高层建筑结构设计PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 高层建筑的定义与分类 1

1.1.1 高层建筑的定义 1

1.1.2 高层建筑的分类 1

1.2 高层建筑结构特点 2

1.2.1 高层建筑受力和位移特点 2

1.2.2 建筑高度与材料用量、工程造价的关系 4

1.2.3 高层建筑技术经济特点 5

1.3 高层建筑的发展历史与现状 5

1.3.1 世界高层建筑的发展历史 6

1.3.2 国内高层建筑的发展历史 11

1.4 高层建筑的发展趋势 12

1.5 本课程的主要内容、学习目的和要求 15

思考题与习题 15

2 高层建筑结构体系与结构布置 16

2.1 高层建筑结构体系 16

2.1.1 框架结构体系 16

2.1.2 剪力墙结构体系 19

2.1.3 框架-剪力墙结构体系 20

2.1.4 筒体结构 22

2.1.5 新型结构体系 25

2.1.6 结构体系的选择 31

2.2 高层建筑结构布置 33

2.2.1 结构平面布置原则 33

2.2.2 平面不规则的类型 34

2.3 高层建筑结构竖向布置 35

2.3.1 结构竖向布置原则 35

2.3.2 竖向不规则的类型 36

2.4 变形缝设置 37

2.4.1 伸缩缝 37

2.4.2 沉降缝 38

2.4.3 防震缝 38

2.5 高层建筑水平承重结构选型 39

2.5.1 楼盖结构的类型和特点 39

2.5.2 楼盖结构的选型与构造要求 40

2.6 高层建筑基础选型 41

2.6.1 基础形式 42

2.6.2 基础埋深 43

思考题与习题 44

3 高层建筑结构概念设计 45

3.1 高层建筑结构受力特征 45

3.1.1 高层建筑结构基本构件的受力特征 45

3.1.2 建筑结构的三个基本分体系 46

3.1.3 高层建筑结构的传力路线 47

3.1.4 弯曲刚度指数（BRI）和剪切刚度指数（SRI）的概念 48

3.2 高层建筑结构设计要求 50

3.2.1 荷载效应组合 50

3.2.2 承载能力的验算 52

3.2.3 侧向位移限制和舒适度要求 53

3.2.4 重力二阶效应与结构的抗倾覆验算 55

3.2.5 高层建筑结构的延性要求和抗震等级 58

3.3 高层建筑结构分析 63

3.3.1 结构分析原则 63

3.3.2 结构分析方法 64

3.3.3 结构分析步骤 65

3.4 高层建筑结构计算的基本假定、计算简图和计算要求 66

3.4.1 高层建筑结构计算基本原则与假定 66

3.4.2 高层建筑分析模型 67

3.4.3 计算简图 68

3.4.4 计算参数处理原则 69

思考题与习题 69

4 高层建筑结构荷载与地震作用 71

4.1 引言 71

4.2 竖向荷载 71

4.3 风荷载作用 72

4.3.1 风对高层建筑结构作用的特点 72

4.3.2 单位面积上的风荷载标准值及基本风压 73

4.3.3 总风荷载与局部风荷载 76

4.3.4 多层钢筋混凝土框架房屋风荷载计算例题 77

4.4 地震作用 78

4.4.1 地震作用的特点 78

4.4.2 一般计算原则 79

4.4.3 计算方法 79

4.4.4 突出屋面上塔楼的地震力 89

4.4.5 竖向地震作用计算 90

思考题与习题 91

5 钢筋混凝土框架结构设计与案例 92

5.1 框架结构的设计步骤 92

5.2 结构布置与计算简图 93

5.2.1 结构布置 93

5.2.2 计算简图 95

5.3 框架结构内力计算 97

5.3.1 竖向荷载作用下结构的内力计算 97

5.3.2 水平荷载作用下结构的内力计算 102

5.3.3 内力组合及最不利内力 110

5.4 框架结构位移计算 110

5.5 框架结构截面设计与构造要求 112

5.5.1 框架结构抗震设计的一般原则 112

5.5.2 框架梁设计 113

5.5.3 框架柱设计 117

5.5.4 框架节点设计和配筋构造 122

5.6 设计案例 126

5.6.1 设计资料 126

5.6.2 横向框架的计算简图 128

5.6.3 重力荷载计算 129

5.6.4 框架横向侧移刚度计算 131

5.6.5 水平地震作用下横向框架的位移和内力计算 133

5.6.6 风荷载作用下横向框架结构的位移和内力计算 136

5.6.7 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 138

5.6.8 横向框架内力组合 149

5.6.9 框架梁、柱截面配筋计算 153

思考题与习题 156

6 钢筋混凝土剪力墙结构设计与案例 157

6.1 剪力墙结构体系与布置 157

6.1.1 剪力墙结构体系 157

6.1.2 剪力墙的布置 159

6.1.3 剪力墙结构方案初估 162

6.1.4 剪力墙设计计算流程图 164

6.2 剪力墙的内力及位移计算 164

6.2.1 剪力墙计算方法 164

6.2.2 剪力墙类型的判别 166

6.2.3 整体剪力墙在水平荷载作用下内力及位移的计算 169

6.2.4 整体小开口墙在水平荷载作用下内力及位移的计算 171

6.2.5 联肢剪力墙在水平荷载作用下内力及位移的计算 175

6.2.6 壁式框架在水平荷载作用下内力及位移的计算 196

6.3 剪力墙结构设计与构造要求 199

6.3.1 剪力墙的配筋形式 199

6.3.2 墙肢正截面承载力及轴压比限值 200

6.3.3 墙肢斜截面抗剪承载力计算 205

6.3.4 剪力墙构造要求 207

6.3.5 连梁设计计算与构造要求 211

6.3.6 剪力墙截面设计案例 214

思考题与习题 220

7 钢筋混凝土框架-剪力墙结构设计与案例 222

7.1 框架.剪力墙结构的形式与布置 222

7.1.1 结构体系和形式 222

7.1.2 框架-剪力墙结构的变形及受力特点 222

7.1.3 结构布置 223

7.2 框架-剪力墙结构内力和位移计算 228

7.2.1 微分方程法协同分析的基本原理 228

7.2.2 铰接体系协同工作计算 230

7.2.3 刚接体系协同工作计算 237

7.2.4 总框架总剪力的调整 241

7.2.5 各框架、剪力墙和连梁的内力计算 242

7.3 框架地震倾覆力矩和自振周期 244

7.3.1 框架地震倾覆力矩的计算 244

7.3.2 自振周期 245

7.4 刚度特征值λ对结构受力、位移特性的影响 245

7.5 框架-剪力墙结构截面设计与构造要求 246

7.6 设计案例 247

7.6.1 基本计算参数 248

7.6.2 水平地震作用 251

7.6.3 水平位移验算 254

7.6.4 水平地震作用下总剪力墙、总框架和总连梁的内力计算 254

7.6.5 连梁刚接时构件内力计算 256

思考题与习题 257

8 钢筋混凝土筒体结构设计简介 258

8.1 简体结构选型 258

8.2 简体结构的受力性能与计算方法 260

8.2.1 筒体结构的受力性能 260

8.2.2 筒体结构的计算方法 262

8.3 简体结构的截面设计及构造要求 265

思考题与习题 268

9 高层建筑结构计算机计算原理与设计软件简介 269

9.1 高层建筑结构计算机计算原理 269

9.1.1 以杆件为单元的矩阵位移法 269

9.1.2 空间组合结构计算法 270

9.2 高层建筑结构设计和分析软件简介 270

9.2.1 结构分析通用程序 271

9.2.2 高层建筑结构分析与设计专用程序 273

9.3 高层建筑结构程序计算结果的分析 275

9.3.1 计算结果产生错误的原因 275

9.3.2 计算结果的分析、判断和调整 276

思考题与习题 279

参考文献 280