1 地震区钢筋混凝土高层建筑1
1．1 钢筋混凝土高层建筑的演变1
1．1．1 历史背景1
1．1．2 日本建筑中心的技术审查2
1．1．3 钢筋混凝土高层建筑的增多和新钢筋混凝土项目3
1．2 结构布置4
1．2．1 建筑平面4
1．2．2 结构体系7
1．2．3 建筑立面7
1．2．4 典型结构构件8
1．3 材料和施工9
1．3．1 混凝土9
1．3．2 钢筋10
1．3．3 预制构件的应用10
1．3．4 钢筋笼的预装11
1．3．5 受力钢筋的搭接和锚固11
1．3．6 混凝土浇注12
1．3．7 施工管理13
1．4 抗震设计13
1．4．1 基本原理13
1．4．2 设计标准和方法14
1．4．3 设计地震荷载15
1．4．4 要求的极限承载能力15
1．4．5 第一阶段设计16
1．4．6 第二阶段设计16
1．4．6．1 极限承载能力的计算16
1．4．6．2 主梁的延性16
1．4．6．3 柱子强度和延性17
1．4．6．4 梁柱节点17
1．4．6．5 最低要求17
1．4．6．6 预期的偶然事件17
1．4．7 试验验证18
1．5 地震反应分析18
1．5．1 线性分析18
1．5．2 非线性集中质量分析19
1．5．3 非线性框架分析19
1．5．4 输入地震运动19
1．5．5 阻尼19
1．5．6 反应分析结果20
1．6 今后的发展21
1．6．1 促进钢筋混凝土高层建筑发展的因素21
1．6．2 对更高强度材料的需求22
2 新钢筋混凝土项目23
2．1 项目背景23
2．2 项目目标23
2．3 项目的组织25
2．4 结果简介35
2．4．1 为高强钢筋混凝土进行的材料开发35
2．4．2 建筑标准的发展36
2．4．3 结构性能评价的发展36
2．4．4 结构设计的发展36
2．4．5 新钢筋混凝土建筑的可行性研究37
2．5 结果的公布38
3 新钢筋混凝土材料41
3．1 高强度混凝土41
3．1．1 高强度混凝土的材料和配合比41
3．1．1．1 水泥42
3．1．1．2 骨料43
3．1．1．3 化学添加剂44
3．1．1．4 矿物添加剂45
3．1．1．5 配合比设计46
3．1．2 高强度混凝土性能48
3．1．2．1 和易性48
3．1．2．2 抗压强度的标准试验方法48
3．1．2．3 力学性能49
3．1．2．4 干缩和徐变50
3．1．2．5 耐久性51
3．1．2．6 防火性能53
3．2 高强度受力钢筋54
3．2．1 钢筋委员会54
3．2．2 高强度钢筋的优点和问题54
3．2．3 新钢筋与现行JIS的关系55
3．2．4 高强钢筋的建议标准55
3．2．4．1 简介55
3．2．4．2 屈服强度57
3．2．4．3 屈服平台的应变57
3．2．4．4 屈服比58
3．2．4．5 伸长率和弯曲性能58
3．2．5 生产方法和化学组分58
3．2．6 防火性和耐久性60
3．2．6．1 高温的影响60
3．2．6．2 抗腐蚀性61
3．2．7 钢筋搭接62
3。3 钢筋混凝土的力学性能64
3．3．1 粘结与锚固64
3．3．1．1 梁筋在边节点中的锚固-65
3．3．1．2 中间节点的粘结锚固67
3．3．1．3 梁筋的受弯粘结抗力68
3．3．2 横向钢筋69
3．3．2．1 约束混凝土的应力-应变关系69
3．3．2．2 横向钢筋应力的上限72
3．3．2．3 纵向钢筋的压曲73
3．3．3 平面应力状态下的混凝土受力性能74
3．3．3．1 素混凝土板的双轴加载试验74
3．3．3．2 平面剪力作用下钢筋混凝土板的试验75
4 新钢筋混凝土结构构件77
4．1 引 言77
4．2 梁和柱78
4．2．1 屈服后梁的粘结劈裂破坏78
4．2．2 板对梁抗弯性能的影响81
4．2．3 屈服后柱子的变形性能84
4．2．4 双向受弯时的柱子87
4．2．5 高轴压时柱子的竖向劈裂90
4．2．6 柱子的抗剪强度92
4．2．7 梁的抗剪强度95
4．3 墙99
4．3．1 剪压破环型墙的抗弯强度99
4．3．2 双向加载时墙的变形能力104
4．3．3 高墙的抗剪切强度107
4．4 梁柱节点110
4．4．1 梁柱中间节点的粘结111
4．4．2 双向加载下三维节点的抗剪强度115
4．4．3 边柱节点的抗剪性能119
4．4．4 底层柱和基础混凝土强度的差异121
4．5 结构性能评价的方法123
4．5．1 梁的恢复力特性123
4．5．1．1 初始刚度124
4．5．1．2 受弯开裂124
4．5．1．3 屈服变形124
4．5．1．4 抗弯强度125
4．5．1．5 位移限值126
4．5．1．6 等效粘滞阻尼126
4．5．2 柱子的变形能力126
4．5．2．1 弯压破坏126
4．5．2．2 沿纵筋的粘结劈裂127
4．5．2．3 屈服后塑性铰区的剪切破坏127
4．5．2．4 梁和柱的剪切强度128
4．5．3 墙的抗弯强度129
4．5．4 梁柱节点的抗剪强度130
4．5．5 第一层柱子与基础的连接132
4．5．5．1 承载应力132
4．5．5．2 劈裂应力132
4．5．5．3 增强132
4．6 结束语132
5 有限元分析135
5．1 有限元方法的基本原理135
5．2 有限元方法和钢筋混凝土136
5．2．1 钢筋混凝土有限元分析的历史136
5．2．2 钢筋混凝土的模型化138
5．2．2．1 二维分析和三维分析138
5．2．2．2 混凝土模拟138
5．2．2．3 钢筋的模拟138
5．2．2．4 裂缝的模拟138
5．2．2．5 对钢筋和混凝土粘结的模拟139
5．3 使用高强度材料的钢筋混凝土构件的有限元法139
5．4 采用高强度材料的钢筋混凝土构件的对比分析140
5．4．1 梁、板和剪力墙的对比分析140
5．4．2 材料本构关系140
5．4．2．1 混凝土单轴受压应力-应变曲线140
5．4．2．2 开裂混凝土抗压强度折减系数141
5．4．2．3 混凝土的约束效应141
5．4．2．4 混凝土的双轴效应141
5．4．2．5 混凝土的受拉硬化141
5．4．2．6 开裂截面的剪切刚度141
5．4．2．7 开裂强度142
5．4．2．8 钢筋的应力-应变关系142
5．4．2．9 钢筋的销栓作用142
5．4．2．10 粘结特性142
5．4．3 分析模型和分析结果142
5．4．3．1 梁试件的分析142
5．4．3．2 板试件的分析143
5．4．3．3 剪力墙的分析143
5．4．3．4 结论144
5．5 高强度梁的有限元参数分析145
5．5．1 目的和方法145
5．5．2 剪切钢筋率的影响145
5．5．3 一定时混凝土约束模型的影响146
5．5．4 结论147
5．6 高强柱子的有限元参数分析147
5．6．1 目的和方法147
5．6．2 分析结果148
5．6．3 结论149
5．7 高强梁柱节点的有限元参数分析149
5．7．1 目的和方法149
5．7．2 试验和分析结果的比较150
5．7．3 参数分析的结果150
5．7．4 结论152
5．8 高强度墙的有限元参数分析152
5．8．1 目的和方法152
5．8．2 研究简介152
5．8．3 分析结果及讨论154
5．9 高强度板的有限元参数分析155
5．9．1 目的和方法155
5．9．2 分析结果和总结156
6 结构设计原理15g
6．1 新钢筋混凝土结构设计指针的特点160
6．1．1 三阶段抗震设计160
6．1．2 设计地面运动的建议160
6．1．3 双向和竖向地震运动160
6．1．4 所需要的安全性的分类160
6．1．5 材料强度的变化及强度评价的准确性161
6．1．6 基础的结构设计及土-结构相互作用161
6．2 抗震设计标准16l
6．2．1 设计地震烈度16l
6．2．2 设计侧移限值161
6．2．3 设计标准lb2
6．3 设计地震运动1b3
6．3．1 地震运动的特性163
6．3．2 新钢筋混凝土设计采用的地震运动163
6．3．3 与建筑基本法的关系164
6．4 结构的模型化164
6．4．1 结构的模型化164
6．4．2 模型和地震运动的关系165
6．4．2．1 固定基底模型165
6．4．2．2 侧移-转动模型165
6．4．2．3 土-基础-结构相互作用模型 165
6．5 构件的恢复力特性166
6．5．1 可靠强度和上限强度166
6．5．2 构件模拟167
6．5．3 滞回规律167
6．6 抗震设计的方向168
6．6．1 任意方向的设计力168
6．6．2 双向地震输入169
6．6．3 竖向地震作用的影响169
6．7 基础结构170
6．8 设计例子170
6．8．1 60层框架住宅建筑171
6．8．2 40层双筒及核心筒办公楼建筑176
6．8．2．1 双筒结构176
6．8．2．2 核心筒结构179
6．8．3 中等高度办公楼(15层墙-框架，15层空间框架，25层空间框架)183
7 地震反应分析187
7．1 抗震设计中的地震反应分析187
7．2 结构模型189
7．2．1 三维框架模型189
7．2．2 二维框架模型190
7．2．3 多质点模型191
7．2．4 土-结构模型192
7．3 杆件模型192
7．3．1 梁的单分量模型192
7．3．2 柱子的多轴弹簧模型194
7．3．3 墙模型196
7．4 单自由度体系的非线性反应198
7．4．1 基于位移的设计方法198
7．4．2 非线性反应与线性反应的相关性200
7．5 数值分析203
7．5．1 运动方程的数值分析203
7．5．2 不平衡力的释放203
8 新钢筋混凝土结构的施工205
8．1 简介205
8．2 足尺寸的施工试验205
8．2．1 目的205
8．2．2 施工试验梗概206
8．2．3 混凝土配合比207
8．2．4 钢筋施工211
8．2．5 混凝土施工212
8．2．5．1 新混凝土212
8．2．5．2 柱子试件的施工213
8．2．5．3 框架试件的施工214
8．2．5．4 内部温度的测试218
8．2．5．5 强度发展219
8．2．5．6 框架试件的裂缝观测220
8．2．6 结论223
8．3 新钢筋混凝土的施工标准223
8．3．1 一般条文223
8．3．2 钢筋224
8．3．3 模板224
8．3．4 混凝土224
8．3．4．1 简介224
8．3．4．2 混凝土质量225
8．3．4．3 材料228
8．3．4．4 配合比229
8．3．4．5 混凝土的制作230
8．3．4．6 浇注和表面抹灰230
8．3．4．7 养护231
8．3．4．8 抗压强度的检测231
9 可行性分析与建筑物实例233
9．1 可行性研究233
9．1．1 高层板柱建筑233
9．1．1．1 带核心墙体的高层板柱住宅233
9．1．1．2 带曲线墙体的高层板柱住宅239
9．1．2 巨型结构243
9．1．2．1 OP200直线型244
9．1．2．2 OP300直线型245
9．1．2．3 OP300锥型245
9．1．2．4 BR200 K支撑型245
9．1．2．5 BR200 D支撑型246
9．1．2．6 BB300 X支撑型247
9．1．2．7 结束语248
9．1．3 热力发电站的箱形柱结构249
9．2 建筑物实例254