現(xiàn)代高層鋼筋混凝土結構設計

1　地震區(qū)鋼筋混凝土高層建筑
1.1　鋼筋混凝土高層建筑的演變
1.1.1　歷史背景
1.1.2　日本建筑中心的技術審查
1.1.3　鋼筋混凝土高層建筑的增多和新鋼筋混凝土項目
1.2　結構布置
1.2.1　建筑平面
1.2.2　結構體系
1.2.3　建筑立面
1.2.4　典型結構構件
1.3　材料和施工
1.3.1　混凝土
1.3.2　鋼筋
1.3.3　預制構件的應用
1.3.4　鋼筋籠的預裝
1.3.5　受力鋼筋的搭接和錨固
1.3.6　混凝土澆注
1.3.7　施工管理
1.4　抗震設計
1.4.1　基本原理
1.4.2　設計標準和方法
1.4.3　設計地震荷載
1.4.4　要求的極限承載能力
1.4.5　第一階段設計
1.4.6　第二階段設計
1.4.6.1　極限承載能力的計算
1.4.6.2　主梁的延性
1.4.6.3　柱子強度和延性
1.4.6.4　梁柱節(jié)點
1.4.6.5　最低要求
1.4.6.6　預期的偶然事件
1.4.7　試驗驗證
1.5　地震反應分析
1.5.1　線性分析
1.5.2　非線性集中質量分析
1.5.3　非線性框架分析
1.5.4　輸入地震運動
1.5.5　阻尼
1.5.6　反應分析結果
1.6　今后的發(fā)展
1.6.1　促進鋼筋混凝土高層建筑發(fā)展的因素
1.6.2　對更高強度材料的需求
2　新鋼筋混凝土項目
2.1　項目背景
2.2　項目目標
2.3　項目的組織
2.4　結果簡介
2.4.1　為高強鋼筋混凝土進行的材料開發(fā)
2.4.2　建筑標準的發(fā)展
2.4.3　結構性能評價的發(fā)展
2.4.4　結構設計的發(fā)展
2.4.5　新鋼筋混凝土建筑的可行性研究
2.5　結果的公布
3　新鋼筋混凝土材料
3.1　高強度混凝土
3.1.1　高強度混凝土的材料和配合比
3.1.1.1　水泥
3.1.1.2　骨料
3.1.1.3　化學添加劑
3.1.1.4　礦物添加劑
3.1.1.5　配合比設計
3.1.2　高強度混凝土性能
3.1.2.1　和易性
3.1.2.2　抗壓強度的標準試驗方法
3.1.2.3　力學性能
3.1.2.4　干縮和徐變
3.1.2.5　耐久性
3.1.2.6　防火性能
3.2　高強度受力鋼筋
3.2.1　鋼筋委員會
3.2.2　高強度鋼筋的優(yōu)點和問題
3.2.3　新鋼筋與現(xiàn)行JIS的關系
3.2.4　高強鋼筋的建議標準
3.2.4.1　簡介
3.2.4.2　屈服強度
3.2.4.3　屈服平臺的應變
3.2.4.4　屈服比
3.2.4.5　伸長率和彎曲性能
3.2.5　生產(chǎn)方法和化學組分
3.2.6　防火性和耐久性
3.2.6.1　高溫的影響
3.2.6.2　抗腐蝕性
3.2.7　鋼筋搭接
3.3　鋼筋混凝土的力學性能
3.3.1　粘結與錨固
3.3.1.1　梁筋在邊節(jié)點中的錨固
3.3.1.2　中間節(jié)點的粘結錨固
3.3.1.3　梁筋的受彎粘結抗力
3.3.2　橫向鋼筋
3.3.2.1　約束混凝土的應力-應變關系
3.3.2.2　橫向鋼筋應力的上限
3.3.2.3　縱向鋼筋的壓曲
3.3.3　平面應力狀態(tài)下的混凝土受力性能
3.3.3.1　素混凝土板的雙軸加載試驗
3.3.3.2　平面剪力作用下鋼筋混凝土板的試驗
4　新鋼筋混凝土結構構件
4.1　引　言
4.2　梁和柱
4.2.1　屈服后梁的粘結劈裂破壞
4.2.2　板對梁抗彎性能的影響
4.2.3　屈服后柱子的變形性能
4.2.4　雙向受彎時的柱子
4.2.5　高軸壓時柱子的豎向劈裂
4.2.6　柱子的抗剪強度
4.2.7　梁的抗剪強度
4.3　墻
4.3.1　剪壓破環(huán)型墻的抗彎強度
4.3.2　雙向加載時墻的變形能力
4.3.3　高墻的抗剪切強度
4.4　梁柱節(jié)點
4.4.1　梁柱中間節(jié)點的粘結
4.4.2　雙向加載下三維節(jié)點的抗剪強度
4.4.3　邊柱節(jié)點的抗剪性能
4.4.4　底層柱和基礎混凝土強度的差異
4.5　結構性能評價的方法
4.5.1　梁的恢復力特性
4.5.1.1　初始剛度
4.5.1.2　受彎開裂
4.5.1.3　屈服變形
4.5.1.4　抗彎強度
4.5.1.5　位移限值
4.5.1.6　等效粘滯阻尼
4.5.2　柱子的變形能力
4.5.2.1　彎壓破壞
4.5.2.2　沿縱筋的粘結劈裂
4.5.2.3　屈服后塑性鉸區(qū)的剪切破壞
4.5.2.4　梁和柱的剪切強度
4.5.3　墻的抗彎強度
4.5.4　梁柱節(jié)點的抗剪強度
4.5.5　第一層柱子與基礎的連接
4.5.5.1　承載應力
4.5.5.2　劈裂應力
4.5.5.3　增強
4.6　結束語
5　有限元分析
5.1　有限元方法的基本原理
5.2　有限元方法和鋼筋混凝土
5.2.1　鋼筋混凝土有限元分析的歷史
5.2.2　鋼筋混凝土的模型化
5.2.2.1　二維分析和三維分析
5.2.2.2　混凝土模擬
5.2.2.3　鋼筋的模擬
5.2.2.4　裂縫的模擬
5.2.2.5　對鋼筋和混凝土粘結的模擬
5.3　使用高強度材料的鋼筋混凝土構件的有限元法
5.4　采用高強度材料的鋼筋混凝土構件的對比分析
5.4.1　梁、板和剪力墻的對比分析
5.4.2　材料本構關系
5.4.2.1　混凝土單軸受壓應力-應變曲線
5.4.2.2　開裂混凝土抗壓強度折減系數(shù)
5.4.2.3　混凝土的約束效應
5.4.2.4　混凝土的雙軸效應
5.4.2.5　混凝土的受拉硬化
5.4.2.6　開裂截面的剪切剛度
5.4.2.7　開裂強度
5.4.2.8　鋼筋的應力-應變關系
5.4.2.9　鋼筋的銷栓作用
5.4.2.10　粘結特性
5.4.3　分析模型和分析結果
5.4.3.1　梁試件的分析
5.4.3.2　板試件的分析
5.4.3.3　剪力墻的分析
5.4.3.4　結論
5.5　高強度梁的有限元參數(shù)分析
5.5.1　目的和方法
5.5.2　剪切鋼筋率的影響
5.5.3　ρwσwy一定時混凝土約束模型的影響
5.5.4　結論
5.6　高強柱子的有限元參數(shù)分析
5.6.1　目的和方法
5.6.2　分析結果
5.6.3　結論
5.7　高強梁柱節(jié)點的有限元參數(shù)分析
5.7.1　目的和方法
5.7.2　試驗和分析結果的比較
5.7.3　參數(shù)分析的結果
5.7.4　結論
5.8　高強度墻的有限元參數(shù)分析
5.8.1　目的和方法
5.8.2　研究簡介
5.8.3　分析結果及討論
5.9　高強度板的有限元參數(shù)分析
5.9.1　目的和方法
5.9.2　分析結果和總結
6　結構設計原理
6.1　新鋼筋混凝土結構設計指針的特點
6.1.1　三階段抗震設計
6.1.2　設計地面運動的建議
6.1.3　雙向和豎向地震運動
6.1.4　所需要的安全性的分類
6.1.5　材料強度的變化及強度評價的準確性
6.1.6　基礎的結構設計及土-結構相互作用
6.2　抗震設計標準
6.2.1　設計地震烈度
6.2.2　設計側移限值
6.2.3　設計標準
6.3　設計地震運動
6.3.1　地震運動的特性
6.3.2　新鋼筋混凝土設計采用的地震運動
6.3.3　與建筑基本法的關系
6.4　結構的模型化
6.4.1　結構的模型化
6.4.2　模型和地震運動的關系
6.4.2.1　固定基底模型
6.4.2.2　側移-轉動模型
6.4.2.3　土-基礎-結構相互作用模型
6.5　構件的恢復力特性
6.5.1　可靠強度和上限強度
6.5.2　構件模擬
6.5.3　滯回規(guī)律
6.6　抗震設計的方向
6.6.1　任意方向的設計力
6.6.2　雙向地震輸入
6.6.3　豎向地震作用的影響
6.7　基礎結構
6.8　設計例子
6.8.1　60層框架住宅建筑
6.8.2　40層雙筒及核心筒辦公樓建筑
6.8.2.1　雙筒結構
6.8.2.2　核心筒結構
6.8.3　中等高度辦公樓(15層墻-框架，15層空間框架，25層空間框架)
7　地震反應分析
7.1　抗震設計中的地震反應分析
7.2　結構模型
7.2.1　三維框架模型
7.2.2　二維框架模型
7.2.3　多質點模型
7.2.4　土-結構模型
7.3　桿件模型
7.3.1　梁的單分量模型
7.3.2　柱子的多軸彈簧模型
7.3.3　墻模型
7.4　單自由度體系的非線性反應
7.4.1　基于位移的設計方法
7.4.2　非線性反應與線性反應的相關性
7.5　數(shù)值分析
7.5.1　運動方程的數(shù)值分析
7.5.2　不平衡力的釋放
8　新鋼筋混凝土結構的施工
8.1　簡介
8.2　足尺寸的施工試驗
8.2.1　目的
8.2.2　施工試驗梗概
8.2.3　混凝土配合比
8.2.4　鋼筋施工
8.2.5　混凝土施工
8.2.5.1　新混凝土
8.2.5.2　柱子試件的施工
8.2.5.3　框架試件的施工
8.2.5.4　內(nèi)部溫度的測試
8.2.5.5　強度發(fā)展
8.2.5.6　框架試件的裂縫觀測
8.2.6　結論
8.3　新鋼筋混凝土的施工標準
8.3.1　一般條文
8.3.2　鋼筋
8.3.3　模板
8.3.4　混凝土
8.3.4.1　簡介
8.3.4.2　混凝土質量
8.3.4.3　材料
8.3.4.4　配合比
8.3.4.5　混凝土的制作
8.3.4.6　澆注和表面抹灰
8.3.4.7　養(yǎng)護
8.3.4.8　抗壓強度的檢測
9　可行性分析與建筑物實例
9.1　可行性研究
9.1.1　高層板柱建筑
9.1.1.1　帶核心墻體的高層板柱住宅
9.1.1.2　帶曲線墻體的高層板柱住宅
9.1.2　巨型結構
9.1.2.1　OP200直線型
9.1.2.2　OP300直線型
9.1.2.3　OP300錐型
9.1.2.4　BR200 K支撐型
9.1.2.5　BR200 D支撐型
9.1.2.6　BR300 X支撐型
9.1.2.7　結束語
9.1.3　熱力發(fā)電站的箱形柱結構
9.2　建筑物實例