大型复杂建筑结构创新与实践PDF电子书下载

第1章 卡塔尔多哈塔 1

1.1 项目背景 1

1.2 结构方案 2

1.2.1 结构方案概述 2

1.2.2 原标书结构设计存在问题及隐患 3

1.2.3 对原标书设计的调整和改进 4

1.3 项目结构设计的创新 4

1.4 结构整体计算分析 5

1.4.1 设计规范及依据 5

1.4.2 主要结构材料 5

1.4.3 荷载作用及其效应组合 6

1.4.4 结构整体计算模型及分析 10

1.5 钢筋混凝土徐变及收缩影响分析 22

1.5.1 混凝土徐变机理 22

1.5.2 目前国际上常用的徐变及收缩的结构分析方法及规范 24

1.5.3 对原结构模型的徐变和收缩影响分析 27

1.5.4 对原结构模型改进及改进后的徐变和收缩影响计算结果分析 30

1.5.5 考虑徐变收缩效应后结构构件内力的变化 31

1.5.6 结论 33

1.6 斜柱交叉节点设计与试验研究 33

1.6.1 标书中原结构节点的承载力复核 33

1.6.2 节点加强措施 36

1.6.3 节点加强后的弹性状态下有限元（FEM）分析 36

1.6.4 加强后斜柱节点的承载力 38

1.6.5 塑性状态下的斜柱节点有限元分析 39

1.6.6 试验验证 42

1.6.7 施工图设计 51

1.7 屈曲稳定分析 51

1.7.1 结构稳定的概念及屈曲分析理论 51

1.7.2 本工程结构线性屈曲稳定分析 53

1.7.3 结论 60

1.8 预应力混凝土环梁分析 61

1.8.1 环梁部分预应力设计 61

1.8.2 环梁预应力整体结构计算分析 64

1.8.3 预应力环梁非预应力筋设计 69

1.8.4 典型楼层环梁预应力及非预应力钢筋配置 70

1.8.5 结论 70

1.9 结构抗连续倒塌设计 71

1.9.1 抗连续倒塌研究现状 72

1.9.2 抗连续倒塌设计方法 72

1.9.3 一对交叉斜柱破坏的抗连续倒塌设计研究 73

1.9.4 结语 78

1.10 其他专项设计 78

1.10.1 开孔工字钢梁组合楼盖有限元分析 78

1.10.2 钢结构穹顶分析 79

1.10.3 钢结构雨棚分析 79

1.10.4 温度效应全过程施工模拟分析 80

1.11 结语 81

第2章 深圳大梅沙万科中心 83

2.1 工程概况及结构构成 83

2.1.1 工程概况 83

2.1.2 主体结构选型 84

2.1.3 结构构成 85

2.2 设计标准及荷载作用 88

2.2.1 结构设计标准 88

2.2.2 重力荷载 88

2.2.3 地震作用 88

2.2.4 风荷载 88

2.2.5 温度作用 89

2.3 工程复杂性和超限情况 90

2.3.1 平面不规则 90

2.3.2 大悬挑结构 90

2.3.3 大跨度连体结构 90

2.4 针对超限情况采取的相应措施 91

2.4.1 针对平面不规则的措施 91

2.4.2 针对大悬挑结构的措施 92

2.4.3 针对大跨连体结构的措施 92

2.5 结构设计理念 92

2.5.1 结构自平衡自配重 92

2.5.2 索张拉应力控制 93

2.5.3 采用部分钢套管 93

2.5.4 关键点位移控制 96

2.5.5 成品索检验及其耐久性 97

2.5.6 施工顺序确定 97

2.6 节点设计与试验研究 101

2.7 舒适度分析与控制 103

2.8 结构的抗震性能 104

2.9 温度应力分析 105

2.9.1 温度作用取值 105

2.9.2 桩基刚度计算 106

2.9.3 施工期间温度效应 106

2.9.4 使用期间温度效应 108

2.9.5 温度荷载组合及结构验算 108

2.10 结构动力弹塑性时程分析 109

2.10.1 分析方法及软件 110

2.10.2 构件模型及材料本构关系 110

2.10.3 构件配筋参数 112

2.10.4 计算模型及结构分析过程 113

2.10.5 地震波的选择及输入 113

2.10.6 计算分析结果 113

第3章 深圳北站 126

3.1 工程概况 126

3.2 结构体系 127

3.2.1 站房下部结构 127

3.2.2 站房屋盖结构 129

3.2.3 站台雨棚 129

3.2.4 结构特点 131

3.3 设计标准及荷载作用 132

3.3.1 结构设计标准 132

3.3.2 重力荷载 132

3.3.3 地震作用 133

3.3.4 风荷载 133

3.3.5 温度作用 133

3.3.6 城市轻轨荷载 134

3.4 计算模型、计算内容、计算假定及计算边界条件 134

3.4.1 计算模型 134

3.4.2 柱底嵌固端确定 135

3.4.3 站房单独下部结构 137

3.4.4 站房单独上部钢结构 137

3.4.5 站房总装结构 137

3.4.6 站台雨棚结构 137

3.5 工程地质概况与基础设计 138

3.5.1 工程地质概况 138

3.5.2 工程地质的地震影响 138

3.5.3 站房基础与地铁5号线、平南铁路及新区大道关系 138

3.5.4 基础设计 138

3.6 主要计算结果 142

3.6.1 站房单独下部结构 142

3.6.2 站房单独上部钢结构 144

3.6.3 站房总装结构 149

3.6.4 站台雨棚 157

3.7 四边形环索弦支结构创新体系研究 159

3.7.1 四边形弦支结构体系工作原理及创新性体现 159

3.7.2 建筑钢结构拉索预应力施加仿真分析方法 160

3.7.3 预应力张拉控制原则及张拉预应力方案 161

3.7.4 弦支体系应力控制分析 163

3.7.5 施工张拉模拟分析 167

3.7.6 雨棚结构试验研究 172

3.8 超长无缝结构设计分析研究 172

3.8.1 结构设缝对比分析研究 172

3.8.2 超长结构温差收缩效应计算分析 179

3.9 高架车站振动分析研究 197

3.9.1 研究工作内容 198

3.9.2 计算条件 199

3.9.3 评判标准 201

3.9.4 步骤一计算结果及分析 202

3.9.5 步骤二计算结果及分析 206

3.9.6 结论 217

3.10 楼盖人行舒适度研究 217

3.10.1 评价标准 218

3.10.2 楼盖刚度简化计算 218

3.10.3 楼盖竖向振动频率计算分析 219

3.10.4 人行走引起的楼盖振动加速度 220

3.11 大跨组合钢梁受弯承载力计算及稳定验算分析 230

3.11.1 组合梁截面分类 230

3.11.2 组合梁受弯承载力、侧扭屈曲的抵抗弯矩验算Matlab程序 232

3.11.3 组合梁弹性屈曲计算分析 233

3.11.4 组合梁腹板开孔局部有限元分析 236

3.12 屈曲稳定分析及结构杆件计算长度系数确定 239

3.12.1 站房线性、非线性屈曲稳定分析及结构杆件计算长度系数 239

3.12.2 站房雨棚线性、非线性屈曲稳定分析及结构杆件计算长度系数 240

3.13 整体结构风洞试验及风荷载数值模拟研究 243

3.13.1 风洞试验概况 243

3.13.2 参考风速和参考风压 245

3.13.3 数值风洞模拟 245

3.13.4 平均风压特性 245

3.13.5 有火车工况与无火车工况下风压系数对比 246

3.13.6 开洞位置风速放大效应研究 246

3.13.7 等效风荷载 247

3.13.8 高速火车入站时行人风环境分析研究 254

第4章 济南奥林匹克体育中心主体育场 262

4.1 工程概况及结构构成 262

4.1.1 工程概况 262

4.1.2 结构构成 263

4.2 设计标准及荷载作用 267

4.2.1 重力荷载分析及取值 267

4.2.2 风荷载 269

4.2.3 温度作用分析及取值 275

4.2.4 地震作用分析及取值 277

4.3 结构设计理念 279

4.3.1 总装分析设计方法 279

4.3.2 钢结构创新采用空间性能优良的折板型悬挑空间桁架结构体系 284

4.4 大跨空间结构包络分析 287

4.5 超长结构施工及使用全过程温度分析 288

4.5.1 上部钢结构温度作用分析 288

4.5.2 下部混凝土结构温度分析结果 290

4.6 结构整体稳定验算 295

4.6.1 线性屈曲分析 295

4.6.2 非线性屈曲分析 297

4.7 关键节点精细设计及试验验证 299

4.8 整体结构抗连续倒塌分析与控制 307

4.8.1 倒塌假定1 307

4.8.2 倒塌假定2 308

4.8.3 倒塌假定3 309

4.9 钢结构施工安装及支撑卸载全过程模拟分析与控制 310

4.10 子结构整体振动台试验 316

4.11 节 点模型试验研究 319

第5章 深圳平安金融中心 323

5.1 工程概况 323

5.2 主要设计准则 324

5.2.1 结构设计使用年限 324

5.2.2 建筑安全等级 324

5.2.3 抗震等级 324

5.2.4 设防烈度 324

5.2.5 地基基础设计等级 324

5.2.6 结构位移控制 324

5.2.7 抗震设计准则 325

5.2.8 舒适度准则 325

5.2.9 结构受弯构件挠度控制 325

5.2.10 楼面振动控制标准 325

5.3 岩土工程分析 326

5.3.1 工程地质概况 326

5.3.2 地质灾害危险性评估 327

5.3.3 地震效应 329

5.4 结构主要材料 329

5.4.1 混凝土 329

5.4.2 钢筋 330

5.5 荷载与地震作用 330

5.5.1 重力荷载 330

5.5.2 塔楼风洞试验结果及设计 331

5.5.3 地震作用 334

5.5.4 其他荷载及作用 335

5.5.5 荷载组合 335

5.6 抗震性能化设计 336

5.6.1 地震作用参数 336

5.6.2 性能目标和设计指标 337

5.7 地基基础设计 339

5.7.1 塔楼桩基基础概述 339

5.7.2 单桩竖向承载力确定 340

5.7.3 筏基设计 341

5.7.4 基础沉降分析 342

5.7.5 基坑支护挡土墙及临时支撑 343

5.8 结构体系概述 345

5.8.1 抗侧力体系 345

5.8.2 重力体系 351

5.8.3 塔尖部分 353

5.8.4 阻尼器介绍及平安金融中心阻尼装置选择的考虑 354

5.9 超限抗震设计 359

5.9.1 超限情况判别 359

5.9.2 针对超限情况的结构设计和相应措施 360

5.10 结构分析主要结果汇总及比较 363

5.10.1 概述 363

5.10.2 主要分析结果 364

5.11 构件设计 383

5.11.1 构件设计 383

5.11.2 楼面组合梁设计及验算 406

5.11.3 塔尖结构分析结果 408

5.12 罕遇地震下弹塑性时程分析 413

5.12.1 输入地震波分析及选用 413

5.12.2 结构动力弹塑性分析的目的 420

5.12.3 计算分析方法 420

5.12.4 动力弹塑性分析结果及分析 426

5.13 全过程施工模拟及非荷载作用分析 441

5.13.1 分析的必要性 441

5.13.2 施工考虑 442

5.13.3 施工阶段结构控制 445

5.13.4 竖向变形分析 446

5.14 关键节点设计 461

5.14.1 节点设计原则及目标 461

5.14.2 节点设计要求 461

5.14.3 节点分析所用软件及材料属性 461

5.14.4 节点设计 462

第6章 天津响螺湾中钢广场 468

6.1 工程概况 468

6.2 工程场地地质概况 469

6.3 结构设计标准 470

6.3.1 设计使用年限／设计基准期 470

6.3.2 结构安全等级／结构重要性系数 470

6.3.3 底部加强区高度 470

6.3.4 抗震性能目标 470

6.3.5 抗震等级 471

6.3.6 抗震设防类别 471

6.3.7 整体结构控制指标 471

6.4 荷载分析与效应组合 472

6.4.1 重力荷载 472

6.4.2 风荷载 472

6.4.3 地震作用 474

6.4.4 温度作用 475

6.4.5 效应组合 475

6.5 结构材料 477

6.6 结构构成 477

6.6.1 T2结构构成 477

6.6.2 T1结构构成 486

6.6.3 T2／T1竖向构件地下室部分 489

6.6.4 裙房构成 489

6.7 超限情况判别及针对超限的相应措施 490

6.7.1 T2高度及高宽比 490

6.7.2 塔楼结构规则性 490

6.7.3 嵌固端的确定 491

6.7.4 针对超限的主要抗震措施 491

6.8 结构计算模型及分析软件 493

6.9 结构设计策略 494

6.9.1 六边形网格结构性能研究 494

6.9.2 六边形横梁合理刚度 495

6.9.3 六边形斜柱倾斜角度优化 497

6.9.4 施工措施优化外筒角部斜柱和楼板受力 500

6.9.5 楼板局部有限元分析 508

6.9.6 楼板刚度退化影响分析 510

6.9.7 杆元壳元对比及杆元模型节点刚域合理取值 511

6.9.8 延性设计 518

6.10 T2结构设计 519

6.10.1 模态分析 519

6.10.2 刚重比 519

6.10.3 重力荷载作用内外筒分担比例 520

6.10.4 规范风荷载效应分析 520

6.10.5 风洞实验分析 521

6.10.6 小震反应谱作用效应分析 522

6.10.7 结构构件设计 525

6.10.8 线性屈曲稳定分析 533

6.10.9 非线性屈曲稳定分析 536

6.11 T2抗连续倒塌分析 537

6.11.1 失效工况 537

6.11.2 荷载组合 540

6.11.3 材料参数选择 540

6.11.4 分析结果 540

6.11.5 结论 542

6.12 混凝土长期徐变收缩效应影响分析 542

6.12.1 混凝土徐变收缩模型 542

6.12.2 本工程徐变收缩效应相关参数取值 542

6.12.3 收缩徐变分析主要计算结果 543

6.12.4 主要结论 549

6.13 整体结构温差效应及施工全过程模拟 550

6.13.1 气象统计资料 550

6.13.2 施工全过程模拟 550

6.13.3 温差取值 551

6.13.4 桩基有限刚度 553

6.13.5 整体结构温差收缩效应分析结果 554

6.13.6 主要结论 561

参考文献 563