高层建筑结构方案优选PDF电子书下载

第一章　高层建筑发展概况 1

1.1　兴起的缘由 1

1.2　高楼发展简史 1

1.2.1　古代 1

目录 1

1.2.2　形成期 2

1.2.3　发展期 2

1.2.4　繁荣期 3

1.3　中国高楼现状 3

1.3.1　早期建筑 3

1.3.2　近期建筑 4

1.4　国外高楼概况 9

1.4.1　亚洲 9

1.4.2　欧洲 9

1.4.5　大洋洲 10

1.4.3　美洲 10

1.4.4　非洲 10

第二章　结构设计特点 14

2.1　结构内力与变形 14

2.1.1　水平荷载成为决定因素 14

2.1.2　轴向变形不容忽视 14

2.1.3　侧移成为控制指标 16

2.1.4　结构延性是重要设计指标 16

2.2　构件的基本形式 16

2.2.1　线形构件 17

2.2.2　平面构件 17

2.2.3　立体构件 17

2.3　确定结构类型的基本要素 17

2.4.2　建筑内部空间 18

2.4.1　结构材料用量 18

2.4　结构体系的适用范围 18

2.4.3　适用房屋高度 19

2.5　结构体系的选定 21

2.6　高楼结构的发展趋势 22

2.6.1　构件立体化 22

2.6.2　巨柱周边化 22

2.6.3　结构支撑化 23

2.6.4　体形圆锥化 24

2.6.5　材料高强化 25

2.6.6　建筑轻量化 26

2.6.7　动力反应智能化 26

第三章　结构设计原则 27

3.1　房屋体形 27

3.1.1　建筑平面形状 27

3.1.3　房屋高度 30

3.1.2　建筑立面形状 30

3.2　结构布置 32

3.2.1　抗侧力构件的平面布置 32

3.2.2　抗侧力构件的竖向布置 34

3.3　结构方案设计要点 35

3.3.1　场地选择 35

3.3.2　削减结构地震反应 36

3.3.3　结构体系基本要求 36

3.4　结构的稳定 39

3.4.1　结构整体稳定 39

3.4.2　P-△效应 40

3.5　楼盖结构 41

3.5.1　钢梁的布置 41

3.5.2　减轻自重的途径 44

3.6.1　基本要求 46

3.6　地基与基础 46

3.6.2　基础埋深 47

3.6.3　地面以下结构 48

第四章　配筋砌体结构体系 49

4.1　现状与经验 49

4.1.1　非地震区 49

4.1.2　地震区 50

4.2　集中配筋砌体 55

4.2.1　砌体楼房的三种类型 55

4.2.2　震害经验 56

4.2.3　结构试验 58

4.2.4　中高层砖房设计方案 69

4.2.5　设计要点 75

4.2.6　承载力验算 77

4.3.1　工程实践 80

4.3　均布配筋砌体 80

4.3.2　砌体材料 81

4.3.3　墙体配筋 82

4.3.4　圈梁 86

4.4　砖混凝土夹心墙 87

4.4.1　工程实践 87

4.4.2　结构力学特性 88

4.4.3　墙体构造 89

4.4.4　构件间的连接 92

4.5　砖墙-混凝土墙体系 93

4.5.1　应用范围 93

4.5.2　体系的组成和特征 93

4.5.3　构件的布置 94

4.5.4　构造要求 96

4.5.5　钢筋混凝土墙布置方案 97

4.6.1　应用范围 99

4.6　底框配筋砖房 99

4.6.2　构件的布置 100

4.6.3　构件抗震等级 101

4.6.4　构造要求 102

4.6.5　工程实例 103

第五章　钢筋混凝土结构体系 107

5.1　框架体系 107

5.1.1　柱网布置 107

5.1.2　楼板走向 109

5.1.3　框架变形性质 109

5.1.4　装配式框架 110

5.1.5　框架设计要点 111

5.1.6　房屋最大高度 112

5.2.1　应用情况 113

5.1.7　杆件截面参考尺寸 113

5.2　板柱体系 113

5.2.2　建筑特点 114

5.2.3　结构特征 114

5.2.4　耐震性能 116

5.2.5　试点工程 116

5.2.6　工程实例 118

5.3　全墙体系 119

5.3.1　现浇承重墙体系 119

5.3.2　内浇外预体系 128

5.3.3　端筒-横墙体系 131

5.3.4　带框无砂混凝土墙体系 135

5.4　装配式墙板体系 137

5.4.1　结构特征 137

5.4.2 “连续倒塌”的防治 139

5.4.3　已建工程概况 140

5.4.4　模型试验 141

5.4.5　十六层试点工程 142

5.5　框托墙体系 143

5.5.1　建筑功能的要求 143

5.5.2　震害特点 143

5.5.3　结构试验和分析 144

5.5.4　设计要点 147

5.5.5　转换层的处理 150

5.5.6　工程实例 151

5.6　框-墙体系 154

5.6.1　结构特征 154

5.6.2　结构变形特点 155

5.6.3　构件受力状态 157

5.6.4　耐震性能 159

5.6.5　抗震墙的布置原则 159

5.6.6　抗震墙最佳数量的确定 162

5.6.7　抗震墙的耐震设计准则 167

5.6.8　异形柱框架的应用 168

5.6.9　工程实例 168

5.7　芯筒-框架体系 176

5.7.1　楼层平面布局 176

5.7.2　结构特征 177

5.7.3　结构变形特点 178

5.7.4　构件受力状态 178

5.7.5　构件抗震等级 180

5.7.6　设计要点 181

5.7.7　工程实例 182

5.8.1　结构特征 190

5.8　多筒-框架体系 190

5.8.2　结构变形特点 192

5.8.3　构件受力状态 192

5.8.4　构件抗震等级 193

5.8.5　工程实例 193

5.9　刚臂芯筒-框架体系 196

5.9.1　体系的构成 196

5.9.2　建筑布置需要 197

5.9.3　提高芯筒抗推能力的 197

途径 197

5.9.4　刚臂的效果 198

5.9.5　刚臂设置原则 202

5.9.6　约束弯矩和顶点侧移的计算 203

5.9.7　构件抗震等级 204

5.9.8　实腹刚臂的利弊 204

5.9.9　工程实例 205

5.10 主次框架体系 213

5.10.1　结构特征 213

5.10.2　结构变形特性 214

5.10.3　设计要点 215

5.10.4　工程实例 215

5.11　竖筒挑托体系 217

5.11.1　结构特征 217

5.11.2　耐震性能 218

5.11.3　设计要点 218

5.11.4　工程实例 219

5.12　竖筒悬挂体系 222

5.12.1　结构特征 222

5.12.2　耐震性能 224

5.12.3　设计要点 224

5.13.1　结构特征 225

5.12.4　工程实例 225

5.13　筒中筒体系 225

5.13.2　结构变形特点 228

5.13.3　矩形框筒受力状态 229

5.13.4　圆形框筒的竖向应力分布 232

5.13.5　筒中筒体系的构件内力分配 233

5.13.6　框筒结构试验 234

5.13.7　减小框筒剪力滞后的措施 237

5.13.8　框筒底层扩大柱距的对策 241

5.13.9　框筒设计要点 243

5.13.10　工程实例 249

5.14　框筒束体系 254

5.14.1　结构特征 254

5.14.2　工程实例 255

6.1.1　用钢量 257

第六章　钢结构体系 257

6.1　钢结构的特点 257

6.1.2　结构面积 258

6.1.3　结构自重 259

6.1.4　工期 259

6.1.5　耐震性能 260

6.2　钢结构体系的演化 260

6.2.1　高楼发展形势的需要 260

6.2.2　“平面构件”结构体系的衍生 260

6.2.3　“立体构件”结构体系的发展 261

6.2.4　结构体系的相互渗透和融合 261

6.3　框架体系 261

6.3.1　结构特征 261

6.3.2　受力状态 261

6.3.4　P-△效应 262

6.3.3　变形性质 262

6.3.5　节点域变形 263

6.3.6　底层塑性变形集中 263

6.3.7　框架设计要点 264

6.3.8　工程实例 264

6.4　框-撑体系 266

6.4.1　结构特征 266

6.4.2　结构变形特点 267

6.4.3　适用房屋高度 269

6.4.4　轴交支撑 269

6.4.5　跨层支撑 269

6.4.6　偏交支撑 270

6.4.7　工程实例 272

6.5.1　体系的构成 273

6.5　支撑-刚臂体系 273

6.5.2　刚臂的效果 274

6.5.3　外圈桁架的作用 276

6.5.4　工程实例 277

6.6　框筒体系 279

6.6.1　形势发展的需要 279

6.6.2　结构特征 279

6.6.3　工程实例 280

6.6.4　异形框筒 282

6.7　框筒束体系 283

6.7.1　使用条件 283

6.7.2　体系的构成 283

6.7.3　框筒柱设置方向 283

6.7.4　框筒内部横隔的型式 284

6.7.5　加劲桁架 284

6.7.6　方形框筒束 285

6.7.7　异形框筒束 286

6.8　筒中筒体系 287

6.8.1　体系的构成 287

6.8.2　上海国贸中心大楼 287

6.8.3　北京国贸中心大楼 288

6.9　支撑框筒体系 290

6.9.1　体系的构成 290

6.9.2　结构特点 290

6.9.3　工程实例 291

6.9.4　支撑框筒束 292

6.9.5　技术经济指标的比较 292

6.10　巨型框架体系 293

6.10.1　建筑发展的需要 293

6.10.2　结构体系特征 293

6.10.3　工程实例 294

6.11　悬挂体系 299

6.11.1　结构特征 299

6.11.2　建筑实例 299

6.12　承力幕墙体系 300

6.12.1　结构特征 300

6.12.2　建筑实例 301

第七章　混凝土-钢结构体系 303

7.1　结构特征 303

7.1.1　两类结构的互补 303

7.1.2　减小构件尺寸 303

7.1.3　减少用钢量 303

7.1.4　结构体系 304

7.2　混凝土墙-钢框架体系 304

7.2.1　预制钢筋混凝土墙板 304

7.2.2　现浇钢筋混凝土墙 307

7.3　混凝土芯筒-钢框架体系 309

7.3.1　体系的构成 309

7.3.2　工程实例 309

7.4　混凝土框筒-钢框架体系 312

7.4.1　体系的构成 312

7.4.2　抗震构造措施 313

7.4.3　工程实例 313

7.5　混凝土墙-钢框筒体系 314

7.5.1　体系的构成 314

7.5.2　设置混凝土墙的必要性 315

7.5.3　提高墙体延性的措施 315

7.5.4　工程实例 316

7.6　混凝土芯筒-钢框筒体系 320

7.6.1　体系的构成 320

7.6.2　体系的特点 321

7.6.3　增强体系抗震能力的措施 322

7.7　混凝土筒-钢梁体系 322

7.7.1　体系的构成 322

7.7.2　工程实例 322

7.8　大型支撑筒体系 323

7.8.1　体系的构成 323

7.8.2　结构特点 324

7.8.3　工程实例 325

第八章　型钢混凝土结构体系 330

8.1　结构特点 330

8.1.1　优点 330

8.1.2　应用范围 330

8.1.3　应用前景 330

8.2.1　结构特征 331

8.2.2　香格里拉饭店 331

8.2　框-墙体系 331

8.3　芯筒-框架体系 332

8.3.1　结构特征 332

8.3.2　工程实例 332

8.4　框筒体系 335

8.4.1　体系的构成 335

8.4.2　德克萨斯商业大厦 336

8.5　钢管混凝土结构 336

8.5.1　发展概况 336

8.5.2　设计要点 338

8.5.3　工程实例 338

第九章　转换层楼盖设计 340

9.1　转换层的功能 340

9.1.1　上下楼层用途的改变 340

9.1.2　上下楼层结构体系的转换 342

9.2.1　梁式楼盖 344

9.2　转换层楼盖的形式 344

9.2.2　箱形楼盖 350

9.2.3　厚板楼盖 352

第十章　旋转餐厅结构设计 357

10.1　结构选型 357

10.1.1　旋转餐厅的类型 357

10.1.2　承重结构 357

10.2　荷载 358

10.2.1　竖向荷载 358

10.2.2　风荷载 359

10.2.3　地震作用 359

10.3　工程实例 359

10.3.1　外挑型旋转餐厅 359

10.3.2　内收型旋转餐厅 365

11.1.1　风对高楼的作用 368

第十一章　抗风设计 368

11.1　风荷载概述 368

11.1.2　风荷载的随机性 369

11.1.3　风气候基本知识 370

11.1.4　风荷载基本公式 370

11.2　基本风压 371

11.2.1　近地风的特性 371

11.2.2　基本风速 373

11.2.3　基本风压值 375

11.3　风压高度变化系数 376

11.3.1　平均风速沿高度的变化 376

11.3.2　风压沿高度的变化 378

11.4　风载体型系数 379

11.4.1　物体表面气流 379

11.4.3　高楼风载体形系数的取值 380

11.4.2　建筑表面风压 380

11.5　顺风向振动响应 383

11.5.1　脉动风的概率特性 383

11.5.2　风振系数计算式 385

11.5.3　风振参数的计算 388

11.5.4　风振系数的取值 390

11.5.5　计算例题 391

11.6　横风向振动响应 393

11.6.1　横风向振动的类型和起因 393

11.6.2　气流对细长物体的作用 395

11.6.3　旋涡脱落响应分析 396

11.7　风振不适感的控制 401

11.7.1　衡量不适感的尺度 402

11.7.2　实际建筑物的加速度响应 402

11.7.3　风振加速度限值 404

11.7.4　风振加速度的计算 405

11.7.5　减小风振加速度的途径 408

11.8　玻璃幕墙抗风设计 410

11.8.1　风害实例 410

11.8.2　风荷载取值 411

11.8.3　玻璃强度验算 414

第十二章　抗震概念设计 416

12.1　抗震设计目标 416

12.1.1　抗震设防的基准 416

12.1.2　三个水准的设防要求 417

12.1.3　6度开始设防 418

12.2　避免地面变形的直接危害 419

12.2.1　避开抗震危险地段 419

12.2.2　选择抗震有利地段 420

12.3　减少地震能量输入 423

12.3.1　薄的场地覆盖层 424

12.3.2　坚硬的场地土 425

12.3.3　避开地震动卓越周期 426

12.3.4　采取隔震措施 431

12.4　削减地震反应 434

12.4.1　增大结构阻尼 434

12.4.2　采用高延性构件 435

12.4.3　附设耗能装置 438

12.5　有利的房屋体形 439

12.5.1　平面要简单 439

12.5.2　立面变化要均匀 440

12.5.3　合适的房屋高度 443

12.5.4　不大的房屋高宽比 444

12.5.5　足够的基础埋深 445

12.5.6　防震缝的合理设置 446

12.6.1　结构力求对称 447

12.6　合理的结构布置 447

12.6.2　结构竖向要等强 451

12.6.3　屋面小塔楼的合理设计 457

12.7　恰当的结构材料 459

12.7.1　选择结构材料的原则 459

12.7.2　几类结构的地震表现 460

12.7.3　对材料质量的要求 461

12.8　多道抗震防线 462

12.8.1　震害规律的启示 462

12.8.2　设置多道防线的必要性 462

12.8.3　第一道防线的构件选择 463

12.8.4　利用赘余杆件增多抗震防线 464

12.8.5　工程实例 465

12.9.1　足够的抗推刚度 466

12.9　抗侧力体系的优化 466

12.9.2　结构超静定次数要多 469

12.9.3　耐震的结构屈服机制 470

12.9.4　构件的耐震设计准则 471

12.9.5　耗能杆件的优选 482

12.10　控制结构变形 484

12.10.1　高楼结构的侧移 485

12.10.2　结构体系的变形性质 488

12.10.3　结构变形的限值 490

12.10.4　减小结构侧移的途径 492

12.11 刚度、承载力和延性的匹配 504

12.11.1 刚度与承载力 504

12.11.2　刚度与延性 507

12.11.3　结构不同部位的延性要求 509

12.11.4　改善构件延性的途径 511

12.11.5　提高构件延性的措施 512

12.12　确保结构的整体性 514

12.12.1　结构应具有连续性 514

12.12.2　构件间的可靠连接 515

12.12.3　提高结构的竖向整体刚度 517

12.13　减轻房屋自重 517

12.13.1　减小楼板厚度 518

12.13.2　尽量减薄墙体 521

12.13.3 高强混凝土的应用 521

12.13.4　轻质材料的应用 522

12.14　妥善处理非结构部件 523

12.14.1　考虑填充墙的影响 523

12.14.2　玻璃幕墙的构造 525

12.14.3　外墙板的连接 525

13.1.1　竖构件缩短的原因 528

13.1　竖构件的轴向变形 528

第十三章　静载竖向变形 528

13.1.2　竖向缩短量 530

13.1.3　竖向变形差的后果 533

13.2　竖向变形的计算 534

13.2.1　基本计算数据 534

13.2.2　计算公式 536

13.3　实例分析 537

13.3.1　芯筒-框架体系 537

1 3.3.2　型钢混凝土结构 538

1 3.3.3　钢筋混凝土结构 539

第十四章　基础设计 539

14.1　设计原则 539

14.1.1　基础选型 539

14.1.2　计算原则 540

14.3.1 基础形式 543

14.3　筏形基础 543

14.2　格形基础 543

14.2.2　构造要求 543

14.2.1　基础形式 543

14.3.2　构造要求 544

14.3.3　工程实例 545

14.4　箱形基础 545

14.4.1　基本情况 545

14.4.2　箱基尺寸 545

14.4.3　结构布置 546

14.4.4　构造要求 547

14.4.5　工程实例 549

14.5　桩基础 553

14.5.1　设计要求 553

14.5.2　计算原则 555

14.5.3　构造要求 557

14.6　扩底墩基础 561

14.6.1　布置原则 561

14.6.2　构造要求 562

14.6.3　承载力 562

14.6.4　工程实例 563

14.7　岩石锚杆基础 564

14.7.1　应用条件 564

14.7.2　构造要求 564

14.7.3　工程实例 565

14.8　主楼与裙房基础 565

14.8.1　高低层之间设缝 565

14.8.2　高低层整体基础 566

14.8.3　设计规定 569

参考文献 570