复杂建筑结构计算分析方法及工程应用PDF电子书下载

第1章 建筑结构弹性分析与设计软件 1

1.1 设计软件计算参数剖析 1

1.1.1 总体信息 1

1.1.2 地震信息 6

1.1.3 风计算信息 11

1.1.4 调整信息 13

1.1.5 时程分析信息 16

1.1.6 梁构件属性信息 17

1.1.7 柱构件属性信息 19

1.1.8 剪力墙构件属性信息 21

1.2 计算单元和单元剖分 23

1.2.1 杆单元 23

1.2.2 墙单元 23

1.2.3 楼梯 27

1.2.4 构件的单元剖分 27

1.3 计算假定和约束条件 28

1.3.1 楼板的弹性与刚性假设 28

1.3.2 地下室侧约束 29

1.3.3 杆与杆的连接刚度 29

1.3.4 位移边界条件 30

1.4 荷载和地震作用 30

1.4.1 荷载工况 30

1.4.2 风荷载 31

1.4.3 温度效应 31

1.4.4 地震作用 32

1.5 内力调整及组合 34

1.5.1 总原则 34

1.5.2 内力组合公式 34

1.6 计算输出的主要结果 35

1.6.1 扭转效应的控制 35

1.6.2 竖向不规则的控制 37

1.6.3 结构稳定性控制 38

1.6.4 正常使用状态控制 39

1.6.5 其他控制指标 40

1.7 不同软件计算结果对比 41

1.8 五款常用设计软件功能对比 42

第2章 建筑结构非线性分析软件 46

2.1 常用非线性分析软件功能介绍 46

2.1.1 ABAQUS 46

2.1.2 SAP2000 50

2.1.3 ETABS 52

2.1.4 PERFORM-3 D 53

2.1.5 MIDAS 55

2.1.6 EPDA 63

2.1.7 GSNAP 64

2.1.8 小结 66

2.2 静力弹塑性分析软件 66

2.2.1 六款软件计算模型对比 66

2.2.2 塑性铰的参数定义及应用 78

2.2.3 软件计算参数设置 83

2.2.4 剖分尺寸对计算结果的影响 85

2.2.5 静力推覆分析适用范围讨论 87

2.2.6 实际工程推覆分析对比 89

2.2.7 小结 93

2.3 动力弹塑性分析软件 94

2.3.1 动力弹塑性分析基本方法 94

2.3.2 六款软件计算模型对比 94

2.3.3 参数设置及对计算结果的影响 97

2.3.4 不同软件计算结果对比 103

2.3.5 动力弹塑性分析软件的选择 108

2.3.6 小结 112

2.4 几何非线性分析软件 112

2.4.1 建筑结构分析中的几何非线性因素 112

2.4.2 几何非线性分析的软件实现 115

2.4.3 几何非线性分析算例 123

2.4.4 几何非线性分析的难点及解决方法 127

第3章 软件之间数据交换 130

3.1 几何模型与有限元分析模型数据交换 130

3.2 犀牛几何模型导入ABAQUS、MIDAS/Gen和SAP2000 131

3.3 结构分析软件之间数据交换 134

3.3.1 DWG图形导入广厦和PKPM 134

3.3.2 PKPM导入广厦和MIDAS/Gen 136

3.3.3 MIDAS/Building导入MIDAS/Gen 137

3.3.4 MIDAS/Gen与SAP2000双向数据交换 138

3.3.5 GSSAP与ETABS双向数据交换 140

3.4 数据交换的技术总结 141

第4章 结构设计中若干计算问题的处理方法 143

4.1 地震波选取及超高层结构地震响应 143

4.1.1 地震波选取 143

4.1.2 超高层结构选波实例 143

4.1.3 长周期波对超高层结构的影响 145

4.1.4 小结 155

4.2 符合规范反应谱的天然波修正 156

4.2.1 NewWave程序简介 156

4.2.2 天然波修正方法 156

4.2.3 NewWave程序验证 157

4.3 多向多点地震输入分析 160

4.3.1 地震波的输入与调整 161

4.3.2 多向多点地震输入分析的实现方法 163

4.3.3 大跨度空间结构分析案例 166

4.3.4 小结 169

4.4 竖向地震力的计算 170

4.4.1 竖向地震的计算方法 170

4.4.2 竖向地震力对长悬挑结构影响 170

4.4.3 竖向地震力对大跨度转换梁影响 172

4.4.4 小结 173

4.5 楼梯参与结构抗震计算 174

4.5.1 楼梯参与结构空间整体计算的方法 174

4.5.2 楼梯对框架结构的影响 176

4.5.3 基于弹塑性分析的楼梯参与整体计算 182

4.5.4 小结 187

4.6 框架柱二阶效应分析 187

4.6.1 规范要求 187

4.6.2 混凝土柱二阶效应计算 188

4.6.3 超高层结构钢管柱计算长度分析 190

4.6.4 小结 193

4.7 多连梁的计算方法及抗震性能分析 194

4.7.1 多连梁等效计算方法 194

4.7.2 单片开洞剪力墙分析 196

4.7.3 双连梁抗震性能分析 197

4.7.4 小结 198

4.8 分块分塔结构的计算 198

4.8.1 分块分塔计算的软件实现 199

4.8.2 分块分塔对计算的影响 201

4.8.3 小结 202

4.9 楼板采用不同计算假定比较 203

4.9.1 常用楼板计算模型及软件设置 203

4.9.2 楼板采用不同计算假定的对比分析 205

4.9.3 小结 207

4.10 模拟施工及后浇设计计算 207

4.10.1 模拟施工的计算方法 207

4.10.2 框架结构模拟施工计算 210

4.10.3 框架－核心筒结构模拟施工计算 211

4.10.4 后浇斜撑构件的模拟施工计算 212

4.10.5 小结 214

4.11 高层建筑温差效应计算 214

4.11.1 高层建筑温差效应的分类 215

4.11.2 高层竖向温差效应算例 216

4.11.3 水平温差收缩效应算例 218

4.11.4 小结 219

4.12 大体积混凝土施工阶段水化热分析 220

4.12.1 计算方法及原理 220

4.12.2 水化热计算软件应用 224

4.12.3 工程案例 227

4.12.4 小结 235

第5章 超限高层结构计算分析 237

5.1 超限高层建筑工程结构 237

5.1.1 超限高层结构定义 237

5.1.2 超限高层结构分析的主要依据 237

5.1.3 超限高层建筑工程主要范围 238

5.2 超高层结构特点及工程案例 239

5.2.1 超高层结构特点 240

5.2.2 工程案例 240

5.3 计算内容和模型建立 243

5.3.1 计算内容 243

5.3.2 模型建立 244

5.4 建筑结构抗震性能分析 244

5.4.1 规范相关内容 244

5.4.2 不同抗震性能水准的结构构件承载力设计要求 245

5.4.3 抗震性能水准设计实现方法 247

5.4.4 选用适宜的结构抗震性能目标和水准的案例 249

5.4.5 小结 255

5.5 计算控制指标及其分析 255

5.5.1 扭转效应的控制 255

5.5.2 竖向不规则的控制 260

5.5.3 结构稳定性控制 264

5.5.4 正常使用状态控制 264

5.5.5 其他控制指标 266

5.6 计算问题及结果判断 267

5.6.1 一般性判断 267

5.6.2 罕遇地震下验算结果判断 269

5.7 总结 269

第6章 高层双塔连体结构计算分析 271

6.1 高层连体结构的特点 271

6.2 计算分析要点 271

6.2.1 计算内容 271

6.2.2 计算软件参数设置 272

6.3 东莞海德广场计算分析 274

6.4 番禺金山谷花园计算分析 282

6.5 总结及设计建议 285

第7章 带转换层高层结构计算分析 287

7.1 带转换层高层结构的特点 287

7.2 整体计算分析要点 288

7.2.1 计算内容 288

7.2.2 计算软件参数设置 288

7.3 框支梁及转换梁的计算 291

7.3.1 转换梁受力特点 291

7.3.2 局部有限元分析 291

7.4 桥西大厦计算分析 292

7.5 揭阳玉都广场计算分析 293

7.6 江门时代广场办公楼计算分析 294

7.7 总结及设计建议 297

第8章 高层钢－混凝土组合结构计算分析 299

8.1 钢－混凝土组合结构的特点 299

8.2 计算分析要点 299

8.2.1 计算内容 299

8.2.2 计算软件参数设置 301

8.3 珠江新城F2-4 南塔计算分析 303

8.4 昆明万达办公楼计算分析 305

8.4.1 构件承载力复核 306

8.4.2 节点有限元分析 307

8.5 总结及设计建议 309

第9章 隔震和消能减震（振）结构计算分析 311

9.1 隔震支座的参数定义和计算 311

9.1.1 隔震支座的参数及计算结果 311

9.1.2 不同软件计算结果对比 315

9.1.3 隔震支座参数的敏感性分析 316

9.1.4 小结 317

9.2 粘滞阻尼器的参数定义和计算 317

9.2.1 粘滞阻尼器的参数及计算结果 318

9.2.2 粘滞阻尼器计算结果对比 321

9.2.3 粘滞阻尼器参数确定 323

9.2.4 小结 326

9.3 大跨度高位隔震结构计算分析 326

9.3.1 结构模型及计算参数 327

9.3.2 大震时程计算结果 328

9.3.3 小结 330

9.4 高层悬挑结构消能减震计算分析 330

9.4.1 计算模型 330

9.4.2 阻尼器参数及布置方案 330

9.4.3 动力时程计算分析 331

9.4.4 小结 335

9.5 高层悬挑结构的楼板减振分析 335

9.5.1 步行荷载的输入 335

9.5.2 减振分析 336

9.5.3 小结 340

9.6 超高层结构的风荷载响应及舒适度分析 341

9.6.1 风荷载计算 341

9.6.2 隔震支座参数 342

9.6.3 风振响应分析 342

9.7 总结 344

第10章 大跨度空间结构计算分析 345

10.1 大跨度空间结构工程案例 345

10.2 计算软件和模型建立 347

10.2.1 计算软件 347

10.2.2 结构模型建立 351

10.2.3 构件偏心 351

10.2.4 铰接处理 352

10.2.5 屋盖与下部结构 353

10.3 风荷载作用下结构的静力分析 355

10.4 模拟施工对结构的影响 356

10.5 温度荷载的计算 357

10.5.1 温度荷载的施加 358

10.5.2 温度工况的组合 358

10.5.3 计算结果的判断分析 359

10.6 屈曲稳定分析 361

10.6.1 特征值屈曲分析 361

10.6.2 非线性屈曲分析 363

10.7 结构动力分析 365

10.7.1 模态分析 365

10.7.2 反应谱计算 366

10.7.3 弹性动力时程计算 368

10.7.4 弹塑性动力时程分析 372

10.8 基于非线性分析的空间结构优化 380

10.8.1 大跨度屋盖消能减震的优化 381

10.8.2 核心筒剪力墙的优化 385

10.8.3 大跨度网架变形的优化 386

10.8.4 大跨度网壳刚度的优化 387

10.8.5 小结 390

10.9 总结 390

第11章 现浇混凝土空心楼盖结构计算分析 393

11.1 五种计算方法及算例分析对比 393

11.1.1 拟板法 393

11.1.2 拟梁法 394

11.1.3 经验系数法 395

11.1.4 等代框架法 395

11.1.5 空间板壳元法 396

11.1.6 结果比较 397

11.2 空间板壳元法的分析要点 398

11.2.1 计算单元和单元剖分 398

11.2.2 板的自重和最小配筋率 398

11.2.3 板的剪切计算 399

11.2.4 柱帽的冲切计算 400

11.2.5 暗梁的计算 400

11.3 混凝土空心楼盖在超高层结构中应用 403

11.3.1 工程概况 403

11.3.2 建筑结构布置和选型 403

11.3.3 计算结果 405

11.3.4 新型板柱－核心筒结构的设计及构造加强措施 408

11.4 混凝土空心楼盖在超大规模框架结构中应用 411

11.4.1 工程概况 411

11.4.2 整体计算结果 412

11.4.3 节点有限元计算分析 414

11.4.4 小结 419

11.5 总结 420

第12章 深基坑开挖仿真计算分析 422

12.1 深基坑工程 422

12.2 常用计算方法及难点 423

12.3 常用地下结构分析软件 426

12.3.1 理正工具箱 426

12.3.2 MIDAS/GTS 426

12.3.3 ABAQUS 430

12.4 圆形支护开挖方案仿真分析 431

12.4.1 方案概述 431

12.4.2 计算模型及模型参数 432

12.4.3 仿真分析结果 433

12.4.4 小结 435

12.5 紧邻地铁隧道的基坑开挖仿真分析 436

12.5.1 有限元模型 436

12.5.2 施工过程 436

12.5.3 计算结果及分析 440

12.5.4 小结 442

12.6 分析总结 443

第13章 组合构件和节点有限元分析 445

13.1 概述 445

13.2 有限元分析常用软件及流程 447

13.3 有限元模型建立 448

13.4 钢管混凝土柱有限元分析 448

13.4.1 承载力的计算方法 448

13.4.2 有限元模型 449

13.4.3 构件极限承载力计算 450

13.4.4 计算结果比较 453

13.4.5 小结 454

13.5 钢管空心混凝土楼板节点有限元分析 455

13.5.1 钢管空心混凝土楼板的概念和特色 455

13.5.2 计算模型建立 456

13.5.3 计算结果及分析 456

13.5.4 小结 458

13.6 型钢混凝土组合构件节点有限元分析 458

13.6.1 有限元模型 458

13.6.2 计算结果及分析 461

13.6.3 小结 462

13.7 总结 463