高规荷载和地震作用

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》GB50009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4.1.5取用；2等效均布活荷载5kN/m2。4.1.1~4.1.5条同原规程3.1.1~3.1.5条未修订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：0zszkww（4.2.1）式中：wk——风荷载标准值（kN/m2）；w0——基本风压（kN/m2），应按本规程第4.2.2条的规定采用；βz——风压高度变化系数，应按本规程第4.2.3~4.2.4条的规定采用；μs——风荷载体型系数，应按本规程第4.2.5条的规定采用；μz——z高度处的风振系数，应按本规程第4.2.6条的规定采用。4.2.2基本风压应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。对于安全等级为一级的高层建筑以及对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按100年重现期的风压值采用。【说明】对风荷载是否敏感，主要与高层建筑的自振特性有关，目前尚无实用的划分标准。一般情况下，对于设计使用年限为50年的高层建筑，房屋高度大于60m的高层建筑可按100年一遇的风压值采用，对于房屋高度不超过60m的高层建筑，其基本风压是否提高，可由设计人员根据实际情况确定。对于设计使用年限为50年的高层建筑，100年重现期的风荷载主要用于承载力极限状态设计，正常使用极限状态（如位移计算），也可采用50年重现期的风压值（基本风压）。原规程：对于特别重要或对风荷载比较敏感4.2.3位于平坦或稍有起伏地形的高层建筑，其风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表4.2.3确定。地面粗糙度应分为四类：A类指近海海面和海岛、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。4.2.4位于山区的高层建筑，按本规程第4.2.3条确定风压高度变化系数后，尚应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定进行修正。原规程3.2.3未修订原规程3.2.4未修订4.2.5计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数可按下列规定采用：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：s=0.8+1.2/（4.2.5）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）高宽比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A采用，或由风洞试验确定。sn原规程3.2.5未修订4.2.6高层建筑的风振系数可按下式计算：(同原规程3.2.6）z4.2.7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。（同原规程3.2.7）4.2.8横风向振动作用明显的高层建筑，应考虑横风向风振的影响。横风向风振的计算范围、方法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》GB50009的有关规定。s【说明】当结构高宽比较大，结构顶点风速大于临界风速时，可能引起较明显的结构横风向振动，甚至出现横风向振动效应大于顺风向作用效应的情况，因此做本条规定。结构横风向振动问题比较复杂，与结构的形状、刚度和风速都有一定关系，《建筑结构荷载规范》GB50009-2001对圆形截面结构的横风向风振作出了规定，目前该规范正在进行修订，将补充矩形截面结构横风向风振的计算范围和方法。当结构体型复杂时，宜通过空气弹性模型的风洞试验确定横风向振动的等效风荷载，也可参考有关资料确定。一般情况下，高度超过200m的或自振周期超过5s的高层建筑，宜通过风洞试验研究确定横风向振动的影响。新增4.2.9考虑横风向风振影响时，结构主轴方向的侧向位移应分别符合本规程3.7.3条的规定。【说明】4.2.8、4.2.9条为新增条文，意在提醒设计人员注意考虑结构横风向风振对高层建筑尤其是超高层建筑的影响。高层建筑的横风向风振受建筑造型、平面尺寸等多方面因素影响，应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009具体考虑。横风向效应与顺风向效应是同时发生的，因此必须考虑两者的效应组合。对于结构侧向位移控制，仍可按同时考虑横风向与顺风向影响后的主轴方向位移确定，不必按矢量和的方向控制结构的层间位移。新增4.2.10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。—平面形状或立面形状复杂；—立面开洞或连体建筑；—周围地形和环境较复杂。【说明】对结构平面及立面形状复杂、开洞或连体建筑及周围地形环境复杂的结构，都建议进行风洞试验，取消了原规程中150m以上才建议考虑的要求。对风洞试验的结果，当其与规范建议荷载存在较大差距时，设计人员应进行分析判断，合理确定建筑物的风荷载取值，因此将条文由“采用风洞试验确定建筑物的风荷载”改为“进行风洞试验判断确定建筑物的风荷载”。原规程3.2.8条：房屋高度大于200m宜进行风洞试验来确定建筑物的风荷载；房屋高度大于150m，有下列情况之一时4.2.11檐口、雨篷、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载时，风荷载体型系数不宜小于2.0。4.2.12设计建筑幕墙时，风荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定采用。s同原规程3.2.9~3.2.104.3地震作用4.3.1各抗震设防类别的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的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高层建筑结构应按下列原则考虑地震作用：1一般情况下，应至少在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用计算；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°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、不均匀的结构，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度抗震设计时应考虑竖向地震作用；49度抗震设计时应计算竖向地震作用。【说明】本条增加了大跨度、长悬挑结构7度时也应考虑竖向地震作用的规定。大跨度指跨度大于24m的楼盖结构、跨度大于8m的转换结构、悬挑长度大于2m的悬挑结构。对高层建筑，由于竖向地震作用效应放大比较明显，因此增加抗震设防烈度为7度（0.15g）时也考虑竖向地震作用计算。大跨度、长悬臂结构应验算其自身及其支承部位结构的竖向地震效应。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：e=±0.05Li（4.3.3）式中：ei——第i层质心偏移值（m），各楼层质心偏移方向相同；Li——第i层垂直于地震作用方向的建筑物总长度（m）。同原规程3.3.3未修订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100m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；2高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构，可采用底部剪力法；37~9度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算：1）甲类高层建筑结构；2）表4.3.4所列的乙、丙类高层建筑结构；3）不满足本规程第3.5.2~3.5.5条规定的高层建筑结构；4）本规程第10章规定的复杂高层建筑结构；5）质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构。【说明】将原规程3.3.9纳入表4.3.4注质量沿竖向分布特别不均匀的结构一般指楼层质量大于相邻下部楼层质量1.5倍的情况。4.3.5结构进行时程分析时，应符合下列要求：1应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组实际地震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符，且弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的65%，多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的80%；2地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的5倍和15s，地震波的时间间距可取0.01s或0.02s；3输入地震加速度的最大值，可按表4.3.5采用；4结构地震作用效应宜取多条时程曲线计算结果的包络值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。原规程：3~4倍和12s原规程：应取；【说明】本条第2款将原规程中对地震波持续时间的要求进行了提高。因为本次修订增加了结构抗震性能设计规定，因此本条第3款补充了设防地震（中震）和6度时的数值。当取七组及七组以上的时程曲线进行时，计算结果可取时程法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。4.3.6计算地震作用时，建筑结构的重力荷载代表值应取永久荷载标准值和可变荷载组合值之和。可变荷载的组合值系数应按下列规定采用：1雪荷载取0.5;2楼面活荷载按实际情况计算时取1.0；按等效均布活荷载计算时，藏书库、档案库、库房取0.8，一般民用建筑取0.5。4.3.7建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期及阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值应按表4.3.7-1采用；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表4.3.7-2采用，计算罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。注：周期大于6.0s的高层建筑结构所采用的地震影响系数应做专门研究。max【说明】适应结构抗震性能设计规定，本条增加了设防烈度地震（中震）和6度时的地震影响系数最大值。根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度将建筑的场地划分为I、II、III、VI四类，其中Ⅰ类分为Ⅰ0、Ⅰ1两个亚类，具体场地划分标准见《建筑抗震设计规范》GB50011；本规程中提及I类场地未专门注明Ⅰ0或Ⅰ1的，应包含这两个亚类。4.3.8高层建筑结构地震影响系数曲线（图4.3.8）的形状参数和阻尼调整应符合下列要求：1除有专门规定外，钢筋混凝土高层建筑结构的阻尼比应取0.05，此时阻尼调整系数应取1.0，形状参数应符合下列规定：21）直线上升段，周期小于0.1s的区段；2）水平段，自0.1s至特征周期的区段，地震影响系数应取最大值；3）曲线下降段，自特征周期至5倍特征周期的区段，衰减指数应取0.9；4）直线下降段，自5倍特征周期至6.0s的区段，下降斜率调整系数应取0.02。2当建筑结构的阻尼比不等于0.05时，地震影响系数曲线的分段情况与本条第1款相同，但其形状参数和阻尼调整系数应符合下列规定：1）曲线下降段的衰减指数应按下式确定：gT12式中：γ——曲线下降段的衰减指数；ζ——阻尼比。max2）直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定：式中：——直线下降段的斜率调整系数，小于0时应取0。3）阻尼调整系数应