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高层建筑结构方案设计荷载估算

1.2 高层建筑结构作用效应的特点
1.2.1 高层建筑结构的受力特点
建筑结构所受的外力（作用）主要来自垂直方向和水平方向。在低、多层建筑中，由于结构高度低、平面尺寸较大，其高宽比很小，而结构的风荷载和地震作用也很小，故结构以抵抗竖向荷载为主。也就是说，竖向荷载往往是结构设计的主要控制因素。
建筑结构的这种受力特点随着高度的增大而逐渐发生变化。
在高层建筑中，首先，在竖向荷载作用下，由图1.2.1-1所示的框架可知，各楼层竖向荷载所产生的框架柱轴力为：
边柱       N=wlH/2h
中柱       N=wlH/h
即框架柱的轴力和建筑结构的层数成正比；边柱轴力较中柱小，基本上与其受荷面积成正比。就是说，由各楼层竖向荷载所产生的累积效应很大，建筑物层数越多，底层柱轴力越大；顶、底层柱轴力差异越大；中柱、边柱轴力差异也越大。
其次，在水平荷载作用下，作为整体受力分析，如果将高层建筑结构简化为一根竖向悬臂梁，那么由图1.2.1-2、图1.2.1-3所示其底部产生的倾复弯矩为：
水平均布荷载           Mmax=qH2/2
倒三角形水平荷载        Mmax= Qh3/3
即结构底部产生的倾复弯矩与楼层总高度的平方成正比。就是说，建筑结构的高度越大，由水平作用对结构产生的弯矩就更大，较竖向荷载对结构所产生的累积效应增加更快，其产生的结构内力占总结构内力的比重越大，从而成为结构强度设计的主要控制因素。
1.2.2 高层建筑结构的变形特点
在竖向荷载作用下，高层建筑结构的变形主要是竖向构件的压缩变形。由于各竖向构件的应力大小不同，因而其压缩变形大小也不同。在钢筋混凝土结构中，由于在施工过程中的找平，
同时由于各竖向构件的基底轴力大小不同，若不对基底应力进行调整，也可能导致基础产生不均匀沉降。
在水平荷载作用下，高层建筑结构最大的顶点位移为：
水平均布荷载           △max=qH4/8EI
倒三角形水平荷载       △max= 11qH4/120EI
式中EI为结构的

发布：2007-07-27 12:15 编辑：泛普软件 · xiaona [打印此页] [关闭]

高层建筑结构方案设计荷载估算

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