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第1章 卡塔尔多哈塔1

1.1 项目背景1

1.2 结构方案2

1.2.1 结构方案概述2

1.2.2 原标书结构设计存在问题及隐患3

1.2.3 对原标书设计的调整和改进4

1.3 项目结构设计的创新4

1.4 结构整体计算分析5

1.4.1 设计规范及依据5

1.4.2 主要结构材料5

1.4.3 荷载作用及其效应组合6

1.4.4 结构整体计算模型及分析10

1.5 钢筋混凝土徐变及收缩影响分析22

1.5.1 混凝土徐变机理22

1.5.2 目前国际上常用的徐变及收缩的结构分析方法及规范24

1.5.3 对原结构模型的徐变和收缩影响分析27

1.5.4 对原结构模型改进及改进后的徐变和收缩影响计算结果分析30

1.5.5 考虑徐变收缩效应后结构构件内力的变化31

1.5.6 结论33

1.6 斜柱交叉节点设计与试验研究33

1.6.1 标书中原结构节点的承载力复核33

1.6.2 节点加强措施36

1.6.3 节点加强后的弹性状态下有限元（FEM）分析36

1.6.4 加强后斜柱节点的承载力38

1.6.5 塑性状态下的斜柱节点有限元分析39

1.6.6 试验验证42

1.6.7 施工图设计51

1.7 屈曲稳定分析51

1.7.1 结构稳定的概念及屈曲分析理论51

1.7.2 本工程结构线性屈曲稳定分析53

1.7.3 结论60

1.8 预应力混凝土环梁分析61

1.8.1 环梁部分预应力设计61

1.8.2 环梁预应力整体结构计算分析64

1.8.3 预应力环梁非预应力筋设计69

1.8.4 典型楼层环梁预应力及非预应力钢筋配置70

1.8.5 结论70

1.9 结构抗连续倒塌设计71

1.9.1 抗连续倒塌研究现状72

1.9.2 抗连续倒塌设计方法72

1.9.3 一对交叉斜柱破坏的抗连续倒塌设计研究73

1.9.4 结语78

1.10 其他专项设计78

1.10.1 开孔工字钢梁组合楼盖有限元分析78

1.10.2 钢结构穹顶分析79

1.10.3 钢结构雨棚分析79

1.10.4 温度效应全过程施工模拟分析80

1.11 结语81

第2章 深圳大梅沙万科中心83

2.1 工程概况及结构构成83

2.1.1 工程概况83

2.1.2 主体结构选型84

2.1.3 结构构成85

2.2 设计标准及荷载作用88

2.2.1 结构设计标准88

2.2.2 重力荷载88

2.2.3 地震作用88

2.2.4 风荷载88

2.2.5 温度作用89

2.3 工程复杂性和超限情况90

2.3.1 平面不规则90

2.3.2 大悬挑结构90

2.3.3 大跨度连体结构90

2.4 针对超限情况采取的相应措施91

2.4.1 针对平面不规则的措施91

2.4.2 针对大悬挑结构的措施92

2.4.3 针对大跨连体结构的措施92

2.5 结构设计理念92

2.5.1 结构自平衡自配重92

2.5.2 索张拉应力控制93

2.5.3 采用部分钢套管93

2.5.4 关键点位移控制96

2.5.5 成品索检验及其耐久性97

2.5.6 施工顺序确定97

2.6 节点设计与试验研究101

2.7 舒适度分析与控制103

2.8 结构的抗震性能104

2.9 温度应力分析105

2.9.1 温度作用取值105

2.9.2 桩基刚度计算106

2.9.3 施工期间温度效应106

2.9.4 使用期间温度效应108

2.9.5 温度荷载组合及结构验算108

2.10 结构动力弹塑性时程分析109

2.10.1 分析方法及软件110

2.10.2 构件模型及材料本构关系110

2.10.3 构件配筋参数112

2.10.4 计算模型及结构分析过程113

2.10.5 地震波的选择及输入113

2.10.6 计算分析结果113

第3章 深圳北站126

3.1 工程概况126

3.2 结构体系127

3.2.1 站房下部结构127

3.2.2 站房屋盖结构129

3.2.3 站台雨棚129

3.2.4 结构特点131

3.3 设计标准及荷载作用132

3.3.1 结构设计标准132

3.3.2 重力荷载132

3.3.3 地震作用133

3.3.4 风荷载133

3.3.5 温度作用133

3.3.6 城市轻轨荷载134

3.4 计算模型、计算内容、计算假定及计算边界条件134

3.4.1 计算模型134

3.4.2 柱底嵌固端确定135

3.4.3 站房单独下部结构137

3.4.4 站房单独上部钢结构137

3.4.5 站房总装结构137

3.4.6 站台雨棚结构137

3.5 工程地质概况与基础设计138

3.5.1 工程地质概况138

3.5.2 工程地质的地震影响138

3.5.3 站房基础与地铁5号线、平南铁路及新区大道关系138

3.5.4 基础设计138

3.6 主要计算结果142

3.6.1 站房单独下部结构142

3.6.2 站房单独上部钢结构144

3.6.3 站房总装结构149

3.6.4 站台雨棚157

3.7 四边形环索弦支结构创新体系研究159

3.7.1 四边形弦支结构体系工作原理及创新性体现159

3.7.2 建筑钢结构拉索预应力施加仿真分析方法160

3.7.3 预应力张拉控制原则及张拉预应力方案161

3.7.4 弦支体系应力控制分析163

3.7.5 施工张拉模拟分析167

3.7.6 雨棚结构试验研究172

3.8 超长无缝结构设计分析研究172

3.8.1 结构设缝对比分析研究172

3.8.2 超长结构温差收缩效应计算分析179

3.9 高架车站振动分析研究197

3.9.1 研究工作内容198

3.9.2 计算条件199

3.9.3 评判标准201

3.9.4 步骤一计算结果及分析202

3.9.5 步骤二计算结果及分析206

3.9.6 结论217

3.10 楼盖人行舒适度研究217

3.10.1 评价标准218

3.10.2 楼盖刚度简化计算218

3.10.3 楼盖竖向振动频率计算分析219

3.10.4 人行走引起的楼盖振动加速度220

3.11 大跨组合钢梁受弯承载力计算及稳定验算分析230

3.11.1 组合梁截面分类230

3.11.2 组合梁受弯承载力、侧扭屈曲的抵抗弯矩验算Matlab程序232

3.11.3 组合梁弹性屈曲计算分析233

3.11.4 组合梁腹板开孔局部有限元分析236

3.12 屈曲稳定分析及结构杆件计算长度系数确定239

3.12.1 站房线性、非线性屈曲稳定分析及结构杆件计算长度系数239

3.12.2 站房雨棚线性、非线性屈曲稳定分析及结构杆件计算长度系数240

3.13 整体结构风洞试验及风荷载数值模拟研究243

3.13.1 风洞试验概况243

3.13.2 参考风速和参考风压245

3.13.3 数值风洞模拟245

3.13.4 平均风压特性245

3.13.5 有火车工况与无火车工况下风压系数对比246

3.13.6 开洞位置风速放大效应研究246

3.13.7 等效风荷载247

3.13.8 高速火车入站时行人风环境分析研究254

第4章 济南奥林匹克体育中心主体育场262

4.1 工程概况及结构构成262

4.1.1 工程概况262

4.1.2 结构构成263

4.2 设计标准及荷载作用267

4.2.1 重力荷载分析及取值267

4.2.2 风荷载269

4.2.3 温度作用分析及取值275

4.2.4 地震作用分析及取值277

4.3 结构设计理念279

4.3.1 总装分析设计方法279

4.3.2 钢结构创新采用空间性能优良的折板型悬挑空间桁架结构体系284

4.4 大跨空间结构包络分析287

4.5 超长结构施工及使用全过程温度分析288

4.5.1 上部钢结构温度作用分析288

4.5.2 下部混凝土结构温度分析结果290

4.6 结构整体稳定验算295

4.6.1 线性屈曲分析295

4.6.2 非线性屈曲分析297

4.7 关键节点精细设计及试验验证299

4.8 整体结构抗连续倒塌分析与控制307

4.8.1 倒塌假定1307

4.8.2 倒塌假定2308

4.8.3 倒塌假定3309

4.9 钢结构施工安装及支撑卸载全过程模拟分析与控制310

4.10 子结构整体振动台试验316

4.11 节 点模型试验研究319

第5章 深圳平安金融中心323

5.1 工程概况323

5.2 主要设计准则324

5.2.1 结构设计使用年限324

5.2.2 建筑安全等级324

5.2.3 抗震等级324

5.2.4 设防烈度324

5.2.5 地基基础设计等级324

5.2.6 结构位移控制324

5.2.7 抗震设计准则325

5.2.8 舒适度准则325

5.2.9 结构受弯构件挠度控制325

5.2.10 楼面振动控制标准325

5.3 岩土工程分析326

5.3.1 工程地质概况326

5.3.2 地质灾害危险性评估327

5.3.3 地震效应329

5.4 结构主要材料329

5.4.1 混凝土329

5.4.2 钢筋330

5.5 荷载与地震作用330

5.5.1 重力荷载330

5.5.2 塔楼风洞试验结果及设计331

5.5.3 地震作用334

5.5.4 其他荷载及作用335

5.5.5 荷载组合335

5.6 抗震性能化设计336

5.6.1 地震作用参数336

5.6.2 性能目标和设计指标337

5.7 地基基础设计339

5.7.1 塔楼桩基基础概述339

5.7.2 单桩竖向承载力确定340

5.7.3 筏基设计341

5.7.4 基础沉降分析342

5.7.5 基坑支护挡土墙及临时支撑343

5.8 结构体系概述345

5.8.1 抗侧力体系345

5.8.2 重力体系351

5.8.3 塔尖部分353

5.8.4 阻尼器介绍及平安金融中心阻尼装置选择的考虑354

5.9 超限抗震设计359

5.9.1 超限情况判别359

5.9.2 针对超限情况的结构设计和相应措施360

5.10 结构分析主要结果汇总及比较363

5.10.1 概述363

5.10.2 主要分析结果364

5.11 构件设计383

5.11.1 构件设计383

5.11.2 楼面组合梁设计及验算406

5.11.3 塔尖结构分析结果408

5.12 罕遇地震下弹塑性时程分析413

5.12.1 输入地震波分析及选用413

5.12.2 结构动力弹塑性分析的目的420

5.12.3 计算分析方法420

5.12.4 动力弹塑性分析结果及分析426

5.13 全过程施工模拟及非荷载作用分析441

5.13.1 分析的必要性441

5.13.2 施工考虑442

5.13.3 施工阶段结构控制445

5.13.4 竖向变形分析446

5.14 关键节点设计461

5.14.1 节点设计原则及目标461

5.14.2 节点设计要求461

5.14.3 节点分析所用软件及材料属性461

5.14.4 节点设计462

第6章 天津响螺湾中钢广场468

6.1 工程概况468

6.2 工程场地地质概况469

6.3 结构设计标准470

6.3.1 设计使用年限／设计基准期470

6.3.2 结构安全等级／结构重要性系数470

6.3.3 底部加强区高度470

6.3.4 抗震性能目标470

6.3.5 抗震等级471

6.3.6 抗震设防类别471

6.3.7 整体结构控制指标471

6.4 荷载分析与效应组合472

6.4.1 重力荷载472

6.4.2 风荷载472

6.4.3 地震作用474

6.4.4 温度作用475

6.4.5 效应组合475

6.5 结构材料477

6.6 结构构成477

6.6.1 T2结构构成477

6.6.2 T1结构构成486

6.6.3 T2／T1竖向构件地下室部分489

6.6.4 裙房构成489

6.7 超限情况判别及针对超限的相应措施490

6.7.1 T2高度及高宽比490

6.7.2 塔楼结构规则性490

6.7.3 嵌固端的确定491

6.7.4 针对超限的主要抗震措施491

6.8 结构计算模型及分析软件493

6.9 结构设计策略494

6.9.1 六边形网格结构性能研究494

6.9.2 六边形横梁合理刚度495

6.9.3 六边形斜柱倾斜角度优化497

6.9.4 施工措施优化外筒角部斜柱和楼板受力500

6.9.5 楼板局部有限元分析508

6.9.6 楼板刚度退化影响分析510

6.9.7 杆元壳元对比及杆元模型节点刚域合理取值511

6.9.8 延性设计518

6.10 T2结构设计519

6.10.1 模态分析519

6.10.2 刚重比519

6.10.3 重力荷载作用内外筒分担比例520

6.10.4 规范风荷载效应分析520

6.10.5 风洞实验分析521

6.10.6 小震反应谱作用效应分析522

6.10.7 结构构件设计525

6.10.8 线性屈曲稳定分析533

6.10.9 非线性屈曲稳定分析536

6.11 T2抗连续倒塌分析537

6.11.1 失效工况537

6.11.2 荷载组合540

6.11.3 材料参数选择540

6.11.4 分析结果540

6.11.5 结论542

6.12 混凝土长期徐变收缩效应影响分析542

6.12.1 混凝土徐变收缩模型542

6.12.2 本工程徐变收缩效应相关参数取值542

6.12.3 收缩徐变分析主要计算结果543

6.12.4 主要结论549

6.13 整体结构温差效应及施工全过程模拟550

6.13.1 气象统计资料550

6.13.2 施工全过程模拟550

6.13.3 温差取值551

6.13.4 桩基有限刚度553

6.13.5 整体结构温差收缩效应分析结果554

6.13.6 主要结论561

参考文献563