高层建筑结构设计和计算 上PDF电子书下载

目录 1

前言 1

第1章 高层建筑结构体系与布置 1

1.1 高层建筑的发展与特点 1

1.1.1 高层建筑的发展 1

1.1.2 高层建筑的特点 8

1.1.3 高层建筑的结构类型 9

1.2 高层建筑的结构体系 10

1.2.1 框架结构体系 10

1.2.2 剪力墙结构体系 12

1.2.3 框架-剪力墙结构（框架-筒体结构和板柱-剪力墙结构）体系 16

1.2.4 框筒和筒中筒结构 20

1.2.5 多筒体系——成束筒及巨形框架结构 24

1.2.6 各种结构体系适用的最大高度和适用高度范围 26

1.3 结构总体布置 27

1.3.1 控制结构高宽比（H/B） 27

1.3.2 结构的平面布置 28

1.3.3 结构的竖向布置 31

1.3.4 缝的设置与构造 32

1.3.5 高层建筑楼盖 37

1.3.6 基础形式及基础埋置深度 39

思考题 40

第2章 荷载作用和结构设计要求 42

2.1 风荷载 42

2.1.1 单位面积上的风荷载标准值 42

2.1.2 总风荷载 48

2.2.1 地震作用的特点 50

2.2 地震作用的特点和抗震设计目标 50

2.2.2 抗震设防标准、抗震设计目标和二阶段设计方法 51

2.3 地震作用的计算方法 53

2.3.1 设计反应谱曲线 53

2.3.2 等效地震力计算方法 56

2.3.3 竖向地震作用计算 60

2.3.4 反应谱方法的优缺点 64

2.4 结构的自振周期 65

2.4.1 刚度法求多自由度体系周期和振型的概念 65

2.4.2 周期的近似计算 67

2.5 荷载效应组合 69

2.6.1 承载能力的验算 70

2.6 结构设计要求 70

2.6.2 侧向位移限制和舒适度要求 71

2.6.3 高层房屋的抗震等级和抗震措施 72

2.6.4 罕遇地震作用下的变形验算 74

2.7 高层建筑结构计算的基本假定、计算简图和计算要求 76

2.7.1 弹性工作状态假定 76

2.7.2 平面抗侧力结构和刚性楼板假定下的整体共同工作 76

2.7.3 风荷载和地震作用的方向 78

思考题 78

习题 79

第3章 框架结构的内力和位移计算 81

3.1 多层多跨框架在竖向荷载作用下的近似计算——分层计算法 81

3.2 多层多跨框架在水平荷载作用下内力的近似计算——反弯点法 84

3.3.1 柱侧移刚度D值的计算 91

3.3 多层多跨框架在水平荷载作用下的改进反弯点法——D值法 91

3.3.2 确定柱反弯点高度比 93

3.4 多层多跨框架在水平荷载作用下侧移的近似计算 104

3.4.1 梁柱弯曲变形产生的侧移 105

3.4.2 柱轴向变形产生的侧移 110

思考题 113

习题 114

第4章 剪力墙结构的内力和位移计算 116

4.1 剪力墙结构的计算图和计算方法 116

4.1.1 剪力墙结构的计算图——水平荷载下剪力墙的计算截面 116

4.1.2 剪力墙的受力特点和计算方法 119

4.2 整体墙和小开口整体墙的计算 121

4.2.1 整体墙的计算 121

4.2.2 小开口整体墙的计算 123

4.3 双肢墙的计算 130

4.3.1 连续连杆法的基本假设 130

4.3.2 力法方程的建立 131

4.3.3 基本方程的解 135

4.3.4 双肢墙的内力计算 137

4.3.5 双肢墙的位移与等效刚度 144

4.4 关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响以及各类剪力墙划分判别式的讨论 147

4.4.1 关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响 147

4.4.2 关于各类剪力墙划分判别式的讨论 149

4.5 多肢墙的计算 152

4.5.1 基本方程的建立 153

4.5.2 微分方程的解 156

4.5.3 约束弯矩分配系数ηi 157

4.5.4 内力和位移计算公式 159

4.5.5 双肢墙、多肢墙计算步骤及计算公式汇总 161

4.6 壁式框架在水平荷载作用下的近似计算 167

4.6.1 计算图及其特点 167

4.6.2 带刚域杆考虑剪切变形后刚度系数和D值的计算 168

4.6.3 反弯点高度比的修正 171

4.7 底层大空间剪力墙结构的受力特点和应力、内力系数 178

4.7.1 底层大空间剪力墙结构的计算图、计算方法和受力特点 178

4.7.2 框支剪力墙墙-框交接区的应力分布 179

4.7.3 底层为单、双跨框架的框支剪力墙应力、内力系数表 183

思考题 185

习题 185

5.1 框架-剪力墙协同工作原理和计算图 187

5.1.1 问题的提出 187

第5章 框架-剪力墙结构的内力和位移计算 187

5.1.2 两种计算图 188

5.1.3 协同工作的基本原理 190

5.2 框架-剪力墙铰结体系在水平荷载下的计算 191

5.2.1 总剪力墙和总框架刚度的计算 191

5.2.2 基本方程及其解 192

5.2.3 三种水平荷载作用时的计算公式与图表 194

5.3 框架-剪力墙刚结体系在水平荷载下的计算 197

5.3.1 刚结连梁的梁端约束弯矩系数 198

5.3.2 基本方程及其解 199

5.3.3 各剪力墙、框架和连梁的内力计算 201

5.4 框架-剪力墙的受力和位移特征以及本章计算方法的应用条件 202

5.4.1 框架-剪力墙结构的受力、位移特征和受力的限制性规定 202

5.4.2 本章计算方法的应用条件 204

5.5.1 问题的提出 205

5.5 框架、剪力墙及框架-剪力墙结构的扭转近似计算 205

5.5.2 质量中心、刚度中心和扭转偏心距 206

5.5.3 考虑扭转后的剪力修正 208

5.5.4 讨论 210

5.6 框架-剪力墙结构协同工作计算实例 212

5.6.1 结构刚度的计算 213

5.6.2 地震作用计算 215

5.6.3 框架-剪力墙协同工作计算 218

5.6.4 讨论 221

思考题 221

习题 222

6.1.1 框架结构布置 229

6.1 框架结构布置、截面尺寸估算和材料强度等级 229

第6章 框架设计和构造 229

6.1.2 框架结构截面尺寸估算及材料强度等级 230

6.2 框架内力组合及最不利内力 231

6.2.1 控制截面及最不利内力类型 231

6.2.2 荷载布置 232

6.2.3 内力调整 233

6.2.4 内力组合 234

6.3 框架抗震设计的延性要求 238

6.3.1 延性结构 238

6.3.2 延性框架设计基本措施 240

6.3.3 强柱弱梁设计原则 241

6.4 框架梁截面设计和配筋构造 242

6.4.1 梁的破坏形态与影响延性的因素 242

6.4.2 框架梁的配筋计算 244

6.4.3 框架梁的配筋构造要求 247

6.5 框架柱截面设计和配筋构造 249

6.5.1 影响框架柱延性的几个重要参数 249

6.5.2 正截面抗弯承载力计算及最小配筋率 250

6.5.3 斜截面抗剪承载力计算及配箍 252

6.5.4 轴压比限制及配箍 254

6.5.5 钢筋配置构造要求 256

6.6 框架节点核芯区截面设计和配筋构造 258

6.6.1 强节点、强锚固 258

6.6.2 节点区设计剪力 259

6.6.3 节点区抗剪验算 261

6.6.4 梁、柱钢筋锚固及搭接 262

6.7.1 竖向荷载下结构的内力计算 266

6.7 框架-剪力墙结构框架截面设计实例——5.6节计算实例续一 266

6.7.2 水平地震作用下结构的内力 267

6.7.3 构件内力组合 269

6.7.4 构件截面设计 271

思考题 278

习题 279

第7章 剪力墙设计和构造 280

7.1 墙肢截面承载力计算 281

7.1.1 正截面抗弯承载力计算 281

7.1.2 斜截面抗剪承载力计算 285

7.2 悬臂剪力墙设计和构造要求 287

7.2.1 破坏形态和设计要求 287

7.2.2 剪力墙截面配筋构造 288

7.2.3 抗震延性悬臂剪力墙的设计和构造 290

7.2.4 延性悬臂剪力墙截面设计和构造要求要点 294

7.3 开洞剪力墙设计和构造 295

7.3.1 开洞剪力墙的破坏形态和设计要求 295

7.3.2 连梁截面设计和构造 297

7.3.3 延性联肢墙设计 298

7.4 框架-剪力墙结构设计和构造 302

7.4.1 框-剪结构中剪力墙的合理数量 302

7.4.2 框-剪结构中剪力墙的布置和间距 305

7.4.3 框-剪结构中框架内力的调整 306

7.4.4 有边框剪力墙设计和构造 306

7.4.5 板柱-剪力墙结构设计和构造 307

7.5 框架-剪力墙结构剪力墙截面设计实例——5.6节计算实例续二 309

7.5.1 竖向荷载下结构的内力计算 309

7.5.2 水平地震作用下结构的内力 311

7.5.3 构件内力组合 312

7.5.4 构件截面设计 313

7.6 底部大空间剪力墙结构设计和构造 316

7.6.1 结构特点及抗震措施 316

7.6.2 落地剪力墙设计和构造 317

7.6.3 框支剪力墙设计和构造 318

7.6.4 框支层楼板 321

思考题 322

习题 322

第8章 筒体结构的计算和设计 323

8.1 筒体结构及不适合协同工作原理的空间结构的计算图和计算方法 323

8.1.1 协同工作原理适应和不适应的场合 323

8.1.2 筒体结构的计算方法 326

8.2.1 翼缘展开法 327

8.2 框筒和筒中筒结构在水平和扭转荷载下的等效平面法 327

8.2.2 框筒结构的内力系数图表 328

8.2.3 框筒结构在扭转荷载下的等效平面法 333

8.2.4 筒中筒结构在水平荷载下的等效平面法 335

8.3 框筒结构在水平荷载下的等效连续体法 336

8.3.1 等效筒的特征 336

8.3.2 内力计算 338

8.3.3 位移计算 345

8.3.4 算例 347

8.4 框筒结构在扭转荷载下的等效连续体法 351

8.4.1 内力计算 351

8.4.2 位移计算 354

8.5.1 计算图和计算方法 355

8.5 筒中筒结构在水平荷载下的等效连续体-力法计算 355

8.5.2 力法方程系数和自由项的计算 356

8.5.3 内外筒的内力和位移 358

8.5.4 算例 360

8.6 内筒结构在扭转荷载下的计算 361

8.6.1 开口截面薄壁杆的约束扭转 361

8.6.2 连梁对开口截面薄壁杆约束扭转的影响 365

8.7 筒中筒结构在扭转荷载下的等效连续体-力法计算 367

8.7.1 计算筒图和计算方法 367

8.7.2 力法方程系数和自由项的计算 368

8.7.3 内外筒的内力和位移 369

8.7.4 算例 371

8.8 筒体结构设计和构造 371

思考题 374

参考文献 375