高层建筑转换层结构设计与施工

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出版者:中国建筑工业出版社
作者:唐兴荣编
出品人:
页数:303
译者:
出版时间:2002-10
价格:31.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787112051397
丛书系列:
图书标签:
  • 高层建筑
  • 转换层
  • 结构设计
  • 结构施工
  • 建筑工程
  • 建筑结构
  • 高层建筑结构
  • 施工技术
  • 工程实践
  • 建筑规范
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具体描述

《高层建筑转换层结构设计与施工》按照我国最新规范《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)和《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002),系统而完整地阐述高层建筑转换层结构的设计和施工。内容包括:梁式转换层结构设计,深受弯构件设计,桁架转换层结构设计,厚板转换层结构设计,箱形转换层结构设计,巨型框架结构设计,错列桁架结构体系,错列墙梁结构体系,错列剪力墙结构体系,底部大空间剪力墙结构设计,底部大空间上层鱼骨式剪力墙结构设计,大底盘大空间剪力墙结构设计,预应力混凝土转换层结构设计,高层建筑转换层结构的动力分析,高层建筑转换层结构的施工以及高层建筑转换层结构设计中的几个问题等。

读者对象:土木工程专业本科生、研究生、教师及工程技术人员等。

结构工程的基石:经典力学与材料科学在工程实践中的应用 本书旨在深入探讨结构工程领域的核心理论基础及其在实际工程项目中的具体应用,重点阐述经典力学、材料力学以及结构设计原理在不同工程结构类型中的转化与实现。 --- 第一部分:结构力学的理论基石与分析方法 本部分将全面梳理结构分析所依赖的经典理论框架,为后续复杂结构的设计与施工奠定坚实的数学与物理基础。 第一章:静力平衡与结构体系的稳定性 刚体系与柔体系的界定: 详细分析结构在静荷载作用下的受力状态,区分静定与静不定结构。对于静不定结构,重点介绍位移法(挠度变形法)和力的平衡法(变形协调法)的推导过程及其在求解超静定梁、刚架体系中的应用。 材料本构关系与应力-应变分析: 深入探讨线弹性材料在单向、双向及三向应力状态下的本构关系,包括胡克定律的推广、泊松比的影响,以及应力集中现象的分析方法。引入 Mohr 圆和 $ ext{Tresca}$、$ ext{von Mises}$ 屈服准则在判断材料失效临界状态中的作用。 几何不稳定性与屈曲分析: 侧重于杆系结构(特别是高耸的柱状构件)的失稳问题。详细推导欧拉屈曲公式,并讨论修正欧拉公式在考虑初始缺陷和偏心荷载情况下的适用性。介绍 $ ext{Kat}$ 载荷的概念及实际工程中防止构件失稳的构造措施。 第二章:动力荷载响应与振动理论 结构工程日益关注风、地震等动态荷载的效应。本章聚焦于结构的动力学响应分析。 单自由度系统(SDOF)的自由振动与强迫振动: 建立粘滞阻尼系统的微分方程,求解周期、固有频率和阻尼比。深入分析共振现象的危害性,并介绍通过改变结构刚度或质量来避开共振区的工程手段。 多自由度系统(MDOF)的模态分析: 阐述质量矩阵、刚度矩阵和阻力矩阵的构建。通过特征值问题求解结构的振型和自振频率,这是理解复杂结构(如多层框架)动力特性的关键。 地震作用下的响应分析: 介绍地震波的特性(加速度、速度、位移谱),并详细解析反应谱法(Response Spectrum Method)的设计原理及其在规范应用中的简化处理。 --- 第二部分:结构材料的性能、设计与优化 本部分将材料科学的理论知识与具体的结构设计规范相结合,探讨钢材、混凝土及其组合结构在承载力、使用性和耐久性方面的要求。 第三章:钢结构设计原理与节点构造 承载极限状态设计: 依据塑性理论,分析梁、柱的塑性铰形成过程和塑性区长度。详细阐述腹板和翼缘的局部屈曲判别,确保构件在极限受力下仍能保持整体稳定。 连接设计与疲劳分析: 重点研究焊缝和螺栓连接的强度与刚度。讨论连接在反复荷载(如风荷载或机械振动)作用下可能出现的疲劳累积损伤,并介绍疲劳验算的基本流程。 抗火与防腐蚀设计: 探讨在高温环境下钢材性能的劣化规律,并设计满足规范要求的防火保护层厚度和构造布置。 第四章:钢筋混凝土与预应力结构设计 受弯、受拉构件的正截面与斜截面设计: 运用极限平衡假定,设计钢筋的配筋率,确保受弯构件的延性破坏。详细分析剪力墙和梁端抗剪配筋的构造要求。 预应力技术应用: 介绍有粘结和无粘结预应力结构的基本原理。分析预应力钢束的张拉、锚固过程,以及由此产生的预应力损失计算,旨在减小结构的裂缝宽度和挠度。 构件的耐久性与施工控制: 探讨混凝土的保护层厚度、水灰比对耐久性的影响,以及施工过程中振捣密实度对结构最终强度的保证作用。 --- 第三部分:特殊结构体系的分析与施工控制 本部分转向非传统、复杂几何形态结构的处理,这些结构对计算模型的精确性和施工的控制精度提出了更高的要求。 第五章:薄壁结构与空间受力体系 壳体与拱结构的应力分析: 介绍薄壳理论的基础,重点分析曲面结构在内压、外压和弯矩作用下的应力流线。以筒仓、网壳等为例,说明如何利用几何形状转移应力路径。 空间桁架与框架的几何刚度: 探讨空间桁架的节点理想化与受力分配。对于复杂框架,分析剪力滞后和扭转刚度的影响,并说明如何通过增加隅撑或连梁来增强结构的抗侧刚度。 第六章:地基基础与土体相互作用 结构设计不可脱离地基的承载能力。本章关注结构与地基的相互作用。 地基变形与沉降控制: 介绍弹性地基梁模型(Winkler 假设)在连续梁和桩基础设计中的应用。强调对不均匀沉降进行预测和控制的必要性。 深基坑支护结构设计: 针对地下结构施工,分析土压力分布的计算模型(如 $ ext{Rankine}$、$ ext{Coulomb}$ 理论),并介绍锚固和内支撑的设计与监测技术。 --- 结语 本书的编写,旨在弥合结构理论学习与工程现场实践之间的鸿沟。通过对经典理论的深入剖析和对现代工程实践的细致梳理,读者将能够系统地掌握现代结构工程的设计思维、分析工具和施工质量控制的关键点,为应对未来复杂工程挑战提供坚实的理论支撑。全书强调“理论指导实践,实践反哺理论”的循环论证,避免了纯粹的规范罗列,而是注重方法论的构建。

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这本书的章节组织结构非常严谨,遵循着从宏观到微观、从理论到实践的递进逻辑,读起来丝毫没有跳跃感或知识断层。我注意到作者在引入新的设计方法时,总是会先回顾其历史发展和适用背景,这使得我们能更全面地理解为什么现代工程要选择这种特定的技术路线。比如,在谈论到巨型框架与核心筒的连接设计时,不仅详细介绍了节点构造的构造要求,还穿插了施工阶段的监测技术,这显示出作者深厚的跨学科视野。更令人称道的是,书中对施工误差对结构整体性能影响的分析,这往往是教科书容易忽略的“灰色地带”。作者毫不避讳地指出了常见的设计误区和施工陷阱,并提供了修正预案,这对于指导项目经理和监理人员进行有效风险管控至关重要。这本书的价值在于,它超越了单纯的设计手册范畴,提供了一种全生命周期的结构思维模式。

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我以前总觉得,超高层建筑的“魔法”主要在于塔楼本身的抵抗侧向力,但读完这部分内容后,我对转换层在结构体系中的“承上启下”的枢纽作用有了醍醐灌顶的领悟。它不仅仅是改变结构形式的过渡带,更是整个建筑性能——包括抗震、抗风和功能布局——的决定性因素。书中对特殊约束条件下的位移控制进行了深入探讨,结合多年的工程实例,提出了几套行之有效的应对策略,这一点对于项目现场的工程师来说,无疑是宝贵的实战经验指南。我尤其欣赏作者在阐述复杂力学原理时所采用的类比和生活化的语言,把原本抽象的“刚度变化”和“荷载重分配”解释得通俗易懂,这极大地降低了自学新知识的门槛。对于我们这些非结构专业的配套人员来说,这本书提供的“底层逻辑”远比单纯的规范条文更有价值,它构建起了一座从理论到实践的坚实桥梁。

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这本书的装帧和印刷质量简直是艺术品,纸张手感细腻,油墨的色彩饱满而富有层次感,尤其是那些复杂结构图的呈现,线条清晰锐利,即便是初次接触此类专业书籍的人,也能感受到设计者在细节上倾注的心血。装订方式非常牢固,翻阅起来毫不费力,感觉这是一本可以陪伴我度过多年学习生涯的“老伙计”。书中对不同类型的转换层结构进行了详尽的图文并茂的展示,从传统的钢筋混凝土框架到先进的伸臂桁架体系,每一种方案的设计理念、受力分析及施工难点都被梳理得井井有条。特别是那些案例分析部分,不仅展示了最终成果,更深入剖析了设计决策背后的逻辑,让我对高层建筑的“中枢神经”有了全新的认识。排版布局也极其人性化,大量留白使得专业术语和公式的阅读压力大大减轻,让人在吸收知识的同时,也能享受到阅读的愉悦。可以说,光是捧读这本书,就是一种对建筑工程美学的熏陶。

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我曾参加过一个关于复杂结构节点构造的研讨会,当时几位资深专家对某类转换层的施工难度争论不休,核心分歧点就在于钢结构与混凝土结构的协同工作机制上。翻阅到这本书中关于“混合结构转换层”的专题章节时,我仿佛找到了那个失落已久的答案。作者不仅用有限元分析的结果支撑了自己的观点,还结合实际施工照片,清晰地展示了后植钢筋的锚固细节和灌浆工艺的控制要点。那些复杂的施工动画模拟(如果书中有提供的话,或者在配套资源中)简直是解开了我多年来的疑惑。这本书的深度已经触及到结构工程研究的最前沿,特别是针对新型高性能材料在转换层中的应用探讨,给我的后续研究方向提供了非常明确的指引。它不仅仅是教你“怎么做”,更重要的是在启发你“为什么这样做”以及“未来可以怎样做得更好”。

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坦白说,市面上涉及高层建筑的专业书籍汗牛充栋,但很多都停留在理论复述或规范罗列的浅尝辄止层面。然而,这部作品展现出一种罕见的“工程师的坦诚”。作者似乎毫不保留地分享了他多年来在设计院和施工现场积累的宝贵“教训”,那些关于混凝土浇筑顺序对收缩应力分布的影响,或者在冬季施工时转换梁顶板的养护细节,这些都是只有一线人员才能体会的“痛点”。书中对不同地区规范要求的对比分析也做得非常到位,对于需要进行国际化项目合作的读者而言,这极大地节省了交叉验证的时间。阅读这本书的过程,就像是有一位经验极其丰富的总工程师坐在你身边,耐心地为你拆解每一个复杂的结构难题,他的讲解不仅专业扎实,而且充满了对工程实践的敬畏之心。这绝对是近十年来我读过的,在深度、广度和实用性上都达到顶尖水准的专业书籍。

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