内容简介
《高层建筑结构设计》是一本为数不多的把混凝土高层建筑和钢结构高层建筑结合在一起的教材。论述了荷载与地震作用、基础、框架结构、剪力墙结构、框-剪结构、钢结构防腐与抗火设计等,对**高层结构体系也作了介绍,并附有思考题。书中对地震作用、剪力墙结构和框-剪结构作了些独到的解读,使框架结构、剪力墙结构、框-剪结构实现了大统一,让读者站在优*点,俯视各种结构体系,领悟高层建筑结构的真谛。本书期新的标准、规范为依据,结合作者们对这门课程的教学经验、研究成果和工程设计实践,加入了作者在汶川地震实地考察获得的相关图片*料和体会,使内容更加立体化、生动化。全书语言朴实、易懂,理论分析透彻,公式推导详尽,是一本具有鲜明的***教材,由于结合了较多的概念设计和工程实际内容,本书也可作为注册结构*****用参考书和有关技术人员的参考书。
目录
1绪论1.1高层建筑的定义1.2高层建筑的发展2结构体系及其设计的一般规定2.1高层建筑结构体系2.1.1框架结构2.1.2剪力墙结构2.1.3框架—剪力墙结构及框架—简体结构2.1.4筒体结构2.1.5框架—核心筒—伸臂结构2.1.6巨型框架结构2.1.7脊骨结构2.1.8**结构体系2.2高层建筑结构高度控制2.3高层建筑高宽比限值2.4高层建筑结构的布置原则与要求2.4.1结面布置2.4.2结构立面布置2.4.3伸缩缝、沉降缝和防震缝2.4.4高层建筑的基础设置2.5高层建筑的设计要求2.5.1截面承载力验算2.5.2正常使用条件下结构位移限值2.5.3稳定和抗倾覆验算2.5.4抗震结构的延*要求2.6抗震结构的概念设计3钢结构材料及强度设计值3.1结构钢材3.1.1钢材的分类3.1.2钢材的力学*能和化学成分3.2连接材料3.2.1焊接材料3.2.2螺栓连接3.2.3抗剪圆柱头焊钉与锚栓3.3高层建筑钢结构的钢材*用3.3.1一般要求3.3.2钢材的*用与要求3.3.3焊接材料的*用3.4钢材及连接材料的强度设计值3.4.1钢材强度设计值3.4.2焊缝强度设计值3.4.3焊接结构用铸钢件的强度设计值3.4.4设计用螺栓的强度值4荷载与地震作用4.1作用的类型4.1.1**荷载4.1.2可变荷载4.1.3偶然荷载4.2风荷载4.2.1风灾及其成因4.2.2风荷载计算4.2.3结构顺风向抗风设计4.2.4结构横风向风振计算4.3地震作用4.3.1抗震设防分类和设防标准4.3.2地震影响4.3.3地震作用计算4.3.4场地和地基5计算原则5.1高层建筑结构分析5.1.1结构弹*及弹塑*分析5.1.2结构静力及动力分析5.1.3结构荷载作用5.2结构计算的基本*定5.3构件的刚度与变形5.4结构塑*内力重分配5.4.1调幅5.4.2调整内力5.5温度影响
5.5.pan>温度作用的等效内力…
5.5.2构造措施…
5.6钢结构的整体稳定与P-△效应
5.6.pan>结构的整体稳定
5.6.2P-A效应的计算方法
5.7结构程序分析方法
5.7.pan>常见程序分析方法…
5.7.2杆件有限元分析方法
5.7.3墙体的有限元分析方法
6框架结构设计
6.pan>框架结构的布置…
6.2梁截面尺的确定及其刚度取值·
6.3柱截面尺的确定·
6.4底层柱计算高度的确定
6.5竖向荷载作用下的计算
6.6结构的动力特计算·
6.7力作用下的计算
6.8构件设计中的一些重要规定
6.9梁截面设计及构造
6.9.pan>钢筋混凝土梁截面设计及构造
6.9.2钢梁截面设计及构造·
6.10柱截面设计及构造·
6.10.pan>钢筋混凝土柱截面设计及构造·
6.10.2钢柱截面设计及构造…
6.1pan>框架梁柱节点核心区截面抗震验算…
6.11.pan>一般框架梁柱节点·
6.11.2梁宽大于柱宽的扁梁框架的梁柱节点·
6.11.3 圆柱的梁柱节点…
7剪力墙结构设计
7.pan>剪力墙结构的结构布置…
7.1.pan>剪力墙结构的结构布置
7.1.2工程实例
7.2剪力墙的分类及刚度计算
7.2.pan>双肢墙计算公式的推导
7.2.2剪力墙的分类
7.2.3等效刚度计算
7.3剪力墙截面设计及构造
7.3.pan>剪力墙截面尺
……
12.3.3型钢混凝土柱斜截面承载力
12.4型钢混凝土构件的构造要求
12.4.pan>基本构造要求…
12.4.2型钢混凝土梁的构造要求
12.4.3型钢混凝土柱的构造要求
12.5钢管混凝土柱设计与构造要求
12.5.pan>钢管混凝土柱的受力能及破坏形态
12.5.2钢管混凝土柱承载力计算·
12.5.3钢管混凝土柱构造要求·
13高层建筑的基础…
13.pan>高层建筑基础选型
13.2筏形基础
13.2.pan>筏形基础的设计要点
13.2.2筏形基础的一般规定
13.2.3筏板基础的内力计算·
13.2.4筏板基础的其他规定·
13.3箱形基础…
13.3.pan>箱形基础的设计要点
13.3.2箱形基础的一般规定
13.3.3箱形基础的内力计算
13.3.4箱形基础的其他规定
13.4桩箱与桩筏基础…
13.4.pan>桩箱与桩筏基础的设计要点·
13.4.2根据承载力布桩…
13.4.3底板的受力计算…
14钢结构防腐与防(抗)火设计·
14.pan>钢结构防腐设计…
14.1.1 概述·
14.1.2钢材防腐蚀的方法…
14.1.3除锈方法与除锈等级
14.1.4涂料品种的选择
14.1.5涂层结构和涂层厚度·
14.2钢结构防(抗)火设计·
14.2.1 概述・
14.2.2高层钢结构的防火设计
14.2.3高层钢结构的抗火设计
参考文献・
摘要与插图
登高远眺,苍穹自古带给人无限退想,高层建筑的不断发展正在实现人们九天揽月的愿望。随着时代的发展,高层建筑的高度在程度上反映了一个国家的综合国力和科技,世界建筑更是建筑的纪念碑。在人口密集,资源有限的城市,高层建筑,甚超高层建筑越来越受到人们的青睐。
1.pan>高层建筑的定义
结构要同时承受垂直荷载和荷载,还要抵抗地震作用。在低层结构中,荷载产生的内力和位移很小,通常可以忽略;在多层结构中,荷载的效应(内力和位移)逐渐增大;随着房屋高度一步增加,荷载和地震作用将成为结构设计的控制因素。因此高层建筑的原则定义是:荷载和地震作用为结构设计控制因素的结构。经大量的计算,可以得到各类结构荷载和地震作用为结构设计控制因素均的层数或高度。因此高层建筑的具体定义是:层数或高度超过规定值的房屋建筑称为高层建筑。该规定值与一个国家的经济状况、科研、建筑技术等多种因素有关,因此,对高层建筑的定义,今没有统一的划分标准,不同的国家在不同的时期有不同的规定。美国规定高度22~25m以上或7层以上的建筑为高层建筑;法国规定高度50m以上的居住建筑、28m以上的其他建筑为高层建筑;英国规定高度24.3m以上的建筑为高层建筑;日本则把8层以上或高度超过31m的建筑称为高层建筑,并把30层以上的旅馆、办公楼和20层以上的住宅规定为超高层建筑。
世界高层建筑委员会1972年建议将高层建筑划分为以下四类:第I类:高度不超过50m(9~16层);
第Ⅱ类:高度不超过75m(17~25层);
第Ⅲ类:高度不超过100m(26~40层);
第Ⅳ类:高度超过100m(40层以上)。
我国《民用建筑设计通则》(GB50352-2005)将住宅建筑依层数划分为:pan>~3层为低层住宅;4~6层为多层住宅;7~9层为中高层住宅;10层及10层以上为高层住宅。
除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑,大于24m者为高层建筑(括建筑高度大于24m的单层公共建筑);建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。
我国在不同的领域对高层建筑也有不同的定义,在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JG)3-2010)中规定:10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构为高层建筑。
1.2高层建筑的发展
在古代的建筑史中,建筑物的材料多用土木石等一些原始的材料,砌筑方式比较简单,建筑高度也比较低。人们没有高层建筑的概念,却同样有向高空发展的愿望,早在公元前280年,建于埃及亚历山大港的高度超过100m的灯塔是西方上古时期七大建筑奇迹之一,据载,在古罗马时代的欧洲,已经建成了10层的砖墙承重的楼房。
我国的高层建筑也有的历史,汉武帝时代,长安城内有不少较高的楼阁。公元523年,在今河南登封县建成了40m高的嵩岳寺塔。今保存古大的木塔——山西省应县佛宫寺内的释迦塔(图1.pan>),建于公元1056年,高67m,在元、明时代历经几次地震而未倒塌,充分显示了我们祖先的智慧与才能。
19世纪中期以前,欧洲和美国的建筑层数一般不超过6层,这与人类攀登高度的限制有关。1854年,美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯次向世人展示了他的发明——历部升降梯,使建造高层建筑成为可能。
1883年,芝加哥人寿保险公司大楼(图1.2)在美国芝加哥拔地而起,高55m,是世界上早的高层建筑,19世纪工业之后,电梯和钢铁得到广泛应用,高层建筑的发展入了黄金时期。1930年,克莱斯勒大厦突破300m,一年后竣工的纽约帝国大厦(102层,381m)(图1.3)夺得了世界之,并傲视全球40年之久。