超高层建筑结构设计与工程实践PDF电子书下载

第1章 概述 3

1.1超高层建筑定义 3

1.2超高层建筑的发展概况 3

1.3超高层建筑结构发展趋势 4

1.3.1结构抗侧力体系多样化 4

1.3.2风洞试验及风振控制技术 4

1.3.3抗震性能化设计和消能减震技术 5

1.3.4混合结构、组合构件及高性能材料的采用 5

1.3.5超高层建筑结构施工模拟和竖向变形差异分析 6

1.3.6超高层建筑基础设计 6

第2章 超高层建筑结构体系与选型 9

2.1超高层建筑结构设计特点 9

2.1.1水平荷载是决定因素 9

2.1.2侧向变形成为控制指标 9

2.1.3竖向变形和非荷载效应不容忽视 9

2.1.4扭转效应不可忽视 10

2.1.5结构顶部舒适度应重视 10

2.1.6应考虑结构长周期效应的影响 10

2.1.7采用消能减振阻尼装置来减小建筑的荷载响应 10

2.1.8深基础及基坑的支护结构问题凸显 11

2.1.9施工的可建性 11

2.1.10与建筑师的良好配合与协调 12

2.2超高层建筑体型 12

2.2.1抗风设计 12

2.2.2抗震设计 13

2.2.3高宽比 14

2.2.4基础埋深 15

2.3超高层建筑结构体系 15

2.3.1筒体结构 15

2.3.2束筒结构 20

2.3.3巨型结构 20

2.3.4筒中筒结构 23

2.3.5框架-核心筒结构 25

2.3.6连体结构 29

2.3.7其他结构体系 34

2.4超高层建筑结构体系与经济性 37

2.4.1减小结构所受的水平荷载 37

2.4.2提高结构的抗侧效率 38

2.4.3结构体系布置原则 43

2.4.4影响结构经济性的其他因素 44

2.4.5超高层结构计算分析 46

2.5参考文献 50

第3章 超高层建筑结构抗风设计 55

3.1风荷载特点 55

3.2风荷载动力响应优化 55

3.2.1建筑体型优化 55

3.2.2结构动力特性优化 58

3.2.3风荷载动力响应优化实例 59

3.3风荷载确定 62

3.3.1阻尼比 62

3.3.2风洞试验 62

3.3.3数值风洞模拟 65

3.4舒适度控制 65

3.4.1调谐质量阻尼器 65

3.4.2调谐液体阻尼器 69

3.5参考文献 71

第4章 超高层建筑结构抗震设计 75

4.1超高层建筑结构抗震设计基本原则 75

4.2超高层建筑抗震设计策略 75

4.2.1结构体系选型 76

4.2.2抗侧力构件的能力设计思想 76

4.2.3结构延性和多道防线对结构抗震设计的影响 77

4.2.4减震技术的合理应用 78

4.3超高层建筑结构抗震设计的整体控制指标 78

4.3.1剪重比 78

4.3.2层间位移角 81

4.3.3框架剪力分担比 83

4.4超高层建筑的抗震性能化设计 85

4.4.1抗震设计的性能目标 85

4.4.2超高层建筑的性能目标制定 86

4.5罕遇地震弹塑性分析 88

4.5.1弹塑性分析建模 89

4.5.2静力弹塑性分析 91

4.5.3动力弹塑性分析 92

4.5.4弹塑性分析结果的结构整体评价 93

4.5.5弹塑性分析结果的构件性能评价 94

4.6超高层建筑结构减震技术 99

4.6.1黏滞阻尼器 99

4.6.2位移型阻尼器 103

4.6.3混合型阻尼器 106

4.6.4减震结构分析 108

4.7参考文献 109

第5章 考虑非荷载效应的施工过程模拟分析 113

5.1施工模拟分析的必要性 113

5.2施工模拟与非荷载作用分析的适用范围 114

5.3非荷载作用 116

5.3.1温度作用 117

5.3.2差异沉降效应 117

5.3.3混凝土收缩和徐变 118

5.4施工模拟分析原理及应用 124

5.4.1施工模拟分析原理 124

5.4.2常用分析软件 124

5.4.3考虑徐变收缩效应的施工模拟分析目的 126

5.4.4超高层项目一般施工顺序 128

5.4.5考虑徐变收缩效应的实用计算方法 128

5.5典型施工模拟分析实例 130

5.5.1工程概述 130

5.5.2施工模拟分析重点 131

5.5.3分析模型及参数 131

5.5.4施工方案及进度 132

5.5.5塔楼控制点变形历程图 137

5.5.6长期荷载下墙柱的压缩变形与变形预调值分析 137

5.5.7伸臂桁架工况分析 139

5.5.8结论 140

5.6参考文献 140

第6章 超高层建筑结构构件与节点设计 145

6.1楼盖 145

6.1.1混凝土楼盖 145

6.1.2组合楼盖 146

6.1.3楼盖体系选型 148

6.1.4楼盖设计注意事项 152

6.2核心筒 154

6.2.1核心筒的布置 155

6.2.2核心筒剪力墙的类型及高强混凝土的应用 156

6.2.3核心筒抗震性能设计 158

6.2.4钢板-混凝土组合剪力墙设计 159

6.2.5核心筒连梁设计 168

6.3巨柱 177

6.3.1概述 177

6.3.2巨柱截面选型 179

6.3.3组合截面钢骨形式 180

6.3.4组合截面承载力计算方法 183

6.3.5组合截面构造 193

6.4伸臂桁架 197

6.4.1概述 197

6.4.2伸臂桁架的形式 201

6.4.3伸臂桁架形式的效率分析 208

6.4.4伸臂桁架位置的效率分析 209

6.4.5伸臂桁架加强层的受力特点 211

6.4.6伸臂桁架杆件的受力特点 215

6.4.7伸臂桁架的性能化设计 217

6.4.8加强层的楼板分析 219

6.4.9差异沉降变形对伸臂桁架的影响 221

6.5巨型支撑 222

6.5.1支撑布置形式 222

6.5.2巨型支撑与次框架结构关系 223

6.5.3支撑与竖向变形 224

6.5.4巨型支撑计算长度 224

6.6环带桁架与次框架 225

6.6.1环带桁架 225

6.6.2环带桁架设计 226

6.6.3次框架 227

6.7塔冠 227

6.7.1塔冠风荷载 228

6.7.2带塔冠整体结构分析 228

6.7.3塔冠鞭梢效应分析 228

6.7.4塔冠结构设计 230

6.8节点设计 232

6.8.1节点类型 232

6.8.2节点分析 232

6.8.3柱脚节点 233

6.8.4伸臂桁架与核心筒连接节点 234

6.8.5伸臂桁架与框架柱连接节点 237

6.8.6环带桁架连接节点 239

6.8.7巨型支撑连接节点 242

6.9参考文献 244

第7章 超高层建筑结构基础设计 249

7.1超高层建筑基础特点与设计要求 249

7.1.1超高层建筑地基基础特点与难点 249

7.1.2主要技术问题 251

7.1.3设计要求 253

7.2天然地基筏形基础设计 258

7.2.1天然地基筏形基础形式 258

7.2.2天然地基筏形基础的设计关键 258

7.2.3大连绿地中心天然地基设计实例 264

7.3桩基础设计 268

7.3.1主要桩型特点与发展 268

7.3.2大直径超长灌注桩的设计 276

7.3.3嵌岩桩的设计 281

7.3.4群桩基础受力与沉降分析 284

7.3.5关键施工工艺与质量控制 288

7.3.6工程设计实例 290

7.4超高层建筑裙房地下室抗浮设计 295

7.4.1抗浮验算原则与内容 295

7.4.2增加配重法 296

7.4.3抗拔锚杆 297

7.4.4抗拔桩 298

7.4.5释放水浮力法 301

7.5参考文献 302

第8章 超高层建筑结构设计工程实例 309

8.1长沙国际金融中心T1塔楼 309

8.1.1工程概况 309

8.1.2塔楼结构体系 312

8.1.3地基基础 313

8.1.4结构整体计算分析 313

8.1.5考虑非荷载效应的施工模拟分析 316

8.1.6结构图纸及施工照片 317

8.2武汉中心 319

8.2.1工程概况 319

8.2.2基础与地下室设计 320

8.2.3上部结构体系 321

8.2.4塔楼结构计算主要结果 323

8.2.5结构主要特点 324

8.2.6塔冠 326

8.2.7结构超限判别及主要措施 326

8.2.8关键节点设计研究 327

8.2.9优化施工顺序调整结构内力分布 329

8.3武汉绿地中心 331

8.3.1工程概况 331

8.3.2塔楼结构体系 333

8.3.3地基基础设计 334

8.3.4结构的整体计算分析指标 335

8.3.5塔楼结构设计特点 337

8.3.6平面折线、空间倾斜转换桁架受力特点研究 338

8.3.7主要图纸及施工照片 341

8.4上海环球金融中心 342

8.4.1工程概况 342

8.4.2结构体系与布置 343

8.4.3地基基础设计 344

8.4.4整体结构计算分析指标 346

8.4.5结构设计特点、关键技术应用 348

8.4.6主要图纸 351

8.5天津周大福金融中心 357

8.5.1工程概况 357

8.5.2上部结构体系与布置 358

8.5.3地基基础及地下室结构设计 359

8.5.4整体结构计算分析 359

8.5.5结构设计特点、关键技术应用 361

8.5.6主要图纸 365

8.6天津高银金融117大厦 372

8.6.1工程概况 372

8.6.2上部结构体系与布置 373

8.6.3地基基础设计 375

8.6.4整体结构计算分析指标 376

8.6.5结构设计特点及关键技术应用 378

8.6.6主要图纸 381

8.7天津津塔 384

8.7.1工程概况 384

8.7.2塔楼结构体系 385

8.7.3地基基础设计 387

8.7.4结构的整体计算分析指标 387

8.7.5薄钢板剪力墙设计与研究应用 389

8.7.6主要图纸 397

8.8南京金鹰天地广场 398

8.8.1工程概况 398

8.8.2上部结构体系与布置 399

8.8.3地基基础设计 399

8.8.4整体结构分析 400

8.8.5结构设计特点 401

8.8.6主要图纸 406

8.9乌鲁木齐绿地中心 408

8.9.1工程概况 408

8.9.2结构体系与布置 410

8.9.3地基基础设计 414

8.9.4整体结构分析 414

8.9.5黏滞阻尼器耗能效果 417

8.10参考文献 418