。要注意區(qū)別是風(fēng)壓力還是風(fēng)吸力，以便作矢量相加。各表面風(fēng)荷載的合力作用點(diǎn)，即為總風(fēng)荷載的作用點(diǎn)。

第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共49頁(yè)。2、局部風(fēng)荷載實(shí)際上風(fēng)壓在建筑物表面上是不均勻的，在某些風(fēng)壓較大的部位，要考慮局部風(fēng)載對(duì)某些構(gòu)件的不利作用。此時(shí)，采用局部增大體型系數(shù)。在迎風(fēng)面以及房屋側(cè)面寬度為1/6墻面寬度的角隅部分，要驗(yàn)算外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及連接強(qiáng)度。迎風(fēng)面體型系數(shù)用1.5，側(cè)面體型系數(shù)用－1.5。因此單位面積上風(fēng)載為（kN/m2）

（kN/m2）對(duì)于陽(yáng)臺(tái)、雨篷、遮陽(yáng)板等懸挑構(gòu)件，應(yīng)驗(yàn)算向上漂浮的風(fēng)載ws。當(dāng)ws超過(guò)自重時(shí)，懸挑構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)反向彎短。局部向上體型系數(shù)用2，即

（kN/m2）第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共49頁(yè)。地震作用一、特點(diǎn)地震時(shí)地震波產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生震動(dòng)，稱為結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。包括加速度，速度與位移反應(yīng)。地震波可使產(chǎn)生豎向與水平振動(dòng)，一般對(duì)房屋的破壞主要由水平振動(dòng)引起。設(shè)計(jì)中應(yīng)該主要考慮水平作用。只有在震中附近高烈度區(qū)，才考慮豎向地震作用。地震動(dòng)三要素：1、強(qiáng)度：反應(yīng)地震波的幅值，烈度大，強(qiáng)度大。2、頻譜：反應(yīng)地震波波形，1962年墨西哥地震時(shí)，墨西哥市a=0.05g，但由于地震卓越周期與結(jié)構(gòu)接近，從而破壞嚴(yán)重。3、持時(shí)：反應(yīng)地震波的持續(xù)時(shí)間，短則對(duì)建筑物影響不大。第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共49頁(yè)。地震動(dòng)影響因素：1、震源2、深度3、震中距4、土壤性質(zhì)：地震波在傳播過(guò)程中高頻部分易被吸收，軟土中更是如此。故震中附近或在巖石等堅(jiān)硬土中，卓越周期在0.1～0.3s左右。離震中較遠(yuǎn)或沖積土等軟土中，卓越周期在1.5～2s左右，對(duì)高層建筑不利5、建筑物本身，包括自振周期、振型與阻尼，與剛度、質(zhì)量有關(guān)。剛度大、質(zhì)量大，則周期短，作用力大；剛度小、質(zhì)量小，周期長(zhǎng)，位移大。當(dāng)?shù)卣鸩ㄗ吭街芷谂c建筑物自振周期相近時(shí)，引起類共振，反映劇烈。第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共49頁(yè)。雜波P波開始S波開始面波開始第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共49頁(yè)。二、抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)：以等效地震荷載來(lái)表示地震作用。抗震設(shè)計(jì)三水準(zhǔn)：抗震設(shè)計(jì)二階段方法：設(shè)計(jì)階段——采用相應(yīng)于設(shè)防烈度的小震作用計(jì)算彈性位移及內(nèi)力，用極限狀態(tài)方法設(shè)計(jì)配筋，并按延性采取相應(yīng)抗震措施。6度設(shè)防區(qū)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類場(chǎng)地上高層建筑可不計(jì)算，但應(yīng)采取抗震措施。驗(yàn)算階段——

用罕遇地震作用計(jì)算所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的彈塑性側(cè)移變形，如層間位移超過(guò)允許值，應(yīng)重新設(shè)計(jì)，直至滿足大震不倒的要求為止。小震不壞：50年超越概率63.2%中震可修：50年超越概率10%，局部構(gòu)件可進(jìn)入塑性，但可修。大震不倒：50年超越概率2～3%，不能倒塌。第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共49頁(yè)。據(jù)全球構(gòu)造板塊學(xué)說(shuō)，地殼被一些構(gòu)造活動(dòng)帶分割為彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的板塊，板塊當(dāng)中有的塊大，有的塊小。大的板塊有六個(gè)，它們是：太平洋板塊、亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊、印度洋板塊和南極板塊。全球大部分地震發(fā)生在大板塊的邊界上，一部分發(fā)生在板塊內(nèi)部的活動(dòng)斷裂上。經(jīng)科學(xué)家研究，全球主要地震活動(dòng)帶有三個(gè)：1.環(huán)太平洋地震帶：即太平洋的周邊地區(qū)，包括南美洲的智利、秘魯，北美洲的危地馬拉、墨西哥、美國(guó)等國(guó)家的西海岸，阿留申群島、千島群島、日本列島、琉球群島以及菲律賓、印度尼西亞和新西蘭等國(guó)家和地區(qū)。這個(gè)地震帶是地震活動(dòng)最強(qiáng)烈的地帶，全球約80%的地震都發(fā)生在這里。2.歐亞地震帶：該帶從歐洲地中海經(jīng)希臘、土耳其、中國(guó)的西藏延伸到太平洋及阿爾卑斯山，也稱地中海－喜馬拉雅地震帶。這個(gè)帶全長(zhǎng)兩萬(wàn)多公里，跨歐、亞、非三大洲，占全球地震的15%。3.海嶺地震帶：分布在太平洋、大西洋、印度洋中的海嶺（海底山脈）。用地震儀測(cè)出的地震，每年全球約50萬(wàn)次，其中有感地震10萬(wàn)次，造成破壞的1000次，而7級(jí)以上，足以造成巨大災(zāi)害的有十幾次。三大地震帶第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共49頁(yè)。三大地震帶第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共49頁(yè)。中國(guó)地震分布圖第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共49頁(yè)。近期地震分布圖第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共49頁(yè)。中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖》第三十二頁(yè)第三十三頁(yè)，共49頁(yè)。三、地震作用的計(jì)算方法確定地震作用的方法可分靜力法、反應(yīng)譜方法（擬靜力法）和時(shí)程分析方法（直接動(dòng)力法）三大類。我國(guó)抗震規(guī)范規(guī)定：一般建筑可按照反應(yīng)譜方法確定等效地震力。它考慮地面加速度的作用和房屋的動(dòng)力特性，按房屋的最大加速度反應(yīng)值確定慣性力。以慣性力作為等效靜力荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。少數(shù)情況下需采用時(shí)程分析方法進(jìn)行補(bǔ)充分析。

1.反應(yīng)譜理論是對(duì)如圖所示的單質(zhì)點(diǎn)體系作彈性地震反應(yīng)分析，得到單質(zhì)點(diǎn)m的最大加速度反應(yīng)位Sa，于是可得慣性力這就是反應(yīng)譜理論計(jì)算等效地震作用的基本表達(dá)式。式中，G是質(zhì)點(diǎn)重量（G＝mg）；α是地震影響系數(shù)（α＝Sa/g）；FE是地震過(guò)程中可能出現(xiàn)的最大水平慣性力。α與地面加速度、場(chǎng)地土類別與結(jié)構(gòu)動(dòng)力特件有關(guān)。下頁(yè)圖是用大量地面加速度記錄計(jì)算后統(tǒng)計(jì)分析得到的我國(guó)抗震規(guī)范給出的α值計(jì)算公式與曲線。

第三十三頁(yè)第三十四頁(yè)，共49頁(yè)。建筑結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)曲線（α值計(jì)算公式與曲線）建筑結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整和形狀參數(shù)應(yīng)符合下列要求：

除有專門規(guī)定外，建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取0.05，地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)應(yīng)按1.0采用，形狀參數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：1）直線上升段，周期小于0.1s的區(qū)段。2）水平段，自0.1s至特征周期區(qū)段，應(yīng)取最大值(αmax)。3）曲線下降段，自特征周期至5倍特征周期區(qū)段，衰減指數(shù)應(yīng)取0.9。4）直線下降段，自5倍特征周期至6s區(qū)段，下降斜率調(diào)整系數(shù)應(yīng)取0.02。第三十四頁(yè)第三十五頁(yè)，共49頁(yè)。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比按有關(guān)規(guī)定不等于0.05時(shí)，地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)和形狀參數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：1）曲線下降段的衰減指數(shù)應(yīng)按下式確定：式中γ——曲線下降段的衰減指數(shù)；

ζ——阻尼比。2）直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)應(yīng)按下式確定：η1=0.02+（0.05—ζ）/8

式中η1——直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)小于0時(shí)取0。3）阻尼調(diào)整系數(shù)應(yīng)按下式確定：式中η2——阻尼調(diào)整系數(shù)當(dāng)小于0.55時(shí)，應(yīng)取0.55。第三十五頁(yè)第三十六頁(yè)，共49頁(yè)。特征周期Tg場(chǎng)地類別設(shè)計(jì)地震分組ⅠⅡⅢⅣ第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90水平地震影響系數(shù)最大αmax

地震影響6度7度8度9度多余地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震—0.50（0.72）0.90（1.20）1.40注：7、8度時(shí)括號(hào)內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。第三十六頁(yè)第三十七頁(yè)，共49頁(yè)。2、振型分解法用集中質(zhì)量法，把n層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為n個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的n個(gè)自由度的體系，求得其振型。第j振型，第i質(zhì)點(diǎn)等效水平地震力：3、時(shí)程分析法房屋高度較高，地震烈度較高，或沿房屋高度方向剛度與質(zhì)量極不均勻，要采用時(shí)程分析法來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充分析第三十七頁(yè)第三十八頁(yè)，共49頁(yè)。四、結(jié)構(gòu)自振周期理論計(jì)算：柔度，剛度法經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：用實(shí)測(cè)得到的結(jié)果加以修正。半理論半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算：對(duì)理論推導(dǎo)的公式加以修正，簡(jiǎn)化得出較為實(shí)用的公式五、罕遇地震作用下水平地震作用計(jì)算罕遇地震下，也可以用反應(yīng)譜法計(jì)算等效地震荷載，計(jì)算方法同前。但αmax

取值不同于多遇地震，而且只算位移不算內(nèi)力。設(shè)防烈度789罕遇

αmax

0.50.91.40與多遇αmax比值6.255.634.38第三十八頁(yè)第三十九頁(yè)，共49頁(yè)。六、豎向地震作用計(jì)算一般只是在9度地震設(shè)防區(qū)的建筑物中考慮。豎向地震會(huì)改變墻、柱等構(gòu)件的軸向力基底總軸向力標(biāo)準(zhǔn)值：FEvk

＝

αv,maxGeqαv,max——豎向地震影響系數(shù)，取多遇地震下水平地震影響系數(shù)的0.65倍Geq——結(jié)構(gòu)等效重力荷載，Geq＝0.75GE

第i層等效豎向地震力第i層豎向總軸力求得Nvi

后，將其按柱，墻承受的重力荷載值大小分配到柱、墻上，進(jìn)行載荷組合，Nvi

可為正，也可為負(fù)，按不利的值取用。第三十九頁(yè)第四十頁(yè)，共49頁(yè)。高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)化的一般規(guī)定

高層建筑實(shí)際結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的空間受力體系，它是由水平的剛性樓板和豎向的受力構(gòu)件（框架柱、剪力墻、筒體）組成的空間結(jié)構(gòu)。實(shí)際荷載也是很復(fù)雜的，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)又會(huì)有開裂、屈服等現(xiàn)象，并不是彈性勻質(zhì)材料。即便使用電子計(jì)算機(jī)計(jì)算，可以按照三維受力狀態(tài)來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移分析，要對(duì)多、高層建筑結(jié)構(gòu)作精確計(jì)算也是十分困難的。尤其在設(shè)計(jì)方案計(jì)算和估算時(shí)進(jìn)行手算，需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化并做出基本假定，得到合理的計(jì)算圖形，以便簡(jiǎn)化計(jì)算。本節(jié)只討論一些結(jié)構(gòu)計(jì)算中的基本簡(jiǎn)化原則。針對(duì)各種具體結(jié)構(gòu)計(jì)算方法，還有一些各自的假定，將在以后章節(jié)中進(jìn)行討論。這些假定主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面：1．彈性工作狀態(tài)假定

2．水平荷載作用方向假定3．平面結(jié)構(gòu)假定

4．樓板在自身平面內(nèi)剛度無(wú)限大的假定

5．高層建筑結(jié)構(gòu)底部嵌固假定第四十頁(yè)第四十一頁(yè)，共49頁(yè)。彈性工作狀態(tài)假定

線彈性分析方法是最基本的結(jié)構(gòu)分析方法，也是最成熟的方法，可用于所有高層建筑結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算分析。理論分析、試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明，在承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，線彈性分析結(jié)果可以滿足工程精度要求，保證結(jié)構(gòu)安全。

該假定認(rèn)為，結(jié)構(gòu)在永久荷載作用和可變荷載作用下，從整體上看處于彈性工作狀態(tài)，其內(nèi)力和位移按彈性方法計(jì)算。因?yàn)槭菑椥杂?jì)算，疊加原理可以用，不同荷載作用時(shí)，可以進(jìn)行內(nèi)力組合。某些情況下可以考慮局部構(gòu)件的塑性變形內(nèi)力重分布，以及罕遇地震作用下的第二階段驗(yàn)算，此時(shí)結(jié)構(gòu)均已進(jìn)入彈塑性階段?，F(xiàn)行規(guī)范的設(shè)計(jì)處理方法仍多以彈性計(jì)算的結(jié)果通過(guò)調(diào)整或修正來(lái)解決。第四十一頁(yè)第四十二頁(yè)，共49頁(yè)。水平荷載作用方向假定實(shí)際風(fēng)荷載及地震作用方向是隨意的、不定的。但是，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中常常假設(shè)水平力作用在結(jié)構(gòu)的主軸方向。對(duì)互相正交的兩個(gè)主軸x方向及y方向，分別進(jìn)行內(nèi)力分析。在矩形平面中，主軸分別平行于兩個(gè)邊長(zhǎng)方向，如圖。在其他形狀的平面中，可根據(jù)平面幾何形狀和尺寸確定主軸方向。

第四十二頁(yè)第四十三頁(yè)，共49頁(yè)。平面結(jié)構(gòu)假定任何結(jié)構(gòu)都是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)。但對(duì)框架、剪力墻及框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系而言，大多數(shù)可以把空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)，使計(jì)算大大簡(jiǎn)化。這里作了兩個(gè)假定：（1）一片框架或一片墻可以抵抗在本身平面內(nèi)的側(cè)向力，而在平面外的剛度很小，可以忽略不計(jì)。因此，整個(gè)結(jié)構(gòu)可以劃分成若干平面結(jié)構(gòu)，共同抵抗與平面結(jié)構(gòu)平行的側(cè)向荷載，垂直于該平面方向的結(jié)構(gòu)不參加受力。（2）各個(gè)平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)之間通過(guò)樓板互相聯(lián)系并協(xié)同工作。第四十三頁(yè)第四十四頁(yè)，共49頁(yè)。樓板在其自身平面內(nèi)剛度很大，可視為剛度無(wú)限大的平板。樓板平面外的剛度很小，可以忽略不計(jì)。

樓板無(wú)限剛度假定

無(wú)扭轉(zhuǎn)時(shí)第四十四頁(yè)第四十五頁(yè)，共49頁(yè)。高層建筑結(jié)構(gòu)底部嵌固假定

高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中，一般假定結(jié)構(gòu)底部嵌固。主體結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的底部嵌固部位，理論上應(yīng)能限制構(gòu)件在兩個(gè)水平方向的平動(dòng)位移和繞豎軸的轉(zhuǎn)角位移，并將上部結(jié)構(gòu)的剪力全部傳遞給地下室結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)作為主體結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的整體剛度和承載能力應(yīng)加以控制?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3—2002/J186—2002規(guī)定：當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時(shí)，地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍；嵌固部位樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)，樓板厚度不宜小于180mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30，應(yīng)