高层建筑结构方案设计(doc 38)
高层建筑结构方案设计 1.1 概述 高层建筑是社会生产的发展和人类物质生活需要的产物，是现代社会工业化、商业 化和城市化的必然结果。科学技术的进步、经济的发展则为高层建筑的发展提供了坚实 的物质基础。 自从第一栋高层建筑以来，当今世界的高层建筑发展 改革开放以来，我国高层建筑如雨后春笋迅速发展。据资料统计，建设部系统国有 建筑企业逐年竣工10层以上建筑，从1984年的263万m2,猛增至1995年的1841万m2；1995 年竣工面积为1993年的2.12倍。见表1： 表1 建设部系统国有建筑企业1984(1995年10层以上建筑竣工简表 |年 份 |1984 |1985 | |全钢结构 |框架体系 |3.5 | | |框架偏心支撑 |3.0 | | |框架中心支撑 |2.5 | |钢骨结构 |型钢—混凝土框架 |2.5 | | |钢—混凝土混合 |2.0 | 4．风荷载作用下顺风和横风向顶点最大加速度应满足以下要求： 对公共建筑 aw（或atr）≤0.20m/s2 对公寓建筑 aw（或atr）≤0.28m/s2 5．园筒形平面的高层建筑容易因横向风引起的涡流共振，为防止横风向引起共振， 因此JGJ99-98中采用房屋顶部风速来限制要求： 顶部风速Vn < Ucr 临界风速 Vcr = 5D/T1(T1为直径D的结构基本自振周期) 当满足不了Vn < Ucr时应增大结构刚度或进行横风向涡流脱落试验。 6．为了较合理选择适宜的结构方案规范对不同的结构种类提出了结构高宽比限值。 1.3 高层建筑的作用 1.3.1 高层建筑的静荷载 1.3.2 高层建筑的活荷载 1.3.2.1楼面和屋面活荷载 第3.1.1条 民用建筑楼面均布活载的标准值及其组合值，频遇值和准永久值系数，应按《建筑结构荷 载规范》GBJ50009- ××××（以下简称《荷载规范》）的第4.1.1条的规定采用，该条无规定者，可按本规定表3 .1.1采用。 民用建筑楼面均布活载 表3.1.1 |项|类 别 |标准值 |组合值系数|频遇值系数|准永久值系 | |次| |（kN/m2 |φc |φf |数φg | | | |） | | | | |一|酒吧间、展销间 |3.0-4.0 |0.7 |0.6 |0.5 | |二|体操房、娱乐室 |3.5-5.0 |0.7 |0.6 |0.5 | |三|宾馆、饭店建筑 | | | | | |1 |宴会厅 |3.0-4.0 |0.7 |0.5 |0.5 | |2 |厨房：中小型 |4.0-5.0 |0.7 |0.6 |0.5 | | | 大 型 |6.0-8.0 |0.7 |0.6 |0.5 | |3 |洗衣房 |4.0-5.0 |0.7 |0.6 |0.5 | |4 |贮藏室 |5.0-8.0 |0.7 |0.6 |0.8 | |四|电子计算机房 | | | | | |1 |一般微机 |3.0 |0.7 |0.6 |0.5 | |2 |网络中心 |4.5 |0.7 |0.6 |0.5 | |五|电梯间机房 |6.0 |0.7 |0.6 |0.6 | |六|图书馆档案的书 | | | | | | |库和档案 | | | | | |1 |一般排列时 |5.0-7.0 |0.7 |0.6 |0.8 | |2 |密集排列时 |≥10.0 |0.7 |0.6 |0.8 | |七|电话交换机房 |6.0 |0.7 |0.6 |0.6 | |八|多层停车库的车 |5.5 |0.7 |0.6 |0.6 | | |道 | | | | | |九|医院建筑 | | | | | 注（1）本表所列各项活载适用于一般的使用条件，当使用荷载较大时，应按实际情况 采用。 （2）第五项活载应按电梯产品规格规定采用。 （3）第八项活载只适用于停放轿车的车库。 （4）医疗建筑的活载按实际情况采用。 （5）本表各项活载未包括隔墙自重。 第3.1.2条 设计楼面梁、墙、柱及基础时，民用建筑楼面均匀活载标准值的折减系数应按《荷载规范 》第4.1.2条规定。 表3.1.1中的楼面活载标准值按下列规定乘以相应的折减系数。 一、设计楼面梁时的折减系数 1．第一～七项和第九项，当楼面梁的从属面积超过50m2时取0.9。 2．第八项取0.8。 二、设计墙、柱及基础时的折减系数采用与其楼面梁相同的折减系数。 第3.1.3条 工业建筑楼面活荷载的标准值及其系数，应按《荷载规范》第4.2.1～第4.2.3条及附录C采 用。当设计楼面梁、墙、柱及基础时，其楼面活载标准值的折减系数，按表3.1.3的规定 采用。 工业楼面活荷载标准值折减系数 表3.1.3 |类 别 |折减系数 |备 注 | |生产车间 |＞10kN/m2 |0.6～0.8 | | | |≤10kN/m2 |0.7～0.8 |折减后不少于4kN/m2 | |仓 库 | | |按实际情况定 | 4. 楼面的附加悬挂管道荷载标准值，应按实际情况确定，当缺乏资料时，对一 般管道采用0.5～1.0kN/m2，其组合值系数Фc=0.7，频遇值系数Фf=0.6；准 永久值系数Фg=0.6 第3.1.5条 作用在多层工业建筑的板面和次梁（肋）上的非承重隔墙荷载，可按等效均布荷载的确 定方法，求得构件上的隔墙荷载增值标准值，为了简便计算，可根据隔墙重量和楼面活 载标准值，按表3.1.5确定隔墙荷载增值标准值，并应注意下列条件要求： 一、任何情况下，布置在板面和次梁（肋）上的隔墙宜采用轻质隔墙；应尽量不采 用重隔墙。 二、适用于现浇板或具有良好整体作用的装配整体式楼板。 三、双向板及无梁楼板等上的隔墙荷载增值标准值，应按等效原则另行计算。 四、隔墙尽量布置在次梁（肋）上，或布置在距次梁（肋）中线左右1/5板跨范围内 （即避免在板跨中3/5的范围内布置） 作用在板面和次梁（肋）上的隔墙荷载增值 表3.1.5 |隔墙荷载增 |隔 墙 重 kN/m |备注 | |值 | | | |(kN/m2) | | | | |3.0 |4.0 | |轻 型 |20.0 |0.20×0.20 | |中 型 |40.0 |0.25×0.25 | |重 型 |60.0 |0.30×0.30 | 二、等效均布活载5kN/m2 第3.1.14条 平屋面，雨蓬，屋顶游泳池等应考虑泄水孔有堵塞可能产生的积水重量，积水深 可按边缘构件具体情况考虑。 第3.1.15条 屋面、楼面活荷载，设备荷载及施工、检修荷载等应在施工设计图上注明。 第3.1.16条 对屋面、楼面活荷载不同于设计规范规定值时，可按实际情况，进行调研或可靠依据后 确定。 第3.1.17条 对于活荷载占总荷载之比例少于25%，以及活荷载不大于0.5kN/m2的构件，宜在设计中适 当留有余地。 1.3.2.2施工和检修荷载及栏杆水平荷载 第3.1.18条 计算叠合梁的框架第一阶段的内力时，施工荷载一般按1.0kN/m2采用；当为悬挑结构时 ，按1.5kN/m2采用。 第3.1.19条 采用滑升模板工艺施工时的各种滑模装置荷载，建议按下列参考数值采用。 一、操作平台荷载： 模板、围圈、提升架自重1.5～2.0kN/m2; 操作平台自重0.6kN/m2; 吊脚手架自重0.3kN/m2。 二、操作平台上施工荷载： 施工人员、工具和存放材料： 设计平台铺板及檩条 2.5kN/m2; 设计平台桁架 1.5kN/m2; 设计围圈及提升架 1.0kN/m2; 平台上放置设备时，应按实际重量计算确定荷载。 三、振捣混凝土时的侧压力6.0～7.5kN/m2（按模板面积） 四、模板与混凝土的摩阻力： 钢模板 1.5～3.0kN/m2; 木模板 2.0～3.5kN/m2。 第3.1.20条 采用滑模、大模板、全现浇等工艺施工时，材料、构件、施工设备的重量，一般按2.7～ 3.0kN/m2考虑。 第3.1.21条 附墙塔式起重机在建筑物的附着装置所传给结构的水平反力，应考虑非工作状态时的最 大风荷载及满载起吊时的两种情况。此时可视塔式起重机为悬臂连续梁，附着装置为梁 的支承点，按此计算图式分别求出、取其较大值。 第3.1.22条 高层建筑装饰阶段的施工荷载，建议取2.0kN/m2。 第3.1.23条 多层停车库的栏杆水平荷载可取2.0kN/m2,作用于离地（楼）面0.5m处。 1.3.2.3其他荷载 第3.1.24条 高层建筑的结构自重（单位面积），在方案或初步设计阶段时，可按表3.1.24估算： 高层建筑的结构自重 表3.1.24 |结构类型 |墙体材料 |自 重（kN/m2） | |框 架 |轻质墙 |8.0～12.0 | | |砖 墙 |10.0～14.0 | |框架—剪力墙 |轻质墙 |10.0～14.0 | | |砖 墙 |12.0～16.0 | |剪力墙 |混凝土 |14.0～18.0 | 第3.1.25条 外围砖墙的重量一般宜按实际情况计算，为简化计算，可将无洞口砖墙（包括内外粉刷 ）的重量乘以洞口折减系数φ，对于民用建筑，φ取用0.65;对于一般厂房，φ取用0.7；对 于仓库，φ取用0.85。 1.3.3 高层建筑的风荷载 第3.2.1条 垂直于多层和高层建筑表面上的风荷载标准值，当计算主要承重结构时，应按下式计算 [pic] βz——高度z处的风振系数； μs——风荷载体型系数 μz——风压高度变化系数 W0——基本风压值（kN/m2） 当计算围护结构时应按下式计算 [pic] (3.2.1-2) 式中βgz——高度Z处的阵风系数见表3.2.1 阵风系数βgz 表3.2.1 |离地面高 |地面粗糙度类别 | |度 | | |m | | | |A |B |C |D | |5 |1.69 |1.88 |2.30 |3.21 | |10 |1.63 |1.78 |2.10 |2.76 | |15 |1.60 |1.72 |1.99 |2.54 | |20 |1.58 |1.69 |1.92 |2.39 | |30 |1.54 |1.64 |1.83 |2.21 | |40 |1.52 |1.60 |1.77 |2.09 | |50 |1.51 |1.58 |1.73 |2.01 | |60 |1.49 |1.56 |1.69 |1.94 | |70 |1.48 |1.54 |1.66 |1.89 | |80 |1.47 |1.53 |1.64 |1.85 | |90 |1.47 |1.52 |1.62 |1.81 | |100 |1.46 |1.51 |1.60 |1.78 | |150 |1.43 |1.47 |1.54 |1.67 | |200 |1.42 |1.44 |1.50 |1.60 | |250 |1.40 |1.42 |1.46 |1.55 | |300 |1.39 |1.41 |1.44 |1.51 | |350 |1.38 |1.39 |1.42 |1.47 | |400 |1.38 |1.38 |1.40 |1.45 | |450 |1.37 |1.37 |1.39 |1.43 | 基本风压值W0按《荷载规范》全国基本风压分布图或附录D.4中给出的风压（1/50）采 用，但不得小于0.3kN/m2。 基本风压是以当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的。50年一遇10分平均最 大风速U0（m/s）为标准，按W0=1/2 ρU02确定风压；ρ为空气密度（t/m3）,可按《荷载规范》附录D第D.2.2条确定。 对风荷载敏感的结构，基本风压W0可适当提高。 风荷载的组合值系数，频遇值系数和准永久值系数分别取 [pic] [pic] [pic] 第3.2.2条 风压高度变化系数μz，应按地面粗糙度类别按表3.2.2确定，地面粗糙度分为A、B、C、 D四类。 A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区。 B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。 C类指有密集建筑群的城市市区。 D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。 风压高度变化系数μz 表3.2.2 |离地面或海平 |地面粗糙度类别 | |面高度 | | |m | | | |A |B |C |D | |5 |1.17 |1.00 |0.74 |0.62 | |10 |1.38 |1.00 |0.74 |0.62 | |15 |1.52 |1.14 |0.74 |0.62 | |20 |1.63 |1.25 |0.84 |0.62 | |30 |1.80 |1.42 |1.00 |0.62 | |40 |1.92 |1.56 |1.13 |0.73 | |50 |2.03 |1.67 |1.25 |0.84 | |60 |2.12 |1.77 |1.35 |0.93 | |70 |2.20 |1.86 |1.45 |1.02 | |80 |2.27 |1.95 |1.54 |1.11 | |90 |2.34 |2.02 |1.62 |1.19 | |100 |2.40 |2.09 |1.70 |1.27 ...
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