高层钢结构设计计算实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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金波编著 著

图书标签:

• 钢结构
• 高层建筑
• 结构设计
• 计算实例
• 工程案例
• 结构工程
• 建筑工程
• 抗震设计
• 结构分析
• CAD

店铺： 建工社中国建筑书店 图书专营店

出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112213573

商品编码：27440668597

包装：平膜

开本：16

出版时间：2018-04-19

字数：400

内容介绍
本书共分为六章，分别是概论、对高层钢结构的结构选型、高层钢结构计算分析、高层钢结构构件计算与设计、高层钢结构的构造、高层钢结构PKPM计算实例，以《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-2015内容为主线，结合《钢结构设计规范》GB50017-2003和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010等相关规范，详细讲解了规范的具体内容，对规范计算公式配以算例，对规范不够详细的地方做了解释，对规范不尽合理的地方提出了自己的建议。 本书实用性强，适用于钢结构设计人员参考使用，也可作为高等院校结构工程专业师生的教学参考书。

目录

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《高层钢结构设计计算实例》 概述 本书旨在为读者提供一套系统、详实的高层钢结构设计计算实践指南。本书内容紧密结合工程实际，通过一系列典型的工程实例，深入浅出地讲解了高层钢结构设计中的关键理论、计算方法、规范条文以及软件应用。本书力求在理论深度与实践应用之间取得平衡，帮助工程师、设计人员、学生以及对高层钢结构设计感兴趣的读者，掌握从初步设计到详细计算的整个流程，提升解决实际工程问题的能力。 内容详述 第一章 高层钢结构设计概论 本章将为读者构建高层钢结构设计的宏观认知框架。我们将从高层建筑的发展历程、其在现代建筑中的重要地位入手，阐述高层钢结构的优势与挑战。重点将放在对高层钢结构设计基本原则的介绍，包括荷载分析（恒荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等）、结构体系的选择（框架结构、框架-剪力墙结构、筒体结构等）、结构整体稳定性、抗震设计理念以及材料选择等方面。同时，本章也将对国内外高层钢结构设计相关规范进行简要介绍，为后续的计算实例打下基础。 第二章 高层钢结构荷载分析与组合 荷载是结构设计的起点，准确的荷载分析是保证结构安全可靠的关键。本章将详细讲解各类荷载在高层钢结构中的取值、计算方法及作用特点。 恒荷载： 详细介绍钢结构自身重量、楼板、墙体、吊顶、装修等恒荷载的计算。 活荷载： 结合不同使用功能的房间（办公、住宅、商业等），讲解活荷载的取值和等效集中力的概念。 风荷载： 重点阐述风速、风压的计算，考虑风振效应，介绍风荷载在结构表面的分布规律，以及高层建筑易出现的风致涡脱、颤振等现象及其应对措施。 地震荷载： 详解地震作用的本质，介绍地震作用的简化计算方法（静力等效法）和更精确的动力分析方法（模态分析、反应谱分析、时程分析），阐述场地类别、地震分组、地震影响系数等概念。 荷载组合： 依据现行设计规范，详细讲解不同荷载工况下的荷载组合原则，以及极端荷载组合的考虑，确保结构在各种可能的荷载叠加下均能满足安全要求。 第三章 高层钢结构抗侧力体系设计 高层建筑对侧向抗力（风力和地震力）的要求尤为突出，构建稳定可靠的抗侧力体系是设计的核心。本章将深入探讨各种常用的抗侧力体系。 框架结构体系： 分析纯框架结构在高层建筑中的适用性，讲解节点连接的重要性，以及梁柱截面配筋的计算要点。 框架-剪力墙结构体系： 详细介绍剪力墙在高层建筑中的作用，分析框架与剪力墙的协同工作机制，讲解剪力墙的受力特点、配筋原则及与框架的连接设计。 筒体结构体系： 重点介绍筒体结构（框筒、筒中筒、束筒等）在高层建筑中的优势，分析筒体的受力机理，讲解筒体 wall 的厚度、配筋计算，以及外围框架或内筒与主体筒体的连接方式。 支撑体系： 介绍不同类型的支撑（斜交叉支撑、V形支撑、人字支撑等）在高层建筑中的应用，分析支撑对结构刚度和稳定性的贡献，讲解支撑构件的内力计算和连接设计。 剪区划分与转换： 讲解如何根据结构布局和荷载分布进行合理的剪力墙划分，以及在大尺度空间中如何设置转换梁、转换柱等构件，实现荷载的有效传递。 第四章 钢结构构件设计计算实例 本章将通过具体的工程实例，对高层钢结构中的主要构件进行详细的设计计算。 梁和柱的设计： 梁的设计： 选取典型的楼层梁，进行恒活荷载下的内力计算，根据规范要求选择经济合理的H型钢截面，校核梁的抗弯、抗剪、抗剪屈曲、局部承压等承载能力，并对梁端的连接进行初步设计。 柱的设计： 选取典型的底层柱和中间层柱，进行轴力、弯矩、剪力等内力的组合计算，根据规范要求选择钢柱的截面形式（H型钢、箱型柱等）和尺寸，校核柱的轴心受压、轴心受弯、受弯承载能力，重点关注柱的整体稳定性（侧向屈曲、局部屈曲）的验算。 支撑和斜撑的设计： 选取典型支撑构件，根据结构分析结果确定其轴力，选择合适的钢材型号和截面尺寸，校核支撑的抗拉、抗压承载能力，并重点验算其稳定性。 楼板与次梁设计： 介绍不同类型的楼板（压型钢板混凝土楼板、钢筋混凝土楼板等）在高层钢结构中的应用，讲解压型钢板的铺设、栓钉连接、混凝土浇筑等工艺要点，以及次梁的荷载传递和截面选择。 钢-混凝土组合结构构件设计： 讲解钢梁与混凝土楼板通过栓钉连接形成的组合梁的设计方法，包括组合截面的有效宽度、刚度计算、受力性能分析，以及栓钉的承载力计算。 第五章 高层钢结构连接设计 连接是钢结构传力链的关键环节，也是设计的难点之一。本章将重点讲解各种连接的设计计算。 梁柱节点连接： 刚接节点： 讲解全焊接或高强度螺栓连接的梁柱刚接设计，包括连接板的尺寸、翼缘和腹板的连接方式、焊缝或螺栓的强度验算，以及节点的转动刚度分析。 铰接节点： 介绍简单的铰接节点设计，以及其在结构整体稳定性中的作用。 梁梁连接： 讲解梁与梁之间的焊接连接或螺栓连接设计，包括翼缘连接、腹板连接等。 支撑连接： 详细讲解支撑与主梁、主柱的连接设计，包括节点板的设计、螺栓或焊缝的计算，重点关注支撑连接处的受力复杂性，需要考虑拉力、压力以及可能的弯矩。 楼板与结构连接： 介绍楼板与钢梁、钢柱的连接方式，如预埋件、角钢连接等，以及压型钢板与次梁的栓钉连接设计。 特殊连接： 对转换层处的连接、楼层伸缩缝处的连接等特殊情况进行讨论和分析。 第六章 高层钢结构整体稳定性与变形控制 高层钢结构不仅要保证构件自身的强度和稳定性，更要关注结构的整体稳定性和变形控制。 整体稳定性分析： 讲解高层钢结构的侧向整体稳定性，包括风荷载和地震荷载引起的侧移，以及结构的侧向刚度要求。 介绍风致和地震引起的结构振动特性，以及动力分析在评估结构动力响应中的作用。 变形控制： 详细讲解层间位移角、顶部位移等变形指标的控制要求，分析影响变形的因素（结构刚度、材料性质等）。 介绍通过优化结构体系、调整构件截面尺寸等手段来控制结构变形的方法。 风振与地震响应分析： 结合案例，展示如何进行风致振动分析和地震响应分析，以评估结构在风力和地震作用下的安全性。 讲解风屏障、阻尼器等减震措施在高层建筑中的应用。 第七章 高层钢结构设计软件应用实例 本章将介绍当前主流的高层钢结构设计软件，并通过实例演示如何利用软件进行建模、荷载施加、结构分析和结果后处理。 结构建模： 演示如何精确建立高层钢结构的三维模型，包括梁、柱、支撑、楼板等构件的建模方法。 荷载施加与组合： 展示如何在软件中准确施加风荷载、地震荷载等，并进行荷载组合。 结构分析： 介绍如何进行静力分析、模态分析、反应谱分析等，获取结构的内力、位移、应力等结果。 构件验算与优化： 演示如何将软件分析结果导入构件设计模块，进行构件的强度、稳定性和连接设计，并根据结果进行构件截面优化，达到经济性的目标。 结果输出与报告： 讲解如何生成结构分析报告、构件设计计算书等，方便工程实践。 第八章 高层钢结构施工安装要点与质量控制 一个安全可靠的高层钢结构，离不开精心的施工安装。本章将从施工安装的角度，讲解高层钢结构工程的关键要点。 钢构件预制与加工： 介绍钢构件的精度要求、加工工艺、防腐处理等。 整体提升与结构安装： 重点讲解高层钢结构在施工过程中的安装顺序、高空作业安全、测量控制、校正等技术。 连接施工： 强调高强度螺栓连接和焊接连接在施工过程中的质量控制要点。 结构整体监测： 介绍在施工过程中对结构沉降、位移、变形等进行监测的重要性和方法。 质量验收： 讲解高层钢结构工程的验收标准和流程。 第九章 高层钢结构的安全评估与加固改造（可选） 随着高层建筑使用年限的增加，对其结构安全进行评估和必要时的加固改造显得尤为重要。本章将对这一领域进行简要介绍。 结构安全评估方法： 讲解如何对既有高层钢结构进行安全性评估，包括现场检测、资料审查、结构分析等。 加固改造技术： 介绍常用的钢结构加固技术，如增加截面、改变结构体系、增加支撑等，并结合案例进行说明。 本书特色 实例驱动： 全书以典型的工程实例贯穿始终，通过解决实际问题来学习理论和方法。 规范导向： 严格遵循现行国家和行业相关设计规范，确保计算结果的可靠性。 图文并茂： 配以大量的图纸、图表和计算截图，直观易懂。 实用性强： 内容聚焦于高层钢结构设计的核心环节，满足工程实践需求。 软件结合： 引入主流设计软件的应用，提升读者的工程实践效率。 目标读者 从事高层建筑结构设计、施工、监理的工程师。 建筑学、土木工程、结构工程等专业的大学本科生、研究生。 对高层钢结构设计感兴趣的工程技术人员。 结构设计咨询机构的专业人员。 本书旨在为读者提供一个坚实的高层钢结构设计理论基础和丰富的实践经验，帮助您成为一名优秀的高层钢结构工程师。

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《第五章：高层钢结构整体稳定性设计》这一章，让我深刻理解了“细节决定成败”这句话在结构设计中的含义。高层钢结构，尤其是超高层建筑，其整体稳定性设计是整个结构设计的重中之重，稍有疏忽就可能导致灾难性的后果。本书在这一章节中，对高层钢结构整体稳定性的设计进行了极为细致和深入的阐述。从侧向屈曲、抗侧移刚度计算，到风振响应分析和地震作用下的整体稳定性验算，书中都进行了详尽的讲解。我特别欣赏的是，作者并没有仅仅停留在理论层面，而是通过大量的工程案例，展示了如何进行结构的侧向力分析、风荷载产生的弯矩和剪力计算，以及如何通过设置加强层、阻尼器等措施来提高结构的整体稳定性和抗震性能。书中对于结构自振周期、模态分析以及动力反应谱分析的讲解，也让我对结构的动力特性有了更深入的理解。此外，书中对结构整体倾覆、滑动稳定性等方面的验算也进行了详细的介绍，这为我提供了一个全面的视角来审视高层钢结构的整体稳定性。

评分☆☆☆☆☆

《第六章：钢结构防腐蚀与防火设计》这一章，绝对是这本书的亮点之一，也是我作为一名设计者非常关注的方面。在长期的使用过程中，钢结构的耐久性至关重要，而防腐蚀和防火则是保证其耐久性的两大关键因素。本书在这一章节中，对钢结构的防腐蚀和防火设计进行了极其详尽和实用的介绍。在防腐蚀方面，作者详细阐述了不同环境条件下的腐蚀机理，以及各种防腐蚀涂料的性能特点和适用范围。书中通过实例展示了如何根据结构所处的环境，选择合适的防腐蚀涂装体系，并对涂装前的表面处理、涂装工艺以及质量检验等环节进行了详细的说明。在防火设计方面，书中则介绍了各种防火材料（如防火涂料、防火板等）的性能指标和应用方法，并详细阐述了如何根据结构的重要性、使用功能和火灾危险性等级，确定所需的防火保护厚度和等级。我尤其欣赏的是，书中还引入了火灾动力学模拟和防火性能评估等先进技术，为我提供了一个更科学、更精确的防火设计思路。通过学习这一章节，我不仅掌握了钢结构防腐蚀和防火的基本设计原则和方法，更对其在实际工程中的应用有了更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

《第四章：钢梁设计与连接节点详图》这一章，可以说是我学习过程中最实用、最有价值的部分之一。在钢结构设计中，梁的设计和连接节点的处理至关重要，它们直接影响到结构的整体强度、稳定性和经济性。本书在这方面的内容，可谓是面面俱到，细致入微。书中首先对各种类型钢梁（如工字钢、H型钢、槽钢等）的强度、刚度和稳定性验算进行了详细的讲解，并提供了相应的计算公式和图表。我尤其喜欢的是，书中结合实际工程案例，展示了如何根据不同的受力情况，选择最合适的钢梁截面，以及如何进行梁端的支承和连接设计。更让我受益匪浅的是，书中对各种连接节点的详图进行了详尽的解析，包括螺栓连接、焊缝连接，以及不同受力状态下的节点设计要求。作者通过大量的节点详图，清晰地展示了节点的构造形式、受力分析以及配板、配栓、焊缝的尺寸和布置。我通过学习这一章节，对如何进行钢梁的设计优化，以及如何保证连接节点的可靠性和耐久性有了深刻的认识，这对于我日后进行实际工程设计非常有指导意义。

评分☆☆☆☆☆

《第三章：钢管混凝土柱设计计算》这一章节，让我对新型结构材料的应用有了全新的认识。在现代高层钢结构设计中，钢管混凝土结构因其优异的承载能力、良好的抗震性能和经济性，得到了越来越广泛的应用。本书对钢管混凝土柱的设计计算进行了非常系统和深入的讲解。从钢管混凝土柱的受力机理出发，作者详细阐述了轴心受压、偏心受压以及轴压比等关键参数的计算方法。书中不仅提供了理论公式，更重要的是，通过具体的工程实例，展示了如何根据实际荷载和材料性能，进行钢管混凝土柱的尺寸选择、钢管厚度确定以及混凝土强度等级的选取。我尤其欣赏的是，书中对钢管混凝土柱连接节点的设计也进行了详细的讨论，包括端部连接、竖向钢管柱的拼接等，这些细节的处理直接关系到结构的整体稳定性和安全性。作者在讲解过程中，充分考虑了各种不利因素的影响，例如钢管的屈曲、混凝土的徐变和收缩等，并给出了相应的验算方法。我通过阅读这一章节，不仅掌握了钢管混凝土柱的设计计算方法，更对其在复杂高层结构中的应用有了更深入的理解，为我拓展设计思路提供了新的方向。

评分☆☆☆☆☆

《第七章：钢结构节点抗震设计》这一章，让我对高层钢结构的安全性有了更深层次的认识。在地震多发地区，高层钢结构的抗震性能至关重要，而节点作为结构中的薄弱环节，其抗震设计更是决定了整个结构的安危。本书在这一章节中，对钢结构节点的抗震设计进行了极其细致和深入的讲解。作者从延性设计理念出发，详细阐述了如何通过合理的节点构造和详图设计，保证节点在强震作用下的延性耗能能力，而不发生脆性破坏。我特别欣赏的是，书中通过大量的工程实例，展示了各种典型节点（如梁柱节点、支撑节点、节点域等）在抗震设计中的具体做法，并对节点的受力分析、承载能力验算和构造要求进行了详细的说明。书中还引入了先进的抗震设计方法，例如基于性能的抗震设计，为我提供了一个更全面、更前沿的抗震设计思路。此外，书中对于节点的抗震性能试验和评估方法也进行了介绍，这为我理解和掌握节点的抗震性能提供了有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

《第八章：钢结构深化设计与施工图绘制》这一章，是连接理论与实践的关键桥梁。一本好的设计手册，不仅要讲授设计原理，更要教会读者如何将设计成果转化为可施工的图纸。本书在这方面做得非常出色。作者从深化设计的角度出发，详细讲解了在施工图阶段，如何对初步设计进行细化和完善。我尤其赞赏的是，书中通过大量的示例，展示了如何绘制各种钢结构构件的详图，包括梁、柱、支撑、连接板等的尺寸、规格、焊接要求、螺栓布置等。书中对节点的详图绘制要求也进行了非常详细的说明，包括受力分析、构造措施、验算依据等，这对于保证施工质量至关重要。此外，书中还介绍了如何进行钢结构的材料统计、工程量计算以及施工进度的安排等内容，这些都是作为一名工程师必须掌握的实际操作技能。读完这一章，我感觉自己已经具备了将设计理念转化为具体、可执行的施工图纸的能力，这对于我日后参与实际工程项目非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《第二章：框架-剪力墙结构体系设计》的深度和广度着实令我惊叹！对于高层建筑而言，框架-剪力墙结构体系是最为常见也是最为关键的结构形式之一。本书在这一章节中，对该体系的力学性能、传力机制以及设计原则进行了极其详尽的阐述。作者从基础的静力分析入手，循序渐进地引入了更复杂的动力分析，例如如何考虑结构的侧向刚度和延性，以及如何通过调整墙体的位置和尺寸来优化结构的抗侧性能。书中提供的计算实例，涵盖了从初步选型到详细设计的全过程。我特别印象深刻的是，书中对剪力墙的配筋设计进行了详细的解析，包括墙体约束边缘构件的设置、暗柱、暗梁的设计等，这些细节的处理对于结构的整体安全性和经济性至关重要。此外，书中还介绍了框架梁、框架柱的内力计算和配筋设计，以及节点域的设计要求。更让我受益匪浅的是，作者在讲解过程中，大量引用了国家相关规范的条文，并对规范条文进行了深入的解读，使得我能够更准确地理解和运用规范。书中提供的图纸和计算表格，也为我提供了宝贵的参考，让我能够对照着自己的理解进行复核和学习。总而言之，这一章节的内容，不仅仅是理论的堆砌，更是实践经验的凝练，让我对框架-剪力墙结构体系的设计有了醍醐灌顶般的理解。

评分☆☆☆☆☆

《第十章：高层钢结构常见问题及解决对策》这一章，为我提供了一个宝贵的“经验库”。在实际的工程设计和施工过程中，总会遇到各种各样的问题，而经验丰富的工程师往往能够从容应对。本书的最后一章，正是对这些常见问题进行了归纳和总结，并给出了切实可行的解决对策。我尤其喜欢的是，书中不仅列举了诸如钢结构变形、连接节点失效、构件开裂等问题，还从设计、施工、材料等多个角度，深入分析了这些问题产生的原因。更重要的是，书中结合大量的工程实例，展示了如何通过优化设计方案、改进施工工艺、加强质量控制等方法，来预防和解决这些问题。例如，书中对于钢结构在施工过程中发生的局部屈曲问题，就给出了详细的加强措施和验算方法。此外，书中还对钢结构的维护和加固问题进行了讨论，这为我提供了从全生命周期的角度来理解钢结构设计的思路。这一章节的内容，让我受益匪浅，它不仅增强了我解决实际工程问题的能力，更提升了我对钢结构设计整体性和可靠性的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是一次令人振奋的学习经历！作为一名刚刚步入高层钢结构设计领域的初学者，我一直渴望找到一本能够将理论知识与实际工程紧密结合的教材。而《高层钢结构设计计算实例》恰恰填补了我的这一需求。《第一章：基础概念与荷载分析》的开篇，作者就用一种非常直观易懂的方式，对高层钢结构的基本组成、受力特性以及各种荷载（如恒荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等）的确定方法进行了深入浅出的阐述。我尤其欣赏的是，作者并没有仅仅罗列公式和规范条文，而是通过大量的实际工程案例，生动地展示了这些理论知识是如何在项目中应用的。例如，在讲解风荷载时，书中详细剖析了一个高层建筑的风洞试验数据是如何被解读和应用于风荷载的计算，并提供了相应的图表和数据分析，这让我对风荷载对高层结构的影响有了更深刻的认识。此外，对于地震荷载的分析，书中也详细介绍了不同烈度下的地震作用及其计算方法，并通过实例展示了如何进行结构动力响应分析，这对于我这样初学者来说，无疑是解决了“知其然，更知其所以然”的困惑。书中对于荷载组合的讲解也十分细致，各种不利荷载组合的确定方式，以及如何通过软件进行荷载组合的自动化处理，都为我打开了新的思路。读完这一章，我感觉自己已经对高层钢结构的设计有了一个初步的、扎实的认识，为后续的学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

《第九章：钢结构整体建模与分析软件应用》这一章，是本书与时俱进、紧跟行业发展趋势的体现。在现代钢结构设计中，计算机辅助设计（CAD）和有限元分析（FEA）软件已经成为不可或缺的工具。本书在这方面的内容，对我这样一个正在学习和应用相关软件的读者来说，无疑是雪中送炭。作者详细介绍了如何使用主流的钢结构设计软件，如MIDAS GEN、Tekla Structures等，进行高层钢结构的整体建模、荷载施加、结构分析和结果输出。我尤其欣赏的是，书中并没有仅仅停留在软件操作的层面，而是结合前面章节所讲解的设计原理，深入阐述了如何在软件中建立准确的模型，如何正确地定义材料属性和边界条件，以及如何解读和分析软件输出的结果。书中还提供了一些软件应用的技巧和常见问题的解决方法，这极大地提高了我的学习效率。通过这一章节的学习，我不仅掌握了软件的基本操作，更学会了如何将理论知识与软件应用相结合，从而进行更高效、更准确的设计。