高层建筑钢 混凝土 组合结构设计 第2版PDF电子书下载

第1章 总论 1

1．1 引言 1

1．2 结构概念 2

1．3 结构汇编：案例分析 6

1．3．1博物馆大厦，洛杉矶 6

1．3．2 第一中心银行，印第安纳波尼斯 8

1．3．3 联盟广场2号大楼，西雅图 8

1．3．4 中国银行大厦，香港 10

1．3．5 达拉斯中枢大厦 10

1．3．6 米格林-拜特勒大厦，伊利诺斯州，芝加哥 11

1．3．7 NCNB大厦，北卡罗来纳州 14

1．3．8 南瓦尔克大厦，芝加哥 16

1．3．10 特朗普大厦，纽约市 17

1．3．9 美国电报电话公司大楼，纽约市 17

1．3．11 梅特罗-戴德管理大楼 19

1．3．12 金茂大厦，中国上海 19

1．3．13 彼得罗纳斯大厦，马来西亚 22

1．3．14 东京市政厅 25

1．3．15 在西班牙马德里的一幢倾斜塔楼 26

1．3．16 香港中环广场 27

1．3．17 福克斯广场，洛杉矶 29

1．3．18 拜耳大西洋大厦，费城 30

1．3．19 诺惠斯特中心，明尼阿波利斯 32

1．3．20 第一银行广场，明尼阿波利斯 35

1．3．21 费格罗大厦，洛杉矶，威尔希耶 36

1．3．22 底特律中心一号 38

1．3．23 桃树大楼191号，亚特兰大 40

1．3．24 国家银行广场，亚特兰大 40

1．3．25 联合银行大厦，得克萨斯州达拉斯 43

1．3．26 第一州际世界中心，洛杉矶 45

1．3．27新加坡国库大楼，新加坡 49

1．3．28 城市尖塔，纽约 50

1．3．29 城市协会大厦，洛杉矶 50

1．3．30加利福尼亚广场，洛杉矶 53

1．3．31 MTA总部大厦，洛杉矶 53

1．3．32 21世纪大厦，中国上海 55

第2章 风效应 61

2．1 设计考虑 61

2．2 风的性质 62

2．2．1 引言 62

2．2．2 风的分类 63

2．3．3 飓风 64

2．3．2 大雷雨 64

2．3．1 引言 64

2．3 极大风 64

2．3．4 龙卷风 65

2．4 风的特性 65

2．4．1 引言 65

2．4．2 风速随高度的变化 66

2．4．3 风的紊流性质 67

2．4．4 确定风荷载的概率方法 68

2．4．5 旋涡脱落现象 69

2．4．6 风的动力性质 72

2．4．7 围护结构的压力 72

2．4．7．1 引言 72

2．4．7．2 压力和吸力的分布 73

2．4．7．3围护结构的局部风载和设计总风载 73

2．5．2 BOCA国家建筑法规（1996） 75

2．5．1引言 75

2．5 风荷载法规 75

2．5．3 标准建筑法规（1991） 78

2．5．4 统一建筑法规（UBC 1994） 80

2．5．4．1总则 80

2．5．4．2风速图 80

2．5．4．3特殊风区 81

2．5．4．4 飓风和龙卷风 81

2．5．4．5 地面粗糙度效应 81

2．5．4．6 场地地面粗糙度 81

2．5．4．7 设计风压 82

2．5．4．8 系数Ce 82

2．5．4．9 压力系数Cq 83

2．5．4．10重要性系数Iw 84

2．5．4．11设计示例，UBC1994 84

2．5．5ANSI/ASCE 7—93 85

2．5．5．1 综述 86

2．5．5．2 主抗风体系的设计压力 88

2．5．5．3 构件和围护结构的设计风压 91

2．5．5．4 外压力系数Cp 92

2．5．5．5 内压力系数Cp 93

2．5．5．6 设计示例 93

（1）非柔性建筑：高度＜500ft（1520m） 93

（2）非柔性结构：高度＞500ft 99

（3）60层柔性建筑 100

（4）50层柔性建筑 102

2．5．5．7 阵风反应系数？的敏感度研究 105

2．5．6ASCE 7—95风载条款 107

2．5．6．1引言 107

2．5．6．2 综述 107

2．5．6．3小山及陡坡处风速的增大系数Kzt 110

2．5．6．4 全部或部分荷载 112

2．5．6．5 阵风效应系数 112

刚性结构—简化法 112

刚性结构—全分析法 112

柔性或动力敏感建筑 114

2．5．6．6 阵风效应系数计算：设计示例 115

2．5．6．7 阵风反应系数敏感度研究 117

2．5．6．8 风压力计算：设计示例 120

2．5．7加拿大国家建筑法规（NBC1990） 123

2．5．7．1 简单方法 123

2．5．7．2试验方法 125

2．5．7．3详细方法 125

（a）地面粗糙度系数Ce（详细方法） 125

2．5．7．4 设计示例 126

（b）阵风效应系数Cg（详细方法） 126

2．5．7．5 风引起的建筑物运动 128

2．6风洞工程 131

2．6．1引言 131

2．6．2风洞的描述 131

2．6．3 风洞试验的目的 132

2．6．4 刚性模型研究 133

2．6．5 气动弹性研究 137

2．6．6 高频率力平衡模型 144

2．6．7 人行道风的研究 147

2．7 风载的现场量测 149

2．8 运动感觉：人对建筑物运动的反应 151

2．9 法规和风洞试验结果的比较 151

2．10 本章概要 152

3．1．2最近的一些地震 153

3．1．1地震特性 153

第3章 抗震设计 153

3．1 引言 153

3．1．3 地震仪 156

3．1．4 地震的度量：震级和烈度 157

3．1．5抗震设计 157

3．1．6 抗震设计中的不确定因素 159

3．1．7 设计地面运动 160

3．2 地震中高层建筑的性能 161

3．2．1引言 161

3．2．2高层建筑的反应 161

3．2．3 土的影响 162

3．2．4阻尼 162

3．2．5 建筑物运动和变形 163

3．2．6 抗震缝 163

3．3．3 结构反应 164

3．3．5地震运动的要求 164

3．3．4 传力途径 164

3．3．1确定地震力 164

3．3．2结构设计 164

3．3 抗震设计概念 164

3．3．6 结构反应 165

3．3．7 附属在建筑物上物件的反应 165

3．3．8 抗震设计技术 165

3．3．8．1平面布置 165

3．3．8．2 结构对称性 165

3．3．8．3 不规则建筑物 166

3．3．8．4 抗侧力体系 166

3．3．8．5横隔板 168

3．3．8．6 延性 168

3．3．8．9 减少破坏的措施 169

3．3．8．7 非结构构件参与工作 169

3．3．8．8 基础 169

3．3．8．10 赘余度 170

3．4 1994UBC的等效侧力计算方法（静力方法） 170

3．4．1设计底部剪力 170

3．4．2底部剪力沿房屋高度分析 174

3．4．3 水平分布 174

3．4．4 扭转 175

3．4．5层剪力和倾覆力矩 175

3．4．6 不连续的抗侧力单元 175

3．4．7 P-△效应 175

3．4．8 连续的荷载路径 175

3．4．9 赘余度 176

3．4．10布置 176

3．4．11 设计实例 178

3．5 动力分析方法 180

3．5．1引言 180

3．5．2反应谱方法 183

3．5．3 建立设计反应谱 186

3．5．4 时程分析 191

3．5．4．1 引言 191

3．5．4．2分析方法 191

3．5．5动力要求：1994UBC规范综述 192

3．5．6 振型分析：手算方法 194

3．5．6．1例1：三层建筑物 194

3．5．6．2 例2：七层建筑物 196

3．6地震破坏性研究和加固设计 201

3．6．1引言 201

3．6．2规范指导的设计 203

3．6．3其他设计原理 204

3．6．3．1FEMA——178方法 205

3．6．3．2 三项服务手册 210

3．6．3．3 SEAOC的2000年设想：基于表现的结构工程 215

3．7 动力分析：理论 217

3．7．1引言 217

3．7．2 单自由度体系 218

3．7．3 多自由度体系 220

3．7．4 振型叠加法 222

3．7．4．1 正则坐标 222

3．7．4．2 正交性 223

3．8 总结 227

4．2半刚接框架 229

4．2．1引言 229

4．1引言 229

第4章 抗侧力体系：钢结构建筑 229

4．2．2连续性能的评述 230

4．2．3 梁线概念 231

4．2．4类型2抗风连接 233

4．2．4．1类型2设计提纲 237

4．2．5结束语 238

4．3 刚接框架（抗弯框架） 239

4．3．1引言 239

4．3．2变位特性 240

4．3．2．1悬臂弯曲分量 240

4．4．1引言 241

4．3．4 侧移计算 241

4．4 撑系框架 241

4．3．3 分析方法 241

4．3．2．2剪切侧移分量 241

4．4．2性能 242

4．4．3支撑的类型 243

4．5错列桁架体系 245

4．5．1引言 245

4．5．2物理性能 247

4．5．3设计依据 248

4．5．3．1楼盖体系 248

4．5．3．2立柱 249

4．5．3．3桁架 249

4．6偏心支撑体系 250

4．6．1引言 250

4．6．3框架的性能 251

4．6．2延性 251

4．6．4铰链的主要特点 252

4．6．5计算与设计条件 252

4．6．6变位的考虑 252

4．6．7结束语 253

4．7撑系框架与刚接框架相互作用的体系 253

4．7．1 引言 253

4．7．2物理性能 255

4．8 外伸及带状桁架体系 256

4．8．1引言 256

4．8．2物理性能 258

4．8．3变位计算 260

4．8．4单桁架的最优位置 263

4．8．5两外伸体系的最优位置 265

4．8．5．1计算机解算 265

4．8．5．2图形的解释 266

4．8．6工程实例 267

4．9框筒体系 269

4．9．1引言 269

4．8．7 结束语 269

4．9．2 框筒的性能 270

4．9．3 剪力滞后现象 271

4．9．4不规则形状的筒体 275

4．10 桁架筒体系 277

4．11束筒 282

4．12 极限的高效结构 287

第5章 混凝土结构建筑的侧向支承体系 290

5．1 柱的框架作用和双向楼板体系 290

5．2平板和剪力墙 292

5．3平板，剪力墙和柱 292

5．5 刚接框架 293

5．4联肢剪力墙 293

5．6大柱距的周边筒 294

5．7有加腋梁的刚接框架 294

5．8核心筒结构 295

5．9剪力墙——框架协同工作 297

5．10框筒结构 304

5．11外部的斜撑筒 304

5．12束筒 305

5．13其他各种体系 306

第6章 组合结构抗侧力体系 309

6．1 引言 309

6．2 组合构件 310

6．2．1 组合楼板 310

6．2．2组合大梁 310

6．2．3 组合柱 311

6．2．4组合斜撑 313

6．2．5组合剪力墙 313

6．3 组合结构体系 314

6．3．1剪力墙体系 314

6．3．2剪力墙——框架协同工作体系 317

6．3．3筒体系 318

6．3．4 竖向混合体系 318

6．3．5 采用巨柱的巨型框架 318

6．4工程实例 321

6．4．1组合钢管柱 321

6．4．2支模板的组合柱 324

6．4．2．1英特弗斯特广场，达拉斯 324

6．4．2．2 中国银行大厦，香港 324

6．4．3组合剪力墙和框架 325

6．4．2．3西南银行大厦，得克萨斯州休斯敦 325

6．4．4 组合筒体系 329

6．4．5 采用部分钢楼盖的传统混凝土结构体系 332

6．5 高效能结构：结构概念 335

第7章 钢结构建筑的承重体系 337

7．1 引言 337

7．2 设计荷载 338

7．3金属铺板体系 338

7．4 空腹梁体系 339

7．5宽翼缘梁 340

7．5．1弯曲 340

7．5．2剪切 340

7．5．3变位 340

7．6柱 340

8．1楼盖体系 342

8．1．1平板 342

第8章 混凝土建筑结构中的承重体系 342

8．1．2 无梁板 343

8．1．3双向密肋即华夫饼干式体系 343

8．1．4单向混凝土肋形板 344

8．1．5 跳格小梁体系 345

8．1．6 扁梁体系 345

8．1．7 加腋大梁和小梁体系 347

8．1．8梁板体系 347

8．1．9 设计实例 347

8．1．9．1单向板梁体系 347

8．1．9．2T形截面梁设计 352

8．1．9．3 双向板分析 356

8．2 预应力混凝土体系 360

8．2．1施加预应力的方法 361

8．2．2材料 362

8．2．3 设计 364

8．2．4 实际工程考虑 366

8．2．5 建筑实例 366

8．2．6 后张预应力楼面的开裂问题 367

8．2．7 初步设计 369

8．2．7．1 引言 369

8．2．7．2 一般的设计步骤 370

8．2．7．3 简支跨 371

8．2．7．4 连续跨 374

例题1 376

例题2 383

例题3 386

8．2．7．5低碳钢筋的设计（抗弯强度设计） 394

9．1．2 SDI规程 395

9．1．1 一般要点 395

9．1 组合压型钢板 395

第9章 组合承重体系 395

9．2 组合梁 397

9．2．1一般要点 397

9．2．2AISC设计规程 400

9．3加腋组合大梁 411

9．4组合桁架 413

9．5 组合短柁大梁 414

9．5．1 一般要点 414

9．5．2 性能和分析 416

例题 417

9．5．3 抗弯连接短柁大梁 420

9．5．4 柁式大梁的加固 420

9．6组合柱 421

10．1．1 门架方法 423

10．1 初步手算方法 423

第10章 分析技术 423

10．1．2 悬臂方法 425

10．1．3 框架的侧向刚度 427

10．1．4 框筒结构 433

10．1．5 联肢剪力墙 435

10．2压缩技术 440

10．3部分计算模型 442

10．4扭转 443

10．4．1引言 443

10．4．2 翘曲性能的概念：I形截面核心筒 449

10．4．3扁性坐标ω＇ 452

10．4．4剪切中心 454

10．4．8扇性性质的计算：计算例题 455

10．4．7剪切扭转常数J 455

10．4．6扇性惯性矩Iω 455

10．4．5 主扇性坐标ω图 455

10．4．9翘曲扭转的一般理论 457

10．4．10 剪力墙结构的扭转分析：计算例题 464

10．4．11 钢斜撑筒的扭转分析：扭转计算例题 476

10．4．12开口截面的翘曲扭转常数 480

10．4．13计算机分析 480

模型技术 480

楼板的翘曲刚度 484

有限元分析 485

开口截面的扭转和翘曲刚度 485

采用翘曲柱模型的刚度方法 487

第11章 结构设计 489

11．1 钢结构设计 489

11．1．1 设计荷载的组合 489

11．1．2 受拉构件 490

11．1．3 受弯构件 491

11．1．3．1 侧向稳定 491

11．1．3．2 密实型、半密实型和非密实型截面 492

11．1．3．3 容许弯曲应力 492

11．1．3．4 容许剪应力 495

11．1．4 受压构件 495

11．1．4．1 柱的压屈 495

11．1．4．2 柱曲线 496

11．1．4．3 容许应力 496

11．1．4．4 框架的稳定：有效长度的概念 497

11．1．5承受组合轴力和弯矩的构件 499

11．1．5．1次弯曲：P—△效应 499

11．1．5．2 相互作用方程 501

11．1．6 应力比的计算 503

11．1．5．3 P—△效应的直接分析 503

11．1．7 连续板的设计 504

11．1．8 贴合板的设计 506

11．1．9 附加的抗震要求（UBC1994） 507

11．1．9．1普通受弯框架 507

11．1．9．2 特殊抗弯框架 507

11．1．9．3撑系框架 509

11．1．9．4 偏心撑系框架（EBF） 509

11．1．9．5 特殊偏心撑系框架 511

11．2 混凝土结构设计 511

11．2．1 荷载组合和φ系数 511

11．2．2梁的设计 514

11．2．2．1 受弯设计 514

11．2．2．2 受剪设计 516

连接梁中的剪力钢筋：抗震技术 517

11．2．2．3 特殊抗弯框架的节点设计 518

确定节点区的剪力 518

确定节点的有效面积 519

复核节点区的剪应力 520

11．2．2．4 梁——柱抗弯承载力比 520

11．2．3 柱的设计 520

11．2．3．1 双向偏心相互作用面的作图 521

11．2．3．2 弯矩放大系数的确定 523

11．2．3．3 附加的抗震要求 525

11．2．3．4 受剪设计 526

确定计算作用力 526

确定混凝土抗剪承载力 527

确定抗剪钢筋 528

11．2．4剪力墙的设计 528

11．2．4．1 在倾覆力矩和轴向力作用下的设计 529

11．2．4．2 受剪设计 530

11．2．4．3 附加的抗震要求 531

11．2．4．4 荷载——弯矩相互作用图 531

11．2．5 关于抗震条款的说明 532

节点受剪 532

为什么要强柱——弱梁？ 533

为什么规定最小正弯矩钢筋？ 533

第12章 特殊问题 534

12．1 立柱的差异缩短 534

12．1．1计算 536

12．1．2 简化方法 539

精确解式的推导 539

12．1．3施工期间立柱缩短的验证 542

12．1．4 结论 543

12．2 楼面水平度问题 544

12．3 楼盖振动 545

12．4 节点区效应 550

12．5 围护结构（饰面层）系统 554

12．5．1玻璃 556

12．5．2 金属幕墙 558

12．5．3 石料饰面层 559

12．5．4 砖饰面板系统 560

12．5．5玻璃纤维增强混凝土饰面层 560

12．5．6 幕墙足尺模型试验 560

12．6 机械阻尼系统 561

12．7 基础 561

12．7．1 桩基础 562

概述 565

12．7．2 底板基础 565

分析 566

一幢25层大楼的底板 567

一幢85层大楼的底板 569

12．8 隔板的抗震设计 570

12．8．1 引言 570

12．8．2 隔板的性能 571

12．8．3 刚性、半刚性和柔性隔板 573

12．8．4 压型钢板隔板 575

12．8．5 设计准则 575

12．9 地震减灾技术 576

12．9．1 底座的隔离 577

12．9．1．1 引言 577

12．9．1．2 特征 578

12．9．1．3SEAOC蓝皮书（1996）要求 579

12．9．2 消能 581

12．9．2．1金属系统 581

12．9．2．2 摩擦系统 584

12．9．2．3粘弹性系统 584

12．9．2．4 粘滞和半粘滞流质系统 584

12．10有大的非弹性要求时的焊接抗弯连接 585

12．10．1引言 585

12．10．2 SAC指南概述 587

12．11 单位结构材料用量 592

12．11．1引言 592

12．11．2混凝土楼盖的材料用量 593

12．11．3 结构钢材的用量 596

12．12 1997UBC最新资料 597

规范变化的综述 598

附录A 换算系数 601