高層建築結構
2003年呂西林創作的圖書
本教材主要是根據高等學校土木工程本科專業“高層建築結構”課程的教學大綱編寫的。內容包括高層建築結構體系與結構布置，高層建築結構荷載作用與結構計算原則，高層建築結構扭轉效應的簡化計算，框架結構的受力分析與設計，剪力牆結構的受力分析與設計，框架－剪力牆結構的受力分析與設計，簡體結構及鋼與混凝土組合結構的分析與設計方法，高層建築結構構件的截面設計與構造要求，以及高層建築基礎的設計要點等。
本教材的目的是，使學生通過本課程的學習，能夠深刻理解高層建築結構的受力性能、變形特點和設計原則，了解高層建築結構的組成及各種結構體系的布置特點、應用範圍等，為學生畢業后從事高層建築結構的設計、施工和技術管理打下基礎。
呂西林，男，1955年1月生，博士，同濟大學教授，教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授。土木工程防災國家重點實驗室副主任。主要研究方向為工程結構抗震防災、鋼筋混凝土結構理論與應用。研究領域涉及到高層和超高層建築結構的抗震性能和設計方法，大型複雜體系建築結構的抗震分析與設計理論，結構與地基的動力相互作用理論與應用，採用新材料新技術加固現有的建築結構，高層建築結構的振動控制理論與工程應用。出版學術著作及教材5本，在國內外重要學術期刊上發表論文120多篇，SCI、EI、ISTP收錄論文22篇(次)。主要學術兼職有：中國建築學會建築結構分會副理事長、中國建築學會高層建築抗震專業委員會副主任委員、中國建築學會結構抗震試驗技術專業委員會主任委員、國際結構控制學會會員、國際橋樑與結構工程協會會員及第三委員會委員。 1997年後獲得獎勵和專利主要有：上海市科技進步獎3項，廣東省科技進步獎1項，建設部科技進步獎1項，國家實用新型發明專利2項。
1 緒論
1.1 高層建築的特點
1.2 高層建築結構的發展概況
1.3 本課程的教學內容與要求
2 高層建築結構體系與結構布置
2.1 概述
2.1.1 框架結構體系
2.1.2 剪力牆結構體系
2.1.3 框架一剪力牆結構體系
2.1.4 筒體結構體系
2.1.5 巨型結構體系
2.2 結構布置原則
2.2.1 抗震設防結構布置原則
2.2.2 房屋適用高度和高寬比
2.2.3 結構平面布置原則
2.2.4 結構豎向布置原則
2.2.5 設伸縮縫、沉降縫和防震縫的原則
2.2.6 結構截面尺寸初估
2.3 樓蓋結構布置
2.3.1 現澆樓蓋和裝配整體式樓蓋
2.3.2 梁板式樓蓋
2.3.3 密肋樓蓋
2.3.4 無樑樓蓋
2.3.5 非預應力平板
2.3.6 預應力平板
2.4 基礎結構布置
2.4.1 基礎類型
2.4.2 基礎選型原則
2.4.3 基礎埋深
2.4.4 基礎底板厚度
2.5 水平位移限值和舒適度要求
2.6 結構布置實例
2.6.1 住宅建築
2.6.2 旅館建築
2.6.3 公共性建築
思考題
3 高層建築結構荷載作用與結構設計原則
3.1 恆荷載及樓面活荷載的計算
3.1.1 恆荷栽
3.1.2 活荷栽
3.2 風荷載的計算
3.2.1 風荷載標準值及基本風壓
3.2.2 總風荷載和局部風荷載
3.3 地震作用的計算
3.3.1 一般計算原則
3.3.2 水平地震作用計算
3.3.3 突出屋面上塔樓的地震力
3.3.4 豎向地震作用的計算
3.4 荷載效應組合
3.4.1 荷載效應和地震作用效應的組合方式
3.4.2 非抗震設計時的組合
3.4.3 抗震設計時的組合
3.5 結構簡化計算原則
3.5.1 彈性工作狀態
3.5.2 高層建築結構應考慮整體共同工作
3.5.3 樓板在自身平面內的剛度為無限大，平面外的剛度可以不考慮
3.5.4 在計算中應考慮牆與柱子軸向變形的影響
3.6 扭轉效應的簡化計算
3.6.1 質量中心、剛度中心及扭轉偏心距
3.6.2 考慮扭轉作用的剪力修正
3.7 抗震設計的一般原則
3.7.1 地震時地面運動的特點
3.7.2 結構的抗震性能
3.7.3 合理選擇結構的剛度
3.7.4 唐山地震中高層建築的震害
3.7.5 抗震設計的基本原則
思考題
4 框架結構設計
4.1 框架結構的計算簡圖
4.1.1 計算單元的確定
4.1.2 節點的簡化
4.1.3 跨度與層高的確定
4.1.4 構件截面抗彎剛度的計算
4.2 豎向荷載作用下的近似計算
4.3 水平荷載作用下的反彎點法
4.4 水平荷載作用下的D值法
4.4.1 修正後的柱抗側剛度D
4.4.2 修正後的柱反彎點高度
4.5 水平荷載作用下位移的近似計算
4.6 框架結構的內力組合
4.6.1 控制截面及最不利組合內力
4.6.2 豎向活荷載的最不利位置
4.6.3 梁端彎矩調幅
4.7 框架梁的設計
4.7.1 框架梁的受力性能
4.7.2 框架梁的承載力計算
4.7.3 框架梁構造要求
4.8 框架柱的設計
4.8.1 框架柱的受力性能
4.8.2 框架柱承載力計算
4.8.3 框架柱的計算長度
4.8.4 框架柱的構造要求
4.9 框架節點的設計
4.9.1 框架節點的受力性能
4.9.2 框架節點的受剪承載力計算
4.9.3 框架節點的構造要求
思考題
5 剪力牆結構設計
5.1 概述
5.1.1 結構布置
5.1.2 剪力牆的分類
5.1.3 剪力牆的分析方法
5.2 整體剪力牆及整體小開口剪力牆的計算
5.2.1 整體牆的計算
5.2.2 整體小開口剪力牆的計算
5.3 聯肢剪力牆的計算
5.3.1 雙肢牆計算
5.3.2 多肢牆計算
5.4 壁式框架的計算
5.4.1 壁式框架計算簡圖
5.4.2 壁式框架內力計算
5.4.3 壁式框架位移計算
5.5 剪力牆結構的分類
5.5.1 按整體參數來劃分
5.5.2 按剪力牆牆肢慣性矩比值來劃分
5.5.3 剪力牆類型的判別方法
5.6 剪力牆的截面設計
5.6.1 牆肢正截面抗彎承栽力
5.6.2 牆肢斜截面抗剪承載力
5.6.3 施工縫的抗滑移驗算
5.7 剪力牆軸壓比限值及邊緣構件配筋要求
5.7.1 軸壓比限值
5.7.2 邊緣構件的設計
5.8 短肢剪力牆的設計要求
5.8.1 適用範圍
5.8.2 加強措施
5.8.3 截面高度與厚度之比小於5的短肢剪力牆
5.9 剪力牆設計構造要求
5.9.1 混凝土強度等級
5.9.2 剪力牆截面尺寸
5.9.3 剪力牆的分佈鋼筋要求
5.9.4 鋼筋錨固和連接要求
5.9.5 剪力牆開洞時的構造要求
5.10 連梁截面設計及配筋構造
5.10.1 連梁的配筋計算
5.10.2 連梁的剪力設計值計算
5.10.3 連梁配筋構造措施
思考題
6 框架－剪力牆結構設計
6.1 概述
6.1.1 框架－剪力牆結構的特點
6.1.2 框架－剪力牆結構中的梁
6.1.3 適用高度及高寬比
6.1.4 剪力牆的合理數量
6.1.5 剪力牆的布置
6.2 框架－剪力牆結構的內力計算
6.2.1 基本假定及總剪力牆和總框架剛度計算
6.2.2 按鉸接體系框剪結構的內力計算
6.2.3 按剛接體系框剪結構的內力計算
6.2.4 內力分配計算
6.3 框架－剪力牆結構協同工作性能
6.3.1 結構的側向位移特徵
6.3.2 結構的內力分佈特徵
6.4 框架－剪力牆結構構件的截面設計及構造要求
6.4.1 框架部分設計的調整
6.4.2 截面設計
6.4.3 剪力牆的配筋構造要求
6.4.4 帶邊框剪力牆的構造要求
思考題
7 簡體結構設計
7.1 簡體結構的布置
7.1.1 核芯筒結構
7.1.2 框筒結構
7.1.3 筒中筒結構
7.1.4 框架－核芯筒結構
7.1.5 成束筒結構
7.1.6 多重筒結構
7.2 側向力作用下的受力特點
7.3 簡體結構的計算方法
7.3.1 空間桿系－薄壁柱矩陣位移法
7.3.2 平面展開矩陣位移法
7.3.3 等效彈性連續體能量法求解
7.3.4 有限條分析法
7.4 簡體結構的截面設計及構造要求
7.4.1 混凝土
7.4.2 外框筒
7.4.3 核芯筒
思考題
8 鋼與混凝土組合結構設計
8.1 概述
8.2 組合結構的基本構件和結構布置
8.2.1 組合結構的基本單元
8.2.2 高層建築組合結構布置舉例
8.2.3 結構的總體布置原則
8.3 組合結構構件設計
8.3.1 截面形式和構造要求
8.3.2 型鋼混凝土梁的計算
8.3.3 型鋼混凝土柱的設計
8.3.4 鋼管混凝土構件設計
8.3.5 型鋼混凝土的樑柱節點設計
8.4 上海金茂大廈結構概況
思考題
9 高層建築結構基礎設計
9.1 概述
9.1.1 高層建築基礎的常用形式
9.1.2 基礎的埋置深度
9.1.3 高層部分的基礎與裙房基礎的連接
9.1.4 基礎選型實例
9.1.5 地基承載力和單樁承載力
9.2 筏形基礎設計
9.2.1 筏形基礎的形式
9.2.2 構造要求
9.2.3 筏板的平面尺寸
9.2.4 筏形基礎的強度驗算
9.3 箱形基礎設計
9.3.1 概述
9.3.2 箱形基礎結構布置的要求
9.3.3 構造要求
9.3.4 箱形基礎基底反力計算
9.3.5 箱形基礎內力計算和基礎強度驗算
9.4 樁基礎設計
9.4.1 概述
9.4.2 預製混凝土樁
9.4.3 灌注樁
9.4.4 大直徑擴底墩
9.4.5 樁基承台
思考題
附錄1 風荷載體型係數
附錄2 規則框架承受均布及倒三角形分佈水平力作用時反彎點的高度比
參考文獻
