建筑结构风荷载与风环境数值模拟仿真研究与工程应用(1)

钢结构建筑结构荷载规范

《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2001）新内容有关调整部分：新规范于2002年3月1日启用，原规范（GBJ9-87）于2002年12月31日废止；新规范规定必须严格执行的强制性条文共13条，具体分配为：第1章有1条、第3章有3条、第4章有5条、第6章有2条、第7章有2条；楼面活荷载作了一些调整和增项，屋面不上人活荷载也作了一些调整；风、雪荷载由原按30年一遇重新规定为按50年一遇，同时对滁州市的风、雪荷载值也作了一点调整：10米高50年一遇基本风压值为0.35KN/M2，雪压值为0.40KN/M2，雪荷载准永久值系数为0.2，属于第Ⅱ分区；在计算风载时，风压高度变化系数根据地面粗糙度类别来确定：原规范（GBJ9-87）将地面粗糙度类别分为三类（A、B、C）。随着我国建设事业的蓬勃发展，城市房屋的高度和密度日益增大，因此，对大城市中心地区的粗糙程度也有不同程度的提高，新规范（GB50009-2001）特将地面粗糙度改为四类（A、B、C、D），其中A、B类的有关参数不变，C类指有密集建筑群的城市市区，其粗糙度指数α由0.2改为0.22，梯度风高度HG仍取400m，新增添的D类，是指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区，其粗糙度指数α为0.3，梯度风高度HG取450m；专门规定了围护结构构件的风荷载及相关计算；在常用材料和构件的自重之“附表A”中，增设了“建筑墙板”一览表。强制性条文部分：第1章“总则”之强制性条文：第1.0.5条：规范采用的设计基准期一律为50年；第3章“荷载分类和荷载效应组合”之强制性条文：第3.1.2条：建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值：对永久荷载应采用标准值作为代表值；对可变荷载应根据设计要求采用标

三等跨框架结构风荷载计算

1.1.1 风荷载计算 本部分参考规范：《建筑结构荷载规范》（2012年版），以下简称荷载规范。 对于垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，当计算主要承重结构是，按下式计算： 0k z s z w w βμμ= （2-4-12） 式中 k w —风荷载标准值（2kN m ）； z β—高度Z 处的风振系数； s μ— 风荷载体型系数； z μ—风压高度变化系数； w —基本风压（2kN m ）。 由《建筑结构荷载规范》，西安地区重现期为50年的基本风压0w =0.352kN m ，地面粗糙度为C 类，风荷载体型 系数由《建筑结构荷载规范》续表8.3.1第8项可知s μ=0.8（迎风面）s μ=-0.4(背风面)，本建筑的背风侧被建筑 物完全挡住且距离特别近，则只考虑迎风侧。 风压高度变化系数z μ ：按C 类地区查表如下， 离地面高度Z(m) 4.2 7.8 11.4 15 18.6 z μ 0.74 0.74 0.74 0.74 0.812 风振系数z β： 《建筑结构荷载规范》规定，对于高度大于30m ，且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振 系数z β来考虑风压脉动的影响。本设计中，房屋高度H<30m ，H/B=18.6/18=1.03<1.5，则不需要考虑风压脉动的影响，取z β=1.0。 现取s 轴一榀框架进行计算，轴线框架的负荷宽度B= 4.2 4.2 4.22 += 将风荷载换算成作用于框架每层节点上的荷载，如下表2-4-5。 表2-4-5 风荷载计算 层次 )(m Z Z β S μ z μ w k w )(2m A ()w F kN ) (kN V

风荷载计算

4.2风荷载 当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑所受的风荷载。 4.2.1单位面积上的风荷载标准值 建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。 垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算：（－1） 式中： 1.基本风压值Wo 按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的 值确定的风速V0(m/s)按公式确定。但不得小于0.3kN/m2。 对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压采用100年重现期的风压值；对风荷载是否敏感主要与高层建筑的自振特性有关，目前还没有实用的标准。一般当房屋高度大于60米时，采用100年一风压。 《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地方的设计基本风压。 2.风压高度变化系数μs 《荷载规范》把地面粗糙度分为A、B、C、D四类。 A类：指近海海面、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区； B类：指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的城镇及城市郊区； 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； 书P55页表4.2给出了各类地区风压沿高度变化系数。位于山峰和山坡地的高层建筑，其风压高系数还要进行修正，可查阅《荷载规范》。 3.风载体型系数μz 风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面风力的小。一般取决于建筑建筑物的平面形状等。 计算主体结构的风荷载效应时风荷载体型系数可按书中P57表4.2－2确定各个表面的风载体型或由风洞试验确定。几种常用结构形式的风载体型系数如下图

建筑结构设计中的荷载分析

建筑结构设计中的荷载分析 建筑结构在使用期间和在施工过程中要承受各种作用。施加在结构上的集中力或分布力（如人群、设备、风、雪、构件自重等）称为直接作用，也称荷载；引起结构外加变形或约束变形的原因（如温度变化、地基不均匀沉降、地面运动等）称为间接作用。 作用在建筑物上的实际荷载到底有多大，很难精确计算。事实上，即使有最完整的资料，还是很难确切估计荷载的大小。但是为了能开始着手设计，通常作出一些不致造成严重误差的合理假设。在各种外力和荷载作用下，结构必须以合适的性能和所要求的稳定性作出反应。 结构计算时，需根据不同的设计要求采用不同的荷裁数值，这称为荷载代表值；荷载的代表值有荷载的标准值、准永久值和组合值之分。 一、荷载 （一）荷载作用 荷载与作用是土木工程中常常涉及的名词术语，在我国的国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》中对“作用”是这样定义的：施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因，统称为结构上的作用。 施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用。例如，各种土木工程结构的自重、土压力、水压力、风压力、积雪重，房屋建筑中的楼面上人群和家具等的重量，路面和桥梁上的车辆重量等，桥梁、水工结构、港口及海洋工程结构中的流水压力、波浪荷载、水中漂浮物对结构的撞击力等，都是以外加力的形式直接施加在结构上，它们与结构本身性能无关，称为直接作用。引起结构外加变形或约束变形的原因称为间接作用。例如地基变形、混凝土收缩徐变、温度变化、焊接变形、地震作用等，它们不是以外加力的形式直接施加在结构上，故称为间接作用。 结构上的作用虽然分为直接作用和间接作用，但它们产生的结果是一样的：使结构或构件产生效应（结构或构件产生的内力、应力、位移、应变、裂缝等）。因此，也可以这样定义“作用”：使结构或构件产生效应的各种原因，称为结构上的作用。 “荷载”和“作用”对实际工程设计来说，主要是一个概念问题，一般并不影响作用效应的计算和结构本身。在国际上，目前也有不少国家对“荷载”和“作用”未加严格区分。在我国，一般情况下，“荷载”专指直接作用，“作用”有时指直接作用和间接作用，有时专指“荷载”或专指间接作用：在工程中，为了使用和交流的方便，常常将直接作用和间接作用均称为“荷载”。 （二）建筑结构荷载 建筑结构在使用和施工过程中所受到的各种直接作用称为荷载。另外，还有一些能使结构产生内力和变形的间接作用，如地基变形、混凝土收缩、焊接变形、温度变化或地震等引起的作用。 结构设计人员在进行建筑结构的设计时，首先应进行荷载的计算，取其代表值，荷载确定后，才能根据其大小和作用形式计算结构的内力，然后再进行构件计算。也就是说建筑物某一部分的构件，是承重还是非承重，承受多大的荷载，都有其最大值或极限值，超过这个极限值，结构就会变形，就会遭到破坏，轻者降低建筑物的经济寿命，严重者会酿成事故，威胁到生命安全。这就是物业装修管理人员之所以必须了解、掌握建筑结构形式及其荷载作用、影响的目的。 二、建筑荷载确定与计算 （一）永久荷载（恒荷载） 在房屋结构中，永久荷载主要是结构的自重。在设计房屋结构的地下部分时，有时要计算土的自重，它也是永久荷载。

建筑结构荷载规范标准

3 荷载分类和荷载效应组合 3.1 荷载分类和荷载代表值 3.1.1 结构上的荷载可分为下列三类： 1 永久荷载，例如结构自重、土压力、预应力等。 2 可变荷载，例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。 3 偶然荷载，例如爆炸力、撞击力等。 注：自重是指材料自身重量产生的荷载(重力)。 3.1.2 建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。对永久荷载应采用标准值作为代表值。 对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。 3.1.3 永久荷载标准值，对结构自重，可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。对于自重变异较大的材料和构件(如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等)，自重的标准值应根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。 注：对常用材料和构件可参考本规附录A采用。 3.1.4 可变荷载的标准值，应按本规各章中的规定采用。 3.1.5 承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按组合规定采用标准值或组合值作为代表值。 可变荷载组合值，应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。 3.1.6 正常使用极限状态按频遇组合设计时，应采用频遇值、准永久值作为可变荷载的代表值；按准永久组合设计时，应采用准永久值作为可变荷载的代表值。 可变荷载频遇值应取可变荷载标准值乘以荷载频遇值系数。 可变荷载准永久值应取可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。 3.2 荷载组合 3.2.1 建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载(效应)组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。 3.2.2 对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载(效应)组合，并应采用下列设计表达式进行设计： γoS≤R (3.2.2)

框架结构风荷载作用下弯矩计算.doc

4.风荷载作用下的弯矩计算 4. 1 风荷载标准值的计算 0k z s z ?βμμ?= 其中k ?——垂直与建筑物单位面积上的风荷载标准值 z β——Z 高度上的风振系数，因结构高度H=18m<30m ，B=14.4m ，H/B=1.25<1.5,可取1.0 s μ——风荷载体型系数 根据建筑物体型查得s μ=1.3 z μ——Z 高度处的风压高度变化系数，可根据地面粗糙程度C 类和各层离地面高度查规范求得 0?——基本风压 取 0.45kN/m 2 B ——迎风面的宽度 B=6m 等效节点集中风荷载如图：

图4.6.1 风荷载作用下结构计算简图 4. 2 风荷载作用下抗侧移计算 侧移刚度D 计算： A 轴柱 B 轴柱 C 轴柱 D 轴柱 c i K i = ∑ 445.4100.767.110?=? 44(5.4 4.7)10 1.427.110+?=? 44(5.4 4.7)10 1.427.110+?=? 4 4 5.4100.767.110?=? 0.52c K K α+= + 0.46 0.56 0.56 0.46 212c jk c i D h α= 18931 23046 23046 18931 j D ∑ 83954 表4.6.2底层侧移刚度D

表4.6.3 2-5层侧移刚度D 表4.6.4 各层间相对转角 侧移验算：层间侧移最大值1/7609＜1/550，满足要求。 4.3风荷载作用下内力计算 求得框架柱侧向刚度后，根据下式可将层间总剪力分配给该层各柱： 1 jk jk j m jk k D V V D == ∑ 式中 jk V ———第j 层第k 柱所分配到的剪力 jk D ———第j 层第k 柱的侧向刚度D 值 m ———第j 层框架柱数 j V ———第j 层框架柱所承受的层间总剪力 求得各柱所承受的剪力后，假定除底层柱以外，其余各柱的上下端节点 转角均相 同，即除底层柱以外，其余各层框架柱的反弯点位于高层的中点，对于底层柱则假

建筑结构常用荷载归纳

2.1 风荷载：【荷载规范GB 50009-2001(2006版)附表D.4强条】 2.2 正常使用活荷载标准值（KN/m2）：【荷载规范- （1）住宅、宿舍取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.0； （2）办公、教室取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.5； （3）食堂、餐厅取2.5；其走廊、楼梯、门厅取2.5； （4）一般阳台取2.5； （5）人流可能密集的走廊/楼梯/门厅/阳台、高层住宅群间连廊/平台取3.5； （6）卫生间取2.0~2.5（按荷载规范）；设浴缸、座厕的卫生间取4.0； （7）住宅厨房取2.0，中小型厨房取4.0，大型厨房取8.0（超重设备另行计算）； （8）多功能厅、阶梯教室有固定坐位取3.0；无固定坐位取3.5； （9）商店、展览厅、娱乐室取3.5；其走廊、楼梯、门厅取3.5； （10）大型餐厅、宴会厅、酒吧、舞厅、健身房、舞台取4.0； （11）礼堂、剧场、影院、有固定坐位的看台、公共洗衣房取3.0； （12）小汽车通道及停车库取4.0； （13）消防车通道：单向板取35.0；双向板楼盖、无梁楼盖取20.0； 注：消防车超过300KN时，应按结构等效原则，换算为等效均布荷载。结构荷载 输入：无覆土的双向板（板跨≥2.7m）：板、次梁取28，主梁取20；覆土厚度≥ 0.5m 的双向板（板跨≥2.7m）：板取≤28, 梁参考院部《消防车等效荷载取值 计算表》； （14）书库、档案库取5.0； （15）密集柜书库取12.0； （16）大型宾馆洗衣房取7.5； （17）微机房取3.0；大中型电子计算机房取≥5.0，或按实际； （18）电梯机房、通风机房取7.0；通风机平台取6（≤5号风机）或8（8号风机）；（19）制冷机房、宾馆储藏室、布草间、公共卫生间（包括填料隔墙）取8.0； （20）水泵房、变房、发电机房、银行金库及票据仓库取10.0； （21）管道转换层取4.0； （22）电梯井道下有人到达房间的顶板取5.0。 未列出者查荷载规范及《全国民用建筑工程设计技术措施（结构分册）》荷载篇。 2.3 屋面活荷载标准值（KN/m2）：【荷载规范- （1）上人屋面取2.0； （2）不上人屋面取0.5； （3）屋顶花园取3.0（不包括花圃土石材料）； 注：施工或维修荷载较大时，屋面活荷载应按实际情况采用；因排水不畅、堵 塞等，应加强构造措施或按积水深度采用。 （4）地下室顶板施工荷载一般取4.0《荷规》，塔楼内顶板一般不少于5.0；高低层相邻的屋面，低屋面应考虑施工荷载不少于 4.0，与地下室顶板施工荷载同样考虑《技术措施；其分项系数取1.0；室外地坪附加荷载一般取10.0《建筑结构施工图设计》P133。 注：当利用顶板上的覆土层荷重代替施工荷载时，必须在图上注明覆土层须待上部主体结构主体完成后回填。 2.4 楼（屋）面附加恒荷载标准值（KN/m2）： （1）楼面：一般楼地面视楼地面做法而定，建筑另有要求或有回填层时按实际 计算确定； 例如：板面层附加恒载取值：（公建另定）

工程荷载习题答案

《荷载与设计原则》习题答案 第1章荷载与作用 一、填空题 1．作用是施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因。 2．作用是使结构或构件产生效应的各种原因。 3．结构上的作用可分为直接作用和间接作用，荷载是直接作用。 4．施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用，与结构本身性能无关；引起结构外加变形或约束的原因称为间接作用，该作用的大小与结构自身的性质有关。 5．土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指工程建设的对象，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。 6．土木工程结构是指由若干个构件组成的受力体系，是土木工程的骨架，也是它们赖以存在的基础。它的主要功能是承受工程在使用期间可能出现的各种荷载并将它们传递给地基。 7．现代土木工程的建造必须经过论证策划、设计、施工3个主要环节。 8．土木工程设计包括功能设计和结构设计。功能设计是实现工程建造的目的、用途；结构设计是决定采用怎样形式的骨架将其支撑起来，怎样抵御和传递作用力，各部分尺寸如何，用什么材料制造等等。 9．工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间，选择一种最佳的合理的平衡，使所建造的结构满足预定的各项功能要求。 10．工程结构的“功能要求”是指工程结构安全性、适用性和耐久性，统称

为可靠性。 11．荷载效应和结构抗力之间最佳的合理的平衡，就是使工程结构既经济又具有一定的可靠度。 二、多项选择 1、下列作用属于直接作用的为（A、B、E ） A．自重B．土压力C．混凝土收缩徐变D．焊接变形E、桥梁上的车辆重量2、下列作用属于间接作用的为（A、C、D ） A．地基变形B．水压力C．温度变化D．地震作用 E．水中漂浮物对结构的撞击力 3、荷载效应是指（A、C、D、E ） A．内力B．温度C．位移D．裂缝E．应力 三、单项选择 1、工程结构的“功能要求”（或“可靠性”）是指工程结构的（B ） A．可靠、经济、适用、美观B．安全性、适用性和耐用性 C．安全性、经济、适用D．可靠、耐用、美观 2、荷载取值和荷载计算正确与否直接影响（C ）的计算 A．结构抗力B．结构可靠度C．荷载效应D．结构尺寸 四、简答题 1、荷载与作用对土木工程设计有何意义？ 工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间，选择一种最佳的合理的平衡，使所建造的结构能满足预定的各项功能要求。要在工程结构的可靠与经济之间建立“最佳的合理平衡”，就要根据结构型式、外荷载的大小和作用形式，计算外荷载

(工程建筑套表)建筑施工之荷载与结构静力计算表最新版

（工程建筑套表）建筑施工之荷载与结构静力计算表

建筑施工之荷载和结构静力计算表 2-1-1荷载 1．结构上的荷载 结构上的荷载分为下列三类： （1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。 （2）可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。 （3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。 建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。 对永久荷载应采用标准值作为代表值。 对可变荷载应根据设计要求，采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。 2．荷载组合 建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，且应取各自的最不利的效应组合进行设计。 对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。 γ0S≤R（2-1） 式中γ0——结构重要性系数； S——荷载效应组合的设计值；

R——结构构件抗力的设计值。 对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：（1）由可变荷载效应控制的组合 （2-2） 式中γG——永久荷载的分项系数； γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数； S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值； S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者； ψci——可变荷载Q i的组合值系数； n——参和组合的可变荷载数。 （2）由永久荷载效应控制的组合 （2-3） （3）基本组合的荷载分项系数 1）永久荷载的分项系数 当其效应对结构不利时： 对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2； 对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35； 当其效应对结构有利时： 壹般情况下应取1.0； 对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。 2）可变荷载的分项系数

框架结构设计(阶段Ⅲ)计算书参考

5 水平风荷载作用计算 5.1 水平风荷载 5.1.1 结构各楼层标高处风荷载标准值 对于一般多高层框架，其侧移由于柱的轴向变形所引起的侧移值很小，可忽略不计，一般仅考虑梁、柱弯曲所引起的侧移。水平荷载作用引起的侧移可采用D 值法近似估算。 下面进行风荷载计算： （1） 风荷载标准值 垂直于建筑物表面的单位面积风荷载标准值，计算主要承重结构时依据参考文献[1]第7.1.1条：按下式计算： 0k z s z ωβμμω= 作用在建筑物表面的均布风荷载可转化为作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载，其标准值按下式计算： ()/2z k i j h h B ωω=+ 式中：k ω——单位面积风荷载标准值（kN/m 2） z ω——风荷载标准值（kN ） ωo ——基本风压，本设计广东省江门市区ωo ＝0.6kN/m 2； βz ——风振系数，本设计属于高度不超过30m 或高宽比小于1.5的房屋建筑故取βz ＝1.0； μs ——风荷载体型系数，依据参考文献[4]，第4.2.3条： 本设计属于结构高宽比H/B 不大于4的矩形结构，所以风荷载体型系数μs =1.3； μz ——风压变化系数，本设计因建在江门市市区，所以地面粗糙度为B 类； h i ——下层柱高； h j ——上层柱高，对顶层为女儿墙高度的2倍； B ——迎风面宽度B ，根据建筑图及所选取的计算单元本设计取：B =8.1m 。 2）沿房屋高度分布风荷载标准值计算如表5.1所示。风荷载作用图如图5.1。 表5.1 集中风荷载作用标准值

图5.1 水平风荷载作用图(单位:kN) 5.1.2 侧移刚度D 值和柱的反弯点 D 值法又称作改进的反弯点法，是对柱的抗侧刚度和柱的反弯点位置进行修正后计算框架内力的一种方法。 （1）框架柱抗侧移刚度1D 值计算下： 底层边柱（A 、C 柱）： 底层中柱（B 柱）： 二层边柱（A 、C 柱）： kN/m 1024.3512/6.06.01015.312124 3 3731?=????==h EI D kN/m 1097.75 12/75.075.01015.312124 3 3731?=????==h EI D kN/m 1052.95 .312 /6.06.01015.3121243 3731?=????==h EI D

高层建筑风荷载

高层建筑风荷载 摘要：文章主要介绍了风荷载对高层建筑的作用，关于风荷载研究的一些方法，并用我做过的北京中铁物流大厦的风洞试验为例说明风洞实验的研究方法。阐述了一些结构等效静力风荷载的计算方法以及抗风设计中应值得继续研究的问题。 关键字：高层建筑，抗风，风洞试验，等效静力风荷载，问题 1.引言 风是从高气压吹向低气压的一种气流。高层建筑是在特殊地区和时间下,为了满足社会和经济的需求而建造的,其独特性和各自特异的风格,增加了城市景观,吸引了大量的旅游观光者。而更具有实用意义的是满足了城市日益增长的工作、生活空间的需求。但任何建筑高度的增加必将会增加风荷载的力度。 风荷载是各类建筑物的主要侧向荷载之一, 对于高、大、细、长等柔性结构而言, 风荷载是起主要作用的, 且时常超过地震作用而成为决定性荷载, 复杂的动力风效应影响是结构设计的控制因素之一。灾害性台风可能导致结构主体开裂或损坏;长时间持续的风致振动则可能使结构某些部位如节点、支座等产生疲劳与损伤, 危及结构安全。随着新技术、新材料、新工艺、新型式、新设计方法的应用, 工程结构也朝着长大化、高耸化、复杂化、柔性化、小阻尼方向发展, 这使得其固有频率越来越接近强风的卓越频率, 对风的敏感性越来越强。因此重大的高耸柔性结构在风荷载作用下的动力效应特性研究也受到学术界和工程界的极大关注和重视。 2.风荷载的分类 风对高层建筑是一种持续时间较长的随机荷载。风对结构物的作用，使结构产生震动，其原因主要有：（1）有与风向一致的风力作用，它包括平均风和脉动风，其中脉动风要引起结构物的顺风向振动，这种形式的振动在一般工程结构中都要考虑；（2）结构物背后的漩涡引起结构物的横风向的振动；（3）由别的建筑物尾流中的气流引起的振动。 2.1 顺风向荷载 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）明确给出了高层建筑顺风向等效荷载的计算方法，著名学者A.G.Davenport在60 年代建立了基于抖振理论的结构顺风向风荷载计算模型，成为风工程研究及各国制定风荷载规范的基础。由于对等效静力风荷载认识的差别，该计算模型在实际应用中又发展成阵风荷载因子(GLF)法、惯性风荷载(IWL)法、基底弯矩阵风荷载因子法(MGLF)等。GLF 法由Davenport于60 年代提出，现已成为公认的经典方法。该法认为背景和共振分量与平均分量服从同一分布，且与响应类型无关。IWL 法采用惯性力模型来计算背景和共振分量，我国规范采用这一方法。MGLF 法认为基底弯矩对应的背景等效风荷载可以近似作为实际的背景等效风荷载，根据脉动基底弯矩并按振型分解则可得到

《建筑结构荷载规范》有关问题的探讨

《建筑结构荷载规范》有关问题的探讨 中南建筑设计院郑小庆 内容摘要：本文探讨的是《建筑结构荷载规范》中有关荷载效应控制的组合、地下室抗浮、地下室外墙和底板的荷载组合以及消防车等效均布荷载的确定等内容。 一、荷载效应控制的组合： 在《建筑结构荷载规范》（以下简称荷载规范）GB50007-2002中，增加了“由永久荷载效应控制的设计组合值”，其目的是使结构可靠度达到目标值。对于结构整体由电脑软件计算而言，是由可变荷载效应控制的组合确定荷载效应组合的设计值还是由永久荷载效应控制的组合确定荷载效应组合的设计值作为设计荷载，该项选择易如反掌。然而，对于一些需要人工计算的构件，如楼梯、悬挑板、简支楼板等，就要计算两种组合值来比较大小，取其大者作为设计值。 在设计中发现，如果构件的计算中只有一个活荷载，就可以通过简单的方法判定由何种荷载效应的组合值作为设计值。由于只有一个活荷载，所以，荷载规范的公式（3.2.3-1）可以写成： S=γG S GK +γQ1 S Q1K (1) 上式是由可变荷载效应控制的组合，其中：γG= 1.2，γQ1=1.4 。 S GK --- 按永久荷载标准值GK 计算的荷载效应值。 S Q1K --- 按可变荷载标准值Q1K 计算的荷载效应值。

同时，由永久荷载效应控制的组合值的表达式（3.2.3-2）可以写为： S=γG S GK +γQ1ψC1 S Q1K (2) 其中：γG = 1.35，γQ1 =1.4 ，ψC1 =0.7 。 为寻求（1）和（2）式的关系，可设（1）≥（2），各系数代入后，得到： 1.2 S GK +1.4 S Q1K≥ 1.35 S GK +0.98 S Q1K (3) 化简，得： S Q1K / S GK≥ 0.36 (4) 式（4）的意义在于只要可变荷载效应值与永久荷载效应值的比值大于0.36，设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。反之亦然。为了方便记忆，0.36可以近似取为1/3，误差小于设计值的1%。因此，只要可变荷载效应值与永久荷载效应值的比值大于1/3，设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。 以下是两个例外： 1．活荷载标准值大于4KN/m2的工业厂房楼面结构 此时（2）式的γQ1 =1.3 ，重复以上步骤，可得： S Q1K / S GK≥ 0.3 (5) 公式（5）的意义由读者自行体会。由于活荷载比较大，一般情况下，设计值就是由可变荷载效应控制的组合值。 2．荷载规范中表4.1.1中的第6、7项 该两项为书库、档案库、贮藏室、密集柜书库、通风机房、电梯机房等场所，其共同的特点是活荷载较大，所以，设计值也基本是由

工程结构荷载论文

铜陵学院 工程结构荷载论文 班级：08土木工程（2）班学号：0811111068 姓名：王玉龙指导老师：吴文明

多层轻钢民用建筑中的结构荷载体系分析 摘要：本文结合办公室的典型布置，在对各种方案分析比较的基础上，讨论了适合多层及小高层建筑的结构体系，给出了3至18层建筑的合理经济的结构体系及其相应的单位用钢量，为类似的建筑物结构体系的选择提供了可靠的依据。 关键词：结构体系用钢量多层轻钢 一、概述 过去，我国钢材年产量较低，建筑行业一直限制钢材的使用，提倡大力发展混凝土结构和混合结构，因此民用钢结构一直发展缓慢。80年代以后，随着经济发展的需要，我国开始引进钢结构房屋，以门式刚架为主，主要用于工业厂房、库房和一些公共设施。多层轻钢结构采用钢骨架和轻质围护结构，自重轻，对地质条件要求低。另外，钢结构构件标准，适合工厂化生产，现场安装，湿作业少，施工占用场地少，速度快。与多层钢筋混凝土结构相比，不仅造价持平甚至略低，而且综合效益明显。随着我国城市对粘土砖的禁用，多层民用轻钢结构越来越受到工程界的青睐，正成为较有竞争力的民用建筑结构体系之一。近几年，上海、北京、长沙、大连、天津等地对多层钢结构房屋进行了有效的尝试，取得了一些经验。但是，目前的示范工程还仍很不多，经验还很缺乏，有关技术规程还没有跟上，工程界对合理的多层钢结构体系还未达成共识。总体上看，多层钢结构的开发还处于启动阶段。本文在对已有的示范工程分析比较的基础上，本着寻求受力合理、用钢量低的原则，对多层民用建筑中的结构体系进行了分析，以供参考。 二、结构方案 1．结构体系的选择 结构体系的选择，不仅要从满足建筑的使用功能出发，节约投资考虑，更主要的是取决于建筑的高度，即取决于建筑层数的多少。建筑层数越多，高度越高，则由于风力或地震力引起的侧向力就越大，建筑物必须有相应的刚度来抵抗侧向力。因此，随着建筑层数的不断增加，结构体系也就需要不断的发展。目前，多层和小高层钢结构建筑常用的结构体系有以下几种。 (1) 纯框架结构体系。纯框架结构体系在地震区一般不超过15层。框架结构的平面布置灵活，可为建筑提供较大的室内空间，且结构各部分刚度比较均匀。框架结构有较大的延性，自振周期较长，因而对地震作用不敏感，抗震性能好。但框架结构的侧向刚度小，由于侧向位移大，易引起非结构构件的破坏，因此不宜建的太高。 (2) 框支结构体系。纯框架在风、地震荷载作用下，侧移不符合要求时，可以采用带支

2012《建筑结构荷载规范》变化条文总结

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012从2012年10月1日起实施，本文列出影响结构设计的主要修改内容，以备审核时查阅。 一、强制性条文的变化 《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）共有强制性条文13条，分别为1.0.5、3.1.2、3.2.3、3.2.5、4.1.1、4.1.2、4.3.1、4.5.1、4.5.2、6.1.1、6.1.2、7.1.1、7.1.2条。 修订后的《建筑结构荷载规范》GB50009-2012版共有强制性条文13条，分别为3.1.2、3.1.3、3.2.3、3.2.4、5.1.1、5.1.2、5.3.1、5.5.1、5.5.2、7.1.1、7.1.2、8.1.1、8.1.2条，即强制性条文数未增加，内容的主要变化有： 1、原1.0.5条调整为3.1.3条（确定可变荷载代表值时应采用50年设计基准期）。 2、原3.1.2条文字略有调整，主要内容维持不变。 3、原3.2.3条参与组合的永久荷载由单项改为多项叠加（j=1~m）；增加参与组合的各项可变荷载应乘以考虑设计适用年限的调整系数的 规定。 4、原3.2.5条调整为3.2.4条，文字略有调整，主要内容维持不变。

5、原4.1.1条调整为5.1.1条（增加了第4章永久荷载，以下各章顺延），主要修改包括：①教室活荷载由2.0KN/m2提高到2.5KN/m2（由第1项(2)款改为第2项）；②第5项(2)款增加了运动场活荷载（4.0KN/m2）；停车库明确为9人以下客车的停车库（不包括消防车及其他大型车辆停车库），增加了板跨为3m×3m的双向板楼盖活荷载，附注第4条明确当双向板跨介于3m×3m与6m×6m之间时按跨度线性插值确定【规范用词为“板跨不小于3m×3m”，似应为不大于，否则与附注第4条有矛盾】，消防车通道活荷载频遇值系数由0.7改为0.5，准永久值系数由0.6改为0；③厨房的分类用词由“一般的”改为“其他”；④第1项中的民用建筑卫生间活荷载由2.0KN/m2提高到 2,5KN/m2；⑤教学楼的走廊、门厅活荷载由2.5KN/m2提高到3.5KN/m2； ⑥楼梯活荷载单独列出为第12项，除多层住宅仍取2.0KN/m2外，其他均取3.5KN/m2；⑦阳台的分类用词由“一般情况”改为“其他”；⑧附注第6条非固定隔墙自重不小于每延米墙重的1/3，规范用词由“可”改为“应”。【此外值得注意的是，征求意见稿中百货食品超市活荷载5.0KN/m2未列入规范正式版】 6、原4.1.2条调整为5.1.2条，文字略有调整，主要内容维持不变。 7、原4.3.1条调整为5.3.1条，文字略有调整，增加屋顶运动场地活荷载3.0KN/m2。 8、原4.5.1条调整为5.5.1条，文字略有调整，雨篷明确为悬挑雨篷。 9、原4.5.2条调整为5.5.2条，原栏杆“顶部水平荷载”改为“活荷载”，住宅、宿舍、办公楼、旅馆、医院、托儿所、幼儿园的栏杆顶部水平荷载取值由由0.5KN/m2提高到1.0KN/m2；学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆或体育场的栏杆顶部水平荷载取值不变，增加“竖向荷载应取1.2KN/m2，水平荷载与竖向荷载应分别考虑”。

框架结构风荷载作用下弯矩计算培训资料

框架结构风荷载作用下弯矩计算

4.风荷载作用下的弯矩计算 4. 1 风荷载标准值的计算 0k z s z ?βμμ?= 其中k ?——垂直与建筑物单位面积上的风荷载标准值 z β——Z 高度上的风振系数，因结构高度H=18m<30m ，B=14.4m ，H/B=1.25<1.5,可取1.0 s μ——风荷载体型系数 根据建筑物体型查得s μ=1.3 z μ——Z 高度处的风压高度变化系数，可根据地面粗糙程度C 类和各层离地面高度查规范求得 0?——基本风压 取 0.45kN/m 2 B ——迎风面的宽度 B=6m 表4.6.1 集中 风荷载标准值计算 等效节点集中风荷载如图：

图4.6.1 风荷载作用下结构计算简图 4. 2 风荷载作用下抗侧移计算 侧移刚度D 计算： 底层侧移刚度：（底层柱高=4.55m ） A 轴柱 B 轴柱 C 轴柱 D 轴柱 c i K i = ∑ 445.4100.767.110?=? 44(5.4 4.7)10 1.427.110+?=? 44(5.4 4.7)10 1.427.110+?=? 4 4 5.4100.767.110?=? 0.52c K K α+= + 0.46 0.56 0.56 0.46 212c jk c i D h α= 18931 23046 23046 18931 j D ∑ 83954 表4.6.2底层侧移刚度D

2-5层侧移刚度：（标准层高度=3.6m ） 表4.6.3 2-5层侧移刚度D 表4.6.4 各层间相对转角 侧移验算：层间侧移最大值1/7609＜1/550，满足要求。 4.3风荷载作用下内力计算 求得框架柱侧向刚度后，根据下式可将层间总剪力分配给该层各柱： 1 jk jk j m jk k D V V D == ∑ 式中 jk V ———第j 层第k 柱所分配到的剪力 jk D ———第j 层第k 柱的侧向刚度D 值 m ———第j 层框架柱数

建筑结构-建筑结构设计方法与荷载 (1)

建筑结构-建筑结构设计方法与荷载 (总分：23.00，做题时间：90分钟) 一、单项选择题(总题数：23，分数：23.00) 1.填充用焦渣混凝土的容重最接近以下哪项数值? (A) 19kN/m3 (B) 17kN/m3 (C) 20kN/m3 (D) 12kN/m3 （分数：1.00） A. B. C. D. √ 解析：[解析] 填充用焦渣混凝土的表观密度为10～14kN/m3。 2.普通钢筋混凝土的容重为： (A) 18kN/m3 (B) 22kN/m3 (C) 25kN/m3 (D) 28kN/m3 （分数：1.00） A. B. C. √ D. 解析：[解析] 普通钢筋混凝土的表观密度为24～25kN/m3。 3.住宅用户对地面进行二次装修，如果采用20mm厚水泥砂浆上铺15mm厚花岗岩面砖，此时楼面增加的荷载(标准值)约占规范规定均布活荷载的多少? (A) 1/2 (B) 1/3 (C) 1/4 (D) 2/3 （分数：1.00） A. B. √ C. D. 解析：[解析] 20mm厚水泥砂浆荷载为20×0.02=0.4kN/m2；15mm厚花岗岩面砖荷载为15.4×0.015＝ 0.231kN/m2，楼面增加的荷载为0.631kN/m2。规范规定均布活荷载为2.0kN/m2。两者比值为0.631/2=0.3155，接近1/3。 4.120mm厚普通黏土砖墙(包括双面抹灰)与200mm厚加气混凝土砌块墙(包括双面抹灰)相比，哪种墙体自重较重? (A) 黏土砖墙重 (B) 一样重 (C) 加气混凝土墙重 (D) 黏土砖墙重约为加气混凝土墙重的2倍 （分数：1.00） A. √ B. C. D.

风荷载例题

例题1：某三层钢筋混凝土框架结构，平面为矩形，纵向各轴线间距离为4.2m ，层高为3.6m ，室内外高差0.6m ，地貌为B 类，所在地区基本风压值w 0为0.55kN/m 2 。求，顺风向风对一榀横向中框架各层节点产生的风荷载标准值。 风压高度变化系数μz (z)（老规范） 离地面高度（m ） 地面粗糙度B 5 1.00 10 1.00 15 1.14 解：建筑总高h <30m ，取βz =1.0 层数 βz μs z μz w 0 w z 1 1.0 1.3 4.2 1.00 0.55 0.715 2 7.8 1.00 0.715 3 11.4 1.04 0.744 一榀横向中框架各层节点产生的风荷载标准值为： ()1 1 4. 2 3.60.715 4.211.71kN 2P =?+??= ()21 3.6 3.60.715 4.210.81kN 2P =?+??= 31 3.60.744 4.2 5.62kN 2 P =???= 例题2：某金工车间，外形尺寸及部分风载体型系数如图所示，基本风压2 00.45kN /m ω=， 柱顶标高为10m +，室外天然地坪标高为0.30m -，1=2.1m h ，2=1.2m h ，地面粗糙类别为B ，排架计算宽度6m B =。求作用在排架上的顺风向风荷载标准值。 .解：（1）求21,q q ，

离地10m 时，0.1=z μ，离地15m 时，14.1=z μ，当离地10.3m 时， ()1.141 110.3101 .011510 z μ-=+ ?-=- ()10.8 1.010.456 2.18/k q kN m =???=→ ()20.5 1.010.456 1.36/k q kN m =???=→ （2）求w 屋顶与檐口风压高度变化系数均按檐口离室外地坪的高度10.3+2.1=12.4 ()1.141 112.410 1.071510 z μ-=+ ?-=- ()()0.80.5 2.10.50.6 1.2 1.070.4567.54k w kN =+?+-????=????

风荷载计算算例

.风荷载计算 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）规范，风荷载的计算公式为： 0k z s z w u u βω= （） s u ——体型系数 z u ——风压高度变化系数 z β——风振系数 0ω——基本风压 k w ——风荷载标准值 体型系数s u 根据建筑平面形状由《建筑结构荷载规范》项次30，迎风面体型系数（压风指向建筑物内侧），背风面（吸风指向建筑外侧面），侧风面（吸风指向建筑外侧面）。 风压高度变化系数z u 根据建筑物计算点离地面高度和地面粗糙度类别，按照规范表确定。本工程结构顶端高度为+=米，建筑位于北京市郊区房屋较稀疏，由规范条地面粗糙度为B 类。 由表高度90米和100米处的B 类地面粗糙度的风压高度变化系数分别为和。 则米高度处的风压高度变化系数通过线性插值为： 对于高度大于30m 且高宽比大于的房屋，以及基本自振周期T1大于的各种高耸结构，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。 本工程30层钢结构建筑。基本周期估算为()1T =0.10~0.15n=3.0~4.5s ，应考虑脉动风对结构顺风向风振的影响，并由下式计算： 1012Z z gI B β=+ （） 式中： g ——峰值因子，可取 10I ——10m 高度名义湍流强度，对应ABC 和D 类地面粗糙，可分别取、、和；

R ——脉动风荷载的共振分量因子 z B ——脉动风荷载的背景分量因子 脉动风荷载的共振分量因子可按下列公式计算： 式中： 1f ——结构第1阶自振频率（Hz ） w k ——地面粗糙度修正系数，对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙，可分别取、、和； 1ζ——结构阻尼比，对钢结构可取，对有填充墙的钢结构房屋可取，对钢筋混凝土及砌体结构可取，对其他结构可根据工程经验确定。 经过etabs 软件分析，结构自振周期1 4.67f s = 脉动风荷载的背景分量因子可按下列规定确定： 式中： 1()z φ——结构第1阶振型系数 H ——结构总高度 （m ），对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙度，H 的取值分别不能大于300m 、350m 、450m 和550m ； x ρ——脉动风荷载水平方向相关系数； z ρ——脉动风荷载竖向方向相关系数； k 、1α—— 脉动风荷载的空间相关系数可按下列规定确定： （1）竖直方向的相关系数可按下式计算： 式中： H ——结构总高度 （m ）；对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙度，H 的取值分别不应大于300m 、350m 、450m 和550m ； （2） 水平方向相关系数可按下式计算： 式中：

幕墙工程如何按《建筑结构荷载规范》计算风荷载标准值

幕墙工程如何按《建筑结构荷载规范》计算风荷载 标准值 中国建筑装饰协会与制品委员会专家组成员张芹 建设部2006年7月25日发布《建筑结构荷载规范》局部修订的公告，对《建筑结构荷载规范》局部修改（2006年11月1日起执行），修改后的《建筑结构荷载规范》对风荷载标准值的计算规定如下： 7.1.1垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算： 1当计算主要承重结构时 Wk=βzμsμzW0（7.1.1-1） 2当计算围护结构时 Wk=βgzμs1μzW0（7.1.1-2） 式中：μs1——局部风压体型系数。 7.3.3验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1： 一、外表面 1.正压区按表7.3.1采用； 2.负压区 —对墙面，取-1.0 —对墙角边，取-1.8 二、内表面 对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。 注：上述的局部体型系数μs1（1）是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1（10）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1（A）可按面积的对数线性插值，即

μs1（A）=μs1（1）+［μs1（10）-μs1（1）］logA 算例 W0=450N/m2Z=50mC类地区层高3.6m 分格宽1.5mμz=1.25βgz=1.73 墙角区验算面板玻璃1.5×1.8=2.7m2log2.7=0.431 μz1(A)=-{1.8+［0.8×1.8-1.8］×0.431}=-1.64 μz1=-1.64+(-0.2)=-1.84 WK=βgzμzμz1W0=1.73×1.25×1.84×450=1791N/m2 验算从属面积大于1m2且与面板直接连接的支承结构从属面积 1.5×3.6=5.4m2log5.4=0.732 μz1(A)=-{1.8+［0.8×1.8-1.8］×0.732}=-1.54 μz1=-1.54+(-0.2)=-1.74 WK=βgzμzμz1W0=1.73×1.25×1.74×450=1693N/m2 墙面区验算面板玻璃1.5×1.8=2.7m2log2.7=0.431 μz1(A)=-{1.0+［0.8×1.0-1.0］×0.431}=-0.914 μz1=-0.914+(-0.2)=-1.114 WK=βgzμzμz1W0=1.73×1.25×1.114×450=1084N/m2 验算从属面积大于1m2且与面板直接连接的支承结构从属面积 1.5×3.6=5.4m2log5.4=0.732 μz1(A)=-{1.0+［0.8×1.0-1.0］×0.732}=-0.854 μz1=-0.854+(-0.2)=-1.054 WK=βgzμzμz1W0=1.73×1.25×1.054×450=1026N/m2 说明：本例从属面积大于1m2且与面板直接连接的支承结构含立柱、横梁，从属面积是按立柱考虑的，横梁从属面积小于此面积，由于横梁即使按立柱的作用验算也大大富裕，为简化计算不再另行计算。