4 荷载和地震作用
4.1 竖向荷载
4.1.1 高层建筑的自重荷载、楼（屋）面活荷载及屋面雪荷载等应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定采用。
4.1.2 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，应根据具体情况确定对结构产生的施工荷载。
4.1.3 旋转餐厅轨道和驱动设备的自重应按实际情况确定。
4.1.4 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。
4.1.5 直升机平台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：
1，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。对具有液压轮胎起落架的直升机，动力系数可取1.4；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据直升机类型按表
4.2 风荷载 4.2.1 主体结构计算时，风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积，垂直于建筑物表面的单位面积风荷载标准值应按下式计算：
0w w z s z k μμβ= (
式中：w k ——风荷载标准值(kN/m 2)；
w 0——基本风压(kN/m 2)，应按本规程第；
μz ——风压高度变化系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009
的有关规定采用；
μs ——风荷载体型系数，应按本规程第；
βs ——z 高度处的风振系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009
的有关规定采用。
4.2.2 基本风压应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。
4.2.3 计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数μs 可按下列规定采用：
1，圆形平面建筑取0.8；
2，正多边形及截角三角形平面建筑，由下式计算：
n s 2.18.0+=μ (
式中：n ——多边形的边数。
3，高宽比H/B 不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3；
4，下列建筑取1.4：
1)V 形、Y 形、弧形、双十字形、井字形平面建筑；
2)L 形、槽形和高宽比H/B 大于4的十字形平面建筑；
3)高宽此H/B 大于4，长宽比L/B 不大于1.5的矩形、鼓形平面建筑。
5，在需要更细致进行风荷载计算的场合，风荷载体型系数可按本规程附录B 采用，或由风洞试验确定。
4.2.4 当多栋或群集的高层建筑相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应。一般可将单栋建筑的体型系数μs 乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的
试验资料确定；必要时宜通过风洞试验确定。
4.2.5 横风向振动效应或扭转风振效应明显的高层建筑，应考虑横风向风振或扭转风振的影响。横风向风振或扭转风振的计算范围、方法以及顺风向与横风向效应的组合方法应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定。
4.2.6 考虑横风向风振或扭转风振影响时，结构顺风向及横风向的侧向位移应分别符合本规程第
4.2.7 房屋高度大于200m 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载：
1，平面形状或立面形状复杂；
2，立面开洞或连体建筑；
3，周围地形和环境较复杂。
4.2.8 檐口、雨篷、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载时，风荷载体型系数肚不宜小于2.0。
4.2.9 设计高层建筑的幕墙结构时，风荷载应按国家现行标准《建筑结构荷载规范》GB 50009、《玻璃幕墙工程技术觌范》JGJ 102、《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133的有关规定采用。
4.3 地震作用
4.3.1 各抗震设防类别高层建筑的地震作用，应符合下列规定：
1，甲类建筑：应按批准的地震安全性评价结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定；
2，乙、丙类建筑：应按本地区抗震设防烈度计算。
4.3.2 高层建筑结构的地震作用计算应符合下列规定：
1，一般情况下，应至少在结构两个主轴方向分别计算水平地震作用；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15O 时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。
2，质量与刚度分布明显不对称的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响。
3，高层建筑中的大跨度、长悬臂结构，7度(0.15g)、8度抗震设计时应计入竖向地震作用。
4，9度抗震设计时应计算竖向地震作用。
4.3.3 计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用：
i i L e 05.0±= (
式中：e i ——第i 层质心偏移值(m)，各楼层质心偏移方向相同；
L i ——第i 层垂直于地震作用方向的建筑物总长度(m)。
4.3.4 高层建筑结构应根据不同情况，分别采用下列地震作用计算方法：
1，高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法；对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过lOOm 的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。
附件：“PKPM上部结构设计软件常见问题释疑”研讨班授课大纲 一、荷载与地震作用 1、现浇板、悬挑板、组合楼板、斜板等在确定面荷载时有哪些注意事项？05与08版在处理上 有何不同？荷载方向如何确定，可否输入负值？ 2、08版新增梁上的荷载类型“无截面设计”是何意，如何正确应用？ 3、哪些节点上可以加节点荷载？对于一根梁上任加一点后，在此节点上加节点荷载05与08版 软件在处理上有何不同？ 4、楼面梁是如何进行活荷载折减的，程序的处理与规范有何不同？ 5、对于“柱、墙及基础活荷载折减”程序的处理05版及08版有哪些不同，结果如何查询？ 6、活荷载的输入对人防荷载的计算有何影响？08版有何改动？ 7、PK、SATWE进行活荷载不利布置计算时有何不同？应注意哪些相关参数？ 8、何为“互斥活荷载”？怎样通过此功能来实现规范中的相应条款？ 9、05及08版程序是如何进行“普通风荷载”计算的，其中与风荷载计算相关的参数该如何确定， 受风面面积及荷载作用点如何确定？“普通风荷载”计算后荷载如何分配，它作用的效应程序做了怎样的处理？ 10、05版特殊风荷载是如何计算的，有哪些不足？08版特殊风荷载是如何计算的，如何灵活应 用？ 11、广义层方式建立的模型是否均可以直接用软件自动计算的风荷载？ 12、05、08版吊车荷载输入方法有哪些异同？ 13、对于排架柱计算长度系数的计算不同模块有何不同，该如何选用？ 14、近期多层人防的计算程序做了哪些重大调整？不同版本为何结果会相差如此悬殊？ 15、局部有人防荷载时如何处理？ 16、如何确定地下室外墙平面外的受力？如何计算地下室外墙平面外的配筋？不同版本输出结果 有何不同？程序对于地下室外墙能否正确识别？ 17、如何实现人防构件的弹塑性设计？ 18、何时需要考虑“双向地震”及“偶然偏心”？如果两项同时选择程序如何处理？ 19、如何正确确定与地震力计算相关的一些参数？如：计算振型个数、周期折减系数。 20、如何理解“水平力与整体坐标夹角”与“斜交抗侧力构件方向附加地震数，相应角度”？ 21、“按中震（或大震）不屈服做结构设计”如何应用？ 22、0。2Q0调整，不同时期版本，程度处理有何不同，原来有哪些局限？如何解决？ 23、08版地下室信息中“土层水平抗力系数的比例系数”是何意，该如何取值？ 二、构件设计 1、对于层间的支撑在计算时05、08版软件的处理有何不同？ 2、越层支撑在与梁墙相交时05、08版在处理上有何不同？ 3、08版对于柱被层间支撑打断后是如何进行内力及配筋计算的？ 4、如何人为指定支撑是否参与导荷，它的导荷原则是如何定的？ 5、08版支撑的计算长度系数如何确定？ 6、支撑对于楼层指标的贡献05与08版在计算上有何异同？ 7、刚性梁有哪些具体应用？ 8、如何用两种方法输入连梁模型？两种方式输入的连梁在计算上有哪些不同？ 9、如何合理填取与连梁计算相关的参数信息，如连梁刚度折减系数、墙梁转框架梁控制跨高比？ 10、程序是如何实现“《抗震规范》(2008局部修订版)第3.6.6.1条” 的？ 11、在输入楼梯构件时应注意的事项有哪些？ 12、按主梁或次梁不同的方式输入时，在导荷、计算、施工图处理上有何不同？
第3章 高层建筑结构的荷载和地震作用 [例题] 某高层建筑剪力墙结构，上部结构为38层，底部1-3层层高为4m,其他各层层高为3m ，室外地面至檐口的高度为120m ，平面尺寸为m m 4030?，地下室采用筏形基础，埋置深度为12m ，如图3.2.4(a)、(b)所示。已知基本风压为2045.0m kN w =，建筑场地位于大城市郊区。已计算求得作用于突出屋面小塔楼上的风荷载标准值的总值为800kN 。为简化计算，将建筑物沿高度划分为六 个区段，每个区段为20m ，近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值，计算在风荷载作用下结 构底部（一层）的剪力和筏形基础底面的弯矩。 解：（1）基本自振周期：根据钢筋混凝土剪力墙结构的经验公式，可得结构的基本周期为： s n T 90.13805.005.01=?== 222210m s kN 62.19.145.0T w ?=?= （2）风荷载体型系数：对于矩形平面，由附录1可求得 80.01=s μ 57040120030480L H 03 04802s .....-=??? ? ? ?+-=??? ??+-=μ （3）风振系数：由条件可知地面粗糙度类别为B 类，由表3.2.2可查得脉动增大系数502.1=ξ。脉动影响系数ν根据H/B 和建筑总高度H 由表3.2.3确定，其中B 为迎风面的房屋宽度，由H/B=3.0可从表3.2.3经插值求得=ν0.478；由于结构属于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，可近似采用振型计算点距室外地面高度z 与房屋高度H 的比值，即H H i /z =?，i H 为第i 层标高；H 为建筑总高度。则由式（3.2.8）可求得风振系数为： H H 478050211H H 11i z i z ??+=?+=+=μμξνμ?νξβ.. z z z （4）风荷载计算：风荷载作用下，按式（3.2.1）可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为： ()z z z z ....)z (q βμβμ6624=40×570+80×450= 按上述公式可求得各区段中点处的风荷载标准值及各区段的合力见表3.2.4，如图3.2.4(c)所示。 表3.2.4 风荷载作用下各区段合力的计算 （a ） （b ） （c ） 图3.2.4 高层结构外形尺寸及计算简图
第3章高层建筑结构的荷载和地震作用 [例题] 某高层建筑剪力墙结构，上部结构为38层，底部1-3层层高为4m,其他各层层高为3m，室外地面至檐口的高度为120m，平面尺寸为30m?40m，地下室采用筏形基础，埋置深度为12m，如图3.2.4(a)、(b)所示。已知基本风压为 w0=0.45kNm，建筑场地位于大城市郊区。已计算求得作用于突出屋面小塔楼上的风荷载标准值的总值为800kN。为简化计算，将建筑物沿高度划分为六个区段，每个区段为20m，近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值，计算在风荷载作用下结构底部（一层）的剪力和筏形基础底面的弯矩。 2 解：（1）基本自振周期：根据钢筋混凝土剪力墙结构的经验公式，可得结构的基本周期为： T1=0.05n=0.05?38=1.90s w0T12=0.45?1.92=1.62kN?s2m2 （2）风荷载体型系数：对于矩形平面，由附录1可求得 μs1=0.80 H?120??? ?=- 0.48+0.03??=-0.57 L40???? （3）风振系数：由条件可知地面粗糙度类别为B类，由表3.2.2可查得脉动增大系数ξ=1.502。脉动影响系数ν根据H/B和建筑总高度H由表3.2.3确定，其中B 为迎风面的房屋宽度，由H/B=3.0可从表3.2.3经插值求得ν=0.478；由于结构属于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，可近似采用振型计算点距室外地面高度z与房屋高度H的比值，即?z=Hi/H，Hi为第i层标高；H为建筑总高度。则由式（3.2.8）可求得风振系数为： ξ ν ?zξνHi1.502?0.478Hi βz=1+=1+?=1+? μzμzHμzH （4）风荷载计算：风荷载作用下，按式（3.2.1）可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为： q(z)=0.45×(0.8+0.57)×40μzβz=24.66μzβz μs2=- 0.48+0.03 按上述公式可求得各区段中点处的风荷载标准值及各区段的合力见表3.2.4，如图3.2.4(c)所示。 表3.2.4 风荷载作用下各区段合力的计算
高层建筑横向承载力 摘要：随着经济的发展,近年来高层建筑尤其是体型复杂的超高层建筑得到了蓬勃的发展。一般而言，高层建筑物占地面积少，建筑面积大，造型独特，相对集中。这一特点使得高层建筑物在人口稠密的大城市迅速发展。但是高层建筑物上风荷载也越来越大，导致水平荷载不断增大。因此，高层建筑物需要较大的承载力和刚度来解决水平荷载的问题。关键词：风载荷高层建筑物影响 在高层建筑中，竖向荷载对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比；另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。对一些较柔的高层建筑，风荷载是结构设计的控制因素，随着建筑物高度的增高，风荷载的影响越来越大。高层建筑中除了地震作用的水平力以外，主要的侧向荷载是风荷载，在荷载组合时往往起控制作用。因此，高层建筑在风荷载作用下的结构分析与设计引起了研究人员和工程师们的重视。 建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。高层建筑不应采用严重不规则的结构体系，应符合下列要求：1、应具有必要的承载能力、刚度和变形能力；
2、应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力； 3、对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。 高层建筑的结构体系尚宜符合要求：结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。风荷载是结构的重要设计荷载，特别对于高耸结构(如烟囱、塔架、桅杆等)、高层建筑、大跨度桥梁、冷却塔、屋盖等，有时甚至起到决定性的作用，因而抗风设计是工程结构中的重要课题。 近二十年来，国内外建造了超高层建筑和大跨度结构。对这些限高层建筑结构风荷载和风震响应的计算分析，确保高层建筑物的质量是十分必要的。 参考文献： [1]黄本才，结构抗风分析原理及应用[M]，天津：同济大学出版社，2001，1-7 [2]张向庭.工程抗风设计计算手册[M]，北京：中国建筑工业出版社，1998 [3]GB50009)2001建筑结构荷载规范[S]，2001，北京：中国建筑工业出版社，2002
〈〈高层建筑混凝土结构技术规程》 5. 6荷载效应和地震作用组合的效应 5. 6荷载效应和地震作用组合的效应 5.6.1 持久设计状况和短暂设计状况下，当荷载与荷载效应按线形关系考虑时，荷载基本组合的效应设计值应按下式确定： S =Y G&k +Y L Q Y Q&k w Y w S wk ( 5.6.1 ) 式中：S――荷载组合的效应设计值；Y G永久荷载分项系数；Y Q――楼面活荷载分项系数； Y w――风荷载的分项系数；Y L――考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，设计使用年限为50年时取1.0，设计使 用年限为100年时取1.1 ；S3k 永久荷载效应标准值；S Qk 楼面活荷载效应标准值； S-――风荷载效应标准值；》Q、》w――分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当永久荷载效应起控制作用时应分别取0.7和0.0 ;当可变荷载效应起控制作用时应分别取 1.0和0.6或0.7和1.0。 注：对书库、档案室、储藏室、通风机房和电梯机房，本条楼面活荷载组合值系数取0.7的场合应取为0.9。 5.6.2 持久设计状况和短暂设计状况下，荷载基本组合的分项系数应按下列规定采用： 1永久荷载的分项系数Y G当其效应对结构承载力不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取 1.2，对由永久荷载控 制的组合应取1.35 ;当其效应对结构有利时，应取 1.0 ； 2楼面活荷载的分项系数Y Q：—般情况下应取1.4 ； 3风荷载的分项系数Y w应取1.4。 2位移计算时，本规程公式(5.6.1 )中个分项系数均应取1.0。 5.6.3 地震设计状况下，当作用与作用效应按线形关系考虑时，荷载和短暂作用基本组合的的效应设计值应按下式确定： S d S=Y °&E + Y Eh Shk + Y Ev Svk +书w Y Sk (5.6.3 ) 式中：S――荷载和地震作用组合的效应设计值；S GE――重力荷载代表值的效应； S Ehk――水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数； S Evk ――竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数； Y G――重力荷载分项系数；Y w――风荷载分项系数；Y Eh――水平地震作用分项系数；Y E ------------- 竖向地震作用分项系数； 屮w――风荷载组合值系数，应取0.2。 5.6.4 地震设计状况下，荷载和地震作用基本组合的分项系数应按表 5.6.4 采用。当重力荷载效应对结构的承载力有利时， 表5.6.4 中Y G不应大于1.0。 2 "―"表示组合中不考虑该项荷载或作用效应。 5.6.5 非抗震设计时，应按本规程第5.6.1 条的规定进行荷载组合的效应计算。抗震设计时，应同时按本规程第 5.6.1条 和5.6.3 条的规定进行荷载和地震作用的效应计算；按本规程第 5.6.3 条计算的组合内力设计值，尚应按本规程的有关规定 进行调整。
幕墙设计基础─风载荷与地震作用计算 风荷载计算公式: W k=βgz×μz×μs×W0[公式(1)]根据《建筑结构荷载规范》GB50009- (2006年修订版） 其中: W k---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2) βgz---瞬时风压的阵风系数，按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中表7.5.1取定； μz --- 风压高度变化系数，按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中表7.2.1取定； μs --- 风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中第7.3.3条取定； W0 --- 基本风压（kN/m2），按全国基本风压图。 体型系数μs 通常情况下墙角取2.0；墙面取1.2 可见墙角区要比大面区风荷载大约67%。 屋面局部部位(周边和屋面坡度大于10度的屋脊部位)取-2.2； 檐口、雨蓬、遮阳板等突出部位取-2.0. 地震作用计算公式：q EAk=βE×αmax×GAK [公式(2)] 其中: q EAk--- 水平地震作用标准值； βE--- 动力放大系数，按5.0 取定； αmax--- 水平地震影响系数最大值，按相应设防烈度取定（见表1）； GAK--- 幕墙构件平面面积的重力荷载标准值(kN/m2)。 表1：水平地震影响系数最大值αmax
荷载效应组合 1、承载力验算：抗震设计的玻璃幕墙，应考虑重力荷载、风荷载和地震作用效应。 2、挠度验算 在风荷载或永久荷载作用下，幕墙构件的挠度应符合挠度限值要求，且计算挠度时，取荷载作用的标准值，即取荷载分项系数为1.0。 例一立柱上的风荷载计算 在深圳拟建一幕墙项目，高20米，场地类别为B类，幕墙水平分格为1500mm，求出作用于该幕墙立柱的线性风荷载。 解：对B类地区，查荷载规范可得，深圳基本风压为0.75 kN/m2（50年一遇），20米高处风压高度变化系数取：m z=1.248 ；阵风系数取：s gz =1.687则： 墙角区风压为：墙面区风压为： W k=βgz×μz×μs×W0 Wk=βgz×μz×μs×W0 =1.687x1.248x2x0.75 =1.687x1.248x1.2x0.75 =3.158 kN/m2 =1.89 kN/m2 作用于立柱上的风荷载的线荷载为 （墙角区）：（墙面区）： q=W k x B q=W k x B =3.158 x 1.5 =1.89 x 1.5 =4.737 kN/m =2.835 kN/m
荷载及荷载效应组合和地震作用 乙、荷载及荷载效应组合和地震作用 2荷载及荷载效应组合和地震作用 2.1楼、屋面荷载取值 2.1.1高层建筑和公共建筑的走廊、门厅、楼梯楼面均布活荷载标准值取2.5kN/m2，不符合《荷载规范》第4.1.l条和表4.l.l项11(3)的要求。 改进措施：《荷载规范》GB 50009局部修订第4.1.l条表4.1.1项次11(3)中规定：其他民用建筑及当人流可能密集时，其走廊、楼梯，门厅楼面均布活荷载取3.5kN/m2。因此对高层建筑和公共建筑的走廊、门厅、楼梯的楼面均布活荷载标准值取 2.5kN/m2不正确，应取3.5kN/m2。 2.1.2在楼板设计时漏算固定隔墙自重产生的荷载效应。 改进措施：《荷载规范》GB 50009第4.1.1条表4.1.l的注5规定，对固定隔墙的自重应按恒荷载考虑。因此在楼板设计时必须考虑固定隔墙自重产生的荷载效应，否则该设计属不正确。 2.1.3设计框架结构的楼板时，未考虑可灵活自由布置的非固定隔墙荷载。 改进措施：框架结构的优点是便于根据房间的不同用途进行分隔，设置灵活自由非固定的隔墙，因而在设计楼板时，应考虑房屋在使用过程中设置这类隔墙的可能性。为此应按《荷载规范》GB 50009第4.1.1条表4.1.1的注5规定，对这类隔墙应取每延米墙重(kN/m)的1/3作为楼面活荷载标准值的附加值(kN/m2)计入楼面设计荷载内，并将此附加值在结构设计说明书中注明，以便今后使用。 未考虑这类隔墙荷载将降低该房屋适应变更房间分隔的能力。 2.1.4屋面板设计时对保温层或找坡层荷载取值偏小。 改进措施：对保温层或找坡层荷载取值偏小情况，经常发生在设计人员疏忽大意或校审人员校审不严时，因而应加强设计管理工作，增强设计人员和校审人员的工作责任心，防止此类问题发生。 2.1.5高层建筑、裙房以外的首层地下室顶板的设计荷载取值偏小；例如： (1)位于汽车通道下方的板未考虑消防车荷载； (2)未考虑施工过程中由于材料堆放等引起的施工荷载。 改进措施：汽车通道下方的首层地下室顶板应考虑消防车荷载，否则可能会造成不安全。顶板设计时应根据工程的实际情况确定顶板由于消防车产生的荷载。当消防车直接行驶于顶板上时，可直接按《荷载规范》GB 50009表4.1.1第8项的规定取值；当顶板上填有覆土或其他充填物时，应按消防车轮压处于最不利位置并考虑其在土中或充填物内的扩散分布，进行分析计算后确定消防车荷载。 地下室顶板设计时应考虑在施工过程中由于材料堆放等原因引起的施工荷载，此施工荷载应在结构设计说明中注明，以便施工单位控制此荷载，避免发生超载。 2.1.6现浇钢筋混凝土楼板为双向板，其上置放有局部活荷载(非中心位置处)，在设计时其活荷载未按等效均布活荷载确定方法进行计算。 改进措施：一般情况(采用有限元方法分析者除外)，在设计现浇钢筋混凝土双向板时，作用在板上的楼面局部荷载应进行等效均布荷载的换算。换算时，可按单跨四边简支双向板，使局部荷载产生的板的绝对最大弯矩与满布均布荷载产生的板中心处最大弯矩相等的条件而求得，此满布的均布荷载值即为所换算的等效均布荷载值。由于双向板可求得两个等效均布荷载值，设计时应取其中的较大值。 注：当局部均布荷载位于板中心时(即当a＝b，c＝d时)，即可求得该双向板局部均布荷载最不利布置(板中心处)时换算的等效均布荷载值。其可根据建筑结构静力计算手册查表计算确定。
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.6荷载效应和地震作用组合的效应 5.6荷载效应和地震作用组合的效应 5.6.1持久设计状况和短暂设计状况下，当荷载与荷载效应按线形关系考虑时，荷载基本组合的效应设计值应按下式确定： S d＝γG S Gk＋γLψQγQ S Qk＋ψwγw S wk（5.6.1） 式中：S d——荷载组合的效应设计值；γG——永久荷载分项系数；γQ——楼面活荷载分项系数； γw——风荷载的分项系数；γL——考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，设计使用年限为 50 年时取 1.0，设计使用年限为 100 年时取 1.1；S Gk——永久荷载效应标准值；S Qk——楼面活荷载效应标准值； S wk——风荷载效应标准值；ψQ、ψw——分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当永久荷载效应起控制作用时应分别取 0.7 和 0.0；当可变荷载效应起控制作用时应分别取 1.0 和 0.6 或 0.7 和 1.0。 注：对书库、档案室、储藏室、通风机房和电梯机房，本条楼面活荷载组合值系数取 0.7 的场合应取为 0.9。 5.6.2持久设计状况和短暂设计状况下，荷载基本组合的分项系数应按下列规定采用： 1永久荷载的分项系数γG：当其效应对结构承载力不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取 1.2，对由永久荷载控制的组合应取 1.35；当其效应对结构有利时，应取 1.0； 2楼面活荷载的分项系数γQ：一般情况下应取 1.4； 3风荷载的分项系数γw应取 1.4。 2位移计算时，本规程公式（5.6.1）中个分项系数均应取 1.0。 5.6.3地震设计状况下，当作用与作用效应按线形关系考虑时，荷载和短暂作用基本组合的的效应设计值应按下式确定： S d S＝γG S GE＋γEh S Ehk＋γEv S Evk＋ψwγw S wk（5.6.3） 式中：S d——荷载和地震作用组合的效应设计值；S GE——重力荷载代表值的效应； S Ehk——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数； S Evk——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数； γG——重力荷载分项系数；γw——风荷载分项系数；γEh——水平地震作用分项系数；γEv——竖向地震作用分项系数；ψw——风荷载组合值系数，应取 0.2。 5.6.4地震设计状况下，荷载和地震作用基本组合的分项系数应按表 5.6.4 采用。当重力荷载效应对结构的承载力有利时，表 5.6.4 中γG不应大于 1.0。 表 5.6.4A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m） 注：1g 为重力加速度； 2"—＂表示组合中不考虑该项荷载或作用效应。 5.6.5非抗震设计时，应按本规程第 5.6.1 条的规定进行荷载组合的效应计算。抗震设计时，应同时按本规程第 5.6.1 条和 5.6.3 条的规定进行荷载和地震作用的效应计算；按本规程第 5.6.3 条计算的组合内力设计值，尚应按本规程的有关规定进行调整。 1 / 1
轻钢结构门式刚架风荷载与地震作用的计算问题 １设计风荷载 门式刚架轻型钢结构房屋高度小属低矮房屋，与一般房屋所受的气流机理不同。由于靠近地面，受地面环境的影响，气流多呈湍流，其风压分布情况一般需通过能反映湍流影响的边界层风洞试验测得。因为目前国内关于低矮房屋的边界层风洞试验资料尚不完备，所以标准CECS102采用了美国MBMA的资料作为门式刚架轻型钢结构房屋的风荷载体型系数，并对风荷载计算做了专门的规定。该规定与标准GB50009有所不同，按照两本标准计算的风荷载效应存在差异。《全国民用建筑工程设计技术措施2003（结构）第18.1.6条规定，跨高比L/h小于等于4的门式刚架应按GB50009计算风荷载标准值及体型系数，跨高比大于4时宜按CECS102取用。以下的计算分析表明，跨高比为4的界分，并不能较好地满足门式刚架各个控制截面的安全性要求。 图1中分别表示了柱脚铰接和刚接的门式刚架按CECS102与GB50009计算所得的风荷载效应结果的比较，横坐标为跨度与檐口高度之比L/h，纵坐标为按两本标准所得的控制截面弯矩、柱脚剪力、柱脚拉力之比。比值大于1表示按CECS102的计算值较大，比值小于1表示按GB50009的计算值较大。计算条件为坡度1/10的等截面双坡刚架，利用结构静力计算手册中的门式刚架计算公式进行了不同跨高比，柱距（开间），基本风压的计算，计算结果表明该比值仅与刚架的跨高比有关。 值得注意的是，跨中弯矩M2、柱底拉力V以及柱脚刚接刚架的檐口弯矩M1，按GB50009的计算值均比按CECS102的计算值偏小，特别在某些跨高比区段内偏小较多，如跨中弯矩M2在跨高比大于2时偏小达50％左右。由于门式刚架轻型钢结构房屋的自重相对较小，如无吊车则风荷载常起主要作用，风荷载内力计算值的差别会明显影响结构的安全性。因此在一般情况下，轻钢结构门式刚架宜按标准CECS102的规定进行风荷载计算。当刚架的跨高比位于按GB50009的计算值较大的区段时，可根据不同情况
荷载及荷载效应组合和地震作用 2荷载及荷载效应组合和地震作用 2.1楼、屋面荷载取值 2.1.1高层建筑和公共建筑的走廊、门厅、楼梯楼面均布活荷载标准值取2.5kN/m2，不符合《荷载规范》第4.1.l条和表4.l.l项11(3)的要求。改进措施：《荷载规范》GB 50009局部修订第4.1.l条表4.1.1项次11(3)中规定：其他民用建筑及当人流可能密集时，其走廊、楼梯，门厅楼面均布活荷载取 3.5kN/m2。因此对高层建筑和公共建筑的走廊、门厅、楼梯的楼面均布活荷载标准值取2.5kN/m2不正确，应取3.5kN/m2。2.1.2在楼板设计时漏算固定隔墙自重产生的荷载效应。 改进措施：《荷载规范》GB 50009第4.1.1条表4.1.l的注5规定，对固定隔墙的自重应按恒荷载考虑。因此在楼板设计时必须考虑固定隔墙自重产生的荷载效应，否则该设计属不正确。 2.1.3设计框架结构的楼板时，未考虑可灵活自由布置的非固定隔墙荷载。 改进措施：框架结构的优点是便于根据房间的不同用途进行分隔，设置灵活自由非固定的隔墙，因而在设计楼板时，应考虑房屋在使用过程中设置这类隔墙的可能性。为此应按《荷载规范》GB 50009第4.1.1条表4.1.1的注5规定，对这类隔墙应取每延米墙重(kN/m)的1/3作为楼面活荷载标准值的附加值(kN/m2)计入楼面设计荷载内，并将此附加值在结构设计说明书中注明，以便今后使用。
未考虑这类隔墙荷载将降低该房屋适应变更房间分隔的能力。 2.1.4屋面板设计时对保温层或找坡层荷载取值偏小。 改进措施：对保温层或找坡层荷载取值偏小情况，经常发生在设计人员疏忽大意或校审人员校审不严时，因而应加强设计管理工作，增强设计人员和校审人员的工作责任心，防止此类问题发生。 2.1.5高层建筑、裙房以外的首层地下室顶板的设计荷载取值偏小；例如： (1)位于汽车通道下方的板未考虑消防车荷载； (2)未考虑施工过程中由于材料堆放等引起的施工荷载。 改进措施：汽车通道下方的首层地下室顶板应考虑消防车荷载，否则可能会造成不安全。顶板设计时应根据工程的实际情况确定顶板由于消防车产生的荷载。当消防车直接行驶于顶板上时，可直接按《荷载规范》GB 50009表4.1.1第8项的规定取值；当顶板上填有覆土或其他充填物时，应按消防车轮压处于最不利位置并考虑其在土中或充填物内的扩散分布，进行分析计算后确定消防车荷载。 地下室顶板设计时应考虑在施工过程中由于材料堆放等原因引起的施工荷载，此施工荷载应在结构设计说明中注明，以便施工单位控制此荷载，避免发生超载。 2.1.6现浇钢筋混凝土楼板为双向板，其上置放有局部活荷载(非中心位置处)，在设计时其活荷载未按等效均布活荷载确定方法进行计算。改进措施：一般情况(采用有限元方法分析者除外)，在设计现浇钢筋混凝土双向板时，作用在板上的楼面局部荷载应进行等效均布荷载的换
4 荷载和地震作用 4.1 竖向荷载 4.1.1 高层建筑的自重荷载、楼（屋）面活荷载及屋面雪荷载等应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定采用。 4.1.2 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，应根据具体情况确定对结构产生的施工荷载。 4.1.3 旋转餐厅轨道和驱动设备的自重应按实际情况确定。 4.1.4 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。 4.1.5 直升机平台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： 1，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。对具有液压轮胎起落架的直升机，动力系数可取1.4；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据直升机类型按表 4.2 风荷载 4.2.1 主体结构计算时，风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积，垂直于建筑物表面的单位面积风荷载标准值应按下式计算： 0w w z s z k μμβ= ( 式中：w k ——风荷载标准值(kN/m 2)； w 0——基本风压(kN/m 2)，应按本规程第； μz ——风压高度变化系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009 的有关规定采用； μs ——风荷载体型系数，应按本规程第； βs ——z 高度处的风振系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009 的有关规定采用。 4.2.2 基本风压应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。 4.2.3 计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数μs 可按下列规定采用： 1，圆形平面建筑取0.8； 2，正多边形及截角三角形平面建筑，由下式计算： n s 2.18.0+=μ ( 式中：n ——多边形的边数。 3，高宽比H/B 不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3； 4，下列建筑取1.4： 1)V 形、Y 形、弧形、双十字形、井字形平面建筑； 2)L 形、槽形和高宽比H/B 大于4的十字形平面建筑； 3)高宽此H/B 大于4，长宽比L/B 不大于1.5的矩形、鼓形平面建筑。
8 荷载效应效应组合 本设计所应用到的用于承载能力极限状态下的内力组合公式如下： ①无地震时，由可变荷载效应控制的组合： G G K Q Q Q K W W W K S S S S γψγψγ=++ 式中 S —结构构件荷载效应组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值； r G 、r Q 、r W —永久荷载、楼面活荷载和风荷载的分项系数； ΨQ 、ΨW —楼面活荷载和风荷载的组合系数，当为第一可变荷载时取1。 S GK 、S Qk 、S Wk —永久荷载、楼面荷载和风荷载效应标准值。 ②无地震时，由永久荷载效应控制的组合(根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 [2] 第3.2.3条注3，水平风荷载不参与组合。但2006版规范中取消了此注，即水平风荷载参与组合，当风荷载效应不大时也可忽略之。)：？ G G K Q Q Q K S S S γψγ=+ ③有地震时，即重力荷载与水平地震作用的组合： G G E Eh Ehk S S S γγ=+ 式中 S —结构构件荷载效应与地震作用效应组合的设计值； r G 、r Eh —重力荷载、水平地震作用的分项系数； S GE 、S Eh —重力荷载代表值、水平地震作用标准值。 用于正常使用极限状态下的内力组合(标准组合)公式如下：？ G K Q Q K W W K S S S S ψψ=++ 8.1控制截面及最不利内力类型 8.1.1构件的控制截面 框架梁的控制截面是支座截面和跨中截面。在支座截面处，一般产生最大负弯矩(max M -)和最大剪力(max V )(水平荷载作用下还有正弯矩产生，故也要注意组合可能出现 的正弯矩）；跨间截面则是最大正弯矩(max M +)作用处(也要注意组合可能出现的负弯矩)。因此，框架梁的最不利内力为： 梁端截面：max M +、max M -、max V 梁跨间截面：max M + 由于内力分析的结果是轴线位置处的内力，而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处，因此，在求该处的最不利内力时，应根据梁轴线处的弯矩和剪力计算出柱边缘处梁截面的弯矩和剪力，即： /2M M Vb '=- /2V V qb '=-
横向风振及形成原因 1.关于风荷载的一些初步知识。 作用在结构上的风力一般可表示为顺风向风力、横风向风力和扭风力矩，如图6-7。在一般情况下，不对称气流产生的风力矩一般不大，工程设计时可不考虑，但对有较大不对称或较大偏心的结构，应考虑风力矩的影响。 2.结构抗风计算的几个重要概念 结构的风力和风效应
3.横向风振的产生及其对建筑物的影响 横风向风振是由不稳定的空气动力特性形成的，其中包括旋涡脱落、弛振、颤振、扰振等空气动力现象。根据研究可发现横风向风振与结构截面形状和雷诺数R e 有关，可得： 惯性力=单位面积上的压力 ρv 2/2 · 面积F 粘性力=粘性应力· 面积F =（粘性系数μ ·速度梯度dv /dy ）·面积F 。 横向风振的产生(圆截面柱体结构) 沿上风面AB 速度逐渐增大（v ↑），B 点压力达到最小值; 风速 P M P D → 结构上的风力 顺风向力→P D 、 横风向力→ P L 、扭力矩→ P M → 结构的风效应 ~ 由风力产生的结构位移、速度、加速度响应、扭转响应 ()vB l v l v F l v F v R e 690002=?=?=???== χμρμρ粘性力惯性力雷诺数s m 251045.1,-?==χρμχ空气动力粘性系数一、结构的风力和风效应
沿下风面BC速度逐渐降低（ v ↓），压力重新增大。 气流在BC中间某点S处速度停滞（ v =0），生成旋涡，并在外流的影响下以一定周期脱落（脱落频率fs）---Karman 涡街当气流旋涡脱落频率fs与结构横向自振频率接近时，结构发生共振，即发生横向风振。 结构在上述三种力作用下，可以发生以下三种类型的振动。 @横风向风力下涡流脱落振动 当风吹向结构，可在结构周围产生旋涡，当旋涡脱 落不对称时，可在横风向产生横风向风力，所以横风向振动在任意风力情况下都能发生涡激振动现象。在抗风计算时，除了必须注意