19.如何对高度超过150m的高层建筑舒适度进行验算?
高层建筑在风荷载作用下将产生振动,过大的振动加速度将使在高楼内居住的人们感觉不舒服,甚至不能忍受,两者的关系如表2-18所示。
表2-18 舒适度与风振加速度的关系
注:g为重力加速度。
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)、《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—2015)规定,房屋高度不小于150m的高层建筑混凝土结构、高层建筑民用钢结构应满足风振舒适度的要求。按现行国家标准《荷规》(GB 50009—2012)规定的10年一遇的风荷载标准值作用下,结构顶点的顺风向振动加速度aD,z和横风向风振加速度aL,z计算值不应超过表2-19的限值。
表2-19 结构顶点的顺风向和横风向风振加速度限值
(1)顺风向风振加速度aD,z按下式计算:
式中 aD,z——高层建筑z高度顺风向风振加速度(m/s2);
g——峰值因子,可取2.5;
I10——10m高度名义湍流度,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;
wR——重现期为R年的风压(kN/m2),取重现期10年的风压;
B——迎风面宽度(m);
m——结构单位高度质量(t/m);
μs——风荷载体型系数;
μz——风压高度变化系数;
Bz——脉动风荷载的背景分量因子;
υ——脉动影响系数;
ηa——顺风向风振加速度的脉动系数,可根据结构阻尼比ζ1和系数x1,按表2-20确定。
表2-20 顺风向风振加速度的脉动系数ηa
(续)
表2-20中,系数,f1为结构第1阶自振频率;kw为地面粗糙度修正系数,A类(1.28)、B类(1.0)、C类(0.54)、D类(0.26)。
(2)横风向风振加速度aL,z按下式计算:
式中 aL,z——高层建筑z高度横风向风振加速度(m/s2);
g——峰值因子,可取2.5;
wR——重现期为R年的风压(kN/m2),取重现期10年的风压;
B——迎风面宽度(m);
m——结构单位高度质量(t/m);
μH——结构顶部风压高度变化系数;
SFl——无量纲横风向广义风力功率谱,可按GB 50009—2012附录H第H.2.4条的规定采用;
Csm——横风向风力谱的角沿修正系数,可按GB 50009—2012附录H第H.2.5条的规定采用;
φL1(z)——结构横风向第1阶振型系数;
ζ1——结构横风向第1阶振型阻尼比;
ζa1——结构横风向第1阶振型气动阻尼比,可按GB 50009—2012附录H公式(H.2.4-3)计算。