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1、从荷载和结构的角度评价一个建筑物从荷载和结构的角度评价一个建筑物摘要：摘要： 本篇论文的目的是从荷载和结构的角度评价上海东方明珠电视本篇论文的目的是从荷载和结构的角度评价上海东方明珠电视 塔，首先简要介绍东方明珠电视塔，然后从结构作用、恒荷载塔，首先简要介绍东方明珠电视塔，然后从结构作用、恒荷载 、活荷载、风荷载、雪荷载、地震等方面来评价东方明珠电视、活荷载、风荷载、雪荷载、地震等方面来评价东方明珠电视 塔。通过实地观察、网上查阅资料以及书本上的知识结合分析塔。通过实地观察、网上查阅资料以及书本上的知识结合分析 东方明珠电视塔。东方明珠电视塔。 关键词：恒荷载；活荷载；风荷载；抗震作用关键词：
2、恒荷载；活荷载；风荷载；抗震作用 在今年的十一黄金周，有幸跟朋友去上海旅游，不仅领略到了在今年的十一黄金周，有幸跟朋友去上海旅游，不仅领略到了 国际大都市的风范，也见识了许多享誉国内外的著名建筑。这国际大都市的风范，也见识了许多享誉国内外的著名建筑。这 次我要分析的建筑是国内外知名的东方明珠广播电视塔。次我要分析的建筑是国内外知名的东方明珠广播电视塔。 东方明珠坐落在中国上海浦东新区陆家嘴，毗邻黄浦江，与外东方明珠坐落在中国上海浦东新区陆家嘴，毗邻黄浦江，与外 滩隔江相望，上海国际新闻中心所在地。东方明珠塔是由上海滩隔江相望，上海国际新闻中心所在地。东方明珠塔是由上海 现代建筑设计有限公司的江
3、欢成设计，塔高现代建筑设计有限公司的江欢成设计，塔高468468米。米。 东方明珠塔有东方明珠塔有1515个观光层，而外部最具特色的是把个观光层，而外部最具特色的是把1111个大小不个大小不 一、高低错落的球体串联在一起。连接它们的是三根擎天立柱一、高低错落的球体串联在一起。连接它们的是三根擎天立柱 。让人感觉到很有气势，它屹立在黄浦江畔傲视群雄，而大大。让人感觉到很有气势，它屹立在黄浦江畔傲视群雄，而大大 小小的圆球在视觉上又给人非常亲切的感觉。东方明珠上面小小小的圆球在视觉上又给人非常亲切的感觉。东方明珠上面小 下面大有一种很稳固很安全的感觉。这符合建筑的技术审美，下面大有一种很稳固很安全
4、的感觉。这符合建筑的技术审美， 其次这也能很好地克服高空中风力对建筑的影响，使得受力均其次这也能很好地克服高空中风力对建筑的影响，使得受力均 分。两个主球体也是上面的小下面的大这不仅符合建筑上的技分。两个主球体也是上面的小下面的大这不仅符合建筑上的技 术要求，在建造东方明珠时可减少花费，其次也符合大众的审术要求，在建造东方明珠时可减少花费，其次也符合大众的审 美要求。而且这样在水平风力或地震的作用下就不容易遭到破美要求。而且这样在水平风力或地震的作用下就不容易遭到破 坏。在结构方面，由于各种力学的要求，所有结构都必须保持坏。在结构方面，由于各种力学的要求，所有结构都必须保持 均衡，东方明珠上的
5、十一个球排列组合都以一定的规律进行，均衡，东方明珠上的十一个球排列组合都以一定的规律进行，这样才使得建筑物结构化，受力合理化。同时，东方明珠上也这样才使得建筑物结构化，受力合理化。同时，东方明珠上也 用到了钢架的设计，使用巨型钢架与主体结构连成整体而形成用到了钢架的设计，使用巨型钢架与主体结构连成整体而形成 的固接，共同承担竖向和水平地震的荷载。的固接，共同承担竖向和水平地震的荷载。 在我分析，东方明珠在结构作用上应有两项基本功能：第一是在我分析，东方明珠在结构作用上应有两项基本功能：第一是 作为广播电视塔，发射信号；第二是作为上海地标性的建筑物作为广播电视塔，发射信号；第二是作为上海地标性的
6、建筑物 ，使去上海旅游的人游玩欣赏。所以针对这两项结构作用，建，使去上海旅游的人游玩欣赏。所以针对这两项结构作用，建 筑物必须符合框架造型美观，建筑结构结实这两大基本条件。筑物必须符合框架造型美观，建筑结构结实这两大基本条件。 下面，我将通过荷载的角度进行具体的分析。下面，我将通过荷载的角度进行具体的分析。 对于工程中所承受的作用可分为以下三种：对于工程中所承受的作用可分为以下三种：1.1.按随时间的变异按随时间的变异 分类；分类；2.2.按随空间的变异分类；按随空间的变异分类；3.3.按结构的反应特点分类。其按结构的反应特点分类。其 中，随时间的变异可分为永久作用、可变作用和偶然作用。对中，
7、随时间的变异可分为永久作用、可变作用和偶然作用。对 于东方明珠的永久作用，应该包含每层的屋面、球体部分、钢于东方明珠的永久作用，应该包含每层的屋面、球体部分、钢 架部分、塔顶及一些固定设备等。而且我们还须要考虑比一般架部分、塔顶及一些固定设备等。而且我们还须要考虑比一般 建筑更多的因素。如结构自重、人群作用、楼面及塔尖自重、建筑更多的因素。如结构自重、人群作用、楼面及塔尖自重、 风压力、土压力、水压力、雷电作用、超高层结构稳定性。风压力、土压力、水压力、雷电作用、超高层结构稳定性。 每一个建筑物都要承受荷载的作用，东方明珠受到的荷载包括每一个建筑物都要承受荷载的作用，东方明珠受到的荷载包括 活
8、荷载、恒荷载、风荷载等，在进行工程结构设计时，我们先活荷载、恒荷载、风荷载等，在进行工程结构设计时，我们先 须要确定工程结构上荷载的大小。须要确定工程结构上荷载的大小。 东方明珠的恒荷载：应包括两类，第一类是构件的自重，包括东方明珠的恒荷载：应包括两类，第一类是构件的自重，包括 结构自重及相邻构件自重，若是算墙的自重就必须加上墙上作结构自重及相邻构件自重，若是算墙的自重就必须加上墙上作 用的版、梁等自重。第二类扣除自重之后的恒荷载，包括装修用的版、梁等自重。第二类扣除自重之后的恒荷载，包括装修 面层荷载、吊顶荷载等。面层荷载、吊顶荷载等。 东方明珠的活荷载：按其时间变异特点，可分为持久性活荷载
9、东方明珠的活荷载：按其时间变异特点，可分为持久性活荷载 和临时性活荷载。持久性活荷载是指楼面上在某时段内保持不和临时性活荷载。持久性活荷载是指楼面上在某时段内保持不 变的荷载，例如东方明珠电视塔的接受与发射设备、长期工作变的荷载，例如东方明珠电视塔的接受与发射设备、长期工作 人员、餐厅每日用餐人数、酒店入住人数等，这些荷载一般变人员、餐厅每日用餐人数、酒店入住人数等，这些荷载一般变化不大。临时性活荷载是指楼面上偶然出现的短期荷载，比如化不大。临时性活荷载是指楼面上偶然出现的短期荷载，比如 黄金周旅游人数众多的时候。根据国家规范的黄金周旅游人数众多的时候。根据国家规范的建筑结构规范建筑结构规范
10、（GBGB 500092001500092001）取标准值、组合值系数、频遇值系数以及准永）取标准值、组合值系数、频遇值系数以及准永 久性值系数。不仅如此，在计算楼面活荷载时还要考虑楼面活久性值系数。不仅如此，在计算楼面活荷载时还要考虑楼面活 荷载的折减。因为在设计梁、墙、柱和基础时，还要考虑实际荷载的折减。因为在设计梁、墙、柱和基础时，还要考虑实际 荷载沿楼面分布的变异情况，即在确定梁、墙、柱和基础的荷荷载沿楼面分布的变异情况，即在确定梁、墙、柱和基础的荷 载基本代表值时，还要按楼面活荷载标准值乘以折减系数。而载基本代表值时，还要按楼面活荷载标准值乘以折减系数。而 且对于流动性人员的荷载一定
11、要预留出很大的数目，因为东方且对于流动性人员的荷载一定要预留出很大的数目，因为东方 明珠属于旅游景区，在假期、黄金周等时候会有很大的人员流明珠属于旅游景区，在假期、黄金周等时候会有很大的人员流 动。另外，在施工、检修或是发生紧急情况的时候，东方明珠动。另外，在施工、检修或是发生紧急情况的时候，东方明珠 设有专门的平台，供紧急情况使用。设有专门的平台，供紧急情况使用。 雪荷载：是房屋屋面的主要荷载之一，属于结构上的可变荷载雪荷载：是房屋屋面的主要荷载之一，属于结构上的可变荷载 。虽然上海属于华东地区，东南沿海，基本没有什么大雪影响。虽然上海属于华东地区，东南沿海，基本没有什么大雪影响 ，但我们还
12、是要作考虑的。下雪的时候，风会把部分将飘落到，但我们还是要作考虑的。下雪的时候，风会把部分将飘落到 屋面上的雪吹到附近的地面上或其他较近的物体上，这种现象屋面上的雪吹到附近的地面上或其他较近的物体上，这种现象 称为风的飘积作用，实验证明，风速越大，房屋周围建筑物越称为风的飘积作用，实验证明，风速越大，房屋周围建筑物越 少，风的飘积作用越小。雪荷载少，风的飘积作用越小。雪荷载ShSh等于基本雪压等于基本雪压S0S0与房屋积雪与房屋积雪 分布系数分布系数UrUr乘积。江西、浙江地区的平均雪密度取乘积。江西、浙江地区的平均雪密度取0.2t/m20.2t/m2， 上海的上海的1010年一遇雪压值年一遇
13、雪压值S0S0 =0.10KN/=0.10KN/，上海的，上海的5050年一遇雪压值年一遇雪压值S0S0 =0.20KN/=0.20KN/，上海的，上海的100100年一遇雪压值年一遇雪压值S0S0 =0.25KN/=0.25KN/雪荷载准永久值系数分区雪荷载准永久值系数分区区。然而，东方明珠属区。然而，东方明珠属 于特殊建筑物，应具体部分具体分析屋面积雪分布系数。于特殊建筑物，应具体部分具体分析屋面积雪分布系数。 风荷载：在实际工程中，一般须要考虑几十年的时间范围内最风荷载：在实际工程中，一般须要考虑几十年的时间范围内最 大风速所产生的风压，则该时间范围内的最大风速定义为基本大风速所产生的风
14、压，则该时间范围内的最大风速定义为基本 风速，而该时间范围内可理解为基本风速出现一次所需要的时风速，而该时间范围内可理解为基本风速出现一次所需要的时 间，即重现期。间，即重现期。 计算基本风速的保证率是设计时必须考虑到的，设基本风速重计算基本风速的保证率是设计时必须考虑到的，设基本风速重 现期为现期为T T年、则年、则1/T1/T为每年实际风速超过基本风速的概率，因此为每年实际风速超过基本风速的概率，因此 每年不超过基本风速的概率或保证率每年不超过基本风速的概率或保证率P P为：为： P=1-1/TP=1-1/T 我国建筑设计中的基本风速重现期已由过去我国建筑设计中的基本风速重现期已由过去30
15、30年改为现在的年改为现在的5050 年。对高层结构、高耸结构及对风荷载比较敏感的结构，重现年。对高层结构、高耸结构及对风荷载比较敏感的结构，重现 期应适当提高。根据期应适当提高。根据高层建筑混凝土结构技术规范高层建筑混凝土结构技术规范（JGJ3JGJ3 20022002）规定：对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑）规定：对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑 ，其基本风压应按，其基本风压应按100100年重现期的风压值采用。所以，对于东年重现期的风压值采用。所以，对于东 方明珠这类的建筑物，风速重现期应设为方明珠这类的建筑物，风速重现期应设为100100年，所以年，所以P=0.99P=
16、0.99 。 顺风向结构风效应：风压高度变化系数和地面粗糙度指数顺风向结构风效应：风压高度变化系数和地面粗糙度指数和和 梯度风高度梯度风高度HTHT有关系。根据有关系。根据建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范（GB5009GB5009 20012001）将地面粗糙度分为）将地面粗糙度分为A A、B B、C C、D D四类，根据分类情况及地四类，根据分类情况及地 面粗糙度指数面粗糙度指数和梯度风高度和梯度风高度HTHT如下所述。东方明珠位于上海如下所述。东方明珠位于上海 市，虽然上海属于东南沿海城市，但东方明珠位于上海的陆家市，虽然上海属于东南沿海城市，但东方明珠位于上海的陆家 嘴商业区并且周围有许多高层建筑，所以我猜测应该地面粗糙嘴商业区并且周围有许多高层建筑，所以我猜测应该地面粗糙 度应属于度应属于D D类类有密集建筑群且房屋较高的城市市区。因此有密集建筑群且房屋较高的城市市区。因此 取取D=0.30D=0.30，HTC=450mHTC=450m ，
