建筑风荷载计算

GB50009-2012《建筑结构荷载规范》

wk=βz·μs·μz·wo

查得μs=08,

wo=05KN/m²，

βz按（843）式计算，

μz查表821

底层至15米内065,

15至20米内074，依次查到60米的值，算出分高度段内均布荷载，并按3米高集为集中荷载作用在该层框架节点上。

高层建筑结构的设计荷载与多层建筑基本一样包括：永久荷载（结构自重、土压力等）和可变荷载（楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、温度作用等）；重点计算除了地震作用的水平力以外，主要的侧向荷载是风荷载。

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。

基本风压值wo系以当地比较空旷平坦地面上离地lOm高统计所得的50年一遇10rain平均最大风速vo为标准，按WO 1／2pv确定的风压值。它应根据《荷载规范》中附表D．4采用，但不得小于0．3kN对一般的高层建筑，用《荷载规范》中所给的wO乘以1．1后采用；对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，其基本风压值应按年重现期的风压值采用。

风荷载体型系数确定风荷载体型系数us是一个比较复杂的问题，它不但与建筑的平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成的角度有关，而且还与建筑物的立面处理、周围建筑物密集程度及其高低等有关。当风流经建筑物时，对建筑物不同部位会产生不同的效果，即产生压力和吸力。空气流动产生的涡流，对建筑物局部则会产生较大的压力或吸力。

①整个迎风面上均受压力，其值中部最大，向两侧逐渐减小。沿高度方向风压的变化很小，在整个建筑物高度的言一号处稍大，风压分布近似于矩形。②整个背风面上还受吸力，两侧大、中部略小，其平均值约为迎风面风压平均值的75％左右。沿高度方向，风压的变化也很小，更近似于矩形分布。③整个侧面，在正面风力作用下，全部受吸力，约为迎风面风压的80％左右。

1． 一般情况下取0度，平面复杂（如L型、三角型）或抗侧力结构非正交时，理应分别按各抗侧力构件方向角算一次，但实际上按0、45度各算一次即可；当程序给出最大地震力作用方向时，可按该方向角输入计算，配筋取三者的大值。

2． 根据抗震规范511-2规定，当结构存在相交角大于15度的抗侧力构件时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用，若程序提供多方向地震作用功能时，应选用此功能。

B）砼容重：

钢筋砼计算重度，考虑饰面的影响应大于25，不同结构构件的表面积与体积比不同饰面的影响不同，一般按结构类型取值：

结构类型 框架结构 框剪结构 剪力墙结构

重度 26 27 28

C）钢材容重：一般取78，如果考虑饰面设计者可以适量增加。

D）裙房层数：

1：高规第4。8。6条规定：与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级，主楼结构在裙房顶部上下各一层应适当加强抗震措施；因此该数必须给定。

2：层数是计算层数，等同于裙房屋面层层号。

E）转换层所地层号：

1：该指定只为程序决定底部加强部位及转换层上下刚度比的计算和内力调整提供信息，同时，当转换层号大于等于三层时，程序自动对落地剪力墙、框支柱抗震等级增加一级，对转换层梁、柱及该层的d性板定义仍要人工指定。（层号为计算层号）

F）地下室层数：

1：程序据此信息决定底部加强区范围和内力调整。

2：当地下室局部层数不同时，以主楼地下室层数输入。

3：地下室一般与上部共同作用分析；

4：地下室刚度大于上部层刚度的2倍，可不采用共同分析；

5：地下室与上部共同分析时，程序中相对刚度一般为3，模拟约束作用。当相对刚度为0，地下室考虑水平地震作用，不考虑风作用。当相对刚度为负值，地下室完全嵌固

6：根据程序编制专家的解释，填3大概为70%~80%的嵌固，填5就是完全嵌固，填在楼层数前加“-”，表示在所填楼层完全嵌固。到底怎样的土填3或填5，完全取决于工程师的经验。

G）墙元细分最大控制长度：

1：可取1~5之间的数值，一般取2就可满足计算要求，框支剪力墙可取1或15。

H）墙元侧向节点信息：

1：内部节点：一般选择内部节点，当有转换层时，需提高计算精度是时，可以选取外部节点。

2：外部节点：按外部节点处理时，耗机时和内存资源较多。

I）恒活荷载计算信息：

1：一次性加载计算：主要用于多层结构，而且多层结构最好采用这种加载计算法。因为施工的层层找平对多层结构的竖向变位影响很小，所以不要采用模拟施工方法计算。

2：模拟施工方法1加载：就是按一般的模拟施工方法加载，对高层结构，一般都采用这种方法计算。但是对于“框剪结构”，采用这种方法计算在导给基础的内力中剪力墙下的内力特别大，使得其下面的基础难于设计。于是就有了下一种竖向荷载加载法。

3：模拟施工方法2加载：这是在“模拟施工方法1”的基础上将竖向构件（柱、墙）的刚度增大10倍的情况下再进行结构的内力计算，也就是再按模拟施工方法1加载的情况下进行计算。采用这种方法计算出的传给基础的力比较均匀合理，可以避免墙的轴力远远大于柱的轴力的不和理情况。由于竖向构件的刚度放大，使得水平梁的两端的竖向位移差减少，从而其剪力减少，这样就削弱了楼面荷载因刚度不均而导致的内力重分配，所以这种方法更接近手工计算。

但是我认为这种方法人为的扩大了竖向构件与水平构件的线刚度比，所以它的计算方式值得探讨。所以，专家建议：在进行上部结构计算时采用“模拟施工方法1”；在基础计算时，用“模拟施工方法2”的计算结果。这样得出的基础结果比较合理。（高层建筑）

J)结构体系：

规范规定不同结构体系的内力调整及配筋要求不同；同时，不同结构体系的风振系数不同；结构基本周期也不同，影响风荷计算。宜在给出的多种体系中选最接近实际的一种，当结构体系定义为短肢剪力墙时，对墙肢高度和厚度之比小于8的短肢剪力墙，其抗震等级自动提高一级。

地面粗糙类别：

A类：近海海面，海岛、海岸、湖岸及沙漠地区。（012）

B类：指田野、乡村、丛林、丘陵及中小城镇和大城市郊区。(016)

C类：指有密集建筑群的城市市区。(022)

D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。(030)

体型系数：

修正后的基本风压：对于高层建筑应按基本风压乘以系数11采用。

1) 风荷载作用面的宽度，多数程序是按计算简图的外边线的投影距离计算的，因此，当结构顶层带多个小塔楼而没有设置多塔楼时，应注意修改风荷载文件，从风荷载中减去计算简图的外边线间无建筑面的空面面积上的风载，否则会造成风载过大，特别是风载产生的弯矩过大。

2) 顶层女儿墙高度大于1米时应修正顶层风载，在程序给出的风荷上加上女儿墙风荷。

3) 当计算坐标旋转时，应注意风荷计算是否相应作了旋转处理。

4) 大多数程序风载从嵌固端算起，当计算嵌固端在地下室时，应将风荷载修正为从正负零算起。

5) 用SATWE进行多塔楼分析时，程序能自动对每个塔楼取为一独立刚性块分析，但风荷载按整体投影面计算，因此一定要进行多塔楼定义，否则风荷载会出现错误。

结构的基本周期：宜取程序默认值（按《高规》附录B公式B02）；

规则框架T1=(008-010)n，n为房屋层数，详见《高规》326条表326-1注；《荷规》741条，附录E；程序中给出的基本周期是采用近似方法计算得到的，建议计算出结构的基本周期后，再代回重新计算。

1）位移为d性方法计算的位移，水平位移限制值针对的是风荷载或多遇地震作用下的单工况位移。本条规定的楼层位移计算可不考虑偶然偏心的影响。

（2）层间最大水平位移Δu指第i层的Δu/h指第i层和第i-1层在楼层平面各处位移差ΔUi=Ui-Ui-1中的最大值，这里的Ui是各楼层的层间位移。抗震设计时应采用按多遇地震考虑的各振型下位移的平方和开平方（SRSS法）或完全方根组合（CQC法）是计算结果而不是“规定的水平力”作用下的计算结果。

见《高规》 345、373及相应的条文说明。层间位移角不满足规范要求，说明结构的上述要求无法得到满足。但层间位移角过分小，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。

层间位移角不满足规范要求时的调整方法：

1、程序调整：SATWE程序不能实现。

2、结构调整：只能通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度。

1）由于高层结构在水平力的作用下将不可避免地发生扭转，所以符合刚性楼板假定的高层结构的最大层间位移往往出现在结构的边角部位，因此应注意加强结构外围对应位置抗侧力构件的刚度，减小结构的侧移变形。同时在设计中，应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。

2）利用程序的节点搜索功能在SATWE的“分析结果图形和文本显示”中的“各层配筋构件编号简图”中快速找到层间位移角超过规范限值的节点，加强该节点对应的墙、柱等构件的刚度。节点号在“SATWE位移输出文件”中查找。

d性层间位移角限值：

钢筋混凝土框架 1/550钢筋混凝土框架—抗震墙、板柱—抗震墙、框架—核心筒 1/800

钢筋混凝土抗震墙、筒中筒 1/1000

钢筋混凝土框支层 1/1000

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《风荷载计算》基本概况：

《风荷载计算》是1998年中国铁道出版社出版的图书。

《风荷载计算》本书详细的介绍了有关风荷载计算的一般理论，如风荷载的概率论处理方法，极值渐近分布理论，气动力学一般理论，风洞实验方法简介，风压沿结构的分布等。对工程实际问题，介绍了桥梁设计风荷载的计算理论及方法。本书理论结合实际，一些新的方法都是结合我国具体情况提出的。适合于桥梁与结构工程技术人员及高等学校师生参考。

《风荷载计算》基本信息：

ISBN 9787113028893

页 数 244

定 价 2600

出版社 中国铁道出版社

出版时间 1998-05

装 帧 平装

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