高层仿古塔悬挑构件的风荷载计算

朱 艳

(大同煤矿集团有限责任公司企划部，山西 大同 037003)

高层仿古塔悬挑构件的风荷载计算

朱 艳

(大同煤矿集团有限责任公司企划部，山西 大同 037003)

以湖南高层钢管混凝土结构仿古塔为例，依据相关规范，对该结构的风荷载进行了计算，结果表明，风荷载对高层建筑物中悬挑结构的水平方向位移影响较大；现有风荷载计算结果满足规范要求。

风荷载，高层建筑，水平位移

1 工程背景

该塔的各类建筑高度：±0.000以上14层，±0.000以下2层，建筑结构总高度为94.67 m。±0.000以下为地下室，地下室1层、2层层高均为6.750 m，其中1层地下室为半地下室。地面以上楼层层高见表1。

2 风荷载计算

2.1 风荷载相关系数取值

表1 佛塔各层层高 m

该结构体型较为复杂，为了确定该结构的风荷载体型系数，计算中参照荷载规范和现有国内对类似体型的塔的风荷载体型系数的研究成果,由《建筑结构荷载规范》对有关坡屋面的体型系数的取值，对于明层按照μs=1.3考虑，暗层即挑檐层按照μs=2.0考虑，规范中坡屋面的风载体型系数μs随坡度变化。

根据JGJ 3—2010高层建筑混凝土结构技术规程第4.2.2条、JGJ 99—98高层民用建筑钢结构技术规程第4.2.2条对于风荷载较为敏感的高层建筑对其基本风压应乘以1.1倍的放大系数(0.385 kN/m2)。组合结构的阻尼比取0.04，该塔的第1阶自振频率为0.542 9(1/s)，其余取值根据规范确定。其中脉动风荷载水平方向相关系数为：

(1)

取值根据该塔各层建筑宽度取值；各层风压高度变化系数μz和振型系数φ1(z)根据规范表格采用内插取得，脉动风荷载背景分量因子为:

(2)

风荷载施加到该塔各层处风振系数:

(3)

其中峰值因子g=0.2；I10=0.14(对于B类地面粗糙度)，脉动风荷载共振分量因子为:

(4)

(5)

脉动风荷载竖直方向相关系数为:

(6)

2.2 风荷载标准值计算

根据上述计算和分析得到的风振系数、风压高度变化系数、风载体型系数和标准风压进行风荷载的计算。计算各明层和暗层的风荷载标准值为:

wk=βzμsμzw0

(7)

风荷载标准值计算结果见表2。

2.3 风荷载作用下的最大位移值

《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定高层建筑物应当具有足够的刚度，以避免结构产生过大的变形而影响结构本身的安全。本次计算主要对在X(Y)方向风荷载+恒荷载+活荷载作用下该结构侧向变形，得出了该结构在两种工况下各标高处的最大位移值,见表3。

表2 各层风荷载标准值

表3 风荷载作用下楼层最大位移值 m

3 结语

1)风荷载对高层建筑物中悬挑结构的水平方向位移影响较大。

2)根据JGJ 3—2010高层建筑混凝土结构技术规程第3.7.2条的规定，在弹性方法计算的风荷载标准值作用下的楼层层间最大水平位移在风荷载作用下均满足规范要求。

[1] GB 50009—2012，建筑结构荷载规范[S].

[2] JGJ 3—2010，高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[3] JGJ 99—98，高层民用建筑钢结构技术规程[S].

Computation on cantilever structure wind load of high-rise antique tower

Zhu Yan

(DepartmentofEnterprisePlanning,DatongCoalMineGroupCo.,Ltd,Datong037003,China)

Taking high-rise steel reinforced concrete antique tower in Hunan as an example,according to relevant norms,the paper calculates the structure wind load. Results show that:wind load has more impact upon horizontal displacement of high-rise cantilever structure,in addition,the current wind load calculation results meet demands.

wind load,high-rise building,horizontal displacement

2015-10-27

朱 艳(1982- )，女，工程师

1009-6825(2015)36-0037-02

TU312 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A