高層建筑結構設計（科學社第二版）

史慶軒 西安建筑科技大學學術學科帶頭人，1963年4月生，博士，教授，博士生導師，校教務處副處長。獲寶鋼教育基金優(yōu)秀教師獎、校青年教師標兵稱號。兼任中國建筑學會抗震加固改造技術專業(yè)委員會委員、中國建筑學會結構抗震試驗技術專業(yè)委員會委員，陜西省土木建筑學會建筑結構專業(yè)委員會委員等 。主持和參加完成國家自然科學基金、國家攀登計劃、國家重大基礎性研究項目、陜西省自然基金項目、陜西省教育廳科研計劃專項、國家建設部科技項目等多項，發(fā)表論文60多篇，出版著作和教材7部，獲陜西省政府優(yōu)秀教學成果二等獎和科技進步二等獎各1項。

第二版前言

第一版前言

第1章 緒論

1.1 概述

1.2 高層建筑結構的設計特點

1.3 高層建筑結構的類型

1.4 高層建筑的發(fā)展概況

1.4.1 高層建筑發(fā)展簡史

1.4.2 我國高層建筑發(fā)展概況

1.5 本課程的教學內容和要求

小結

思考題

第2章 高層建筑的結構體系與結構布置

2.1 結構體系

2.1.1 框架結構體系

2.1.2 剪力墻結構體系

2.1.3 框架一剪力墻結構體系

2.1.4 筒體結構體系

2.1.5 框架一核心簡結構體系

2.1.6 帶加強層的高層建筑結構體系

2.1.7 各種結構體系的最大適用高度和適用的最大高寬比

2.2 結構總體布置

2.2.1 結構平面布置

2.2.2 結構豎向布置

2.3 高層建筑的樓蓋結構及基礎

2.3.1 樓蓋結構選型

2.3.2 樓蓋構造要求

2.3.3 基礎形式及埋置深度

小結

思考題

第3章 高層建筑結構的荷載和地震作用

3.1 豎向荷載

3.1.1 恒荷載

3.1.2 活荷載

3.2 風荷載

3.2.1 風荷載標準值

3.2.2 總風荷載

3.3 地震作用

3.3.1 一般計算原則

3.3.2 計算地震作用的反應譜法

3.3.3 水平地震作用計算

3.3.4 結構自振周期計算

3.3.5 豎向地震作用計算

小結

思考題

習題

第4章 高層建筑結構的計算分析和設計要求

4.1 高層建筑結構的計算分析

4.1.1 結構計算分析方法

4.1.2 結構計算模型及計算要求

4.2 荷載效應和地震作用效應的組合

4.3 高層建筑結構的設計要求

4.3.1 承載力要求

4.3.2 水平位移限制和舒適度要求

4.3.3 整體穩(wěn)定和傾覆問題

4.3.4 結構延性和抗震等級

4.4 高層建筑結構的抗震概念設計

4.5 超限高層建筑工程抗震設計

4.5.1 超限高層建筑工程的認定和抗震概念設計

4.5.2 超限高層建筑工程的抗震計算和抗震構造措施

小結

思考題

第5章 框架結構設計

5.1 結構布置

5.1.1 柱網和層高

5.1.2 框架結構的承重方案

5.2 框架結構的計算簡圖

5.2.1 梁、柱截面尺寸

5.2.2 框架結構的計算簡圖

5.3 豎向荷載作用下框架結構內力的簡化計算

5.3.1 分層法

5.3.2 彎矩二次分配法

5.4 水平荷載作用下框架結構內力和側移的簡化計算

5.4.1 水平荷載作用下框架結構的受力及變形特點

5.4.2 D值法

5.4.3 反彎點法

5.4.4 框架結構側移的近似計算

5.4.5 框架結構的水平位移控制

5.5 荷載效應組合和構件設計

5.5.1 荷載效應組合

5.5.2 構件設計

5.6 框架結構的構造要求

5.6.1 框架梁

5.6.2 框架柱

5.6.3 梁柱節(jié)點

5.6.4 鋼筋連接和錨固

小結

思考題

習題

第6章 剪力墻結構設計

6.1 結構布置

6.1.1 墻體承重方案

6.1.2 剪力墻的布置

6.2 剪力墻結構平面協(xié)同工作分析

6.2.1 剪力墻的分類和簡化分析方法

6.2.2 剪力墻的等效剛度

6.2.3 剪力墻結構平面協(xié)同工作分析

6.3 整截面墻的內力和位移計算

6.3.1 墻體截面內力

6.3.2 位移和等效剛度

6.4 雙肢墻的內力和位移計算

6.4.1 基本假定

6.4.2 微分方程的建立

6.4.3 微分方程的求解

6.4.4 內力計算

6.4.5 位移和等效剛度

6.4.6 雙肢墻內力和位移分布特點

6.5 多肢墻的內力和位移計算

6.5.1 微分方程的建立和求解

6.5.2 約束彎矩分配系數(shù)

6.5.3 內力計算

6.5.4 位移和等效剛度

6.6 整體小開口墻的內力和位移計算

6.6.1 整體彎曲和局部彎曲分析

6.6.2 整體小開口墻內力和位移的實用計算

6.7 壁式框架的內力和位移計算

6.7.1 計算簡圖

6.7.2 帶剛域桿件的等效剛度

6.7.3 內力和位移計算

6.8 剪力墻分類的判別

6.8.1 剪力墻的受力特點

6.8.2 剪力墻分類的判別

6.9 剪力墻截面設計和構造要求

6.9.1 剪力墻的厚度和混凝土強度等級

6.9.2 剪力墻的加強部位

6.9.3 剪力墻內力設計值的調整

6.9.4 剪力墻截面設計

6.9.5 剪力墻軸壓比限值和邊緣構件

6.9.6 剪力墻截面的構造要求

6.9.7 連梁截面設計

6.9.8 剪力墻墻面和連梁開洞時構造要求

小結

思考題

第7章 框架一剪力墻結構設計

7.1 結構布置

7.1.1 基本要求

7.1.2 框架一剪力墻結構中剪力墻的布置

7.1.3 板柱一剪力墻結構的布置

7.1.4 梁、柱截面尺寸及剪力墻數(shù)量的初步擬定

7.2 基本假定與計算簡圖

7.2.1 框架與剪力墻的協(xié)同工作

7.2.2 基本假定與計算簡圖

7.2.3 基本計算參數(shù)

7.3 框架一剪力墻鉸結體系結構分析

7.3.1 基本方程及其一般解

7.3.2 水平均布荷載作用下內力及側移計算

7.3.3 倒三角形分布水平荷載作用下內力及側移計算

7.3.4 頂點集中水平荷載作用下內力及側移計算

7.4 框架一剪力墻剛結體系結構分析

7.4.1 基本微分關系

7.4.2 基本方程及其解

7.4.3 總框架剪力Vf和總連梁線約束彎矩優(yōu)的另一種算法

7.4.4 框架一剪力墻結構的受力和側移特征

7.5 框架一剪力墻結構內力計算步驟及計算實例

7.5.1 內力計算步驟

7.5.2 計算實例及分析

7.6 框架、剪力墻及框架一剪力墻結構考慮扭轉效應的近似計算

7.6.1 結構側向剛度與剛度中心

7.6.2 水平荷載的分配

7.7 框架一剪力墻結構的截面設計和構造

小結

思考題

第8章 簡體結構設計

8.1 框筒、筒中筒和束筒結構的布置

8.2 框架一核心筒結構的布置

8.2.1 框架一核心筒結構的受力特點

8.2.2 框架一核心筒結構的布置

8.3 簡體結構計算方法

8.3.1 等效槽形截面近似估算方法

8.3.2 等效平面框架法——翼緣展開法

8.3.3 空間桿系一薄壁柱矩陣位移法

8.4 筒體結構的截面設計及構造要求

小結

思考題

第9章 復雜高層建筑結構設計

9.1 帶轉換層高層建筑結構

9.1.1 轉換層的分類及主要結構形式

9.1.2 結構布置

9.1.3 梁式轉換層結構設計

9.1.4 厚板轉換層結構設計

9.1.5 桁架轉換層結構設計

9.2 帶加強層高層建筑結構

9.2.1 加強層的主要結構形式

9.2.2 伸臂加強層的作用及布置

9.2.3 結構分析

9.2.4 構造要求

9.3 錯層結構

9.3.1 錯層結構的應用及適用范圍

9.3.2 結構布置

9.3.3 結構分析

9.3.4 構造措施

9.4 連體結構

9.4.1 連體結構的形式及適用范圍

9.4.2 結構分析

9.4.3 概念設計及構造措施

9.5 多塔樓結構

9.5.1 結構布置

9.5.2 結構分析

9.5.3 加強措施

小結

思考題

第10章 高層建筑鋼結構和混合結構設計

10.1 高層建筑鋼結構設計概要

10.1.1 高層建筑鋼結構體系及其適用高度

10.1.2 結構布置

10.1.3 高層建筑鋼結構抗震設計

10.2 鋼構件與連接的抗震設計

10.2.1 鋼框架構件抗震設計

10.2.2 中心支撐框架的支撐桿件抗震設計

10.2.3 偏心支撐框架的構件抗震設計

10.2.4 構件連接的抗震設計

10.3 高層建筑混合結構設計概要

10.3.1 混合結構構件類型

10.3.2 混合結構體系

10.3.3 高層建筑混合結構的結構布置和概念設計

10.3.4 高層建筑混合結構的計算分析

10.4 型鋼混凝土構件設計

10.4.1 型鋼混凝土構件的受力性能

10.4.2 型鋼混凝土構件正截面承載力計算

10.4.3 型鋼混凝土構件斜截面承載力計算

10.4.4 型鋼混凝土構件的構造要求

小結

思考題

第11章 高層建筑結構計算機分析方法和設計程序

11.1 概述

11.2 桿件有限元法

11.2.1 基本假定

11.2.2 計算模型

11.2.3 計算要點

11.3 空間組合結構計算方法

11.3.1 關于剪力墻計算模型

11.3.2 墻板和墻元模型

11.3.3 空間組合結構計算方法

11.4 高層建筑結構分析和設計程序

11.4.1 結構分析通用程序

11.4.2 高層建筑結構分析與設計專用程序

11.4.3 程序計算結果的分析與判別

小結

思考題

第12章 高層建筑結構的基礎設計

12.1 基礎的選型和埋置深度

12.1.1 基礎類型的選擇及一般規(guī)定

12.1.2 基礎的埋置深度

12.1.3 高層建筑基礎與裙房基礎的關系

12.2 地基、基礎和上部結構的共同作用分析

12.3 筏形基礎設計

12.3.1 筏形基礎尺寸的確定

12.3.2 筏形基礎的基底反力及內力計算

12.3.3 配筋計算及構造

12.4 箱形基礎設計

12.4.1 箱形基礎的補償性及其利用

12.4.2 箱形基礎的一般規(guī)定

12.4.3 箱形基礎基底反力計算

12.4.4 箱形基礎內力分析

12.4.5 箱形基礎配筋和構造

12.5 樁基礎設計

12.5.1 樁的類型

12.5.2 樁的布置和承臺構造

小結

思考題

附錄1 風荷載體型系數(shù)

附錄2 均勻分布水平荷載作用下各層柱標準反彎點高度比yn

附錄3 倒三角形分布水平荷載作用下各層柱標準反彎點高度比yn

附錄4 頂點集中水平荷載作用下各層柱標準反彎點高度比yn

附錄5 上、下層梁相對剛度變化的修正值y1

附錄6 上、下層高不同的修正值y2和y3

主要參考文獻 2100433B

本書著重闡述高層建筑結構設計的基本概念、基本理論和基本方法，重視理論聯(lián)系實際，緊密結合我國設計規(guī)范和工程實際，按照高層建筑結構體系劃分章節(jié)，各章相對獨立，對結構方案設計、計算簡圖確定、分析方法選用、截面設計等內容有比較充分的論述，利于讀者深化對基本概念的理解及分析和解決問題能力的培養(yǎng)。每章有設計例題、小結和思考題，有利于初學者掌握本課程的內容。本書文字通順易懂，結構嚴謹，邏輯性強，論述由淺入深，循序漸進，便于自學理解。

本書為高等院校土木工程專業(yè)的專業(yè)課教材，內容包括緒論、高層建筑結構體系與布置、荷載和地震作用、高層建筑結構計算分析和設計要求、框架結構設計、剪力墻結構設計、框架-剪力墻結構設計、筒體結構設計、復雜高層建筑結構設計、高層建筑鋼結構和混合結構設計、高層建筑結構計算機分析方法原理和程序 介紹以及高層建筑基礎等，是根據(jù)最新修訂的《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》等國家標準和規(guī)范編寫的。

本書可作為高等院校土木工程專業(yè)的教材，也可供相關專業(yè)的設計、施工和科研人員參考。

陜西省建筑職工大學俏霏文學社，簡稱陜建職工大學俏霏文學社，別稱陜建職工大學俏霏校媒，是共青團陜西省建筑職工大學委員會直屬校級學生組織。俏霏文學社于2005年誕生，2007年正式成立，是以校媒體、校記者、?？ā⒔M織、外聯(lián)等為一體的多元化、適合大學生發(fā)展的綜合性實踐平臺。更是你展現(xiàn)青春活力和無限激情的社團，也是抒發(fā)你豪情壯志，提高自我才華的舞臺，更是你磨練意志，提升能力的地方，是你成功走向工作崗位的有利跳板。在陜建職工大學被稱為：陜建的“記者團”，職大的“出版社”，學校的“媒體部”，大學的“文化站”，快樂的“歸屬地”。