高层建筑结构荷载及其效应组合
基本概念
水平荷载作用下结构简化计算原则
竖向荷载
风荷载
地震作用
荷载效应组合
主要内容
基本概念
作用：使结构或结构构件产生内力和变形的原因
荷载：施加在结构上的集中力或分布力
直接作用：荷载属于直接作用
间接作用：除荷载以外的引起结构外加变形或约束变形的原因
作用效应：由作用引起的结构或构件的反应
荷载效应：由于荷载的作用引起的结构或构件的反应
高层建筑的荷载特点：
竖向荷载远大于低层建筑，可引起相当大的结构内力
水平荷载的影响显著增加，成为高层建筑结构设计的主要因素。特别是，抗震设计对高层建筑结构来说是十分重要的
3.1 水平荷载作用下结构简化基本原则
一.荷载作用方向
假定荷载作用于两个正交的方向
二.平面化
只考虑框架或剪力墙在自身平面内的侧力
楼盖结构在自身平面内刚度无限大
3.2 竖向荷载
一、恒荷载
1、恒载范围
结构本身的自重
附加于结构上的各种永久荷载
2、 恒载计算
常用材料和构件的自重可按《建筑结构荷载规范》 (GB50009－2012)取值
二、楼(屋)面活荷载
高层建筑结构的楼面活荷载应按《荷载规范》取用
规范中未规定的楼面均布活荷载可按表3-1取值
表3-1 规范中未规定的楼面均布活荷载
施工活荷载一般取1.0～1.5 kN/m2
设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面活荷载标准值应乘以《荷载规范》规定的折减系数
三、高层建筑上竖向荷载的初估值
在方案估算阶段，可参考表3-2提供的结构单位面积重量估算竖向荷载
表3-2结构单位面积重力荷载估算表
3.3 风 荷 载（水平荷载）
一、风荷载的形成
空气流动形成的风遇到建筑物时，在建筑物表面产生的压力或吸力，即建筑物的风荷载
二、风荷载的特点
（1）动力特性
波动风压会在建筑物上产生一定的动力效应（用静荷载乘风振系数βz来考虑）
（2）不均匀性
在计算整体作用时，取各个表面的平均风压
在计算局部表面的作用时，采用局部风载体型系数
（3）影响因素多
近地风的性质、风速、风向有关
建筑物所在地的地貌及周围环境有关
建筑物本身的高度、形状以及表面状况有关
三、风荷载标准值
垂直于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值Wk按下式计算
风荷载标准值wk
基本风压值w0
风压高度变化系数μz
风载体型系数μs
风振系数βz
1、基本风压值w0
以当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的50年一遇10分钟平均年最大风速V0来确定
w0＝ v02/2
基本风压W0在取值时应注意的几个问题：
基本风压W0可按全国基本风压分布图采用，但≥0.3kN／m2
对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，需要考虑重现期为100年的强风
基本风压值不是风对建筑物表面的压力
《荷载规范（GB50009-2012）》附录D可查出重现期为10年、50年、100年的w0值
2、风压高度变化系数μz
(1)与离地面或海平面高度及地面粗糙度类别有关。当与离地面高度为10米，且地面粗糙度类别为B类的μz为1.00
(2)不同地面粗糙度的风速沿高度的变化曲线见教材
(3)地面粗糙度可分为A、B、C、D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)位于山峰和山坡地的高层建筑物，其风压高度变化系数亦应考虑进行修正
(5)风压高度变化系数见下表3-3
表3-3风压高度变化系数μs
注： 对于山顶及山坡上的高层房屋，可采用从山麓算起的风压高度变化系数。

3、风载体型系数μs
风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引起的实际压力（或吸力）与基本风压w0的比值
它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力的分布规律，主要与建筑物的体型和尺度有关，也与周围环境和地面粗糙度有关
当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应；一般可将单独建筑物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得出
风荷载体型系数在取值时应注意以下几点：
—迎风面为压力(体型系数用“＋”号表示)
—侧风面及背风面为吸力(体型系数用“－” 号表示)
—各面上的风压分布并不均匀(风压分布见图3-1)，采用各个表面的平均风载体型系数(高层建筑风载体型系数见下见表3-4)
表3-4 高层建筑风载体型系数
图3-1 风压分布情况
图3-1 风压分布情况
—计算风荷载对某个局部表面的作用时，采用局部风载体型系数
—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