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1 绪论1

1.1 高层建筑的特点1

1.2 高层建筑结构的发展概况2

1.3 本课程的教学内容与要求4

2 高层建筑结构体系与结构布置7

2.1 概述7

2.1.1 框架结构体系7

2.1.2 剪力墙结构体系8

2.1.3 框架－剪力墙结构体系9

2.1.4 筒体结构体系9

2.1.5 巨型结构体系9

2.2 结构布置原则10

2.2.1 抗震设防结构布置原则10

2.2.2 房屋适用高度和高宽比11

2.2.3 结构平面布置原则12

2.2.4 结构竖向布置原则14

2.2.5 设伸缩缝、沉降缝和防震缝的原则15

2.2.6 结构截面尺寸初估17

2.3 楼盖结构布置18

2.3.1 现浇楼盖和装配整体式楼盖18

2.3.2 梁板式楼盖19

2.3.3 密肋楼盖19

2.3.4 无梁楼盖19

2.3.5 非预应力平板19

2.3.6 预应力平板19

2.4 基础结构布置20

2.4.1 基础类型20

2.4.2 基础选型原则20

2.4.3 基础埋深21

2.4.4 基础底板厚度21

2.5 水平位移限值和舒适度要求22

2.6 结构布置实例22

2.6.1 住宅建筑22

2.6.2 旅馆建筑23

2.6.3 公共性建筑23

思考题24

3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则25

3.1 恒荷载及楼面活荷载的计算25

3.1.1 恒荷载25

3.1.2 活荷载25

3.2 风荷载的计算26

3.2.1 风荷载标准值及基本风压26

3.2.2 横风向风振29

3.2.3 总风荷载和局部风荷载29

3.3 地震作用的计算30

3.3.1 一般计算原则30

3.3.2 水平地震作用计算32

3.3.3 突出屋面上塔楼的地震力35

3.3.4 竖向地震作用的计算36

3.4 荷载效应组合37

3.4.1 荷载效应和地震作用效应的组合方式37

3.4.2 非抗震设计时的组合37

3.4.3 抗震设计时的组合38

3.5 结构简化计算原则38

3.5.1 弹性工作状态39

3.5.2 高层建筑结构应考虑整体共同工作39

3.5.3 楼板在自身平面内的刚度为无限大，平面外的刚度可以不考虑39

3.5.4 在计算中应考虑墙与柱子轴向变形的影响39

3.6 扭转效应的简化计算40

3.6.1 质量中心、刚度中心及扭转偏心距40

3.6.2 考虑扭转作用的剪力修正42

3.7 抗震设计的一般原则44

3.7.1 地震时地面运动的特点44

3.7.2 结构的抗震性能45

3.7.3 合理选择结构的刚度46

3.7.4 唐山地震中高层建筑的震害47

3.7.5 抗震设计的基本原则47

思考题48

4 框架结构设计50

4.1 框架结构的计算简图50

4.1.1 计算单元的确定50

4.1.2 节点的简化50

4.1.3 跨度与层高的确定51

4.1.4 构件截面抗弯刚度的计算51

4.2 竖向荷载作用下的近似计算52

4.3 水平荷载作用下的反弯点法52

4.4 水平荷载作用下的D值法56

4.4.1 修正后的柱抗侧刚度D56

4.4.2 修正后的柱反弯点高度58

4.5 水平荷载作用下位移的近似计算60

4.6 框架结构的内力组合61

4.6.1 控制截面及最不利组合内力61

4.6.2 竖向活荷载的最不利位置62

4.6.3 梁端弯矩调幅62

4.7 框架梁的设计63

4.7.1 框架梁的受力性能63

4.7.2 框架梁的承载力计算64

4.7.3 框架梁构造要求65

4.8 框架柱的设计67

4.8.1 框架柱的受力性能67

4.8.2 框架柱承载力计算68

4.8.3 框架柱的计算长度71

4.8.4 框架柱的构造要求71

4.9 框架节点的设计74

4.9.1 框架节点的受力性能74

4.9.2 框架节点的受剪承载力计算75

4.9.3 框架节点的构造要求77

思考题80

习题81

5 剪力墙结构设计82

5.1 概述82

5.1.1 剪力墙结构的特点82

5.1.2 剪力墙结构的布置82

5.1.3 剪力墙的分类83

5.1.4 剪力墙的分析方法84

5.2 整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算84

5.2.1 整体墙的计算84

5.2.2 整体小开口剪力墙的计算86

5.3 联肢剪力墙的计算88

5.3.1 双肢墙计算88

5.3.2 多肢墙计算95

5.4 壁式框架的计算99

5.4.1 壁式框架计算简图99

5.4.2 壁式框架内力计算99

5.4.3 壁式框架位移计算101

5.5 剪力墙结构的分类101

5.5.1 按整体参数来划分101

5.5.2 按剪力墙墙肢惯性矩比值来划分102

5.5.3 剪力墙类型的判别方法103

5.6 剪力墙的截面设计104

5.6.1 墙肢正截面抗弯承载力104

5.6.2 墙肢斜截面抗剪承载力108

5.6.3 施工缝的抗滑移验算108

5.7 剪力墙轴压比限值及边缘构件配筋要求109

5.7.1 轴压比限值109

5.7.2 边缘构件的设计109

5.8 短肢剪力墙的设计要求111

5.8.1 应用范围111

5.8.2 加强措施111

5.9 剪力墙设计构造要求112

5.9.1 混凝土强度等级112

5.9.2 剪力墙截面尺寸112

5.9.3 剪力墙的分布钢筋要求113

5.9.4 钢筋锚固和连接要求113

5.9.5 剪力墙开洞时的构造要求113

5.10 连梁截面设计及配筋构造115

5.10.1 连梁的配筋计算115

5.10.2 连梁的剪力设计值计算116

5.10.3 连梁配筋构造措施116

思考题118

习题118

6 框架－剪力墙结构设计119

6.1 概述119

6.1.1 框架－剪力墙结构的特点119

6.1.2 框架－剪力墙结构中的梁120

6.1.3 适用高度及高宽比120

6.1.4 剪力墙的合理数量121

6.1.5 剪力墙的布置121

6.2 框架－剪力墙结构的内力计算122

6.2.1 基本假定及总剪力墙和总框架刚度计算122

6.2.2 按铰接体系框剪结构的内力计算123

6.2.3 按刚接体系框剪结构的内力计算134

6.2.4 内力分配计算137

6.3 框架－剪力墙结构协同工作性能138

6.3.1 结构的侧向位移特征138

6.3.2 结构的内力分布特征139

6.4 框架－剪力墙结构构件的截面设计及构造要求140

6.4.1 框架部分设计的调整140

6.4.2 截面设计140

6.4.3 剪力墙的配筋构造要求140

6.4.4 带边框剪力墙的构造要求140

思考题141

习题141

7 筒体结构设计142

7.1 筒体结构的布置142

7.1.1 核芯筒结构142

7.1.2 框筒结构142

7.1.3 筒中筒结构144

7.1.4 框架－核芯筒结构144

7.1.5 成束筒结构144

7.1.6 多重筒结构144

7.2 侧向力作用下的受力特点144

7.3 筒体结构的计算方法145

7.3.1 空间杆系－薄壁柱矩阵位移法145

7.3.2 平面展开矩阵位移法146

7.3.3 等效弹性连续体能量法求解147

7.3.4 有限条分析法149

7.4 筒体结构的截面设计及构造要求149

7.4.1 混凝土149

7.4.2 外框筒150

7.4.3 核芯筒150

思考题151

8 钢与混凝土组合结构设计152

8.1 概述152

8.2 组合结构的基本构件和结构布置153

8.2.1 组合结构的基本单元153

8.2.2 高层建筑组合结构布置举例155

8.2.3 结构的总体布置原则157

8.3 组合结构构件设计158

8.3.1 截面形式和构造要求158

8.3.2 型钢混凝土梁的计算159

8.3.3 型钢混凝土柱的设计163

8.3.4 钢管混凝土构件设计166

8.3.5 型钢混凝土的梁柱节点设计166

8.4 上海金茂大厦结构概况168

思考题171

习题171

9 高层建筑结构基础设计172

9.1 概述172

9.1.1 高层建筑基础的常用形式172

9.1.2 基础的埋置深度172

9.1.3 高层部分的基础与裙房基础的连接173

9.1.4 基础选型实例174

9.1.5 地基承载力和单桩承载力174

9.2 筏形基础设计176

9.2.1 筏形基础的形式176

9.2.2 构造要求178

9.2.3 筏板的平面尺寸180

9.2.4 筏形基础的强度验算180

9.3 箱形基础设计183

9.3.1 概述183

9.3.2 箱形基础结构布置的要求183

9.3.3 构造要求185

9.3.4 箱形基础基底反力计算187

9.3.5 箱形基础内力计算和基础强度验算189

9.4 桩基础设计192

9.4.1 概述192

9.4.2 预制混凝土桩193

9.4.3 灌注桩194

9.4.4 大直径扩底墩194

9.4.5 桩基承台196

思考题197

附录1 风荷载体型系数198

附录2 规则框架承受均布及倒三角形分布水平力作用时反弯点的高度比199

参考文献204