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前言 1

第一章绪论 1

1.1塔式结构的特点 1

目 录 1

1.2塔式结构的应用 2

1.3钢塔工程实例 3

1.3.1国外钢塔工程实例 3

1.3.2我国钢塔工程实例 13

1.4钢筋混凝土塔工程实例 34

1.4.1 国外钢筋混凝土塔工程实例 34

1.4.2我国钢筋混凝土塔工程实例 66

1.5混合塔结构工程实例 79

2.1塔式结构的功能 87

2.2塔式结构的分类 87

第二章塔的主体结构布置 87

2.2.1钢结构塔架的几何形体 88

2.2.2钢塔构件截面形式 89

2.2.3空间桁架塔斜腹杆性质 89

2.3正多边形截面钢塔的主体结构选型 90

2.3.1钢塔的立面和平面布置 90

2.3.2钢塔的腹杆形式和布置 91

2.3.3钢塔的外轮廓线 92

2.4双曲抛物面塔主体结构选型 92

2.4.1双曲抛物面塔结构组成 92

2.4.2双曲抛物面塔结构形式 93

2.4.3双曲抛物面塔结构构造 94

2.5组合型塔的结构选型 95

2.6钢筋混凝土塔主体结构布置 96

2.6.1钢筋混凝土塔的历史和发展 96

2.6.2钢筋混凝土塔的选型 97

第三章塔式结构构造设计 101

3.1 圆钢塔的构造设计 101

3.1.1 圆钢塔的构件形式 101

3.1.2圆钢塔的结构构造 101

3.1.3圆钢格构式横杆构造 103

3.2角钢塔的构造设计 104

3.2.1角钢柱的拼接连接 104

3.2.2角钢塔腹杆节点构造 105

3.3钢管塔的构造设计 105

3.3.1钢管塔的特点 105

3.3.2钢管塔的节点构造 106

3.4钢筋混凝土塔的构造设计 107

3.4.1塔的基础 107

3.4.2塔身 109

3.4.3塔楼 110

3.4.4钢筋混凝土塔与钢天线连接 111

第四章计算荷载与作用力 113

4.1荷载与作用分类 113

4.2风荷载 113

4.2.1风的形成 113

4.2.2风的基本特性 114

4.2.3空气动力学与风荷载 117

4.2.4风荷载的模拟 122

4.2.5风振系数的计算 124

4.2.6拟静力风荷载计算 126

4.2.7横风向风振等效静力风荷载计算 128

4.3覆冰荷载 129

4.3.1覆冰荷载分布 130

4.3.2覆冰荷载计算 130

4.4.1地震波与地震反应特性 131

4.4地震作用 131

4.4.2地震分布、震级和地震烈度 133

4.4.3单自由度弹性体系的地震反应分析 135

4.4.4多自由度弹性体系的地震反应分析 140

4.4.5地震反应谱 145

4.4.6竖向地震作用计算 147

4.4.7风荷载和地震作用比较 148

4.5温度作用 149

4.5.1温度作用的表现和机理 149

4.5.2温度作用的计算 150

4.5.3日照作用 151

4.6其他荷载 151

4.7荷载与作用的组合 152

4.7.1抗风和抗震设计基本组合 152

4.7.2正常使用的控制条件 154

4.8风荷载与地震作用计算实例 155

4.8.1钢塔风荷载计算实例 155

4.8.2钢塔地震作用计算实例 157

4.8.3钢筋混凝土塔风荷载计算实例 161

附录4.1蒲福风力等级 163

附录4.2中国地震烈度（1980） 164

附录4.3夏季太阳总辐射照度 165

第五章钢塔静力分析 179

5.1整体空间桁架法计算构架式钢塔 179

5.1.1整体空间桁架法计算图式 179

5.1.2杆件坐标变换与刚度矩阵 180

5.1.3作用在塔架节点上的荷载 181

5.1.4钢塔正则方程及其解 182

5.2.2空间桁架整体变形的非线性影响 183

5.2.1钢塔非线性静力计算简介 183

5.2钢塔的非线性静力计算方法 183

5.2.3塔架中具有初弯曲的单根杆件受压后弯曲变形的非线性作用计算 184

5.2.4塔架结构大位移的非线性作用计算 185

5.2.5柔性斜腹杆结构对刚度矩阵的修正 188

5.2.6普通螺栓抗剪连接时栓、孔滑移对塔架结构计算的非线性影响 188

5.3双曲抛物面塔的非线性有限元计算法 189

5.3.1柔性双曲抛物面塔的计算 189

5.3.2刚性外筒的双曲抛物面塔的计算 190

5.4整体空间桁架法电算方法简介 191

5.4.1适用范围 191

5.4.2软件功能 191

5.4.3基本计算原理及具体方法 191

5.5钢塔静力计算实例 194

5.5.1五边形电视塔结构静力计算 194

5.5.2六边形电视塔结构静力计算 195

第六章塔的动力分析 202

6.1塔的动力特性及计算模型 202

6.1.1塔的计算模型 202

6.1.2塔的动力特性 204

6.2塔的风振分析 205

6.2.1塔的动力反应分析方法 205

6.2.2频域响应分析 206

6.2.3时域响应分析 208

6.3塔的抗震计算 211

6.3.1塔的地震作用分析方法 211

6.3.2水平和竖向地震反应分析 212

6.3.3地震作用下结构反应计算 213

6.4塔的非线性动力分析 216

6.4.1钢塔抗风极限状态分析 216

6.4.2等价线性化方法计算钢塔非线性振动 218

6.5.1楼顶塔简化计算模型 223

6.5高层建筑楼顶钢塔风振响应分析 223

6.5.2楼顶塔拟静力风荷载实用计算 225

6.6塔动力分析实例 227

6.6.1钢塔风振计算实例 227

6.6.2钢塔地震计算实例 234

6.6.3混凝土塔的风振与地震计算 244

6.6.4钢塔架抗风极限状态分析实例 247

6.6.5等价线性化法分析钢塔非线性振动计算实例 253

6.6.6楼顶塔计算实例 257

第七章钢塔结构构件及其细部设计 258

7.1钢塔主体结构杆件的强度及稳定设计 258

7.1.1轴心受力杆件的强度和稳定计算 258

7.1.2偏心受力杆件的强度和稳定计算 261

7.2.1部分刚接节点 262

7.2钢塔节点设计 262

7.2.2铰接节点 269

7.3钢塔横膈设计 272

7.3.1横膈的作用 272

7.3.2横膈的布置原则 274

7.3.3横膈的受力计算 275

7.3.4横膈的连接 276

7.4钢塔塔楼及平台设计 276

7.4.1塔楼类型 276

7.4.2塔楼楼板、屋面板的典型构造及设计荷载 277

7.4.3钢塔塔楼结构体系 278

7.5钢塔井道设计 281

7.5.1井道的使用功能及建筑设计 281

7.5.2井道的结构功能及结构设计 282

7.7刚架式塔设计 284

7.6单管塔设计 284

7.8楼顶塔设计 285

7.9预应力柔性斜腹杆钢塔设计 286

第八章钢筋混凝土塔结构细部设计 288

8.1钢筋混凝土塔计算原理 288

8.2钢筋混凝土塔位移和附加弯矩设计 290

8.2.1 圆筒形塔身的水平变位 290

8.2.2塔身附加弯矩计算 291

8.2.3地震作用下的附加弯矩计算 295

8.2.4塔楼集中荷载作用下的附加弯矩计算 296

8.3塔筒水平截面强度计算 297

8.3.1塔筒截面无孔洞 297

8.3.2塔筒受压区有一个孔洞 298

8.4塔筒正常使用极限状态计算 299

8.4.1轴向力对截面圆心的偏心距e 299

8.3.3塔简截面上有两个孔洞 299

8.4.2截面核心距γco 300

8.4.3塔筒水平截面的应力 300

8.5塔筒裂缝宽度计算 303

8.6钢筋混凝土塔筒的构造特点 304

8.7钢筋混凝土塔计算实例 307

8.7.1钢筋混凝土塔静力计算实例 307

8.7.2电视塔塔筒变形和附加弯矩计算实例 309

附录8.1环形截面几何特性计算公式 310

第九章塔式结构振动控制 313

9.1塔式结构振动控制概况 313

9.1.1振动控制的发展 313

9.1.2我国塔式结构振动控制研究 314

9.1.3国内外塔式结构振动控制工程实例 315

9.2.1 TMD控制原理 316

9.2 TMD振动控制 316

9.2.2 TMD的构造 318

9.2.3 TMD风振控制理论 319

9.2.4 TMD控制参数研究 324

9.3 TSD振动控制 327

9.3.1 TSD的构造 327

9.3.2 TSD风振控制时域分析 327

9.3.3 TSD风振控制频域分析 329

9.3.4用MTMD理论设计TSD 330

9.4粘弹性阻尼器风振控制 331

9.4.1粘弹性材料的耗能机理 331

9.4.2粘弹性材料的力学性能 331

9.4.3影响粘弹性材料性质的因素 333

9.4.4粘弹性阻尼器的型式与计算模型 334

9.4.5粘弹性阻尼器控制原理及参数分析 335

9.4.6粘弹性阻尼器的等效阻尼比 338

9.5振动控制设计实例 339

9.5.1青浦电视塔动力特性及风振响应 339

9.5.2TMD单点控制设计 340

9.5.3多个TSD对第一振型的多点控制 341

9.5.4 MTSD风振控制 342

9.6塔式结构振动控制试验和实测 344

9.6.1振动控制风洞试验 344

9.6.2电视塔控制地震台试验 355

9.6.3振动控制实测 358

第十章塔的基础设计 369

10.1塔式结构基础选型及设计要求 369

10.1.1塔式结构基础特征 369

10.1.2塔式结构浅基础类型及布置 370

10.1.3塔式结构深基础类型及布置 372

10.1.4岩石锚杆基础 373

10.1.5塔式结构基础设计要求 374

10.2地基承载力验算 375

10.2.1地基承载力验算 375

10.2.2基底压力计算 378

10.2.3软弱下卧层承载力验算 379

10.2.4岩石锚杆基础承载力计算 381

10.3基础抗拔与抗滑移 382

10.3.1基础抗拔验算 382

10.3.2基础抗滑移验算 386

10.4塔式结构浅基础设计 388

10.4.1板式基础的设计内容 388

10.4.2钢塔连梁加独立扩展板式基础设计 389

10.4.3钢筋混凝土塔圆（环）形板式扩展基础设计 394

10.5.1塔式结构桩基础设计要求 400

10.5塔式结构桩基础设计 400

10.5.2塔式结构桩基础设计内容 401

10.5.3塔式结构桩基础构造 408

10.6塔式结构的基础沉降问题 409

10.6.1塔式结构基础沉降问题 409

10.6.2塔式结构基础沉降的验算 411

10.6.3基础倾斜的验算 413

10.7塔式结构基础计算实例 415

10.7.1基础抗拔与抗滑移稳定计算 415

10.7.2浅基础计算 417

10.7.3桩基础计算 423

10.7.4基础沉降计算 429

附录10.1 钢筋混凝土矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算系数 431

附录10.2不同荷载作用下的平均附加应力系数？ 432

参考文献 441