1 2 3 0.6FDk - FDk - - - - FLk 条文说明8.5.6 高层建筑和高耸结构在脉动风荷载作用下,其顺风向荷载、横风向风振等效风荷载和扭转风振等效风荷载一般是同时存在的,但三种风荷载的最大值并不一定同时出现,因此在设计中应当考虑表8.5.6中的三种风荷载组合工况。
表8.5.6主要参考日本规范方法并结合我国的实际情况和工程经验给出,考虑了顺风向、横风向风振响应的相关性:一般情况下顺风向风振响应与横风向风振响应的相关性接近零,对于顺风向风荷载为主的情况(项次1),横风向风荷载不参与组合;对于横风向风荷载为主的情况(项次2),顺风向风荷载仅静力部分参与组合,简化为在顺风向风荷载标准值前乘以0.6的折减系数加以考虑。
虽然横风向和扭转方向风振响应之间相关性较大,但影响因素较多,在目前研究尚不成熟情况下,暂不考虑扭转风振等效风荷载与另外两个方向的风荷载的组合(项次3)。
8.6 阵风系数
8.6.1 计算围护构件(包括门窗)风荷载时的阵风系数应按表8.6.1确定。
8.6.1 阵风系数
TTk ?gz 离地面地面粗糙度类别 高度 A B C D (m) 1.70 5 1.65 2.05 2.40 1.70 10 1.60 2.05 2.40 1.66 15 1.57 2.05 2.40 1.63 20 1.55 1.99 2.40 1.59 30 1.53 1.90 2.40 1.57 40 1.51 1.85 2.29 1.55 50 1.49 1.81 2.20 1.54 60 1.48 1.78 2.14 1.52 70 1.48 1.75 2.09 1.51 80 1.47 1.73 2.04 1.50 90 1.46 1.71 2.01 1.50 100 1.46 1.69 1.98 1.47 150 1.43 1.63 1.87 1.45 200 1.42 1.59 1.79 1.43 250 1.41 1.57 1.74 1.42 300 1.40 1.54 1.70 1.41 350 1.40 1.53 1.67 400 1.40 1.41 1.51 1.64 1.41 450 1.40 1.50 1.62 500 1.40 1.41 1.50 1.60 550 1.40 1.41 1.50 1.59 条文说明8.6.1 计算围护结构的阵风系数,不再区分幕墙和其它构件,统一按下式计算:
其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为5m,10m,15m和30m,即阵风系数不大于1.65, 1.70,2.05和2.40。调整后的阵风系数与原规范相比系数有变化,来流风的极值速度压(阵风系数乘以高度变化系数)与原规范相比降低了约5%到10%。对幕墙以外的其它围护结构,由于原规范不考虑阵风系数,因此风荷载标准值会有明显提高,这是考虑到近几年来轻型屋面发生风灾破坏的事件较多的情况而作出的修订。但对低矮房屋非直接承受风荷载的围护结构,如檩条等,由于其最小局部体型系数由-2.2修改为-1.8,按面积的最小折减系数由0.8减小到0.6,因此整体取值与原规范相当。
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?z??zg?1?2gI10???10?
??
编者解读:
阵风系数βgz 计算公式改按下式计算
α
βgz = 1+2gI10(Z/10)- 式中:
g ——峰值因子,可取2.5;
I10——为 10 m高度处的湍流强度,对应A、B、C和D类地面粗糙度,可分别取0.12、0.14、
0.23和0.39。 (取自8.4.3)
α
βgz A = 1+2gI10(Z/10)-=1+2×2.5×0.12×(Z/10)-0.12
α
βgz B = 1+2gI10(Z/10)-=1+2×2.5×0.14×(Z/10)-0.15
α
βgz C = 1+2gI10(Z/10)-=1+2×2.5×0.23×(Z/10)-0.22
α
βgz D = 1+2gI10(Z/10)-=1+2×2.5×0.39×(Z/10)-0.30
例4.2-1 求A类地区高度60m处风压高度变化系数。 解:风压高度变化系数 μZA=1.284×(60/10)0.24=1.974 例4.2-2 求B类地区高度90m处风压高度变化系数 。 解:风压高度变化系数 μZB=1.000(90/10)0.30=1.933 例4.2-3 求C类地区高度115m处风压高度变化系数。 解:风压高度变化系数 μZC=0.544×(115/10)0.44=1.593 例4.2-4 求D类地区高度138m处风压高度变化系数 。 解:风压高度变化系数 μZD=0.262×(138/10)0.60=1.265 例4.2-5 计算A类地区高度50m处阵风系数。
解: 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.12=1+2×2.5×0.12×(50/10)-0.12=1.495 例4.2-6 计算B类地区高度80m处阵风系数。
解: 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.15=1+2×2.5×0.14×(80/10)-0.15=1.512 例4.2-7 计算C类地区高度120m处阵风系数。
解: 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.22=1+2××2.50.23×(120/10)-0.22=1.666 例4.2-8 计算D类地区高度160m处阵风系数。
解: 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.30=1+2×2.5×0.39×(160/10)-0.30=1.849
例4.2-9 厦门市一矩形建筑幕墙工程位于滨海大道上,计算高度120m处幕墙面板风荷载标准值。
解:基本风压W0=800N/m2 风压高度变化系数μZA=1.284×(120/10)0.24=2.331 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.12=1+2×2.5×0.12×(120/10)-0.12=1.445
迎风面: μSL=1.0+0.2=1.2
风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×(1+0.2)×800=3234N/m2 侧面墙角区: μSL=1.4+0.2=1.6
风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×- (1.4+-0.2)×800=- 4311N/m2
侧面墙面区: μSL=1.0+0.2=1.2
风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×- (1.0+-0.2)×800=- 3234N/m2
例4.2-10 求上海中心区一矩形幕墙工程高度200m处幕墙面板风荷载标准值。
解: 基本风压W0=550N/m2 风压高度变化系数μZD=0.262×(200/10)0.60=1.581 阵风系数 βgzD=1+2I10(Z/10)-0.3=1+2×2.5×0.39×(200/10)-0.30=1.794
迎风面: μSL=1.0+0.2=1.2
风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×(1+0.2)×550=1.782N/m2 侧面墙角区: μSL=1.4+0.2=1.6
风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×- (1.4+0.2)×550=- 2496N/m2
侧面墙面区: μSL=1.0+0.2=1.2
风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×- (1.0+0.2)×550=- 1782N/m2
例4.2-11 求常州市郊区一矩形幕墙工程高度100m处幕墙面板风荷载标准值。
解:基本风压 W0=400N/m2 风压高度变化系数μZB=1.000×(100/10)0.30=1.995
12
阵风系数 βgzB=1+2I10(Z/10)-0.15=1+2×2.5×0.14×(100/10)-0.15=1.496
迎风面: μSL=1.0+0.2=1.2
风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×(1+0.2)×400=1433N/m2 侧面墙角区: μSL=1.4+0.2=1.6
风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×- (1.4+0.2)×400=- 1910N/m2
侧面墙面区: μSL=1.0+0.2=1.2
风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×- (1.0+0.2)×400=- 1433N/m2
例4.2-12 求合肥市市区一矩形幕墙工程高度90m处幕墙面板风荷载标准值。
解:基本风压 W0=350N/m2 风压高度变化系数μZC=0.544×(90/10)0.44=1.430 阵风系数 βgzC=1+2I10(Z/10)-0.22=1+2×2.5×0.23×(90/10)-0.22=1.709
迎风面: μSL=1.0+0.2=1.2
风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×(1+0.2)×350=1026N/m2 侧面墙角区: μSL=1.4+0.2=1.6
风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×- (1.4+0.2)×350=- 1369N/m2
侧面墙面区: μSL=1.0+0.2=1.2
风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×- (1.0+0.2)×350=- 1026N/m2
例4.2-13 厦门市一建筑幕墙工程位于滨海大道上,层高3.6m,分格1.5m,求高度120m处幕墙立柱风荷载标准值。
解:基本风压W0=800N/m2 风压高度变化系数μZA=1.284×(120/10)0.24=2.331 阵风系数 βgzA=1+2I10(Z/10)-0.12=1+2×2.5×0.12×(120/10)-0.12=1.445
从属面积 3.6×1.5=5.4m2 log5.4=0.732
迎风面: μSL(A)=1.0+(0.8×1.0-1.0)×0.732/1.4=0.895 μSL=0.895+0.2=1.095
风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×(0.895+0.2)×800=2591N/m2
侧面墙角区: μSL(A)=-1.4+[0.8×-1.4-(-1.4)] ×0.732/1.4=- 1.254 μSL=-1.254+(-0.2)=-1.454
风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×-1.454×800=- 3918N/m2
侧面墙面区: μSL(A)=-1.0+[0.8×-1.0-(-1.0)] ×0.732/1.4=-0.895
μSL=-0.895+(-0.2)=1.095
风荷载标准值 Wk=1.445×2.331×- 1.095×800= - 2591N/m2
例4.2-14 上海中心区一幕墙工程,层高3.2m,分格1.8m,求高度200m处幕墙立柱风荷载标准值。
解: 基本风压W0=550N/m2 风压高度变化系数μZD=0.262×(200/10)0.60=1.581 阵风系数 βgzD=1+2I10(Z/10)-0.3=1+2×2.5×0.39×(200/10)-0.30=1.794
从属面积 3.2×1.8=5.76m2 log5.76=0.76
迎风面: μSL(A)=1.0+(0.8×1.0-1.0)×0.76/1.4=0.891 μSL=0.891+0.2=1.091
风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×1.091×550=1072N/m2
侧面墙角区: μSL(A)=-1.4+[0.8×-1.4-(-1.4)] ×0.76/1.4=- 1.248 μSL=-1.248+(-0.2)=-1.448
风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×-1.448×550=- 2259N/m2
侧面墙面区: μSL(A)=-1.0+[0.8×-1.0-(-1.0)] ×0.76/1.4= -0.891
μSL=-0.891+(-0.2)= -1.091
风荷载标准值 Wk=1.794×1.581×- 1.091×550= - 1702N/m2
例4.2-15 常州市郊区一幕墙工程层高3.9m,分格1.2m,求高度100m处幕墙立柱风荷载标准值。
解:基本风压 W0=400N/m2 风压高度变化系数μZB=1.000×(100/10)0.30=1.995
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阵风系数 βgzB=1+2I10(Z/10)-0.15=1+2×2.5×0.14×(100/10)-0.15=1.496
从属面积 3.9×1.2=4.68m2 log4.68=0.67
迎风面: μSL(A)=1.0+(0.8×1.0-1.0)×0.67/1.4=0.904 μSL=0.904+0.2=1.104
风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×1.104×400=1318N/m2
侧面墙角区: μSL(A)=-1.4+[0.8×-1.4-(-1.4)] ×0.67/1.4=- 1.266 μSL=-1.266+(-0.2)=-1.466
风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×-1.466×400=- 1750N/m2
侧面墙面区: μSL(A)=-1.0+[0.8×-1.0-(-1.0)] ×0.67/1.4= -0.904
μSL=-0.904+(-0.2)= -1.104
风荷载标准值 Wk=1.496×1.995×- 1.104×400= - 1318N/m2
例4.2-16 合肥市市区一幕墙工程层高4.2m,分格1.5m,求高度90m处幕墙立柱风荷载标准值。
解:基本风压 W0=350N/m2 风压高度变化系数μZC=0.544×(90/10)0.44=1.430 阵风系数 βgzC=1+2I10(Z/10)-0.22=1+2×2.5×0.23×(90/10)-0.22=1.709
从属面积 4.2×1.5=6.3m2 log6.3=0.799
迎风面: μSL(A)=1.0+(0.8×1.0-1.0)×0.799/1.4=0.886 μSL=0.886+0.2=1.086
风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×1.086×350=929N/m2
侧面墙角区: μSL(A)=-1.4+[0.8×-1.4-(-1.4)] ×0.799/1.4=- 1.240 μSL=-1.240+(-0.2)=-1.440
风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×-1.440×350=- 1232N/m2
侧面墙面区: μSL(A)=-1.0+[0.8×-1.0-(-1.0)] ×0.799/1.4= -0.886
μSL=-0.886+(-0.2)= -1.086
风荷载标准值 Wk=1.709×1.430×- 1.086×350= - 929N/m2
一. 地震作用
中华人民共和国住房和城乡建设部
关于实施《建筑抗震设计规范》GB50011—2010有关规定的通知 建办标函[2011]12号
各省、自治区住房和城乡建设厅,直辖市建委(建设交通委)及有关部门,新疆生产建设兵团建设局,国务院有关部门,总后基建营房部:
《建筑抗震设计规范》GB50011—2010(以下简称新版《规范》)已经我部批准发布,于2010年12月1日起实施。原《建筑抗震设计规范》GB50011—2001(以下简称旧版《规范》)同时废止。为做好新版《规范》与旧版《规范》实施的衔接,保障建筑抗震安全,现将有关要求通知如下: 一、在新版《规范》实施日之后,签订建设工程设计合同的工程项目,应按新版《规范》执行。 二、在新版《规范》实施日之前,已经签订建设工程设计合同的工程项目,鼓励按新版《规范》执行。
三、执行新版《规范》的同时,可提前执行已批准发布但尚未正式实施的《混凝土结构设计规范》GB50010—2010、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010等新标准,确保抗震措施和要求全面落实;并应执行其他相关现行标准。
四、各省级住房城乡建设主管部门应按上述原则,结合当地实际,做好新版《规范》的实施工作。
中华人民共和国住房和城乡建设部办公厅
二〇一一年一月十日 1)《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2013规定:
5.3.4幕墙支承结构的地震作用宜采用振型分解反应谱法或时程分析方法确定。对玻璃面板、框支承幕墙
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中的横梁和立柱、全玻璃幕墙中的玻璃肋、跨度不超过6m的支承结构,垂直于玻璃幕墙平面上作用的分布水平地震作用标准值也可按下式计算:
qEk??E?maxGk/A (5.3.4)
2
式中:qEk ——垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值(kN/m);
?E ——动力放大系数,可取5.0;
?max ——水平地震影响系数最大值,应按表5.3.4采用。对水平倒挂玻璃及其支承
结构,应按表5.3.4乘0.65后采用;
Gk ——玻璃幕墙构件(包括玻璃面板和铝框)的重力荷载标准值(kN); A ——玻璃幕墙平面面积(m2)。
表5.3.4 水平地震影响系数最大值?max
抗震设防烈度 6度 7度 8度 9度 ? 0.04 0.32 0.08(0.12) 0.16(0.24) 注:7、8度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。 5.3.5平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用标准值可按下式计算,?E按5.3.4规定取值:
maxPEk??E?maxGk (5.3.5)
式中:PEk——平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用标准值(kN)。
条文说明5.3.4~5.3.5 常遇地震(大约50年一遇)作用下,作为围护结构的幕墙面板的地震作用可采用
GB50011-2010简化的等效静力方法计算,地震影响系数最大值按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》
的规定采用。
由于玻璃面板是不容易发展成塑性变形的脆性材料,为使设防烈度下不产生破损伤人,考虑动力放大系数βE。按照《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关非结构构件的地震作用计算规定,玻璃幕墙结构的地震作用动力放大系数可表示为:
?E????1?2 (5.3)
式中 ?——非结构构件功能系数,可取1.4;
?——非结构构件类别系数,可取0.9; ?1——体系或构件的状态系数,可取2.0;
?2——位置系数,可取2.0。
按照(5.3)式计算,幕墙结构地震作用动力放大系数?E约为5.0。 βE=1.4×0.9×2×2=5.04≈5.0
框支承幕墙中的横梁和立柱、全玻璃幕墙中的玻璃肋、跨度不超过6m的支承结构的结构刚度良好,也同样为非主体结构构件,采用和玻璃面板同样的地震作用动力放大系数βE约为5.0。
但随着玻璃幕墙发展,幕墙支承结构越来越复杂,跨越多块玻璃面板的支承结构(如索桁架、平面索网等)由于其刚度较小,涉及的面板数量和质量较大,按非结构构件的地震作用计算不再合理。本次修订时,提出了支承结构宜采用振型分解反应谱法或时程分析方法确定水平地震作用标准值的设计要求。但是,由于幕墙支承结构是依附于主体结构上,离地较高的主体结构会产生地震作用放大效应,因此,在采用反应谱或时程分析方法计算大范围的幕墙支承结构地震作用时,需要考虑主体结构的地震放大效应影响。
5.3.6幕墙的主要受力构件以及连接件、锚固件所承受的地震作用标准值,应包括所支承的玻璃幕墙构件及自身重力荷载标准值产生的地震作用标准值。幕墙横梁和立柱重力荷载标准值产生的地震作用标准值,可按本规范第5.3.5条的规定计算。 2)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)规定:
1.0.1-------按本规范进行抗震设计的建筑,其基本的抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时,可能发生损坏,但经一般修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。使用功能或其他方面有专门要求的建筑,当采用抗震性能化设计时,具有更具体或更高的抗震设防目标。
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