1、例題2-1某高層建筑男力墻結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)為38層，底部1-3層層高為4m,其他各層層高為3m,室外地面至檐口的高度為120m,平面尺寸為30mM40m,地下室筏板基礎(chǔ)底面埋深為12m,如圖2-4所示。已知100年一遇的基本風(fēng)壓為卯=0.45kN/m2建筑場(chǎng)地位置大城市郊區(qū)。已計(jì)算求得作用于突出屋面小塔樓上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的總值為800kNo為簡(jiǎn)化計(jì)算，將建筑物沿高度劃分為6個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為20m,近似取其中點(diǎn)位置的風(fēng)荷載作為該區(qū)段的平均值、計(jì)算在風(fēng)苛載作用下結(jié)構(gòu)底部(一層)的剪力設(shè)計(jì)值和筏板基礎(chǔ)底面的彎矩設(shè)計(jì)值。解(1)基本自振周期根據(jù)鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)公式，可得結(jié)構(gòu)的基本周期為：I=

2、0.05n=0.05父38也1.9s（n是層數(shù)）0Tl2=0.451.92=1.62kN*s2/m2(2) 風(fēng)荷載體型系數(shù)對(duì)于矩形平面，由高層規(guī)程附錄A可求得%=0.80,H120%-(0.480.03)=(0.480.03)=0.57L40(3) 風(fēng)振系數(shù)由條件可知地面粗糙度類別為B類，由表2-6可查得脈動(dòng)增大系數(shù)-=1.502脈動(dòng)影響系數(shù)v根據(jù)H/B和建筑總高度H由表2-7確定，其中B為與風(fēng)向相一致的房屋寬度，由H/B=4.0可從表2-7經(jīng)插值求得v=0.497;由于結(jié)構(gòu)屬于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的彎剪型結(jié)構(gòu)，可近似采用振型計(jì)算點(diǎn)距室外地面高度z與房屋高度H的比值，即H；*2=一。H

3、i為第i層標(biāo)高；H為建筑總高度。則由式(2-4)可求得風(fēng)振系數(shù)為：H:1Jz1.vJi11.5020.497HizHHzzz(4)風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載作用下，按式(2-2a)的可得沿房屋高度分布的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：q(z)=0.45(0.80.57)40Jz=24.66Jz2-9,如圖2-4所示。按上述方法可求得各區(qū)段中點(diǎn)處的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及各區(qū)段的合力見表風(fēng)荷墓作用下整層的萌力計(jì)算表24區(qū)段Hjt.)百7(l)(kNnr；3厘段企為匕交出凌而地用0HO09E72.15IT緋6fl.SKIJV7.65共1).7502.021.21763.GL1劉2道q70口.海31鴕1.234酶.在1_1!逗350L

4、.fil14s976H>配.42L13I3m79201100.063(001.06226.19521.3則可計(jì)算求得在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)底部一層的剪力設(shè)計(jì)值為V1=1.4(8001379.61272.21132.0976.8792.0523.8)=9652.16kN可求得筏板基礎(chǔ)底面的彎矩設(shè)計(jì)值為M=1.4(8001321397.61221272.21021132.082976.862+792.042523.822)845662.72kNM例題2-2某鋼筋混凝土煙囪高度為100m,上口外徑為4m,底部外徑為8m,坡度為2%,2一如圖2-5所不。已知該地區(qū)基本風(fēng)壓為0.45kN/m,地面粗糙

5、度類別為B類，將煙囪沿高度分為五段，試計(jì)算各段的平均風(fēng)荷載以及底部截面產(chǎn)生的彎矩和剪力標(biāo)準(zhǔn)值，并判別是否風(fēng)荷磐標(biāo)產(chǎn)如q考慮脈動(dòng)風(fēng)引起的橫向風(fēng)振。解(1)有關(guān)幾何參數(shù)第5段的形心高度：20(4.824)h5=80()=89.70m3(4.84)其他各段形心距底部截面的高度、各段風(fēng)荷載作用面積見表2-10。標(biāo)高之(m)外役it(TT1)影心高度(E)風(fēng)荷裁作用面積g'JL.圖”煙囪計(jì)算瓶曾3)1004.089.70S8.020161.5470.77S163.46aoJ.s5.6Ifi-J.nl.SSSLS5066569.1649,78I2U.U,涮1。0,536&432406.42

6、9801361-4J71.145口70454.942f)749.82152.0EOt»1.0260.2563t190.08.0住:明系本風(fēng)服為外年一強(qiáng).放風(fēng)荷栽計(jì)算中沒有考慮正規(guī)斯系數(shù)口(2)風(fēng)荷載體型系數(shù)總高度為100m,平均直徑為d=6.0m,Nzod=Nz父0.45m6.02=16.2kz>0.015,H/=16.67,又因鋼筋混凝土表d面屬表面“光滑”條件。由荷載規(guī)范表7.3.1項(xiàng)次36可得Ns=0.554。風(fēng)壓高度變化系數(shù)按照地面粗糙度為B類，由表2-5可查得不同高度z處的風(fēng)壓高度變化系數(shù)見表2-10。(4)風(fēng)振系數(shù)煙囪的自振周期可按照荷載規(guī)范附錄E公式(E.1.2-

7、2)計(jì)算NH221002T1=0.41da0.1010=0.410.1010=2.077s0.25sd6H第i層離地面高度及房屋總高度；動(dòng)力系數(shù)，或稱脈動(dòng)增大系數(shù)，按表2-4采用；v脈動(dòng)影響系數(shù)，B類粗糙度地形取v=0.53,C類取v=0.63;z風(fēng)壓tWj度變化系數(shù)，按表2-1米用。裝2-4昧動(dòng)培大系敏舌陽中加工)士'0.2C:0,60，b1.0r204B0.J3010.0B類地形1.231.Z5L34-1381.421£,441,511.651.T2：1.7T1.82J羯n藝j1.231,251/301.34L3T1.491.601.651.T21.75表中，0高層建筑基

8、本風(fēng)壓值;Tt結(jié)構(gòu)基本自振周期，可按下式近似計(jì)算，式中N為層數(shù)。框架結(jié)構(gòu)Tt=(0.080.1)N框架剪力墻(筒體)Tt=(0.060.08)N剪力墻及筒中筒Tt=0.05N二、總風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載總風(fēng)荷載設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使用總風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷級(jí)作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移。總風(fēng)荷載為建筑物各個(gè)表面承受風(fēng)力的合力，是沿建筑物高度變花的線荷載。通常，按x、y兩個(gè)互相垂直的方向分別計(jì)算總風(fēng)荷載。按下式計(jì)算的總風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值是z高度處的線荷載(kN/m)。Wz=內(nèi)邑z%(msiBiCOS%+&2B2cosce2+.+£nBnCO)n)(2-1-3)n建筑物外圍表面數(shù)(每一個(gè)平面作為一個(gè)表面)；Bi

9、、B2、.Bnn個(gè)表面的寬度；七1、也2、.Nsnn個(gè)表面的平均風(fēng)荷載體型系數(shù)；0(1、a2、nn個(gè)表面法線與風(fēng)作用方向的夾角。建筑物某個(gè)表面與風(fēng)力作用方向垂直時(shí)，即%=0°,則這個(gè)表面的風(fēng)壓全部計(jì)入總風(fēng)荷載；當(dāng)某個(gè)表面與風(fēng)力作用方向平行時(shí)，即%=90°,則這個(gè)表面的風(fēng)壓不計(jì)入總風(fēng)荷載;其他與風(fēng)作用方向成某一角度的表面，都計(jì)入該表面上壓力在風(fēng)作用方向的分力，在計(jì)算時(shí)要特別注意區(qū)別是風(fēng)壓力還是風(fēng)吸力，以便作矢量相加。各表面風(fēng)荷載的合力作用點(diǎn)，即總風(fēng)荷載作用點(diǎn)。局部風(fēng)載在某些風(fēng)壓較大的部位，有時(shí)需要驗(yàn)算表面圍護(hù)構(gòu)件及玻璃等的強(qiáng)度或構(gòu)件連接強(qiáng)度。在計(jì)算建筑突出部位如陽臺(tái)、檐口、雨

10、罩、遮陽板等構(gòu)件內(nèi)力時(shí)，要考慮由風(fēng)產(chǎn)生的向上漂浮力。這些計(jì)算稱為局部風(fēng)荷載計(jì)算，采用表2-3列出的局部風(fēng)載體型系數(shù)，出式(2-1-1)計(jì)算單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。例2-1計(jì)算框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的總風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其作用位置。該結(jié)構(gòu)平面圖如圖2-4,218層，房屋總局58米，地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓值0.64kN/m，風(fēng)向?yàn)閳D中箭頭所指方向，體型系示于圖中。解沿建筑物高度總風(fēng)荷載是RWz=：z，JBi%cos>i-01一一一_28。取1.1黑0.64=0.7kN/m首先計(jì)算i=W0siBicos：i，按8塊表面積分別計(jì)算。表面序號(hào)在圖中0內(nèi)標(biāo)明，列表計(jì)算如下，Xi為80到原點(diǎn)o的距離。.序號(hào)稻,%眄iv

11、f(kN/m)r.皿111演播-U.K225.5223fix1.0x0T一6X。不X。TiJJ3/22.ID-1.64招MB-55+62433X0.5XG.T(r.5九找珥相146.4356-GXO.SXOJ5X0.5XB.7-1.0523.8922.T9-25.037283X05x070.54.就13.165一04£6X05XQ7J3.1036.30j.,3:叫一29.16I工以匕=找之品“，XiX0二i風(fēng)力合力作用點(diǎn)距原點(diǎn)466.80c=16m29.16框架-剪力墻結(jié)構(gòu)基本周期近似取工=0.07N=0.0718=1.26s0工2=0.71.262=1.11kN.s2/m2查表2-4得t=1.45B類地區(qū)得v=0.53H；所以Wz=：zJzX-i=(Jz'尸'iH,Hi(z0.76i)29.16H各樓層高度處風(fēng)荷載值如下：屋敢/,U.T5%*itt.:n一企一伴Nrm!一一£中r-F.0,firr_b,)公布圖整1S580jg1.752.6173.211340.T01.Y12JI70Jirz16155148邛TOJil：,S52一醍2.23'HS.56o.5142.106".Q1342n.記L532.3.i.除1J2時(shí)'O.jIL552.D<ec.ifE111H3Ut川1,9c6Mi1C