27.如何计算高层建筑凸出屋面塔楼的水平地震作用?

当高层建筑有局部凸出屋面的塔楼（如屋顶间、电梯间、楼梯间、水箱间等）时，由于塔楼的重量和刚度突然变小，将产生鞭梢效应，即塔楼的地震反应有加剧的现象。

1）在高层建筑顶部，当有凸出屋面的楼电梯间、水箱间等高度较小的塔楼时，如采用振型分解反应谱法，并取3个振型时，塔楼的水平地震作用宜乘以放大系数1.5；当采用9～15个振型时，求得的地震作用不再放大。

如采用底部剪力法，把塔楼作为一个质点参加计算，计算求得的塔楼水平地震作用应增大，增大系数β_n可按表2-30采用。增大后的地震作用仅用于凸出屋面房屋自身以及其直接连接的主体结构构件的设计。

表2-30 凸出屋面房屋地震作用增大系数

（续）

注:1.K_n、G_n分别为凸出屋面房屋的侧向刚度和重力荷载代表值；K、G分别为主体结构层侧向刚度和重力荷载代表值，可取各层的平均值。

2.楼层侧向刚度可由楼层剪力除以楼层层间位移计算得出。

2）广播、通信、电力调度等建筑物，由于天线高度以及其他功能的要求，常在主体建筑物的顶部再建一个细高的塔楼，塔高常超出主体建筑物高度的1/4以上，甚至超过建筑物的高度，塔楼的层数较多，刚度较小。塔楼的高振型影响很大，其地震作用比按底部剪力法的计算结果大很多，远远大于3倍，有些工程甚至大8～10倍。因此，塔与建筑物应采用振型分解反应谱法（15个振型）或时程分析法进行分析，求出其水平地震作用。

在方案和初步设计阶段，为估算构件截面大小，迅速而简便地计算高塔楼的水平地震作用，可以将高塔楼作为一个单独的房屋放在地面上，按底部剪力法计算高塔底部和顶部的剪力和，并分别乘以放大系数β₁和β₂得底部和顶部取用的剪力V_t1和V_t2。

式中，放大系数β₁和β₂可按表2-31采用。

表2-31 高塔楼的剪力放大系数β

注： S_t=T_t/H_t，S_b=T_b/H_b；T_t和T_b分别为高塔楼和主体建筑的基本自振周期。H_t和H_b分别为高塔楼和主体建筑的高度。