目录

《中国建筑千米级摩天大楼建造技术研究系列丛书》编写委员会

《千米级摩天大楼结构设计关键技术研究》编写人员

序

前言

1 摩天大楼建筑结构的发展概况

1.1 国内外摩天大楼发展历程

1.2 摩天大楼建筑结构体系

1.3 千米级摩天大楼结构设计研究内容与目标

2 千米级摩天大楼建筑方案与结构方案

2.1 建筑方案

2.1.1 设计理念

2.1.2 建设场址的选择

2.1.3 建筑方案比较

2.1.4 建筑造型与竖向交通

2.1.5 工程概况

2.1.6 建筑的平面、剖面及功能划分

2.2 结构方案

2.2.1 结构体系

2.2.2 基础

2.2.3 地下室结构

2.2.4 地上主体结构

2.2.5 塔尖

3 千米级摩天大楼结构设计

3.1 设计依据

3.2 材料

3.2.1 混凝土

3.2.2 钢筋

3.2.3 混凝土保护层

3.2.4 钢材

3.3 荷载

3.3.1 楼面荷载

3.3.2 风荷载

3.3.3 雪荷载

3.3.4 地震作用

3.3.5 荷载组合及折减

3.3.6 验算要求

3.4 位移与变形

3.4.1 受弯构件的挠度限值

3.4.2 水平变形限值

3.5 场地条件和基础

3.5.1 自然条件

3.5.2 地基基础设计

3.6 抗震性能目标

3.7 建筑结构规则性检查

3.7.1 高度及高宽比

3.7.2 平面不规则

3.7.3 竖向不规则

3.7.4 超限情况总结

3.8 整体性能弹性分析

3.8.1 计算模型

3.8.2 周期和振型

3.8.3 结构质量分布

3.8.4 层剪力和倾覆弯矩

3.8.5 剪重比

3.8.6 位移

3.8.7 框架承担剪力

3.8.8 弹性时程分析

3.8.9 整体弹性分析主要结果汇总

3.9 构件验算

3.9.1 框架柱

3.9.2 剪力墙

3.9.3 支撑

3.10 千米级摩天大楼耗能减震分析

3.10.1 千米级摩天大楼减震方法

3.10.2 千米级摩天大楼防屈曲支撑设计

4 动力弹塑性时程分析

4.1 计算分析方法

4.2 计算分析模型的构建

4.3 构件模型及材料本构关系

4.3.1 构件单元选择

4.3.2 材料本构关系选择

4.4 地震波输入

4.5 地震分析工况

4.6 地震分析过程

4.7 动力弹塑性分析结果

4.7.1 基本频率分析

4.7.2 重力加载分析

4.7.3 罕遇地震弹塑性分析

4.7.4 罕遇地震下主要结构构件的受力分析

4.8 分析结论

5 风洞数值模拟分析

5.1 计算风工程

5.2 稳态数值风洞分析

5.2.1 千米级摩天大楼稳态数值风洞模拟基本参数

5.2.2 千米级摩天大楼稳态数值风洞模拟工况

5.2.3 风环境计算

5.3 非稳态数值风洞技术

5.3.1 技术简介

5.3.2 技术创新

5.4 千米级摩天大楼风振数值分析

5.4.1 分析内容

5.4.2 技术路线

5.4.3 非稳态数值风洞模拟

5.4.4 风振分析

5.4.5 千米级摩天大楼气动弹性数值分析

5.5 数值模拟与风洞试验结果比较

5.6 结论

6 风洞试验

6.1 风气候分析

6.1.1 设计平均风速

6.1.2 设计平均风向

6.2 刚性模型测压试验

6.2.1 试验模型

6.2.2 来流风条件

6.2.3 试验方案

6.3 风振分析

6.3.1 计算模型

6.3.2 风振响应分析方法

6.3.3 顺风向风振分析

6.3.4 横风向风振分析

6.4 围护结构分析

6.5 雷诺数效应

6.5.1 雷诺数效应试验

6.5.2 雷诺数效应试验结论

6.6 气动弹性模型试验

6.6.1 气弹模型设计与制作

6.6.2 气弹模型风洞试验

6.6.3 气弹模型风洞试验结论

6.7 结论

7 加强层及巨型支撑研究

7.1 加强层概述

7.1.1 加强层的定义与类型

7.1.2 加强层的一般设计问题

7.1.3 加强层抗震设计概念和原则

7.1.4 加强层结构构件设计要求与构造措施

7.1.5 千米级摩天大楼加强层的研究工作

7.2 国内部分超高层建筑结构体系及支撑体系概述

7.2.1 上海中心

7.2.2 广州东塔

7.2.3 上海环球金融中心

7.2.4 天津高银117大厦

7.2.5 深圳平安金融中心大厦

7.2.6 中国尊

7.2.7 小结

7.3 千米级摩天大楼加强层方案比选

7.3.1 加强层伸臂桁架布置方案

7.3.2 周期比较

7.3.3 侧向刚度（地震剪力与地震层间位移的比）比较

7.3.4 楼层剪力及弯矩比较

7.3.5 楼层位移及位移角比较

7.3.6 伸臂对框架承担基底剪力的影响

7.3.7 伸臂桁架对结构刚重比的影响

7.3.8 结论

7.4 巨型支撑布置方案分析对比

7.4.1 方案介绍

7.4.2 巨型支撑对结构周期及刚重比的影响

7.4.3 巨型支撑对结构楼层侧向刚度比和层间受剪承载力比的影响

7.4.4 巨型支撑对结构楼层剪力的影响

7.4.5 巨型支撑对结构位移的影响

7.4.6 巨型支撑对结构框架承担基底剪力的影响

7.4.7 结论

8 结构主要节点与外包钢板剪力墙研究

8.1 钢管混凝土柱与钢梁、桁架以及支撑连接节点

8.1.1 节点设计原则、要求及目标

8.1.2 钢管混凝土柱与连接平台下人字形支撑连接节点

8.1.3 钢管混凝土柱与柱间支撑、连接平台桁架连接节点

8.1.4 钢管混凝土柱与两柱间支撑交汇处连接节点

8.1.5 连接平台桁架与连接平台下人字撑连接节点

8.1.6 巨型钢管混凝土柱与伸臂桁架连接节点

8.2 外包钢板混凝土剪力墙研究

8.2.1 钢板混凝土剪力墙的分类及性能

8.2.2 外包钢板混凝土剪力墙在分析设计软件中实现

8.2.3 外包钢板混凝土剪力墙YJK初步计算结果

8.2.4 千米级摩天大楼外包钢板剪力墙钢板布置研究

8.2.5 千米级摩天大楼外包钢板剪力墙多遇地震下承载力分析研究

8.2.6 千米级摩天大楼外包钢板剪力墙设防地震下承载力分析研究

8.2.7 千米级摩天大楼外包钢板剪力墙罕遇地震下承载力分析研究

9 施工过程力学及混凝土收缩徐变模拟计算分析

9.1 施工过程力学的概念

9.2 施工过程力学计算与常规结构设计计算的比较

9.2.1 几何形态的比较分析

9.2.2 材料性质的比较分析

9.2.3 结构体系刚度的比较分析

9.2.4 结构稳定性的比较分析

9.2.5 施工方法对结构内力重分布的影响

9.3 高强高泵程混凝土徐变与收缩

9.3.1 混凝土收缩徐变效应简述

9.3.2 混凝土收缩效应模型间横向比对

9.3.3 混凝土徐变效应模型间横向比对

9.3.4 混凝土收缩徐变效应的模型间总体比对

9.3.5 高强高泵程混凝土收缩徐变特点

9.3.6 钢管混凝土的收缩徐变效应探讨

9.4 高层结构施工过程的模拟计算

9.4.1 荷载分层叠加法的分析原理及其优缺点

9.4.2 施工阶段叠加法的分析原理及其优缺点

9.4.3 施工过程中找平因素的考虑

9.4.4 收缩徐变

9.4.5 施工过程中的动态跟踪模拟

9.4.6 塔楼施工的核心筒超前施工法

9.4.7 分析软件

9.4.8 施工模拟阶段划分

9.4.9 施工阶段模拟过程

9.5 千米塔施工过程数值分析

9.5.1 计算模型

9.5.2 计算假定

9.5.3 分析方法

9.5.4 分析内容

9.5.5 楼层竖向位移的比较和分析

9.5.6 竖向变形

9.5.7 框筒内外相对竖向变形

9.5.8 层间压缩量

9.5.9 内力响应规律分析

9.5.10 竖向变形

9.6 千米塔混凝土收缩徐变效应影响分析

9.6.1 竖向变形

9.6.2 核心筒领先施工层数影响分析

9.6.3 竖向变形

9.6.4 框筒内外相对变形

9.7 千米级摩天大楼结构变形预调控制

9.7.1 变形预调分析方法

9.7.2 变形预调分析结果

9.8 千米级摩天大楼伸臂桁架安装时序分析与优化

9.8.1 伸臂桁架连接工程实例

9.8.2 伸臂桁架对结构侧向刚度影响分析

9.8.3 伸臂桁架数量对侧向刚度影响

9.8.4 未连接伸臂桁架时结构侧向刚度分析

9.8.5 伸臂桁架附加内力发展规律及安装时序优化

9.8.6 典型连接方案分析

9.8.7 单个伸臂桁架附加内力发展规律

9.8.8 伸臂桁架合理安装时序确定方法

9.9 结论与改进

10 温度效应分析

10.1 竖向超长结构的温度效应

10.1.1 计算温差和温差内力

10.1.2 温度作用类型

10.1.3 温度分析工况

10.2 温度应力分析

10.2.1 计算模型

10.2.2 计算结果

10.3 减少或者控制温度效应的具体对策

11 地基基础研究

11.1 基础埋深

11.2 上部结构抗倾覆

11.3 地基的稳定和滑移

11.3.1 地基的稳定

11.3.2 地基的滑移

11.4 千米级地基基础方案

11.4.1 地下室设计

11.4.2 地基基础方案

11.4.3 地基承载力

11.4.4 地基沉降

11.5 千米级基础埋深优化探讨

12 外包钢板-混凝土组合剪力墙试验研究

12.1 国内外研究应用现状

12.1.1 外包钢板-混凝土组合剪力墙

12.1.2 外包钢板-混凝土组合剪力墙不同连接构造

12.2 多腔钢板-混凝土组合剪力墙试验研究

12.2.1 试件设计

12.2.2 材性试验

12.2.3 加载方案

12.2.4 测量方案

12.2.5 试验现象

12.2.6 试验结果分析

12.3 外包钢板-混凝土组合剪力墙有限元参数分析

12.3.1 分析参数的确定

12.3.2 有限元模型建立

12.3.3 参数分析结果

参考文献