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| 內容簡介： |
图书介绍
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筒体结构是高层和超高层建筑的重要结构类型之一，也是高层建筑结构的重要抗侧力技术手段，还是现代超高层建筑结构必不可少的组成部分。本书对高层建筑筒体结构模型进行了抗震性能试验和理论分析，着重进行了两方面的研究：一方面进行了钢筋混凝土筒中筒和组合筒两种筒体结构模型的静力弹性试验、动力特性测试及两自由度拟动力试验研究；另一方面提出了筒体结构的层模型简化分析方法、动力时程分析的精细积分方法及改进的多垂直杆单元模型非线性分析方法。
本书可作为从事高层建筑结构设计的工程技术人员和结构工程专业研究人员的参考用书。
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| 目錄：
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图书目录
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第1章 绪论1
1.1 高层建筑筒体结构简介1
1.1.1 筒体结构的起源与发展1
1.1.2 高层建筑筒体结构的研究现状5
1.2 高层建筑筒体结构的抗震设计计算理论的发展7
1.2.1 地震作用计算理论8
1.2.2 抗震设计方法10
1.2.3 抗震设防策略11
1.3 高层建筑筒体结构存在的问题13
1.4 高层建筑筒体结构的主要研究内容14
第2章 筒体结构模型的设计与制作16
2.1 量纲理论与相似关系16
2.2 筒体结构模型19
2.2.1 筒中筒结构模型的设计与制作19
2.2.2 组合筒体结构模型的设计与制作24
第3章 筒体结构模型的静力荷载试验与分析30
3.1 筒中筒结构模型的静力荷载试验30
3.1.1 试验内容30
3.1.2 水平位移测试与分析30
3.1.3 扭转角位移测试与分析33
3.1.4 应变分析34
3.2 组合筒体结构模型的静力荷载试验35
3.2.1 试验方法35
3.2.2 水平位移测试及分析35
3.2.3 扭转角位移测试与分析37
3.3 框筒结构在水平荷载作用下的层模型简化分析38
3.3.1 筒体结构弹性分析研究现状38
3.3.2 框筒结构简化分析的前提条件42
3.3.3 整体剪切变形及内力计算50
3.3.4 整体弯曲变形及其内力计算50
3.3.5 算例及影响因素分析56
3.4 筒中筒结构在水平荷载作用下的简化分析64
3.4.1 简化分析方法64
3.4.2 水平荷载作用下的简化分析与试验对比65
3.5 筒中筒结构在扭转荷载作用下的简化分析67
3.5.1 外框筒在扭转荷载下的简化分析方法68
3.5.2 核心筒在扭转荷载下的简化分析方法69
3.5.3 扭转荷载作用下的简化分析与试验对比70
3.6 本章小结71
第4章 筒体结构的动力特性研究73
4.1 筒体结构的动力特性研究现状73
4.2 筒体结构的动力特性等效刚度法74
4.2.1 框筒结构的等效刚度74
4.2.2 筒中筒结构的等效刚度76
4.2.3 钢管混凝土柱的相关参数77
4.2.4 抗侧移刚度矩阵的简化形成方法78
4.3 筒体结构模型的动力特性实测78
4.3.1 测试设备、参数与内容78
4.3.2 数据处理的基本原理79
4.3.3 筒中筒结构模型的动力特性实测82
4.3.4 组合筒体结构模型的动力特性实测89
4.4 本章小结90
第5章 结构动力方程的精细积分方法研究92
5.1 结构动力方程的数值积分的研究现状92
5.1.1 线性精细动力积分方法的研究现状93
5.1.2 非线性精细动力积分方法的研究现状94
5.2 Newmark方法的递推简化分析95
5.2.1 Newmark方法简介95
5.2.2 Newmark方法的递推格式96
5.2.3 Newmark方法的起步条件97
5.2.4 Newmark方法递推格式的稳定性分析98
5.3 动力方程线性精细积分方法99
5.3.1 线性精细积分方法的原理及公式99
5.3.2 例题分析104
5.4 动力方程非线性精细积分方法110
5.4.1 动力方程的非线性常微分方程解法110
5.4.2 动力方程的非线性精细积分法112
5.4.3 例题分析120
5.5 拟动力试验的精细积分方法129
5.5.1 避免状态矩阵求逆的显式拟动力积分法130
5.5.2 状态矩阵求逆的隐式拟动力积分法131
5.5.3 例题分析132
5.6 本章小结135
第6章 筒体结构模型的拟动力试验137
6.1 结构抗震试验137
6.1.1 结构抗震试验的方法137
6.1.2 拟动力试验的基本原理138
6.2 筒中筒结构模型的拟动力试验141
6.2.1 试验概况141
6.2.2 试验结果142
6.2.3 试验结果分析150
6.3 组合筒体结构模型的拟动力试验158
6.3.1 加载与测试装置158
6.3.2 加载方案159
6.3.3 试验结果162
6.3.4 破坏形态168
6.3.5 试验结果分析173
6.4 本章小结176
第7章 筒体结构的动力非线性分析178
7.1 筒体结构动力非线性分析的研究现状178
7.1.1 结构分析模型178
7.1.2 单元模型180
7.1.3 恢复力模型183
7.1.4 结构的非线性问题183
7.2 筒体结构构件的单元模型184
7.2.1 裙深梁分析的单元模型184
7.2.2 剪力墙分析的单元模型197
7.2.3 矩形截面柱分析的单元模型209
7.2.4 L形截面柱分析的单元模型218
7.2.5 钢管混凝土柱分析的单元模型221
7.2.6 型钢混凝土梁分析的单元模型222
7.2.7 例题分析223
7.3 筒中筒结构模型的动力非线性分析227
7.3.1 筒中筒结构的非线性分析的几个问题227
7.3.2 筒中筒模型的动力非线性分析230
7.4 组合筒体结构模型的动力非线性分析238
7.5 本章小结240
参考文献242
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| 內容試閱：
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前言
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筒体结构是高层和超高层建筑结构的重要结构形式，也是高层建筑结构的重要发展方向。本书对高层建筑筒体结构进行模型抗震性能试验研究和理论分析，着重进行了两方面的研究：一是筒中筒结构模型和组合筒体结构模型的静力弹性试验、动力特性测试及拟动力试验；二是筒体结构的简化分析方法、动力时程分析的精细积分方法及非线性分析方法。
作者课题组制作完成了1个14层比例为1∶10缩尺的钢筋混凝土筒中筒结构模型和1个13层比例为1∶10缩尺的钢管混凝土框支框筒内部混凝土核心筒的组合筒结构模型，并进行了筒体结构模型的动力特性测试、静力荷载试验和拟动力试验。实测了筒中筒结构和组合筒体结构两个模型的动力特性，获得了模型结构的自振频率、振型、阻尼比、模态质量、模态刚度、模态阻尼等结构动力特性参数及其影响因素；静力荷载试验重点研究了水平对中荷载和水平偏心荷载对模型受力性能的影响；将筒中筒结构和组合筒结构模型等效为两个自由度体系，进行了6种工况的地震波加速度峰值的拟动力试验，研究了筒体结构在地震作用下的动力特性、弹性和弹塑性阶段的地震反应、抗震性能和破坏机理，完善和丰富了筒体结构的抗震试验方法和理论体系。
本书对框筒结构进行了水平荷载作用下的静力弹性简化分析。将框筒结构在侧向荷载作用下的楼层变形分离为剪切变形和弯曲变形，将分析平面框架结构的D值法进行简化，并推广应用于框筒结构的整体剪切变形及内力分析，首次考虑了翼缘框架剪切刚度的影响。本书采用等效连续体法对弯曲变形及内力主要因素进行分析；提出了假定轴向位移模式的简化方法，考虑了正剪力滞的影响，分析了影响结构位移的因素；提出了框筒结构各层同时存在正剪力滞和负剪力滞的简化假定，并在假设框筒各柱的轴向应变分布模式的基础上，对负剪力滞的影响因素进行了分析。采用层模型对水平荷载作用下的筒中筒结构进行了简化分析，在分析了外框筒底层平面外抗扭刚度参与系数的影响因素及大小的前提下，提出扭转荷载作用下筒中筒结构简化层模型。通过与静力荷载试验和空间框架分析程序的比较表明，本书的研究方法精度高，简单、实用，可供初步设计阶段使用。
本书基于Newmark?（纽马克??）方法，推导出了一种新的结构动力方程求解的数值积分递推格式，即计算位移时不需要计算速度和加速度等中间值，因而更简单、方便。通过对结构动力方程精细时程积分方法的讨论，提出非齐次方程的精度控制在于荷载项积分方法的选择，分析了龙贝格积分、科茨积分和高斯积分等方法的精度及应用范围，为合理选择积分方法提供参考。以现有的单步法和Adams多步法为基础，提出了新的非线性精细动力积分的单步法和多步法。以非线性精细动力积分多步法为基础，提出了新的拟动力试验数值积分方法，该方法在增大试验时间步长后的计算精度比中央差分法要高，可节省大量试验时间。
本书对多垂直杆单元模型的单元刚度矩阵进行了修正，并提出了一种空间拓展的多垂直杆单元模型。拓展后的多垂直杆单元模型可以用来分析各种截面形式的杆件单元，建立了筒体结构基本构件裙深梁、剪力墙、矩形截面柱、L 形截面柱、钢管混凝土柱、型钢混凝土梁的非线性分析单元模型，与试验结果及算例进行比较发现，本书提出的宏观单元模型概念清晰、计算量较小、计算精度高。结合筒中筒结构模型和组合筒结构模型的拟动力试验编制了非线性分析程序，分析结果表明计算值与试验值基本吻合，可以反映筒体结构的破坏机理。
本书由中南林业科技大学陈伯望教授和中南大学王海波博士共同完成，感谢湖南大学结构工程实验室和湖南城市学院结构工程实验室提供的实验条件和帮助，同时感谢湖南大学沈蒲生教授提供的指导，也感谢参与试验研究、数据整理和文字编辑的研究生所做的工作。感谢长沙市科技计划项目（项目编号：kq1901135）经费资助。
由于作者水平有限，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。
陈伯望 王海波
2018年4月
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