高层建筑结构设计PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 高层建筑的特点 1

1.2 高层建筑的界定 1

1.3 高层建筑的结构材料 2

1.3.1 钢结构 2

1.3.2 钢筋混凝土结构 2

1.3.3 钢-混凝土组合结构 2

1.4 高层建筑的发展简介 3

1.5 高层建筑的发展展望 7

2 高层建筑结构体系与高层建筑总体结构布置 9

2.1 高层建筑的结构体系和选型 9

2.1.1 框架结构体系 9

2.1.2 剪力墙结构体系 10

2.1.3 框架-剪力墙（框架-筒体）结构体系 16

2.1.4 筒体结构体系 18

2.1.5 筒中筒结构体系 19

2.1.6 多筒体系——成束筒和巨型框架 20

2.2 结构布置的基本原则 26

2.2.1 建筑物结构最大适用高度 26

2.2.2 结构的高宽比控制 27

2.2.3 结构的平面形状 28

2.2.4 结构平面布置的基本要求 28

2.2.5 结构竖向布置的基本原则 30

2.3 变形缝的作用及设置 31

2.3.1 沉降缝的设置和替代方法 32

2.3.2 伸缩缝的设置 32

2.3.3 防震缝的设置 34

2.4 高层建筑楼盖结构布置 34

2.4.1 楼盖结构选型 34

2.4.2 楼盖构造要求 35

2.5 基础埋置深度及基础形式 36

2.5.1 基础埋置深度 36

2.5.2 基础形式 36

思考题 37

3 高层建筑结构的荷载作用 39

3.1 恒荷载及楼面活荷载的计算 40

3.1.1 恒荷载 40

3.1.2 活荷载 40

3.1.3 活荷载的布置 40

3.2 风荷载 41

3.2.1 风荷载标准值及基本风压值 41

3.2.2 风压高度变化系数μz 41

3.2.3 风荷载体型系数μs 43

3.2.4 风振系数βz 45

3.2.5 总风荷载与局部风荷载 47

3.3 荷载效应组合 48

3.3.1 非抗震设计时的组合 48

3.3.2 抗震设计时的组合 49

3.4 地震作用及设计理论 49

3.4.1 地震作用及其原则 49

3.4.2 抗震设防规则和方法 52

3.4.3 抗震计算与设计理论 53

3.4.4 水平地震作用的计算 55

3.4.5 竖向地震作用的计算 58

3.4.6 结构自振周期的计算 59

思考题 61

习题 61

4 结构计算分析和设计要求 63

4.1 结构计算分析和基本假定 63

4.1.1 结构分析的一般规定 63

4.1.2 计算分析的基本假定 64

4.1.3 结构分析模型 65

4.2 承载力验算 67

4.3 水平侧移限值、薄弱层弹塑性变形验算和舒适度验算 68

4.3.1 水平侧移限值 68

4.3.2 薄弱层弹塑性变形验算 69

4.3.3 舒适度验算 71

4.4 重力二阶效应及结构稳定 71

4.4.1 重力二阶效应概念 71

4.4.2 重力P-△效应的近似估计 72

4.4.3 结构稳定性 73

4.4.4 结构等效侧向刚度的近似计算 74

4.5 延性和抗震等级 74

4.5.1 延性的概念 74

4.5.2 建筑结构的抗震等级 75

4.6 抗震概念设计 76

4.6.1 场地的选择 76

4.6.2 建筑和结构的规则性 79

4.6.3 抗震结构体系 81

4.6.4 非结构构件 83

4.7 超限高层建筑工程的设计 84

4.7.1 超限高层建筑工程的认定和抗震概念设计 84

4.7.2 超限高层建筑工程的抗震计算和抗震构造措施 85

思考题 86

5 框架结构的简化计算及构造要求 87

5.1 框架结构的结构布置 87

5.1.1 柱网和层高 87

5.1.2 框架结构的承重方案 88

5.2 框架结构的计算简图 89

5.2.1 梁、柱截面尺寸 89

5.2.2 框架结构的计算简图 90

5.3 竖向荷载作用下结构内力的近似计算 92

5.3.1 分层法 92

5.3.2 弯矩二次分配法 95

5.4 水平荷载作用下框架结构内力和侧翼的简化计算 95

5.4.1 水平荷载作用下框架结构的受力及变形特点 95

5.4.2 D值法 96

5.4.3 反弯点法 101

5.4.4 框架结构侧移的近似计算 103

5.4.5 框架结构的水平位移控制 105

5.5 荷载效应组合和构件设计 105

5.5.1 荷载效应组合 105

5.5.2 构件设计 107

5.6 框架结构的构造要求 109

5.6.1 框架梁 109

5.6.2 框架柱 110

5.6.3 梁柱节点 113

5.6.4 钢筋连接和锚固 113

5.7 构件设计中的一些重要规定 115

思考题 116

习题 116

6 剪力墙结构的计算分析与设计 118

6.1 剪力墙的布置与计算分析 118

6.1.1 墙体承重方案 118

6.1.2 剪力墙的布置 118

6.1.3 剪力墙结构的受力特点和计算方法 120

6.2 整体剪力墙及整体小开口剪力墙的内力与位移计算 123

6.2.1 整体剪力墙的内力与位移计算 123

6.2.2 整体小开口剪力墙的内力与位移计算 125

6.3 联肢剪力墙的内力与位移计算 129

6.3.1 连续连杆法的基本假设 129

6.3.2 力法方程的建立 130

6.3.3 基本方程的解 133

6.3.4 联肢墙的内力计算 133

6.3.5 位移计算 136

6.4 壁式框架的内力与位移计算 137

6.4.1 内力计算 137

6.4.2 位移计算 139

6.5 剪力墙结构的分类与判别 140

6.6 剪力墙的截面设计及构造要求 141

6.6.1 墙肢截面设计 142

6.6.2 连梁截面设计及构造要求 147

6.6.3 剪力墙的构造要求 150

6.7 底层大空间剪力墙的受力特点 155

思考题 156

习题 156

7 框架-剪力墙结构的简化计算 158

7.1 框架-剪力墙结构的布置与计算 158

7.1.1 基本要求 158

7.1.2 框架-剪力墙结构的布置 158

7.1.3 框架-剪力墙结构的计算 161

7.2 总剪力墙、总框架、总连梁的内力计算 164

7.2.1 总剪力墙和总框架的刚度计算 164

7.2.2 铰接体系在水平荷载作用下的内力计算 165

7.2.3 刚接体系在水平荷载作用下的内力计算 168

7.2.4 总框架内力的调整 171

7.3 各片剪力墙、各榀框架、各根连梁的内力计算 172

7.3.1 各根连梁的内力计算 172

7.3.2 各片剪力墙的内力计算 173

7.3.3 各榀框架的内力计算 173

7.4 框架-剪力墙结构构件的截面设计及构造要求 186

7.4.1 带边框剪力墙的构造要求 186

7.4.2 剪力墙的竖向和水平分布钢筋 186

7.5 扭转效应的简化计算 187

7.5.1 问题的提出 187

7.5.2 质量中心、刚度中心和扭转偏心距 188

7.5.3 考虑扭转后的剪力修正 190

7.5.4 问题的解答 191

思考题 192

习题 192

8 筒体结构的设计与构造 194

8.1 筒体结构的布置 194

8.2 侧向力作用下的受力特点 195

8.3 框架-核心筒结构的布置 197

8.4 筒体结构的计算方法 198

8.4.1 框筒结构的剪力滞后现象 198

8.4.2 等效槽形截面近似估算方法 199

8.4.3 等效平面框架法——翼缘展开法 200

8.4.4 空间杆系-薄壁柱矩阵位移法 200

8.5 筒体结构的截面设计及构造要求 201

思考题 202

9 框架结构截面设计及构造 203

9.1 框架延性设计的概念 203

9.1.1 延性框架的概念 203

9.1.2 延性框架的设计方法 203

9.2 框架截面的设计内力 204

9.2.1 控制截面及最不利内力 204

9.2.2 荷载的布置 205

9.2.3 内力调整 205

9.3 框架梁设计 205

9.3.1 影响梁的延性的因素 206

9.3.2 梁的抗弯设计 206

9.3.3 梁的抗剪设计 207

9.3.4 塑性铰区的配筋构造要求 207

9.4 框架柱的设计 208

9.4.1 柱子的破坏形态 208

9.4.2 影响柱子延性的几个因素 209

9.4.3 钢箍的作用 210

9.4.4 柱子设计 210

9.4.5 柱中钢筋构造要求 212

9.5 框架节点区抗震设计 213

9.5.1 强节点、强锚固 213

9.5.2 节点区设计剪力 213

9.5.3 节点区抗剪计算及箍筋构造 214

思考题 214

10 高层建筑结构计算机程序和实用设计方法 215

10.1 概述 215

10.1.1 利用软件进行结构设计和计算时的注意事项 215

10.1.2 常用的结构计算软件及其特性 215

10.2 杆件有限元法 216

10.2.1 基本假定 216

10.2.2 计算模型 217

10.2.3 计算要点 220

10.3 空间组合结构计算方法 220

10.3.1 剪力墙计算模型 220

10.3.2 墙板和墙元模型 221

10.3.3 空间组合结构计算方法 222

10.4 高层建筑结构分析和设计程序 223

10.4.1 结构分析通用程序 223

10.4.2 高层建筑结构分析与设计专用程序 224

10.4.3 软件的配备原则 226

10.4.4 程序计算结果的分析与判别 227

10.5 具体实例设计方法及步骤 227

10.5.1 结构设计所需资料 227

10.5.2 结构布置原则 227

10.5.3 结构计算及设计 233

思考题 244

11 结构振动控制、消能减震和隔震结构 245

11.1 结构振动控制的基本概念 245

11.1.1 抗震理论的发展阶段 245

11.1.2 结构振动控制的分类 245

11.2 结构消能减震 247

11.2.1 消能减震机构 247

11.2.2 消能减震的类型与功能 249

11.2.3 消能减震结构的设计要求 251

11.2.4 消能减震结构的抗震计算 253

11.2.5 消能减震结构的连接与构造 254

11.3 隔震结构 255

11.3.1 隔震概述 255

11.3.2 隔震器材及隔震设计基本原理 257

11.3.3 隔震结构的抗震计算和设计 259

11.3.4 上部结构的抗震设计 260

11.3.5 隔震层结构的计算与设计 260

11.3.6 隔震层以下结构及基础抗震计算与设计 261

11.3.7 隔震层的构造措施 261

思考题 262

参考文献 263