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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10

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 结构平面布置原则11

2.2.3 结构竖向布置原则12

2.2.4 设温度缝、沉降缝和防震缝的原则13

2.2.5 结构截面尺寸初估15

2.3 结构布置实例16

2.3.1 建筑物的高度16

2.3.2 建筑物用途17

2.4 楼盖结构布置18

2.4.1 现浇楼盖和装配整体式楼盖18

2.4.2 梁板式楼盖18

2.4.3 密肋楼盖19

2.4.4 无梁楼盖19

2.4.5 非预应力平板19

2.4.6 预应力平板19

2.5 基础结构布置20

2.5.1 基础类型20

2.5.2 基础选型原则20

2.5.3 基础埋深21

2.5.4 基础底板厚度21

思考题22

3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则23

3.1 恒荷载及楼面活荷载的计算23

3.1.1 恒荷载23

3.1.2 活荷载23

3.2 风荷载的计算24

3.2.1 风荷载标准值及基本风压24

3.2.2 总风荷载和局部风荷载26

3.3 地震作用的计算26

3.3.1 一般计算原则26

3.3.2 水平地震作用计算28

3.3.3 突出屋面上塔楼的地震力29

3.4 荷载效应组合30

3.4.1 荷载效应和地震作用效应的组合方式30

3.4.2 非抗震设计时的组合30

3.4.3 抗震设计时的组合31

3.5 结构简化计算原则32

3.5.1 弹性工作状态32

3.5.2 高层建筑结构应考虑整体共同工作32

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32

3.5.4 在计算中应考虑墙与柱子轴向变形的影响33

3.6 扭转效应的简化计算33

3.6.1 质量中心、刚度中心及扭转偏心距33

3.6.2 考虑扭转作用的剪力修正35

3.7 抗震设计的一般原则37

3.7.1 地震时地面运动的特点37

3.7.2 结构的抗震性能39

3.7.3 合理选择结构的刚度40

3.7.4 唐山地震中高层建筑的震害40

3.7.5 抗震设计的基本原则41

思考题42

4 框架结构设计44

4.1 框架结构的计算简图44

4.1.1 计算单元的确定44

4.1.2 节点的简化44

4.1.3 跨度与层高的确定45

4.1.4 构件截面抗弯刚度的计算45

4.2 竖向荷载作用下的近似计算46

4.3 水平荷载作用下的反弯点法46

4.4 水平荷载作用下的D值法48

4.4.1 修正后的柱抗侧移刚度D49

4.4.2 修正后的柱反弯点高度50

4.5 水平荷载作用下位移的近似计算51

4.6 框架结构的内力组合52

4.6.1 控制截面及最不利组合内力52

4.6.2 竖向活荷载的最不利位置52

4.6.3 梁端弯矩调幅53

4.7 框架梁的设计53

4.7.1 框架梁的受力性能53

4.7.2 框架梁的承载力计算55

4.7.3 框架梁构造要求56

4.8 框架柱的设计57

4.8.1 框架柱的受力性能57

4.8.2 框架柱承载力计算58

4.8.3 框架柱的计算长度60

4.8.4 框架柱的构造要求61

4.9 框架节点的设计63

4.9.1 框架节点的受力性能63

4.9.2 框架节点的受剪承载力计算64

4.9.3 框架节点的构造要求65

思考题67

5 剪力墙结构的内力与位移计算69

5.1 概述69

5.1.1 结构布置69

5.1.2 剪力墙的分类69

5.1.3 剪力墙的分析方法70

5.2 整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算70

5.2.1 整体墙的计算70

5.2.2 整体小开口剪力墙的计算72

5.3 联肢剪力墙的计算74

5.3.1 双肢墙计算74

5.3.2 多肢墙计算87

5.4 壁式框架的计算91

5.4.1 壁式框架计算简图91

5.4.2 壁式框架内力计算91

5.4.3 壁式框架位移计算93

5.5 剪力墙结构的分类93

5.5.1 按整体参数来划分94

5.5.2 按剪力墙墙肢惯性矩比值来划分94

5.5.3 剪力墙类型的判别方法95

5.6 剪力墙的截面设计及构造要求95

5.6.1 墙肢正截面抗弯承载力95

5.6.2 墙肢斜截面抗剪承载力98

5.6.3 剪力墙截面尺寸配筋构造要求99

思考题100

6 框架-剪力墙结构的协同工作计算101

6.1 概述101

6.1.1 框架-剪力墙结构的特点101

6.1.2 框架-剪力墙结构中的梁102

6.1.3 适用高度及高宽比102

6.1.4 剪力墙的合理数量103

6.1.5 剪力墙的布置103

6.2 框架-剪力墙结构的内力计算104

6.2.1 基本假定及总剪力墙和总框架刚度计算104

6.2.2 按铰结体系框剪结构的内力计算105

6.2.3 按刚结体系框剪结构的内力计算113

6.2.4 内力分配计算115

6.3 框架-剪力墙结构协同工作性能117

6.3.1 结构的侧向位移特征117

6.3.2 结构的内力分布特征117

6.4 框架-剪力墙结构构件的截面设计及构造要求118

6.4.1 截面尺寸118

6.4.2 截面设计118

6.4.3 剪力墙的截面配筋118

6.4.4 构造要求118

思考题119

7 筒体结构设计120

7.1 筒体结构的布置120

7.1.1 核芯筒结构120

7.1.2 框筒结构120

7.1.3 筒中筒结构122

7.1.4 框架-核芯筒结构122

7.1.5 成束筒结构122

7.1.6 多重筒结构122

7.2 侧向力作用下的受力特点122

7.3 筒体结构的计算方法123

7.3.1 空间杆系-薄壁柱矩阵位移法123

7.3.2 平面展开矩阵位移法124

7.3.3 等效弹性连续体能量法求解125

7.3.4 有限条分析法127

7.4 筒体结构的截面设计及构造要求127

7.4.1 混凝土127

7.4.2 外框筒128

7.4.3 核芯筒128

思考题129

8 钢与混凝土组合结构设计130

8.1 概述130

8.2 组合结构的基本构件和结构布置131

8.2.1 组合结构的基本单元131

8.2.2 组合结构高层建筑结构布置举例133

8.2.3 结构的总体布置原则135

8.3 组合结构构件设计136

8.3.1 截面形式和构造要求136

8.3.2 型钢混凝土梁的计算136

8.3.3 型钢混凝土柱的计算137

8.3.4 钢管混凝土构件设计138

8.3.5 型钢混凝土的梁柱节点139

8.4 上海金茂大厦结构概况139

思考题142

9 高层建筑结构基础设计143

9.1 概述143

9.1.1 高层建筑基础的常用形式143

9.1.2 基础的埋置深度143

9.1.3 高层部分的基础与裙房基础的连接144

9.1.4 基础选型实例145

9.1.5 地基承载力和单桩承载力145

9.2 筏形基础设计147

9.2.1 筏形基础的形式147

9.2.2 构造要求149

9.2.3 筏板尺寸确定及筏形基础内力计算150

9.3 箱形基础设计151

9.3.1 概述151

9.3.2 箱形基础结构布置的要求151

9.3.3 构造要求154

9.3.4 箱形基础基底反力计算155

9.3.5 箱形基础内力计算和基础强度验算157

9.4 桩基础设计161

9.4.1 概述161

9.4.2 预制混凝土桩162

9.4.3 灌注桩163

9.4.4 大直径扩底墩163

9.4.5 桩基承台165

思考题166

附录1 风荷载体型系数167

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168

参考文献173