內容簡介
根據國傢計委計綜[1984]305號文的要求,由同濟大學會同有關單位共同製訂的《GBJ 135-90 高聳結構設計規範》已經有關部門會審。現批準《GBJ 135-90 高聳結構設計規範》為國傢標準,自一九九一年六月一日起施行。本標準由同濟大學負責管理。其具體解釋等工作由同濟大學負責。齣版發行由建設部標準定額研究所負責組織。
內頁插圖
目錄
主要符號
第一章 總則
第二章 基本規定
第三章 荷載
第一節 荷載分類
第二節 風荷載
第三節 裹冰荷載
第四節 地震作用和抗震驗算
第四章 鋼塔架和桅杆結構
第一節 一般規定
第二節 鋼塔桅結構的內力分析
第三節 鋼塔桅結構的變形和整體穩定
第四節 縴繩
第五節 軸心受拉和軸心受壓構件
第六節 偏心受拉和偏心受壓構件
第七節 焊縫連接計算
第八節 螺栓連接計算
第九節 法蘭盤連接計算
第十節 鋼塔桅結構的構造要求
第五章 鋼筋混凝土圓筒形塔
第一節 一般規定
第二節 塔身變形和塔筒截麵內力計算
第三節 塔筒承載能力計算
第四節 塔筒裂縫寬度計算
第五節 鋼筋混凝土塔筒的構造要求
第六章 地基與基礎
第一節 一般規定
第二節 地基計算
第三節 剛性基礎和闆式基礎
第四節 基礎的抗拔穩定和抗滑穩定
附錄一 鋼材及連接的強度設計值
附錄二 軸心受壓鋼構件的穩定係數
附錄三 塔筒水平截麵受壓區半角φ計算錶(正常使用狀態時)
附錄四 圓筒形塔的附加彎矩計算
附錄五 在偏心荷載作用下,圓形、環形基礎基底部分脫開基土時,基底壓力計算係數
附錄六 基礎和錨闆基礎抗拔穩定計算
附錄七 本規範用詞說明
附加說明
精彩書摘
第一章 總則
第1.0.1 條為瞭在高聳結構設計中做到技術先進,經濟閤理、安全適用、確保質量,特製訂本規範。
第1.0.2 條本規範適用於鋼及鋼筋混凝土高聳結構,如電視塔、拉繩桅杆、發射塔、微波塔、石油化工塔、大氣汙染監測塔、煙囪、排氣塔、水塔、礦井架等。
第1.0.5 條本規範是根據國傢標準《建築結構設計統一標準》GBJ68-84規定的原則製定的。符號、計量單位和基本術語是按現行國傢標準(《建築結構設計通用符號、計量單位和基本術語》的有關規定采用。
第1.0.4 條設計高聳結構時,除遵照本規範的規定外,尚應符閤現行國傢標準《建築結構荷載規範》、《鋼結構設計規範》、《混凝土結構設計規範》、《地基基礎設計規範》和《建築抗震設計規範》等的有關規定。有關專業技術問題尚應符閤各專業規範、規程的要求。
第1.0.5 條設計高聳結構和選擇結構方案時,應同時考慮施工方法(包括運輸、安裝)以及建成後的環境影響,維護保養等問題。
前言/序言
《高聳結構設計規範:安全與創新的融閤》 前言 在現代城市景觀中,高聳結構以其恢宏的氣勢和卓越的功能,成為瞭人類智慧與工程技術的集中體現。它們不僅是經濟發展的標誌,更是文化與藝術的載體。從摩天大樓到通訊塔,從風力發電機組到橋梁的高聳支架,這些高大而縴細的建築體,在承受著巨大的自重、風力、地震等荷載的同時,也麵臨著復雜的動力響應、疲勞損傷以及潛在的晃動對使用者的影響。因此,對高聳結構的設計與建造,提齣瞭極其嚴苛的要求。 《高聳結構設計規範:安全與創新的融閤》旨在為結構工程師、建築師、項目管理者以及相關技術人員提供一套全麵、係統、權威的設計指導。本書立足於最新的工程科學研究成果和豐富的工程實踐經驗,深度解析瞭高聳結構在不同環境條件下的設計原則、計算方法、材料選用、施工工藝以及維護管理等關鍵環節。我們力求通過詳實的內容和嚴謹的論述,幫助讀者掌握高聳結構設計中最前沿的理念和最可靠的技術,確保工程的安全、經濟和可持續發展。 第一章:緒論與設計理念 本章將深入探討高聳結構的定義、分類及其在社會經濟發展中的重要地位。我們將詳細闡述高聳結構設計所麵臨的獨特挑戰,包括但不限於: 巨大的荷載效應: 結構自重、風荷載、地震荷載、溫度應力、設備荷載等。 動力學特性: 風緻振動、地震響應、以及其對結構性能的影響。 材料性能與選擇: 鋼材、混凝土、復閤材料等在高聳結構中的應用特點與性能要求。 環境因素: 地質條件、氣象條件(尤其是風速、風嚮)、海洋腐蝕等對設計的影響。 安全性與可靠性: 確保結構在極端荷載作用下的穩定性,以及防止結構失效對人員和財産造成損害。 經濟性與可持續性: 在滿足安全要求的前提下,優化設計方案,降低工程造價,並考慮結構的長期維護成本和環境影響。 技術創新與前沿應用: 探討智能結構、隔震減震技術、新型材料在現代高聳結構中的應用前景。 我們將強調“安全至上”的設計理念,並在此基礎上,積極倡導“創新驅動”,鼓勵在滿足基本規範要求的前提下,采用先進的設計方法和技術,以實現結構的更高性能和更優錶現。 第二章:荷載的確定與分析 準確地確定和分析作用在高聳結構上的各種荷載,是結構設計的基石。本章將聚焦於: 恒荷載: 結構自重、附著設備自重等的計算方法,以及材料密度參數的選取。 活荷載: 結構使用過程中可能産生的荷載,如人員、設備、裝修等,並考慮其變化性。 風荷載: 風的基本參數確定:平均風速、陣風係數、地形因子、建築物高度修正等。 風壓的計算:考慮風的風剖麵、地形粗糙度、周圍建築物的影響等。 風緻振動與渦激振動:分析風作用下結構可能産生的共振現象,並提齣相應的防護措施。 風洞試驗的應用:介紹在關鍵項目設計中,風洞試驗在精確評估風荷載和結構響應中的重要作用。 地震荷載: 場地地震分類與設計地震動參數的選取。 動力分析方法:反應譜法、時程分析法等在地震作用下的應用。 結構抗震設計原則:基於性能的設計理念,確保結構在不同設防烈度下的抗震能力。 溫度作用: 溫度梯度與均勻溫度變化對結構産生的應力與變形。 溫度伸縮縫的設計與設置。 其他荷載: 施工荷載、雪荷載(適用於特定區域)、碰撞荷載(如船舶、車輛碰撞)、以及特殊設備運行産生的荷載等。 荷載組閤: 根據不同工況,對各種荷載進行閤理的組閤,並確定最不利的荷載效應。 第三章:結構材料的選擇與性能要求 材料是構建高聳結構的基礎,其性能直接關係到結構的整體安全與使用壽命。本章將深入探討: 鋼材: 常用高強度結構鋼的種類、性能指標(屈服強度、抗拉強度、伸長率、韌性等)。 焊接性能、疲勞性能、耐腐蝕性等在高聳結構中的考量。 鋼材在不同部位(主結構、連接件、圍護結構)的應用特點。 新型高強度鋼、耐候鋼等在現代設計中的應用。 混凝土: 高強度混凝土、高性能混凝土的配閤比設計與技術要求。 混凝土的耐久性:抗凍融、抗侵蝕、抗碳化等性能。 鋼筋混凝土結構與預應力混凝土結構在高聳結構中的應用。 混凝土澆築工藝與質量控製。 復閤材料: 縴維增強聚閤物(FRP)等新型復閤材料在結構加固、輕質構件中的應用潛力。 復閤材料在高聳結構中的優勢與挑戰。 其他材料: 玻璃、金屬幕牆等圍護結構材料的性能要求。 絕緣材料、防火材料等的功能性材料。 材料的耐久性與可靠性: 結閤環境因素,選擇具有良好耐久性的材料,並對材料的老化、腐蝕等進行預測與防護。 第四章:結構整體穩定與動力響應分析 高聳結構的核心挑戰在於其在各種荷載作用下的穩定性和動力學行為。本章將詳細闡述: 整體穩定性分析: 側嚮屈麯與整體失穩的判斷。 結構剛度與模態分析:確定結構的自振頻率和振型。 抗側力體係的設計:剪力牆、框架、核心筒、支撐等體係的優劣分析。 動力響應分析: 風緻振動分析: 風荷載的時程模擬與結構響應計算。 考慮風荷載的不確定性,采用概率方法進行分析。 晃動控製:通過結構剛度、阻尼器等措施,控製結構的晃動幅度,確保使用者舒適度。 地震響應分析: 反應譜法與時程分析法的應用。 結構阻尼的確定與影響。 非綫性動力分析:在強震作用下,結構可能進入彈塑性狀態,需要進行非綫性分析。 疲勞分析: 重復性荷載(如風荷載)對結構材料造成的疲勞損傷。 疲勞壽命的評估與設計。 結構動力特性測試與監測: 現場動力測試方法,用於驗證設計模型和評估結構健康狀況。 長期監測係統的建立,實時反饋結構的工作狀態。 第五章:結構構件設計與細節構造 本章將聚焦於高聳結構中各個構件的設計要點和關鍵細節: 基礎設計: 樁基礎、筏闆基礎、獨立基礎等形式的選擇。 地質勘察的重要性與基礎承載力、沉降分析。 抗液化設計(適用於地震區)。 竪嚮承重構件: 柱、牆、核心筒等的設計。 軸力、彎矩、剪力等內力計算。 配筋設計與構造要求。 水平承重構件: 梁、樓闆等的設計。 跨度、荷載、撓度控製。 連接節點設計: 鋼結構連接:焊接、螺栓連接的受力性能、構造要求。 混凝土結構連接:搭接、錨固等。 節點作為結構薄弱環節,需特彆關注其承載能力與延性。 圍護結構設計: 幕牆、屋麵等的設計,需要考慮風壓、自身重量、變形等因素。 外牆與主體結構連接的細節設計,考慮變形協調。 隔震與減震裝置設計: 隔震支座、阻尼器等裝置的選型、布置與計算。 這些裝置在提高結構抗震性能和控製晃動中的作用。 第六章:施工技術與質量控製 再優秀的設計,也需要精湛的施工來實現。本章將側重於: 施工組織與計劃: 大型高聳結構施工的特點與難點。 詳細的施工方案、進度計劃與資源配置。 施工方法與工藝: 鋼結構安裝:吊裝、對接、焊接等工藝。 混凝土結構澆築:模闆支架、滑模、爬模等技術。 大型構件的預製與安裝。 高空作業的安全保障。 質量控製與檢測: 原材料的檢驗。 施工過程中的關鍵工序控製與質量檢查。 焊接、混凝土強度等關鍵部位的檢測方法。 第三方檢測與監理。 安全生産管理: 高空作業安全、臨邊防護、腳手架安全等。 施工過程中的風險評估與應急預案。 第七章:結構監測、維護與既有結構評估 高聳結構的生命周期並不僅僅止於建成,長期的監測與維護對其安全運行至關重要。 結構健康監測(SHM)係統: 傳感器的選擇與布置:應變片、加速度計、位移計、風速儀等。 數據采集、處理與分析。 基於監測數據的結構性能評估與預警。 定期檢查與維護: 結構外觀檢查、構件連接檢查。 腐蝕防護與塗層修復。 設備運行狀態的檢查與維護。 既有結構評估與加固: 對既有高聳結構進行安全評估的方法。 結構損傷的識彆與評估。 加固技術與方案的選擇。 結構改造與功能升級。 附錄 相關標準、規範引用列錶。 典型高聳結構工程案例分析。 術語解釋。 結語 《高聳結構設計規範:安全與創新的融閤》力求為讀者提供一個全麵、深入、實用的知識體係。我們堅信,通過對本書內容的深入學習與實踐,結構工程師將能更好地應對高聳結構設計中的復雜挑戰,創造齣更加安全、可靠、美觀且可持續的建築傑作,為城市發展和社會進步貢獻力量。這本書不僅僅是一本技術指南,更是對工程智慧與責任的承諾。
從規範的結構體係來看,它似乎更偏嚮於傳統的、低到中等高度的框架-核心筒結構體係的保守設計思路。我嘗試在其中尋找關於高性能混凝土(如C100以上)在復雜受力狀態下的本構模型參數推薦,或者針對新型阻尼器(如調諧質量阻尼器或粘滯流體阻尼器)在結構動力響應控製中的設計接口標準。這些都是當前高聳結構設計領域必須正視的關鍵技術點。然而,這本書的內容給我的感覺是停滯在瞭上個世紀末的工程標準裏。關於地震工程的部分,對多遇地震、設防地震和罕遇地震的性能目標描述得過於籠統,缺乏量化的位移控製指標或損傷可接受標準,這在如今對結構韌性要求日益提高的背景下是遠遠不夠的。我希望它能提供一些針對多維地震輸入和場地效應的詳細修正指南,而不是簡單地引用幾個固定的反應譜係數,這顯得既不專業也不負責任。