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目录1

上篇 高耸结构设计原理和计算方法1

第一章 总则1

第一节 高耸结构设计基础与标准1

第二节 高耸结构设计程序与内容1

第三节 高耸结构设计规范与规程2

第二章 基本规定3

第一节 概率极限状态设计方法3

第二节 结构可靠度与安全等级4

一、结构可靠度概念4

二、可靠度分析方法4

三、一次二阶矩概率法5

四、结构安全等级6

第三节 承载能力极限状态设计7

一、荷载效应基本组合7

二、荷载效应偶然组合8

三、抗震计算基本组合8

第四节 正常使用极限状态设计9

第五节 高耸结构变形控制条件9

第三章 荷载10

第一节 高耸结构的荷载10

一、荷载的分类10

二、高耸结构主要承受的荷载10

二、风速风压关系式11

一、风、风力、风速和风压11

三、荷载与结构动力特性的关系11

第二节 风荷载11

三、风对结构的作用12

四、基本风压及换算系数13

五、顺风向的风荷载20

六、横风向风荷载及共振荷载计算32

七、失稳式振动36

八、带塔楼的高耸结构风力下舒适度的计算38

第三节 裹冰荷载40

一、裹冰厚度40

第四节 地震作用41

三、裹冰情况下的风振41

二、裹冰荷载41

一、震级和烈度42

二、确定地震力的方法43

三、振型分解反应谱法44

四、简化反应谱法50

五、直接动力法（时程分析法）计算动力响应51

六、罕遇地震作用下的变形验算54

第五节 风荷载和地震作用对高耸结构的影响54

六、结构体型对作用力的影响55

五、输入荷载或作用的强度对作用力的影响55

四、迎风面积对作用力的影响55

三、重量对作用力的影响55

二、结构高度对作用力的影响55

一、结构周期对作用力的影响55

七、结构振型对作用力的影响56

第六节 高耸结构的动力特性56

一、经典分析方法56

二、实用分析方法63

三、自振周期经验公式67

第四章 钢塔架和桅杆结构69

第一节 钢结构材料69

一、结构钢材69

二、连接材料72

三、钢材和连接的强度设计值79

四、钢材规格和型钢表81

第二节 钢结构连接134

一、连接分类134

二、焊缝连接134

三、螺栓连接143

四、拼接和法兰盘连接149

五、连接计算示例153

第三节 钢构件强度、稳定计算160

一、受弯构件计算160

二、轴心受力构件计算173

三、偏心受力构件计算183

四、构件计算长度和容许长细比190

五、基本构件的构造要求193

六、钢构件计算示例193

第四节 塔架结构静力分析201

一、钢塔架内力分析方法201

二、简化为平面桁架法202

三、简化空间桁架法203

四、分层空间桁架法204

五、层单元矩阵位移法211

六、整体空间桁架法216

七、弦杆连续空间桁架法219

八、塔架结构计算示例225

第五节 桅杆结构静力分析244

一、桅杆结构内力分析方法244

二、弹性支座连续梁法245

三、考虑空间作用三向坐标法254

四、梁单元矩阵位移法264

五、杆单元矩阵位移法274

六、桅杆结构计算示例277

第六节 桅杆结构整体稳定300

一、桅杆结构整体稳定计算方法300

二、临界力方法计算桅杆整体稳定301

三、初参数法计算桅杆整体稳定304

五、桅杆整体稳定计算示例307

四、极限位移法计算桅杆整体稳定307

第七节 桅杆结构动力分析311

一、桅杆结构动力计算方法311

二、桅杆结构自振周期及其振型313

三、迭代法求解桅杆频率方程316

四、桅杆结构在地震作用下的计算320

五、桅杆结构的局部减振措施326

第五章 钢筋混凝土圆筒形塔328

第一节 钢筋和混凝土材料328

一、钢筋的强度计算328

二、混凝土的强度计算331

一、圆筒形塔身的水平变形332

第二节 混凝土筒身附加弯矩计算332

二、圆筒形塔身的附加弯矩334

第三节 塔筒承载能力计算335

一、塔筒截面无孔洞时的计算335

二、塔筒截面在受压区有一个孔洞时的计算336

第四节 塔筒正常使用计算337

一、塔筒截面应力计算基本假定337

二、水平截面小偏心时应力计算338

三、水平截面大偏心时应力计算340

四、塔筒截面受压区半角？计算341

五、塔筒截面核心距rc0计算348

二、塔筒内外温差作用下裂缝宽度计算349

第五节 塔筒裂缝宽度计算349

一、标准荷载作用下裂缝宽度计算349

第六节 塔筒正常使用下温度应力计算350

一、温度应力计算的假定350

二、塔筒筒壁板带截面全部受拉计算351

三、塔筒筒壁板带截面全部受压计算352

四、塔筒筒壁板带截面一侧受拉、另一侧受压计算353

五、塔筒筒壁温度应力的近似计算355

第七节 预应力混凝土塔筒计算356

一、塔筒正截面承载力计算356

二、塔筒正截面抗裂验算356

三、预应力钢筋中的预应力损失359

一、非预应力塔筒构造要求362

第八节 钢筋混凝土塔筒构造362

二、预应力混凝土塔筒构造要求364

第九节 钢筋混凝土塔筒计算示例366

一、电视塔塔筒变形和附加弯矩计算366

二、电视塔塔筒截面和裂缝宽度计算368

第六章 地基与基础381

第一节 地基承载力验算381

一、地基承载力验算公式381

二、基础底面压力计算381

三、按地基规范确定地基容许承载力383

四、软弱下卧层承载力验算389

五、地基承载力验算例题390

第二节 地基变形计算393

一、高耸结构地基变形计算的要求393

二、分层总和法计算最终沉降量394

三、基础倾斜计算405

四、高耸结构的地基变形容许值407

第三节 基础的抗拔和抗滑稳定性407

一、基础的抗拔稳定性计算408

二、基础的抗滑稳定性计算414

三、基础抗拔稳定验算例题415

第四节 刚性基础计算417

一、浅基础的埋置深度417

二、刚性基础的材料418

三、刚性方（矩）形基础外形尺寸的确定419

四、刚性圆（环）形基础外形尺寸的确定420

五、刚性基础的设计例题421

第五节 板式基础计算424

一、板式基础的适用条件及设计内容424

二、锥形及台阶形板式基础设计424

三、圆（环）形板式基础设计427

四、板式基础的设计例题433

第六节 壳体基础设计440

一、壳体基础的类型、适用范围及构造440

二、壳体基础的设计计算原则及内容442

三、正圆锥形壳体基础计算443

四、M型组合壳基础计算446

五、按弹性近似有矩理论计算446

六、预应力壳体基础450

七、壳体基础计算实例（按薄膜理论计算）452

第七节 桩基础设计457

一、单桩承载力的确定457

二、桩基础的设计462

三、承受横向荷载的桩基础设计475

四、桩基础的设计实例503

一、无线电波的划分520

第一节 电视塔的工艺要求520

第七章 电视塔设计520

下篇 高耸结构工程设计、选型与构造520

二、电视频道的划分521

三、常用的电视天线型式和尺寸521

四、电视天线对结构的要求522

第二节 电视塔结构的选型与构造527

一、钢塔的选型与构造527

二、桅杆的选型与构造529

三、钢筋混凝土塔的选型与构造535

四、塔楼和平台的选型与构造540

五、电视天线杆的选型与构造541

第三节 荷载计算与内力分析543

一、风荷载计算与荷载组合543

二、电视塔结构内力分析方法544

一、基础布置及型式选用545

第四节 电视塔基础设计545

二、基础构造与变形计算547

第五节 电视塔工程实例549

一、钢结构电视塔工程实例549

二、电视桅杆工程实例553

三、钢筋混凝土电视塔工程实例555

第八章 无线电塔设计565

第一节 元线电塔的工艺要求565

一、各种无线电波段的天线型式565

二、天线工艺对塔桅结构的要求580

一、无线电塔架的选型和构造582

第二节 无线电塔桅结构选型和构造582

二、无线电桅杆的选型和构造583

三、无线电塔桅的绝缘设施583

第三节 荷载计算和内力分析585

一、导线及线网风荷载计算与内力分析585

二、有绝缘子的纤绳荷载计算与内力分析588

三、有导线及线网的塔桅结构内力分析589

第四节 无线电塔桅工程实例590

一、圆钢桅杆结构工程590

二、角钢塔架结构工程594

三、中波定向天线钢管桅杆595

四、华沙长波桅杆596

第九章 微波塔设计599

第一节 微波通信工艺要求599

一、微波通信塔线路设计599

二、微波天线自重与安装601

第二节 微波塔选型与构造602

一、微波塔选型要求602

二、钢微波塔结构设计604

三、钢筋混凝土微波塔结构设计614

第三节 荷载计算和内力分析616

一、抛物面天线荷载计算616

二、塔架结构荷载计算618

三、塔架结构内力计算619

四、避雷设施及安全照明627

第四节 地基与基础设计628

第五节 屋顶微波塔632

一、概述632

二、塔的选型632

三、屋顶微波塔设计特点633

四、屋顶微波塔抗震设计634

第六节 微波塔工程实例635

一、钢结构微波塔工程实例635

二、钢筋混凝土微波塔工程实例640

第一节 输电线路塔概况645

一、输电线路塔简介645

第十章 输电线路塔设计645

二、塔高与档距648

第二节 输电线路高塔选型648

一、高塔类型648

二、常用直线型高塔设计649

三、塔截面型式、材料及防腐652

第三节 高塔构造设计654

一、自立式型钢塔构造设计654

二、钢管塔构造设计657

三、拉线塔构造设计660

四、钢筋混凝土塔构造设计664

一、导地线荷载计算665

第四节 荷载计算与内力分析665

二、横担风荷载计算667

三、塔身风荷载计算668

四、结构内力分析669

第五节 输电线路塔工程实例671

一、自立式钢塔671

二、拉线塔671

三、钢筋混凝土塔672

第十一章 烟囱设计676

第一节 烟囱设计的工艺概况676

一、烟囱的设计要求676

二、烟囱的材料677

二、空气温度取值680

第二节 烟囱温度计算680

一、烟囱烟气温度取值680

三、筒身受热温度计算681

第三节 砖烟囱设计684

一、砖烟囱选型684

二、构造要求685

三、计算原则及内容689

四、筒壁计算689

五、基础选型693

第四节 钢筋混凝土烟囱设计694

一、烟囱受热温度计算694

二、筒壁极限承载力计算695

三、筒壁使用阶段应力分析699

四、钢筋混凝土烟囱构造713

第五节 烟囱工程实例727

一、砖烟囱工程实例727

二、钢筋混凝土烟囱计算实例732

第十二章 水塔设计749

第一节 国内外水塔概况749

第二节 水塔类型与选型753

一、水柜类型与选型753

二、塔身类型与选型754

三、基础类型与选型754

二、风荷载755

第三节 水塔荷载计算755

一、水塔的主要荷载755

三、地震作用756

四、荷载组合758

五、附加弯矩758

第四节 水塔结构设计计算要求759

一、水塔结构设计的基本要求759

二、水塔内力简化计算要求761

三、水塔设计容许值762

四、水塔水柜的设计计算762

五、塔身的设计计算776

一、水柜构造781

第五节 水塔结构构造设计及附属设施781

二、塔身构造783

三、水塔基础构造784

四、水塔的附属设施787

第六节 水塔计算实例788

一、钢筋混凝土英兹式水柜支架式水塔788

二、钢筋混凝土倒锥壳水柜支筒式水塔806

第七节 水形水塔设计819

一、概述819

二、钢筋混凝土球形水塔设计820

三、钢球形水塔设计822

第八节 现行水塔国家标准图集简表823

一、排气筒和火矩塔概况826

第十三章 排气塔设计826

第一节 工艺要求与设计原则826

二、排气塔设计特点827

三、排气塔使用特点827

四、排气塔设计原则828

第二节 排气塔结构选型829

一、塔架结构选型829

二、塔架结构布置829

三、塔架结构构件830

第三节 排气塔计算原则831

一、一般规定831

二、节点连接计算832

三、铰腕计算834

四、塔架基础计算835

第四节 排气塔结构构造836

一、一般规定836

二、节点连接构造837

三、基础连接构造839

四、塔架结构施工要求839

第五节 排气塔工程计算实例840

第十四章 石油化工塔基础设计872

第一节 石油化工塔基础设计原则872

一、石油化工塔的功能和对基础的要求872

三、塔基础的形式873

二、塔基础的基本设计规定873

四、塔基础的适用范围和材料要求874

第二节 塔基础的荷载计算875

一、石油化工塔及基础的风荷载计算875

二、石油化工塔及基础的地震作用计算895

三、石油化工塔上附设的钢平台、钢斜梯的重力荷载计算896

四、塔基础的基本荷载分类和荷载组合897

第三节 塔基础的结构计算897

一、圆筒式和圆柱式塔基础的计算897

二、框架式塔基础的计算927

三、联合式塔基础底板的计算951

一、地基承载力计算953

第四节 石油化工塔基础的地基计算953

二、地基变形计算957

第五节 石油化工塔基础的构造规定974

一、一般规定974

二、圆筒式塔基础979

三、圆柱式塔基础983

四、框架式塔基础984

第六节 石油化工塔基础的抗震构造措施1021

一、圆筒（柱）式塔基础的抗震构造措施1021

二、框架式塔基础的抗震构造措施1021

一、圆筒式钢筋混凝土塔基础1025

第七节 石油化工塔基础计算实例1025

二、环形框架式钢筋混凝土塔基础1031

第十五章 高灯杆设计1038

第一节 高灯杆结构选型1038

第二节 高灯杆的荷载1039

一、高灯杆的主要荷载1039

二、基本风压计算1039

三、高灯杆计算实例1041

四、地震作用效应组合1043

第三节 高灯杆的内力分析1043

一、计算简图1043

二、附加弯矩计算1044

三、钢支杆强度验算1045

第四节 高灯杆的稳定验算1046

一、钢支杆的柔度1046

二、高柔钢杆的稳定验算1046

三、钢支杆计算实例1049

第五节 高灯杆的基础1049

一、基础形式1049

二、圆板基础计算实例1050

第六节 高灯杆的构造1053

一、高杆灯灯杆类型1053

二、钢支杆底座连接构造1053

主要参考文献1054