实用高层建筑结构设计.pdf

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书籍描述

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《实用高层建筑结构设计(第2版)》是由中国建筑工业出版社出版的。

目录
第1章 高层建筑结构的发展
1.1 高层建筑结构的多样性
1.1.1 主体结构体系的多样性
1.1.2 楼屋盖结构体系的多样性
1.1.3 结构材料的多样性
1.1.4 节点形式、阻尼种类的多样性
1.1.5 结语
1.2 高层建筑结构的复杂性
1.2.1 主体结构的转换
1.2.2 结构空间的渗透
1.2.3 结构立面的变化
1.2.4 结语

第2章 高层建筑结构的合理构成
2.1 结构的均匀对称
2.1.1 结构的对称性
2.1.2 结构的均匀性
2.2 荷载的传力直接
2.2.1 垂直重力荷载的传力直接
2.2.2 水平荷载的传力直接
2.3 结构的合理刚度
2.3.1 楼屋盖结构的合理刚度
2.3.2 主体抗侧力结构的合理刚度
2.4 建筑空间的利用
2.5 结语

第3章 高层建筑结构设计概念和方法
3.1 简化计算的必要性
3.1.1 结构安全度的人为控制
3.1.2 结构设计的经济合理
3.2 结构设计框图
3.3 结构的类型、适用范围及其基本尺度
3.3.1 楼屋盖结构
3.3.2 主体结构
3.4 重力荷载及质量的计算
3.4.1 概述
3.4.2 重力荷载的计算方法及要点
3.4.3 质量计算
3.5 主体结构截面的初步确定
3.5.1 基本步骤
3.5.2 计算要点
3.6 主体结构计算简图的确定
3.6.1 结构±0.000的确定
3.6.2 底部扩大裙房的处理
3.6.3 结构总高度的确定
3.7 高层建筑结构基本自振周期的确定
3.8 高层建筑结构抗震设计若干重要问题探讨
3.8.1 框架柱剪力调整
3.8.2 框架柱轴压比控制
3.8.3 框支框架倾覆弯矩控制
3.8.4 结语

第4章 高层建筑结构侧移刚度的计算
4.1 主体结构侧移刚度的概念及基本计算原则
4.1.1 结构侧移刚度的概念
4.1.2 结构侧移刚度的计算原理
4.1.3 结构侧移刚度的计算假定
4.1.4 竖向悬臂梁的变形分析
4.1.5 结构侧移刚度的基本计算公式
4.2 框架结构的侧移刚度
4.2.1 水平荷载作用下框架结构的变形特点
4.2.2 框架结构的剪切侧移变形
4.2.3 框架结构的弯曲侧移变形
4.2.4 框架结构的总侧移变形和侧移刚度
4.2.5 整体空间框架结构的总刚合成
4.3 剪力墙结构的侧移刚度
4.3.1 剪力墙的有效翼缘
4.3.2 剪力墙剪切变形的计算
4.3.3 各类剪力墙水平荷载作用下的力学特性分析
4.3.4 各类剪力墙的侧移刚度
4.3.5 剪力墙结构的总刚合成
4.4 框架一剪力墙结构的侧移刚度
4.4.1 铰接框架一剪力墙结构的侧移刚度
4.4.2 刚接框架一剪力墙结构的侧移刚度
4.5 筒体一稀柱框架结构的侧移刚度
4.5.1 简体一稀柱框架结构构成种类及其主要受力特点
4.5.2 刚接简体稀柱框架结构的侧移刚度
4.5.3 铰接筒体稀柱框架结构的侧移刚度
4.6 简体结构的侧移刚度
4.6.1 框筒——等效实膜筒的侧移刚度
4.6.2 筒中简结构的侧移刚度
4.7 支撑结构的侧移刚度
4.7.1 支撑结构的构成
4.7.2 支撑结构的受力变形特点
4.7.3 K型支撑结构的侧移刚度
4.7.4 交叉支撑、网状支撑结构的侧移刚度

第5章 高层建筑结构的整体稳定
5.1 结构构件的稳定
5.2 结构整体稳定验算
5.2.1 高层建筑结构的临界荷载
5.2.2 影响P-△效应及结构失稳的主要参数
5.2.3 结构整体稳定要求
5.2.4 可以不考虑P-△效应的刚重比要求
5.2.5 罕遇地震作用下结构稳定要求
5.3 整体倾覆验算
5.3.1 倾覆力矩与抗倾覆力矩的计算
5.3.2 整体抗倾覆的控制——基础底面零应力区控制
5.3.3 总结
5.4 高层建筑结构整体屈曲稳定分析
5.4.1 线性屈曲分析方法
5.4.2 考虑初始几何缺陷的非线性屈曲分析方法
5.5 高层建筑结构竖向构件计算长度确定

第6章 高层建筑结构的水平荷载
6.1 风荷载
6.1.1 风荷载的标准值
6.1.2 高层建筑风荷载的计算框图
6.1.3 横风向风振校核
6.2 地震作用
6.2.1 地震基本烈度和抗震设防烈度
6.2.2 地震分组
6.2.3 建筑抗震设防的目标
6.2.5 反应谱——底部剪力法计算水平地震作用
6.2.6 反应谱——振型分解法计算水平地震作用
6.2.7 结构任一楼层的最小水平地震剪力
6.2.8 竖向地震作用
6.2.9 三向地震作用效应组合

第7章 高层建筑结构水平荷载下的侧移和内力
7.1 高层建筑结构水平荷载下的侧移计算和限制
7.1.1 高层建筑结构水平荷载下的侧移计算
7.1.2 高层建筑结构水平荷载下的侧移限制
7.2 高层建筑结构水平荷载作用下结构内力计算
7.2.1 框架结构的内力计算
7.2.2 剪力墙结构的内力计算
7.2.3 框架·剪力墙结构的内力计算
7.2.4 筒体一稀柱框架结构的内力计算
7.2.5 简体结构的内力计算
7.2.6 支撑结构的内力计算

第8章 高层建筑结构承载力和延性的控制
8.1 重力荷载、水平荷载的效应组合
8.2 构件截面承载力延性的控制
8.2.1 构件截面抗震承载力调整
8.2.2 竖向构件轴压比控制
8.2.3 结构构件剪压比控制
8.2.4 结构抗震等级
8.2.5 结构构件合适含钢率

第9章 高层建筑地基基础的设计
9.1 适宜的地基(桩基)刚度
9.2 地基(桩基)的承载力控制
9.3 重力荷载合力中心与基础(桩基)平面形心的重合

第10章 高层建筑结构基于性能的抗震设计
10.1 概述
10.2 高层建筑结构性能化抗震设计
10.2.1 结构的抗震性能目标
10.2.2 性能水准的判别及性能目标的选定
10.2.3 结构抗震计算
10.2.4 结构抗震试验
10.3 震害启示及结构构件中、大震复核的实用方法
10.3.1 震害原因分析与启示
10.3.2 竖向构件大震组合作用下极限承载能力复核
……
第11章 典型高层建筑结构设计实例
第12章 宽扁梁结构
第13章 复杂截面剪力墙配筋设计
第14章 整浇钢筋混凝土楼盖
第15章 带加强层的高层建筑结构设计
第16章 带转换层的高层建筑结构设计
第17章 平面不规则结构
第18章 高层建筑结构的施工模拟
第19章 高层建筑结构舒适度控制
第20章 结构抗连续倒塌设计研究
第21章 高层建筑结构非荷载效应影响分析
第22章 复杂高层建筑结构实例
参考文献

序言
拙著第一版1999年出版以来,受到了同行读者的欢迎和好评。自2000年版结构设计规范使用以来,本人一直想抽空将拙著第一版作必要修改、补充和完善,以适应高层、超高层建筑结构设计工作的需要,奈因诸事繁杂一直未能如愿,直到最近略有空暇,方在我的同事、学生大力帮助下,拙著第二版的写作事宜得以实现。
拙著第二版在保留第一版的主要精华内容基础上,结合即将颁布的2010年新规范和近几年来结构设计研究理论实践的发展和提高,作了如下重要修改和完善补充:
1.针对框架柱剪力调整、框架柱轴压比、框支框架倾覆弯矩若干抗震设计重要问题提出了探讨修改意见(第3章);
2.完善补充了高层建筑结构稳定的有关内容(第5章);
3.增加了横风向风振校核和三向地震作用效应组合有关内容(第6章);
4.提出“区分偶然作用组合(风、地震)与长期作用组合(重力)的地基基础设计新方法(第9章);
5.结构性能化抗震设计(新增第10章);
6.设计实例,电算改为SATWE、ETABs弹性计算,补充SAP2000静力弹塑性分析、:MIDAS动力弹塑性分析(第11章);
7.宽扁梁结构(新增第12章);
8.复杂截面剪力墙配筋设计(新增第13章);
9.整浇钢筋混凝土楼盖(新增第14章);
10.完善补充了带加强层的高层建筑结构设计有关内容(第15章);
11.增加了搭接柱转换结构、宽扁梁转换结构、斜撑转换结构等多种新颖转换结构(第16章);
12.平面不规则结构(第一版13章改为第二版17章);
13.高层建筑结构舒适度控制(新增第19章);
14.结构抗连续倒塌设计研究(新增第20章);
15.扩充第一版中关于“结构非荷载效应计算分析与控制”相关内容,并创新研究提出应用超长结构温差收缩效应计算分析新方法(第21章);
16.结合抗震超限审查需要和国内外高层建筑结构技术发展,复杂高层建筑结构三个实例全部替换,改为卡塔尔外交部大楼、深圳特区报报业大厦、天津卫津南路超限高层建筑(第22章)。
总体而言,拙著第二版新增较多内容,有些学术观点仅为个人之见,抛砖引玉,热忱希望同行专家批评指正,目的是推动中国和世界高层超高层建筑结构技术不断发展。

文摘
插图:

实用高层建筑结构设计

现浇钢筋混凝土结构梁柱、梁墙及梁板连接一般均宜设计成刚性连续节点,即节点具有平动转动的约束,此时施工方便,结构整体性较好;同时结构各部分构件受力较均匀,有利于充分发挥所有结构构件的抗侧力作用,从而提高结构的侧移刚度。
钢结构或钢混凝土组合结构,则其水平构件、支撑构件与柱、墙之间的连接一般宜设计成铰节点,即节点仅能传递剪力,只有平动约束,而无转动约束。此时的节点一般由梁腹板与柱节点外伸连接板螺栓连接或焊接构成,施工快捷简便,节省工地劳动力,这在劳动力昂贵的西方发达国家尤其适用。此时梁可按简支设计,支撑可按轴心受力构件设计,受力十分明确。但是相对来说,此时结构的整体侧移刚度相比连续节点的结构整体刚度要有所减弱,且需要有专门的侧移力结构体系如支撑、抗弯框架等来构成整体结构的侧移刚度,以保证结构的抗侧力工作和整体稳定。
1.1.4.2 阻尼
钢结构质量轻、阻尼小,在高层尤其是超高层的钢结构中,为满足抗风振的要求,愈来愈多的国家开始采用黏滞阻尼、质量阻尼等阻尼技术来减少结构风振影响,提高结构抗风振能力,以满足人们在高层建筑、超高层建筑中舒适度的要求。
强震区单纯通过提高结构刚度来满足抗震防倒塌、防破坏的要求,有时会比较困难,通过设置阻尼减小地面地震运动对上部结构的影响,是一种积极的减小地震影响的方法,具有较好的技术经济效益。
阻尼有时还用于减小火车、汽车、动力设备对建筑物振动的影响。
阻尼技术的发展,是现代科学技术建筑材料发展的结果。黏滞阻尼通常是由具有较高抗拉或抗压强度和较大剪切变形能力的金属合成橡胶等材料组成,它安装于支撑等受轴向力的重要杆件内,结构杆件受力,阻尼产生变形,在阻尼变形过程中吸收了能量,改变了结构的振动特性,减小了动力影响。质量阻尼通常是由集中质量块如水池、砂箱、铁块和连通器构成,振动发生时,质量块也随之产生运动,但通过连通器的作用,它的运动迟缓、频率较低,与结构受迫振动不同步,它的运动既吸收了能量,又反过来反作用于结构减小结构的振动。

内容简介
《实用高层建筑结构设计(第2版)》基于新的《高层建筑混凝土结构设计技术规程》JGJ3-2010、近十年来的设计实践和理论研究的发展与提高,对第一版进行必要的修改、补充和完善,以适应高层、超高层建筑结构设计工作及本科、研究生学习的需要。
《实用高层建筑结构设计(第2版)》内容包括:高层建筑结构的发展、合理构成、设计概念和方法、抗震设计、复杂截面剪力墙配筋设计、带加强层转换层和平面不规则结构设计等22章,第11章为典型高层建筑结构设计实例(有框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、简体-稀柱框架结构、简体结构和支撑结构等6类),第22章为复杂高层建筑结构实例(有卡塔尔多哈外交部大楼、深圳特区报报业大厦和天津卫津南路超限高层建筑等)。内容系统,阐述精辟,技术先进,举例适当。
《实用高层建筑结构设计(第2版)》可供建筑结构设计人员、科研人员阅读,也可用作土建类大专院校本科、研究生教学参考书。

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