高層建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)(doc 38)
高層建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 1.1 概述 高層建筑是社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和人類物質(zhì)生活需要的產(chǎn)物，是現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化、商業(yè) 化和城市化的必然結(jié)果。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展則為高層建筑的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí) 的物質(zhì)基礎(chǔ)。 自從第一棟高層建筑以來，當(dāng)今世界的高層建筑發(fā)展 改革開放以來，我國(guó)高層建筑如雨后春筍迅速發(fā)展。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，建設(shè)部系統(tǒng)國(guó)有 建筑企業(yè)逐年竣工10層以上建筑，從1984年的263萬m2,猛增至1995年的1841萬m2；1995 年竣工面積為1993年的2.12倍。見表1： 表1 建設(shè)部系統(tǒng)國(guó)有建筑企業(yè)1984(1995年10層以上建筑竣工簡(jiǎn)表 |年 份 |1984 |1985 | |全鋼結(jié)構(gòu) |框架體系 |3.5 | | |框架偏心支撐 |3.0 | | |框架中心支撐 |2.5 | |鋼骨結(jié)構(gòu) |型鋼—混凝土框架 |2.5 | | |鋼—混凝土混合 |2.0 | 4．風(fēng)荷載作用下順風(fēng)和橫風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度應(yīng)滿足以下要求： 對(duì)公共建筑 aw（或atr）≤0.20m/s2 對(duì)公寓建筑 aw（或atr）≤0.28m/s2 5．園筒形平面的高層建筑容易因橫向風(fēng)引起的渦流共振，為防止橫風(fēng)向引起共振， 因此JGJ99-98中采用房屋頂部風(fēng)速來限制要求： 頂部風(fēng)速Vn < Ucr 臨界風(fēng)速 Vcr = 5D/T1(T1為直徑D的結(jié)構(gòu)基本自振周期) 當(dāng)滿足不了Vn < Ucr時(shí)應(yīng)增大結(jié)構(gòu)剛度或進(jìn)行橫風(fēng)向渦流脫落試驗(yàn)。 6．為了較合理選擇適宜的結(jié)構(gòu)方案規(guī)范對(duì)不同的結(jié)構(gòu)種類提出了結(jié)構(gòu)高寬比限值。 1.3 高層建筑的作用 1.3.1 高層建筑的靜荷載 1.3.2 高層建筑的活荷載 1.3.2.1樓面和屋面活荷載 第3.1.1條 民用建筑樓面均布活載的標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值，頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)，應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷 載規(guī)范》GBJ50009- ××××（以下簡(jiǎn)稱《荷載規(guī)范》）的第4.1.1條的規(guī)定采用，該條無規(guī)定者，可按本規(guī)定表3 .1.1采用。 民用建筑樓面均布活載 表3.1.1 |項(xiàng)|類 別 |標(biāo)準(zhǔn)值 |組合值系數(shù)|頻遇值系數(shù)|準(zhǔn)永久值系 | |次| |（kN/m2 |φc |φf |數(shù)φg | | | |） | | | | |一|酒吧間、展銷間 |3.0-4.0 |0.7 |0.6 |0.5 | |二|體操房、娛樂室 |3.5-5.0 |0.7 |0.6 |0.5 | |三|賓館、飯店建筑 | | | | | |1 |宴會(huì)廳 |3.0-4.0 |0.7 |0.5 |0.5 | |2 |廚房：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 |貯藏室 |5.0-8.0 |0.7 |0.6 |0.8 | |四|電子計(jì)算機(jī)房 | | | | | |1 |一般微機(jī) |3.0 |0.7 |0.6 |0.5 | |2 |網(wǎng)絡(luò)中心 |4.5 |0.7 |0.6 |0.5 | |五|電梯間機(jī)房 |6.0 |0.7 |0.6 |0.6 | |六|圖書館檔案的書 | | | | | | |庫(kù)和檔案 | | | | | |1 |一般排列時(shí) |5.0-7.0 |0.7 |0.6 |0.8 | |2 |密集排列時(shí) |≥10.0 |0.7 |0.6 |0.8 | |七|電話交換機(jī)房 |6.0 |0.7 |0.6 |0.6 | |八|多層停車庫(kù)的車 |5.5 |0.7 |0.6 |0.6 | | |道 | | | | | |九|醫(yī)院建筑 | | | | | 注（1）本表所列各項(xiàng)活載適用于一般的使用條件，當(dāng)使用荷載較大時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況 采用。 （2）第五項(xiàng)活載應(yīng)按電梯產(chǎn)品規(guī)格規(guī)定采用。 （3）第八項(xiàng)活載只適用于停放轎車的車庫(kù)。 （4）醫(yī)療建筑的活載按實(shí)際情況采用。 （5）本表各項(xiàng)活載未包括隔墻自重。 第3.1.2條 設(shè)計(jì)樓面梁、墻、柱及基礎(chǔ)時(shí)，民用建筑樓面均勻活載標(biāo)準(zhǔn)值的折減系數(shù)應(yīng)按《荷載規(guī)范 》第4.1.2條規(guī)定。 表3.1.1中的樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。 一、設(shè)計(jì)樓面梁時(shí)的折減系數(shù) 1．第一～七項(xiàng)和第九項(xiàng)，當(dāng)樓面梁的從屬面積超過50m2時(shí)取0.9。 2．第八項(xiàng)取0.8。 二、設(shè)計(jì)墻、柱及基礎(chǔ)時(shí)的折減系數(shù)采用與其樓面梁相同的折減系數(shù)。 第3.1.3條 工業(yè)建筑樓面活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值及其系數(shù)，應(yīng)按《荷載規(guī)范》第4.2.1～第4.2.3條及附錄C采 用。當(dāng)設(shè)計(jì)樓面梁、墻、柱及基礎(chǔ)時(shí)，其樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值的折減系數(shù)，按表3.1.3的規(guī)定 采用。 工業(yè)樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值折減系數(shù) 表3.1.3 |類 別 |折減系數(shù) |備 注 | |生產(chǎn)車間 |＞10kN/m2 |0.6～0.8 | | | |≤10kN/m2 |0.7～0.8 |折減后不少于4kN/m2 | |倉(cāng) 庫(kù) | | |按實(shí)際情況定 | 4. 樓面的附加懸掛管道荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按實(shí)際情況確定，當(dāng)缺乏資料時(shí)，對(duì)一 般管道采用0.5～1.0kN/m2，其組合值系數(shù)Фc=0.7，頻遇值系數(shù)Фf=0.6；準(zhǔn) 永久值系數(shù)Фg=0.6 第3.1.5條 作用在多層工業(yè)建筑的板面和次梁（肋）上的非承重隔墻荷載，可按等效均布荷載的確 定方法，求得構(gòu)件上的隔墻荷載增值標(biāo)準(zhǔn)值，為了簡(jiǎn)便計(jì)算，可根據(jù)隔墻重量和樓面活 載標(biāo)準(zhǔn)值，按表3.1.5確定隔墻荷載增值標(biāo)準(zhǔn)值，并應(yīng)注意下列條件要求： 一、任何情況下，布置在板面和次梁（肋）上的隔墻宜采用輕質(zhì)隔墻；應(yīng)盡量不采 用重隔墻。 二、適用于現(xiàn)澆板或具有良好整體作用的裝配整體式樓板。 三、雙向板及無梁樓板等上的隔墻荷載增值標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按等效原則另行計(jì)算。 四、隔墻盡量布置在次梁（肋）上，或布置在距次梁（肋）中線左右1/5板跨范圍內(nèi) （即避免在板跨中3/5的范圍內(nèi)布置） 作用在板面和次梁（肋）上的隔墻荷載增值 表3.1.5 |隔墻荷載增 |隔 墻 重 kN/m |備注 | |值 | | | |(kN/m2) | | | | |3.0 |4.0 | |輕 型 |20.0 |0.20×0.20 | |中 型 |40.0 |0.25×0.25 | |重 型 |60.0 |0.30×0.30 | 二、等效均布活載5kN/m2 第3.1.14條 平屋面，雨蓬，屋頂游泳池等應(yīng)考慮泄水孔有堵塞可能產(chǎn)生的積水重量，積水深 可按邊緣構(gòu)件具體情況考慮。 第3.1.15條 屋面、樓面活荷載，設(shè)備荷載及施工、檢修荷載等應(yīng)在施工設(shè)計(jì)圖上注明。 第3.1.16條 對(duì)屋面、樓面活荷載不同于設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定值時(shí)，可按實(shí)際情況，進(jìn)行調(diào)研或可靠依據(jù)后 確定。 第3.1.17條 對(duì)于活荷載占總荷載之比例少于25%，以及活荷載不大于0.5kN/m2的構(gòu)件，宜在設(shè)計(jì)中適 當(dāng)留有余地。 1.3.2.2施工和檢修荷載及欄桿水平荷載 第3.1.18條 計(jì)算疊合梁的框架第一階段的內(nèi)力時(shí)，施工荷載一般按1.0kN/m2采用；當(dāng)為懸挑結(jié)構(gòu)時(shí) ，按1.5kN/m2采用。 第3.1.19條 采用滑升模板工藝施工時(shí)的各種滑模裝置荷載，建議按下列參考數(shù)值采用。 一、操作平臺(tái)荷載： 模板、圍圈、提升架自重1.5～2.0kN/m2; 操作平臺(tái)自重0.6kN/m2; 吊腳手架自重0.3kN/m2。 二、操作平臺(tái)上施工荷載： 施工人員、工具和存放材料： 設(shè)計(jì)平臺(tái)鋪板及檁條 2.5kN/m2; 設(shè)計(jì)平臺(tái)桁架 1.5kN/m2; 設(shè)計(jì)圍圈及提升架 1.0kN/m2; 平臺(tái)上放置設(shè)備時(shí)，應(yīng)按實(shí)際重量計(jì)算確定荷載。 三、振搗混凝土?xí)r的側(cè)壓力6.0～7.5kN/m2（按模板面積） 四、模板與混凝土的摩阻力： 鋼模板 1.5～3.0kN/m2; 木模板 2.0～3.5kN/m2。 第3.1.20條 采用滑模、大模板、全現(xiàn)澆等工藝施工時(shí)，材料、構(gòu)件、施工設(shè)備的重量，一般按2.7～ 3.0kN/m2考慮。 第3.1.21條 附墻塔式起重機(jī)在建筑物的附著裝置所傳給結(jié)構(gòu)的水平反力，應(yīng)考慮非工作狀態(tài)時(shí)的最 大風(fēng)荷載及滿載起吊時(shí)的兩種情況。此時(shí)可視塔式起重機(jī)為懸臂連續(xù)梁，附著裝置為梁 的支承點(diǎn)，按此計(jì)算圖式分別求出、取其較大值。 第3.1.22條 高層建筑裝飾階段的施工荷載，建議取2.0kN/m2。 第3.1.23條 多層停車庫(kù)的欄桿水平荷載可取2.0kN/m2,作用于離地（樓）面0.5m處。 1.3.2.3其他荷載 第3.1.24條 高層建筑的結(jié)構(gòu)自重（單位面積），在方案或初步設(shè)計(jì)階段時(shí)，可按表3.1.24估算： 高層建筑的結(jié)構(gòu)自重 表3.1.24 |結(jié)構(gòu)類型 |墻體材料 |自 重（kN/m2） | |框 架 |輕質(zhì)墻 |8.0～12.0 | | |磚 墻 |10.0～14.0 | |框架—剪力墻 |輕質(zhì)墻 |10.0～14.0 | | |磚 墻 |12.0～16.0 | |剪力墻 |混凝土 |14.0～18.0 | 第3.1.25條 外圍磚墻的重量一般宜按實(shí)際情況計(jì)算，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可將無洞口磚墻（包括內(nèi)外粉刷 ）的重量乘以洞口折減系數(shù)φ，對(duì)于民用建筑，φ取用0.65;對(duì)于一般廠房，φ取用0.7；對(duì) 于倉(cāng)庫(kù)，φ取用0.85。 1.3.3 高層建筑的風(fēng)荷載 第3.2.1條 垂直于多層和高層建筑表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算 [pic] βz——高度z處的風(fēng)振系數(shù)； μs——風(fēng)荷載體型系數(shù) μz——風(fēng)壓高度變化系數(shù) W0——基本風(fēng)壓值（kN/m2） 當(dāng)計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)按下式計(jì)算 [pic] (3.2.1-2) 式中βgz——高度Z處的陣風(fēng)系數(shù)見表3.2.1 陣風(fēng)系數(shù)βgz 表3.2.1 |離地面高 |地面粗糙度類別 | |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 | 基本風(fēng)壓值W0按《荷載規(guī)范》全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖或附錄D.4中給出的風(fēng)壓（1/50）采 用，但不得小于0.3kN/m2。 基本風(fēng)壓是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地10m高統(tǒng)計(jì)所得的。50年一遇10分平均最 大風(fēng)速U0（m/s）為標(biāo)準(zhǔn)，按W0=1/2 ρU02確定風(fēng)壓；ρ為空氣密度（t/m3）,可按《荷載規(guī)范》附錄D第D.2.2條確定。 對(duì)風(fēng)荷載敏感的結(jié)構(gòu)，基本風(fēng)壓W0可適當(dāng)提高。 風(fēng)荷載的組合值系數(shù)，頻遇值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)分別取 [pic] [pic] [pic] 第3.2.2條 風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz，應(yīng)按地面粗糙度類別按表3.2.2確定，地面粗糙度分為A、B、C、 D四類。 A類指近海海面、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)。 D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。 風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz 表3.2.2 |離地面或海平 |地面粗糙度類別 | |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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