多高层建筑结构的荷载分为竖向荷载和水平荷载两类。对低层民用建筑,结构设计中起控制作用的是竖向荷载;对多层建筑,由水平荷载和竖向荷载共同控制;高层建筑中,水平荷载(风荷载和地震作用)起控制作用。
1.竖向荷载
竖向荷载包括结构构件和非结构构件的自重(恒荷载)、楼面活荷载、屋面均布活荷载、雪荷载、屋面积灰荷载和施工检修荷载等。
(1)恒荷载。竖向荷载中的恒荷载按相应材料和构件的自重,根据《建筑结构荷载规范》(GB50009—2012)进行计算。
(2)楼面活荷载。活荷载按《建筑结构荷载规范》(GB50009—2012)选用,当有特殊要求时,应按实际情况考虑。简化计算时,一般不考虑活荷载的不利布置,按活荷载满布考虑。
(3)屋面均布活荷载。
1)采用不上人屋面时,屋面活荷载标准值取0.5kN/m2;当施工或维修荷载较大时,应按实际情况采用。
2)采用上人屋面时,屋面活荷载标准值取2.0kN/m2;当兼作其他用途时,应按相应楼面活荷载采用。
屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合。(www.daowen.com)
2.水平荷载
水平荷载主要包括风荷载和水平地震作用。
(1)风荷载。对于高层建筑结构,风荷载是结构承受的主要水平荷载之一。
作用在建筑物表面上的风荷载,主要取决于风压(吸)力大小、建筑物体型、地面粗糙程度以及建筑物的动力特性等有关因素。垂直建筑物表面上的风荷载一般按静荷载考虑。层数较少的建筑物,风荷载产生的振动一般很小,设计时可不考虑。高层建筑对风的动力作用比较敏感,建筑物越高,自振周期就越长,风的动力作用也就越显著。高度大于30m且高宽比大于1.5的高层建筑,要通过风振系数βz 来考虑风的动力作用。
为方便计算,可将沿建筑物高度分布作用的风荷载简化为节点集中荷载,分别作用于各层楼面和屋面处,并合并于迎风面一侧。对某一楼面,取相邻上、下各半层高度范围内分布荷载之和,并且该分布荷载按均布考虑。一般风荷载要考虑左风和右风两种可能。
(2)水平地震作用。地震作用是地震时作用在建筑物上的惯性力。一般在抗震设防烈度6度以上时需考虑。
地震时,房屋在地震波作用下既上下颠簸又左右摇晃,这时房屋既受到垂直方向的地震作用,又受到水平方向的地震作用,分别称为竖向地震作用和水平地震作用。
在一般建筑物中,地震的竖向作用并不明显,只有在抗震设防烈度为9度及9度以上的地震区,竖向地震作用的影响才比较明显。因此,《建筑抗震设计规范(2016年版)》(GB 50011—2010)规定,对于在抗震设防烈度为8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑,应计算竖向地震作用,其余的建筑物不需要考虑竖向地震作用的影响。
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