高层建筑结构设计PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　概述 1

1.2　高层建筑结构的设计特点 1

1.3　高层建筑结构的类型 6

1.4　高层建筑的发展概况 8

1.4.1　高层建筑发展简史 8

1.4.2　我国高层建筑发展概况 11

1.5　本课程的教学内容和要求 12

小结 12

思考题 13

第2章　高层建筑的结构体系与结构布置 14

2.1　结构体系 14

2.1.1　框架结构体系 14

2.1.2　剪力墙结构体系 16

2.1.3　框架-剪力墙结构体系 18

2.1.4　筒体结构体系 20

2.1.5　框架-核心筒结构体系 22

2.1.6　带加强层的高层建筑结构体系 23

2.1.7　各种结构体系的最大适用高度和适用的最大高宽比 24

2.2　结构总体布置 26

2.2.1　结构平面布置 26

2.2.2　结构竖向布置 33

2.3　高层建筑的楼盖结构及基础 35

2.3.1　楼盖结构选型 35

2.3.2　楼盖构造要求 36

2.3.3　基础形式及埋置深度 37

小结 37

思考题 38

第3章　高层建筑结构的荷载和地震作用 39

3.1　竖向荷载 39

3.1.1　恒荷载 39

3.1.2　活荷载 39

3.2　风荷载 40

3.2.1　风荷载标准值 41

3.2.2　总风荷载 47

3.3　地震作用 49

3.3.1　一般计算原则 49

3.3.2　计算地震作用的反应谱法 51

3.3.3　水平地震作用计算 53

3.3.4　结构自振周期计算 58

小结 59

3.3.5　竖向地震作用计算 59

思考题 60

习题 60

第4章　高层建筑结构的计算分析和设计要求 62

4.1　高层建筑结构的计算分析 62

4.1.1　结构计算分析方法 62

4.1.2　结构计算模型及计算要求 62

4.2　荷载效应和地震作用效应的组合 64

4.3.2　水平位移限制和舒适度要求 66

4.3　高层建筑结构的设计要求 66

4.3.1　承载力要求 66

4.3.3　整体稳定和倾覆问题 70

4.3.4　结构延性和抗震等级 74

4.4　高层建筑结构的抗震概念设计 76

4.5　超限高层建筑工程抗震设计 77

4.5.1　超限高层建筑工程的认定和抗震概念设计 78

4.5.2　超限高层建筑工程的抗震计算和抗震构造措施 79

小结 80

思考题 80

第5章　框架结构设计 82

5.1　结构布置 82

5.1.1　柱网和层高 82

5.1.2　框架结构的承重方案 83

5.2　框架结构的计算简图 84

5.2.1　梁、柱截面尺寸 84

5.2.2　框架结构的计算简图 85

5.3　竖向荷载作用下框架结构内力的简化计算 88

5.3.1　分层法 88

5.3.2　弯矩二次分配法 92

5.4　水平荷载作用下框架结构内力和侧移的简化计算 92

5.4.1　水平荷载作用下框架结构的受力及变形特点 92

5.4.2　D值法 93

5.4.3　反弯点法 103

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 106

5.5.1　荷载效应组合 106

5.5.2　构件设计 109

5.6　框架结构的构造要求 110

5.6.1　框架梁 110

5.6.2　框架柱 112

5.6.3　梁柱节点 115

5.6.4　钢筋连接和锚固 116

小结 118

思考题 119

习题 119

第6章　剪力墙结构设计 121

6.1　结构布置 121

6.1.1　墙体承重方案 121

6.1.2　剪力墙的布置 121

6.2　剪力墙结构平面协同工作分析 123

6.2.1　剪力墙的分类和简化分析方法 123

6.2.2　剪力墙的等效刚度 125

6.2.3　剪力墙结构平面协同工作分析 126

6.3　整截面墙的内力和位移计算 128

6.3.1　墙体截面内力 128

6.3.2　位移和等效刚度 128

6.4.1　基本假定 130

6.4　双肢墙的内力和位移计算 130

6.4.2　微分方程的建立 131

6.4.3　微分方程的求解 134

6.4.4　内力计算 136

6.4.5　位移和等效刚度 138

6.4.6　双肢墙内力和位移分布特点 139

6.5　多肢墙的内力和位移计算 142

6.5.1　微分方程的建立和求解 142

6.5.2　约束弯矩分配系数 143

6.5.3　内力计算 145

6.5.4　位移和等效刚度 146

6.6　整体小开口墙的内力和位移计算 147

6.6.1　整体弯曲和局部弯曲分析 147

6.6.2　整体小开口墙内力和位移的实用计算 148

6.7　壁式框架的内力和位移计算 151

6.7.2　带刚域杆件的等效刚度 152

6.7.1　计算简图 152

6.7.3　内力和位移计算 154

6.8　剪力墙分类的判别 155

6.8.1　剪力墙的受力特点 155

6.8.2　剪力墙分类的判别 156

6.9　剪力墙截面设计和构造要求 158

6.9.1　剪力墙的厚度和混凝土强度等级 159

6.9.2　剪力墙的加强部位 159

6.9.4　剪力墙截面设计 160

6.9.3　剪力墙内力设计值的调整 160

6.9.5　剪力墙轴压比限值和边缘构件 164

6.9.6　剪力墙截面的构造要求 166

6.9.7　连梁截面设计 168

6.9.8　剪力墙墙面和连梁开洞时构造要求 171

小结 171

思考题 172

7.1.2　框架-剪力墙结构中剪力墙的布置 174

7.1.1　基本要求 174

7.1　结构布置 174

第7章　框架-剪力墙结构设计 174

7.1.3　板柱-剪力墙结构的布置 176

7.1.4　梁、柱截面尺寸及剪力墙数量的初步拟定 176

7.2　基本假定与计算简图 177

7.2.1　框架与剪力墙的协同工作 177

7.2.2　基本假定与计算简图 178

7.2.3　基本计算参数 179

7.3　框架-剪力墙铰结体系结构分析 183

7.3.1　基本方程及其一般解 183

7.3.2　水平均布荷载作用下内力及侧移计算 184

7.3.3　倒三角形分布水平荷载作用下内力及侧移计算 185

7.3.4　顶点集中水平荷载作用下内力及侧移计算 187

7.4　框架-剪力墙刚结体系结构分析 187

7.4.1　基本微分关系 187

7.4.2　基本方程及其解 189

7.4.4　框架-剪力墙结构的受力和侧移特征 191

7.4.3　总框架剪力Vf和总连梁线约束弯矩m的另一种算法 191

7.5　框架-剪力墙结构内力计算步骤及计算实例 194

7.5.1　内力计算步骤 194

7.5.2　计算实例及分析 196

7.6　框架、剪力墙及框架-剪力墙结构考虑扭转效应的近似计算 211

7.6.1　结构侧向刚度与刚度中心 211

7.6.2　水平荷载的分配 212

7.7　框架-剪力墙结构的截面设计和构造 214

小结 217

思考题 217

第8章　筒体结构设计 218

8.1　框筒、筒中筒和束筒结构的布置 218

8.2　框架-核心筒结构的布置 220

8.2.1　框架-核心筒结构的受力特点 220

8.2.2　框架-核心筒结构的布置 223

8.3.1　等效槽形截面近似估算方法 224

8.3　筒体结构计算方法 224

8.3.2　等效平面框架法——翼缘展开法 225

8.3.3　空间杆系-薄壁柱矩阵位移法 227

8.4　筒体结构的截面设计及构造要求 227

小结 229

思考题 229

第9章　复杂高层建筑结构设计 230

9.1　带转换层高层建筑结构 230

9.1.1　转换层的分类及主要结构形式 231

9.1.2　结构布置 232

9.1.3　梁式转换层结构设计 236

9.1.4　厚板转换层结构设计 242

9.1.5　桁架转换层结构设计 243

9.2　带加强层高层建筑结构 245

9.2.1　加强层的主要结构形式 245

9.2.2　伸臂加强层的作用及布置 246

9.2.3　结构分析 247

9.2.4　构造要求 249

9.3　错层结构 250

9.3.1　错层结构的应用及适用范围 250

9.3.2　结构布置 251

9.3.3　结构分析 251

9.3.4　构造措施 252

9.4　连体结构 252

9.4.1　连体结构的形式及适用范围 252

9.4.3　概念设计及构造措施 253

9.4.2　结构分析 253

9.5　多塔楼结构 254

9.5.1　结构布置 254

9.5.2　结构分析 255

9.5.3　加强措施 256

小结 257

思考题 258

10.1.1　高层建筑钢结构体系及其适用高度 259

第10章　高层建筑钢结构和混合结构设计 259

10.1　高层建筑钢结构设计概要 259

10.1.2　结构布置 262

10.1.3　高层建筑钢结构抗震设计 262

10.2　钢构件与连接的抗震设计 265

10.2.1　钢框架构件抗震设计 265

10.2.2　中心支撑框架的支撑杆件抗震设计 267

10.2.3　偏心支撑框架的构件抗震设计 268

10.2.4　构件连接的抗震设计 270

10.3　高层建筑混合结构设计概要 272

10.3.1　混合结构构件类型 272

10.3.2　混合结构体系 275

10.3.3　高层建筑混合结构的结构布置和概念设计 279

10.3.4　高层建筑混合结构的计算分析 281

10.4.1　型钢混凝土构件的受力性能 282

10.4　型钢混凝土构件设计 282

10.4.2　型钢混凝土构件正截面承载力计算 283

10.4.3　型钢混凝土构件斜截面承载力计算 286

10.4.4　型钢混凝土构件的构造要求 288

小结 292

思考题 293

第11章　高层建筑结构计算机分析方法和设计程序 294

11.1　概述 294

11.2　杆件有限元法 294

11.2.1　基本假定 294

11.2.2　计算模型 296

11.2.3　计算要点 299

11.3　空间组合结构计算方法 300

11.3.1　关于剪力墙计算模型 300

11.3.2　墙板和墙元模型 300

11.4　高层建筑结构分析和设计程序 303

11.4.1　结构分析通用程序 303

11.3.3　空间组合结构计算方法 303

11.4.2　高层建筑结构分析与设计专用程序 304

11.4.3　程序计算结果的分析与判别 307

小结 307

思考题 308

第12章　高层建筑结构的基础设计 309

12.1　基础的选型和埋置深度 309

12.1.1　基础类型的选择及一般规定 309

12.1.2　基础的埋置深度 310

12.1.3　高层建筑基础与裙房基础的关系 312

12.2　地基、基础和上部结构的共同作用分析 314

12.3　筏形基础设计 317

12.3.1　筏形基础尺寸的确定 318

12.3.2　筏形基础的基底反力及内力计算 319

12.3.3　配筋计算及构造 321

12.4　箱形基础设计 322

12.4.1　箱形基础的补偿性及其利用 323

12.4.2　箱形基础的一般规定 324

12.4.3　箱形基础基底反力计算 324

12.4.4　箱形基础内力分析 326

12.4.5　箱形基础配筋和构造 327

12.5　桩基础设计 328

12.5.1　桩的类型 328

12.5.2　桩的布置和承台构造 329

小结 331

思考题 331

附录1　风荷载体型系数 333

附录2　均匀分布水平荷载作用下各层柱标准反弯点高度比yn 336

附录3　倒三角形分布水平荷载作用下各层柱标准反弯点高度比yn 338

附录4　顶点集中水平荷载作用下各层柱标准反弯点高度比yn 340

附录5　上、下层梁相对刚度变化的修正值y1 342

附录6　上、下层高不同的修正值y2和y3 342

参考文献 343