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第1章 高层建筑结构体系与布置1

1.1高层建筑的发展与特点1

1.1.1高层建筑的发展1

1.1.2高层建筑的特点10

1.1.3高层建筑的结构类型11

1.2高层建筑的结构体系12

1.2.1框架结构体系12

1.2.2剪力墙结构体系14

1.2.3框架-剪力墙结构（框架-筒体结构和板柱-剪力墙结构）体系19

1.2.4框筒和筒中筒结构22

1.2.5多筒体系——成束筒及矩形框架结构27

1.2.6各种结构体系适用的最大高度和适用高度范围28

1.3结构总体布置30

1.3.1控制结构高宽比（H/B）30

1.3.2结构的平面布置31

1.3.3结构的竖向布置34

1.3.4缝的设置与构造36

1.3.5高层建筑楼盖41

1.3.6基础形式及基础埋置深度42

思考题44

第2章 荷载作用和结构设计要求46

2.1风荷载46

2.1.1单位面积上的风荷载标准值46

2.1.2总风荷载52

2.2地震作用的特点和抗震设计目标54

2.2.1地震作用的特点54

2.2.2抗震设防标准、抗震设计目标和二阶段设计方法55

2.3地震作用的计算方法57

2.3.1设计反应谱曲线57

2.3.2等效地震力计算方法61

2.3.3竖向地震作用计算65

2.3.4反应谱方法的优缺点69

2.4结构的自振周期70

2.4.1刚度法求多自由度体系周期和振型的概念70

2.4.2周期的近似计算72

2.5荷载效应组合74

2.6结构设计要求76

2.6.1承载能力的验算76

2.6.2侧向位移限制和舒适度要求77

2.6.3高层房屋的抗震等级和抗震措施79

2.6.4罕遇地震作用下的变形验算80

2.7结构抗震性能设计和结构抗连续倒塌设计的概念82

2.7.1结构抗震性能设计82

2.7.2结构抗连续倒塌设计的概念84

2.8重力二阶效应和结构的稳定85

2.8.1重力二阶效应85

2.8.2高层建筑结构的整体稳定86

2.9高层建筑结构计算的基本假定、计算简图和计算要求87

2.9.1弹性工作状态假定87

2.9.2平面抗侧力结构和刚性楼板假定下的整体共同工作87

2.9.3风荷载和地震作用的方向89

思考题89

习题90

第3章 框架结构的内力和位移计算92

3.1多层多跨框架在竖向荷载作用下的近似计算——分层计算法92

3.2多层多跨框架在水平荷载作用下内力的近似计算——反弯点法95

3.3多层多跨框架在水平荷载作用下的改进反弯点法——D值法102

3.3.1柱侧移刚度D值的计算102

3.3.2确定柱反弯点高度比104

3.4多层多跨框架在水平荷载作用下侧移的近似计算114

3.4.1梁柱弯曲变形产生的侧移115

3.4.2柱轴向变形产生的侧移120

思考题124

习题125

第4章 剪力墙结构的内力和位移计算126

4.1剪力墙结构的计算图和计算方法126

4.1.1剪力墙结构的计算图——水平荷载下剪力墙的计算截面126

4.1.2剪力墙的受力特点和计算方法129

4.2整体墙和小开口整体墙的计算131

4.2.1整体墙的计算131

4.2.2小开口整体墙的计算133

4.3双肢墙的计算140

4.3.1连续连杆法的基本假设140

4.3.2力法方程的建立141

4.3.3基本方程的解145

4.3.4双肢墙的内力计算147

4.3.5双肢墙的位移与等效刚度154

4.4关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响以及各类剪力墙划分判别式的讨论157

4.4.1关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响157

4.4.2关于各类剪力墙划分判别式的讨论158

4.5多肢墙的计算162

4.5.1基本方程的建立162

4.5.2微分方程的解166

4.5.3约束弯矩分配系数η166

4.5.4内力和位移计算公式168

4.5.5双肢墙、多肢墙计算步骤及计算公式汇总170

4.6壁式框架在水平荷载作用下的近似计算176

4.6.1计算图及其特点176

4.6.2带刚域杆考虑剪切变形后刚度系数和D值的计算178

4.6.3反弯点高度比的修正180

4.7底层大空间剪力墙结构的受力特点和应力、内力系数187

4.7.1底层大空间剪力墙结构的计算图、计算方法和受力特点187

4.7.2框支剪力墙墙-框交接区的应力分布188

4.7.3底层为单、双跨框架的框支剪力墙应力、内力系数表192

思考题194

习题194

第5章 框架-剪力墙结构的内力和位移计算196

5.1框架-剪力墙协同工作原理和计算图196

5.1.1问题的提出196

5.1.2两种计算图197

5.1.3协同工作的基本原理199

5.2框架-剪力墙铰结体系在水平荷载下的计算200

5.2.1总剪力墙和总框架刚度的计算200

5.2.2基本方程及其解201

5.2.3三种水平荷载作用时的计算公式与图表203

5.3框架-剪力墙刚结体系在水平荷载下的计算206

5.3.1刚结连梁的梁端约束弯矩系数207

5.3.2基本方程及其解208

5.3.3各剪力墙、框架和连梁的内力计算210

5.4框架-剪力墙的受力和位移特征以及本章计算方法的应用条件211

5.4.1框架-剪力墙结构的受力、位移特征和受力的限制性规定211

5.4.2本节计算方法的应用条件213

5.5框架、剪力墙及框架-剪力墙结构的扭转近似计算214

5.5.1问题的提出214

5.5.2质量中心、刚度中心和扭转偏心距215

5.5.3考虑扭转后的剪力修正217

5.5.4讨论219

5.6框架-剪力墙结构协同工作计算实例221

5.6.1结构刚度的计算222

5.6.2地震作用计算224

5.6.3框架-剪力墙协同工作计算227

5.6.4讨论230

5.7框架、剪力墙及框架-剪力墙结构平面为斜向布置时的近似计算230

5.7.1主轴方向与刚度中心230

5.7.2每榀结构所承受的力和层间位移234

5.7.3计算步骤小结235

5.8框架-剪力墙-薄壁筒斜交结构的弯扭耦连计算238

5.8.1框架-剪力墙-薄壁筒结构238

5.8.2基本方程的建立239

5.8.3基本方程的解244

5.8.4三种典型荷载作用下的计算公式和图表245

5.8.5计算步骤与算例250

思考题260

习题261

附录263

第6章 框架设计和构造269

6.1框架结构布置、截面尺寸估算和材料强度等级269

6.1.1框架结构布置269

6.1.2框架结构截面尺寸估算及材料强度等级272

6.2框架内力组合及最不利内力273

6.2.1控制截面及最不利内力类型273

6.2.2荷载布置274

6.2.3内力调整275

6.2.4内力组合276

6.3框架抗震设计的延性要求279

6.3.1延性结构279

6.3.2延性框架设计基本措施281

6.3.3强柱弱梁设计原则282

6.4框架梁截面设计和配筋构造283

6.4.1梁的破坏形态与影响延性的因素283

6.4.2框架梁的配筋计算285

6.4.3框架梁的配筋构造要求288

6.5框架柱截面设计和配筋构造290

6.5.1影响框架柱延性的几个重要参数290

6.5.2正截面抗弯承载力计算及最小配筋率291

6.5.3斜截面抗剪承载力计算及配箍294

6.5.4轴压比限制及配箍295

6.5.5钢筋配置构造要求297

6.6框架节点核心区截面设计和配筋构造300

6.6.1强节点、强锚固300

6.6.2节点区设计剪力301

6.6.3节点区抗剪验算301

6.6.4梁、柱钢筋锚固及搭接303

6.7框架-剪力墙结构框架截面设计实例——5.6节计算实例续一306

6.7.1竖向荷载下结构的内力计算306

6.7.2水平地震作用下结构的内力308

6.7.3构件内力组合309

6.7.4构件截面设计311

思考题318

习题319

第7章 剪力墙和框架-剪力墙结构设计和构造320

7.1剪力墙结构的布置和构造一般要求321

7.2墙肢截面承载力计算325

7.2.1正截面抗弯承载力计算325

7.2.2斜截面抗剪承载力计算330

7.3悬臂剪力墙设计和构造要求331

7.3.1破坏形态和设计要求332

7.3.2剪力墙截面配筋构造332

7.3.3抗震延性悬臂剪力墙的设计和构造334

7.3.4延性悬臂剪力墙截面设计和构造要求要点340

7.4开洞剪力墙设计和构造341

7.4.1开洞剪力墙的破坏形态和设计要求341

7.4.2连梁截面设计和构造342

7.4.3延性联肢墙设计345

7.5框架-剪力墙结构设计和构造348

7.5.1框架-剪力墙结构中剪力墙的合理数量348

7.5.2框架-剪力墙结构设计的一般规定351

7.5.3框架-剪力墙结构中剪力墙的布置和间距351

7.5.4框架-剪力墙结构中框架内力的调整353

7.5.5有边框剪力墙设计和构造353

7.5.6板柱-剪力墙结构设计和构造354

7.6框架-剪力墙结构剪力墙截面设计实例——5.6节计算实例续二356

7.6.1竖向荷载下结构的内力计算356

7.6.2水平地震作用下结构的内力358

7.6.3构件内力组合359

7.6.4构件截面设计360

7.7底部大空间剪力墙结构设计和构造363

7.7.1结构特点及抗震措施363

7.7.2落地剪力墙设计和构造365

7.7.3框支剪力墙设计和构造366

7.7.4转换层楼板369

思考题370

习题371

第8章 筒体结构的计算和设计372

8.1筒体结构及不适合协同工作原理的空间结构的计算图和计算方法372

8.1.1协同工作原理适应和不适应的场合372

8.1.2筒体结构的计算方法375

8.2框筒和筒中筒结构在水平和扭转荷载下的等效平面法376

8.2.1翼缘展开法376

8.2.2框筒结构的内力系数图表377

8.2.3框筒结构在扭转荷载下的等效平面法382

8.2.4筒中筒结构在水平荷载下的等效平面法384

8.3框筒结构在水平荷载下的等效连续体法384

8.3.1等效筒的特征384

8.3.2内力计算386

8.3.3位移计算393

8.3.4算例395

8.4框筒结构在扭转荷载下的等效连续体法399

8.4.1内力计算399

8.4.2位移计算402

8.5筒中筒结构在水平荷载下的等效连续体-力法计算403

8.5.1计算图和计算方法403

8.5.2力法方程系数和自由项的计算404

8.5.3内外筒的内力和位移406

8.5.4算例408

8.6内筒结构在扭转荷载下的计算409

8.6.1开口截面薄壁杆的约束扭转409

8.6.2连梁对开口截面薄壁杆约束扭转的影响413

8.7筒中筒结构在扭转荷载下的等效连续体-力法计算415

8.7.1计算简图和计算方法415

8.7.2力法方程系数和自由项的计算416

8.7.3内外筒的内力和位移417

8.7.4算例419

8.8筒体结构设计和构造419

思考题423

第9章 底层大空间剪力墙结构的计算424

9.1底层大空间剪力墙结构的计算图和计算方法424

9.2底层为框架的双肢剪力墙425

9.2.1双肢墙混合法的基本方程425

9.2.2双肢墙基本方程的解427

9.2.3双肢墙内力计算430

9.2.4双肢墙位移计算430

9.3底层为框架的多肢剪力墙432

9.3.1多肢墙混合法的基本方程432

9.3.2多肢墙基本方程的解434

9.3.3多肢墙的内力计算436

9.3.4多肢墙的位移计算437

9.3.5计算步骤和算例437

9.4框支剪力墙和落地剪力墙在水平荷载下的共同工作计算441

9.4.1混合法的基本方程441

9.4.2基本方程的解444

9.4.3内力和位移计算公式446

9.4.4计算步骤与算例449

9.5框支剪力墙、落地剪力墙和壁式框架在水平荷载下的共同工作计算454

9.5.1混合法的基本方程式454

9.5.2基本方程的解459

9.5.3位移计算公式460

9.5.4内力计算公式462

9.5.5计算步骤与算例463

9.6用分区混合有限元法分析框支剪力墙469

9.6.1剪力墙中的应力集中问题469

9.6.2计算简图和计算方法470

9.6.3Ⅰ区应力函数的组成470

9.6.4分区混合总能量的表达式472

9.6.5混合法基本方程476

9.6.6算例及结果477

9.7用分区混合有限元法分析剪力墙角区应力集中479

9.7.1计算简图和计算方法479

9.7.2弹性平面切口附近自应力分析479

9.7.3分区混合总能量的表达式483

9.7.4分区混合有限元法的基本方程485

9.7.5算例及结果分析485

9.7.6分区混合有限元法小结491

第10章 高层建筑结构复杂问题的计算493

10.1高层建筑框架-剪力墙结构考虑楼板变形和地基变形时的计算493

10.1.1关于计算模型和计算工具493

10.1.2上部结构的平衡微分方程494

10.1.3基础和下部结构的力学性质496

10.1.4边界条件和连接条件497

10.1.5微分方程组的求解和算例499

10.2变截面框架-剪力墙-薄壁筒斜交结构考虑楼板变形时的计算502

10.2.1基本假设和计算模型502

10.2.2基本平衡微分方程503

10.2.3边界条件和连接条件508

10.3大底盘多塔楼、大底盘大孔口结构和大底盘多塔楼连体结构的静力分析510

10.3.1基本假设和计算模型510

10.3.2平衡微分方程511

10.3.3大底盘多塔楼的边界条件和连接条件512

10.3.4大底盘、大孔口结构的边界条件和连接条件513

10.3.5大底盘多塔楼连体结构的边界条件和连接条件514

10.3.6算例和讨论515

参考文献520