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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e299

8.3.3塔简截面上有两个孔洞299

8.4.2截面核心距γco300

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TSD330

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