高层建筑结构设计PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 高层建筑的定义 1

1.2 高层建筑的特点 2

1.3 高层建筑结构的类型 5

1.4 高层建筑的发展概况 6

1.4.1 高层建筑发展简史 6

1.4.2 我国高层建筑发展概况 10

1.4.3 世界上即将建设的高层建筑 11

习题 12

第2章 高层建筑的结构体系与结构布置 13

2.1 结构体系 13

2.1.1 框架结构体系 13

2.1.2 剪力墙结构体系 15

2.1.3 框架-剪力墙结构体系 16

2.1.4 筒体结构体系 17

2.1.5 框架-核心筒结构体系 20

2.1.6 带加强层的高层建筑结构体系 20

2.1.7 不规则结构体系 21

2.1.8 各种结构体系的最大适用高度和适用的最大高宽比 22

2.2 结构总体布置 24

2.2.1 结构平面布置 24

2.2.2 结构竖向布置 29

2.3 高层建筑的基础及楼盖结构 32

2.3.1 基础形式及埋置深度 32

2.3.2 楼盖结构选型 32

2.3.3 楼盖构造要求 33

习题 34

第3章 高层建筑结构的荷载和地震作用 35

3.1 竖向荷载 35

3.1.1 恒荷载 35

3.1.2 活荷载 36

3.2 风荷载 37

3.2.1 风荷载标准值 37

3.2.2 总风荷载 44

3.3 地震作用 44

3.3.1 基本概念 44

3.3.2 三水准抗震设计目标 44

3.3.3 一般计算原则 45

3.3.4 计算地震作用的反应谱法 46

3.3.5 水平地震作用计算 48

3.3.6 结构自振周期计算 52

3.3.7 竖向地震作用计算 53

3.4 温度和其他作用 54

习题 54

第4章 高层建筑结构的计算分析和设计要求 56

4.1 高层建筑结构的计算分析 56

4.1.1 结构计算原则 56

4.1.2 结构计算模型 56

4.2 荷载效应和地震作用效应的组合 57

4.3 高层建筑结构的设计要求 59

4.3.1 承载力要求 59

4.3.2 水平位移限制和舒适度要求 60

4.3.3 整体稳定和倾覆问题 63

4.3.4 结构延性和抗震等级 67

4.4 高层建筑结构的抗震概念设计 68

4.5 超限高层建筑工程抗震设计 69

4.5.1 超限高层建筑工程的认定和抗震概念设计 69

4.5.2 超限高层建筑工程的抗震计算和抗震构造措施 70

习题 71

第5章 框架结构设计 72

5.1 框架结构的基本尺寸和承重方案 72

5.1.1 柱网和层高 72

5.1.2 框架结构的承重方案 72

5.2 框架结构的计算简图 73

5.2.1 梁、柱截面尺寸 73

5.2.2 框架结构的计算简图 75

5.3 竖向荷载作用下框架结构内力的简化计算 76

5.3.1 分层法 77

5.3.2 弯矩二次分配法 81

5.4 水平荷载作用下框架结构内力和侧移的简化计算 85

5.4.1 水平荷载作用下框架结构的受力及变形特点 85

5.4.2 反弯点法 85

5.4.3 D值法 90

5.4.4 框架结构侧移的近似计算 100

5.4.5 框架结构的水平位移控制 102

5.5 荷载效应组合和构件设计 102

5.5.1 荷载效应组合 102

5.5.2 构件设计 105

5.5.3 框架梁设计 107

5.5.4 框架柱设计 109

5.6 框架结构的构造要求 113

5.6.1 框架梁 113

5.6.2 框架柱 114

5.6.3 梁柱节点 117

5.6.4 钢筋连接和锚固 117

习题 119

第6章 剪力墙结构分析与设计 121

6.1 结构布置 121

6.1.1 墙体承重方案 121

6.1.2 剪力墙的布置 121

6.2 剪力墙结构平面协同工作分析 122

6.2.1 剪力墙的分类及计算方法 123

6.2.2 剪力墙结构平面协同工作分析 124

6.2.3 剪力墙的等效刚度 126

6.3 整体剪力墙内力和位移计算 127

6.3.1 整体剪力墙内力 127

6.3.2 位移和等效刚度 127

6.4 整体小开口墙的内力和位移计算 131

6.4.1 整体小开口墙内力计算 132

6.4.2 整体小开口墙等效刚度和位移计算 134

6.5 双肢墙的内力和位移计算 137

6.5.1 基本假定 137

6.5.2 微分方程的建立 138

6.5.3 微分方程的求解 142

6.5.4 内力计算 144

6.5.5 位移和等效刚度 145

6.5.6 双肢墙内力和位移分布特点 147

6.6 多肢墙的内力和位移计算 148

6.6.1 微分方程的建立和求解 148

6.6.2 约束弯矩分配系数 149

6.6.3 内力计算 151

6.6.4 位移和等效刚度 151

6.7 壁式框架的内力和位移计算 155

6.7.1 计算简图 156

6.7.2 带刚域杆件的线刚度计算 156

6.7.3 内力和位向计算 158

6.8 剪力墙分类的判别 167

6.8.1 剪力墙判别方法 167

6.8.2 剪力墙分类的判别 168

6.9 剪力墙截面设计和构造要求 171

6.9.1 剪力墙的厚度和混凝土强度等级 171

6.9.2 剪力墙的加强部位 171

6.9.3 剪力墙内力设计值的调整 172

6.9.4 剪力墙截面设计 172

6.9.5 剪力墙轴压比限值和边缘构件 176

6.9.6 剪力墙截面的构造要求 178

6.9.7 连梁截面设计 180

6.9.8 剪力墙墙面和连梁开洞时的构造要求 182

习题 183

第7章 框架-剪力墙结构房屋设计 184

7.1 框架-剪力墙协同工作原理与计算简图 184

7.1.1 协同工作理论基础 184

7.1.2 基本假定与计算简图 184

7.2 结构布置与基本计算参数 186

7.2.1 框架-剪力墙结构中剪力墙的布置 186

7.2.2 板柱-剪力墙结构的布置 187

7.2.3 梁、柱截面尺寸及剪力墙数量的初步拟定 187

7.2.4 基本计算参数 188

7.2.5 截面设计及抗震要求 191

7.3 框架-剪力墙铰接体系结构分析 192

7.3.1 基本方程及其一般解 192

7.3.2 水平均布荷载作用下内力及侧移计算 193

7.3.3 倒三角形分布水平荷载作用下内力及侧移计算 194

7.3.4 顶点集中水平荷载作用下内力及侧移计算 195

7.4 框架-剪力墙刚接体系结构分析 196

7.4.1 基本微分关系 196

7.4.2 基本方程及其解 198

7.4.3 总框架剪力Vf和总连梁的线约束弯矩m的另一种算法 199

7.4.4 框架-剪力墙结构的受力和侧移特征 199

7.5 框架-剪力墙结构内力计算 202

7.5.1 总框架、总连梁及剪力墙内力 202

7.5.2 构件内力 202

7.6 框架、剪力墙及框架-剪力墙结构考虑扭转效应的近似计算 204

7.6.1 结构侧向刚度与刚度中心 204

7.6.2 考虑扭转后剪力修正 205

7.6.3 讨论 208

7.7 计算实例及分析 208

7.7.1 基本资料 208

7.7.2 刚度计算 209

7.7.3 地震作用计算 212

7.7.4 侧移计算 214

7.7.5 内力计算 215

习题 219

第8章 筒体结构设计 221

8.1 筒体结构基本概念 221

8.1.1 筒体结构的类型 221

8.1.2 筒体结构的受力性能和工作特点 222

8.1.3 筒体结构建筑实例 223

8.2 框架-核心筒结构的布置 224

8.2.1 框架-核心筒结构的受力特点 224

8.2.2 框架-核心筒结构的布置 227

8.3 框架-核心筒结构的设计与构造 228

8.3.1 框架-核心筒中的框架梁和柱，以及筒中筒中柱的设计及主要构造要求 228

8.3.2 框架-核心筒和筒中筒结构中墙体的设计及主要构造要求 229

8.3.3 框筒梁和内筒连梁的设计和主要构造要求 229

8.3.4 板的构造要求 230

8.4 框架-核心筒-伸臂桁架结构体系的简介 231

8.4.1 框架-核心筒-伸臂桁架结构体系的基本概念 231

8.4.2 框架-核心筒-伸臂桁架结构体系设计的一般原则 231

8.4.3 框架-核心筒-伸臂桁架结构体系相关结论 232

8.5 框筒、筒中筒和束筒结构的布置 232

8.6 筒体结构计算方法 235

8.6.1 框筒结构的剪力滞后现象 235

8.6.2 等效槽形截面近似估算方法 236

8.6.3 等效平面框架法-翼缘展开法 237

8.6.4 空间杆系-薄壁柱矩阵位移法 238

8.7 筒体结构的截面设计及构造要求 238

8.8 框筒及筒中筒结构计算简介 239

8.8.1 空间构件有限元矩阵位移法 239

8.8.2 等效连续体法 240

8.8.3 有限条方法 240

8.8.4 平面结构分析方法 240

习题 241

第9章 复杂高层建筑结构设计 242

9.1 带转换层高层建筑结构 242

9.1.1 转换层的分类及主要结构形式 242

9.1.2 结构布置 243

9.1.3 梁式转换层结构设计 246

9.2 其他高层建筑结构 249

9.2.1 带加强层高层建筑结构 249

9.2.2 错层结构 250

9.2.3 连体结构 251

9.2.4 构造措施 251

习题 252

第10章 高层建筑钢结构和混合结构设计 253

10.1 高层建筑钢结构设计概要 253

10.1.1 高层建筑钢结构布置及体系 253

10.1.2 高层钢结构抗震设计 255

10.2 钢构件和连接的抗震设计 256

10.2.1 钢构件抗震设计 256

10.2.2 钢结构节点的抗震设计 258

10.3 高层建筑混合结构设计概要 260

10.3.1 高层建筑混合结构的结构布置和概念设计 260

10.3.2 混合结构构件类型 262

10.3.3 混合结构体系 263

10.3.4 高层建筑混合结构分析 266

10.4 型钢混凝土结构设计与计算 267

10.4.1 型钢混凝土梁 267

10.4.2 型钢混凝土柱 270

10.4.3 型钢混凝土剪力墙 273

10.4.4 型钢混凝土其余构件的构造要求 274

习题 275

附录 277

附表1 均布水平荷载下各层柱标准反弯点高比y0 277

附表2 倒三角形荷载下各层柱标准反弯点高比y0 280

附表3 上下梁相对刚度变化时修正值y1 283

附表4 上下层柱高度相对刚度变化时修正值y1 284

参考文献 285