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绪论 1

第一章塔桅结构选型与构造 1

第一节塔桅结构的设计原则 1

第二节桅杆结构的选型 1

目录 1

第三节桅杆结构的构造 3

第四节桅杆结构的工程实例 8

第五节塔架结构的选型 12

第六节塔架结构的构造 14

第七节塔架结构的工程实例 17

第八节钢筋混凝土塔的选型 24

第九节钢筋混凝士塔的构造 26

第十节钢筋混凝土塔的工程实例 32

参考文献 55

第二节风荷载 57

2.2.1风速与风压 57

第二章计算荷载和作用力 57

第一节荷载分类 57

2.2.2风压计算公式 58

2.2.3基本风压的确定 58

2.2.4风压高度变化系数 59

2.2.5风载体型系数 60

2.2.6风振系数 63

2.2.7横向风振 66

2.2.8桅杆最不利设计风荷载 67

第三节裹冰荷载 69

2.3.1裹冰概况 69

2.3.2裹冰荷载计算 69

第四节地震作用 70

2.4.1地震波与地震反应的特点 70

2.4.2结构抗震验算 71

2.4.3结构基本周期近似计算 74

第五节温度作用 74

第六节其他荷载 75

第七节荷载组合 75

第八节风荷载与地震力计算实例 77

2.8.1钢塔风荷载计算实例 77

2.8.2钢塔地震力计算实例 80

2.8.3钢筋混凝土塔风荷载计算实例 82

参考文献 90

第三章桅杆结构静力分析 91

第一节桅杆计算原理 91

第二节纤绳计算 92

3.2.1纤绳计算图形 92

3.2.2纤绳方程的推导 93

3.2.3纤绳节点水平荷载 96

3.2.4三方纤绳计算 97

3.2.5四方纤绳计算 99

第三节弹性支座连续梁法 100

3.3.1杆身计算基本概念 100

3.3.2杆身计算公式的推导 101

3.3.3跨中有集中荷载和集中力矩的计算 105

3.3.4桅杆杆身内力计算 108

第四节考虑空间作用三向坐标法 110

3.4.1考虑空间作用的基本原理 110

3.4.2三向坐标计算桅杆方法 110

3.4.3荷载和作用力计算 111

3.4.4第一组纤绳方程 113

3.4.5第二组纤绳方程 115

3.4.6联立方程的解算 119

3.4.7纤绳应力与杆身内力计算 120

3.5.2桅杆计算图形 122

第五节梁单元矩阵位移法 122

3.5.1梁单元阵位矩移法计算原理 122

3.5.3荷载和作用力计算 123

3.5.4纤绳的物理方程 124

3.5.5纤绳变形与节点位移 124

3.5.6节点荷载与纤绳拉力的平衡 126

3.5.7桅杆杆身的内力分析 129

3.5.8桅杆正则方程及其解 140

第六节杆单元矩阵位移法 141

3.6.1杆单元矩阵位移法计算原理 141

3.6.2桅杆计算图形与杆件编号 142

3.6.3杆件坐标转换与刚度矩阵 142

3.6.4结构大位移的影响 144

3.6.5作用在桅杆杆身上的节点荷载 146

3.6.7桅杆正则方程及其解 147

3.6.6纤绳变形与杆身节点位移 147

第七节纤绳工作研究 148

3.7.1纤绳的非线性工作性质 148

3.7.2考虑弦向荷载分量的纤绳计算 151

3.7.3用拟弹性模量迭代法计算纤绳 155

3.7.4多层纤绳布置的探讨 159

第八节桅杆结构计算实例 160

3.8.1弹性支座连续梁法计算桅杆 160

3.8.2三向坐标法计算桅杆 170

3.8.3梁单元矩阵位移法计算桅杆 175

附录3-1三角系数a、b、c表 193

参考文献 194

第四章塔架结构静力分析 196

第一节塔架计算原理 196

第二节平面桁架法 198

4.3.2刚性交叉斜杆塔架内力计算 199

4.3.1简化空间桁架法计算图形 199

第三节简化空间桁架法 199

4.3.3柔性交叉斜杆塔架内力计算 200

4.3.4简化空间桁架法计算通式 201

4.3.5在扭矩和竖向力作用下的塔架计算 201

4.3.6塔架的位移计算 202

第四节分层空间桁架法 203

4.4.1分层空间桁架法基本假定 203

4.4.2塔架静力平衡方程 203

4.4.3塔架变形协调方程 204

4.4.4刚性交叉斜杆塔架内力计算 205

4.4.5柔性交叉斜杆塔架内力计算 207

4.4.6 K形斜杆塔架内力计算 207

4.4.7横杆和横膈内力计算 209

4.4.8塔架在扭矩和竖向力作用下计算 210

4.4.9塔架的位移计算 211

第五节层单元矩阵位移法 215

4.5 1层单元矩阵位移法基本假定 215

4.5.2塔架计算图式和几何关系 216

4.5.3塔层单元的相对位移 217

4.5.4杆件内力和节段截面力 218

4.5.5结构几何非线性影响 220

4.5.6作用在塔架上的荷载计算 220

4.5.7塔架矩阵位移法正则方程及其解 222

第六节整体空间桁架法 223

4.6.1整体空间桁架法计算图式 223

4.6.2杆件坐标变换与刚度矩阵 223

4.6.3作用在塔架节点上的荷载 225

4.6.4塔架正则方程及其解 225

4.6.5塔架的非线性分析 226

4.7.2杆件坐标变换 227

第七节弦杆连续空间桁架法 227

4.7.1计算图形简化 227

4.7.3杆件单元分析 228

4.7.4整体方程及其解 232

第八节塔架结构计算实例 234

4.8.1简化空间桁架法计算塔架 234

4.8.2分层空间桁架法计算塔架 236

4.8.3层单元矩阵位移法计算塔架 241

4.8.4整体空间桁架法计算塔架 251

4.8.5弦杆连续空间桁架法计算塔架 252

参考文献 253

第五章钢筋混凝土圆筒形塔 254

第一节圆筒形塔计算原理 254

5.2.1圆筒形塔身的水平变位 255

第二节塔身变位和附加弯矩计算 255

5.2.2塔身附加弯矩计算 256

5.2.3地震作用下的附加弯矩计算 260

5.2.4塔楼集中荷载作用下的附加弯矩计算 261

第三节塔筒水平截面强度计算 262

5.3.1塔筒截面不开孔洞时的计算 263

5.3.2塔筒截面在受压区有一个孔洞时的计算 264

第四节塔筒使用阶段应力计算 266

5.4.1基本假定 266

5.4.2水平截面小偏心时的应力计算 267

5.4.3水平截面大偏心时的应力计算 268

5.4.4截面受压区半角φ的推导 270

5.4.5截面核心距rco计算 271

第五节塔筒裂缝宽度计算 272

第六节钢筋混凝土塔筒的构造特点 273

5.7.1 电视塔塔筒变形和附加弯矩计算 275

第七节钢筋混凝土塔筒计算实例 275

5.7.2电视塔塔筒截面和裂缝宽度计算 277

附录5-1环形截面几何特性计算公式 290

附录5-2塔筒水平截面受压区半角φ计算表 293

参考文献 302

第六章塔桅结构动力分析 303

第一节塔桅结构动力计算原理 303

第二节塔体自振周期与振型 304

6.2.1塔体顺风向自由振动 304

6.2.2塔体竖向和扭转自由振动 306

第三节桅杆空间自由振动 306

6.3.1桅杆空间自由振动特点 306

6.3.2桅杆振动纤绳等效质量 307

6.4.1迭代法解频率方程步骤 312

第四节迭代法求解频率方程 312

6.4.2迭代法计算与实测比较 318

第五节近似法求基本自振周期 318

第六节塔桅结构的随机振动 320

6.6.1塔桅结构振动方程及其解 320

6.6.2塔桅结构的振动响应 322

6.6.3塔桅结构随机风振响应 325

6.6.4塔的随机风振响应计算实例 329

第七节塔桅结构在地震作用下的计算 331

6.7.1地震力公式推导 331

6.7.2钢筋混凝土圆筒塔的地震力计算实例 333

6.7.3桅杆结构在地震力作用下的动力分析 341

第八节钢塔架的非线性动力分析 345

6.8.1等价线性化方法的基本假定 346

6.8.2塔架单根杆件纵向刚度折减系数计算 346

6.8.3考虑结构大位移的影响 347

6.8.5非线性动力方程的振型分解 348

6.8.4非线性刚度系数对角矩阵？a？的求解 348

6.8.6非线性动力方程组的解 349

6.8.7钢塔架的非线性动力分析实例 352

第九节塔桅结构振动的控制 354

6.9.1结构振动控制概念 354

6.9.2结构最优控制法 355

6.9.3控制结构振动的减振方法 357

6.9.4塔桅结构局部减振措施 360

参考文献 360

第七章塔桅结构整体稳定 363

第一节塔桅结构稳定计算原理 363

第二节精确法计算桅杆整体稳定 364

第三节铰链法计算桅杆整体稳定 366

第四节平均参数法计算桅杆整体稳定 370

7.5.1压杆梁的弯曲微分方程及其解 371

第五节初参数法计算桅杆整体稳定 371

7.5.2初始条件解积分常数 372

7.5.3边界条件确定初参数 374

7.5.4共轭条件确定初参数 375

7.5.5边界参数的相互关系 376

7.5.6初参数法的一般公式 377

7.5.7桅杆整体稳定计算 380

第六节初参数法计算塔架整体稳定 381

第七节极限位移法计算塔桅结构整体稳定 383

第八节纤绳初应力对桅杆整体稳定的影响 383

第九节塔桅结构整体稳定研究 386

第十节桅杆整体稳定计算实例 387

7.10.1初参数法计算桅杆整体稳定 387

7.10.2极限位移法计算桅杆整体稳定 389

7.10.3桅杆整体稳定两种计算方法比较 391

参考文献 393

第八章塔桅结构地基与基础 394

第一节基础分类与结构布置 394

第二节基础选型与构造分析 396

8.2.1桅杆中央基础与地锚基础 396

8.2.2钢塔架基础及其实例分析 398

8.2.3钢筋混凝土筒形塔基础 401

第三节地基强度与变形计算 402

8.3.1地基承载力的计算 403

8.3.2基础倾斜计算 406

第四节基础抗拔和抗滑稳定 409

8.4.1纤绳地锚抗拔稳定计算 409

8.4.2塔架单独基础的抗拔稳定计算 413

8.4.3基础的抗滑稳定计算 415

第五节刚性基础计算 416

8.6.1板式基础外形尺寸确定 417

第七节板式基础计算 417

8.6.2基础底板分布荷载 419

8.6.3基础底板弯矩计算 420

第七节壳体基础计算 423

8.7.1壳体基础形式 423

8.7.2无矩理论计算壳体基础 424

8.7.3弹性近似有矩理论计算组合壳体基础 431

第八节桩基础计算 433

8.8.1桩基础形式 433

8.8.2桩承载力的确定 434

8.8.3桩基础设计 439

8.8.4桩基础计算实例 441

附录8-1土重法计算纤绳地锚的抗拔稳定 448

附录8-2土重法计算钢塔基础的抗拔稳定 448

附录8-3剪切法计算钢塔基础的抗拔稳定 449

参考文献 452