一、绪论； 二、高层建筑结构水平荷载计算； 三、高层框架结构计算； 四、用简力方法计算力剪力墙结构体系； 五、用简化方法计算框架-剪力墙结构体系； 六、剪力墙、框架-剪力墙结构体系的空间协同工作矩陈位移法； 七、框筒结构的简化计算； 八、筒中结构的简化分析方法； 九、有限条法在高层建筑中的应用……

2100433B

《高层建筑结构力学分析》为中国建筑工业出版社出版发行。

热力学是研究热现象中，物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系，以及状态发生变化时，系统与外界相互作用的学科。工程热力学是关于热现象的宏观理论，研究的方法是宏观的，它以归纳无数事实所得到的热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律作为推理的基础，通过物质的压力 、温度、比容等宏观参数和受热、冷却、膨胀、收缩等整体行为，对宏观现象和热力过程进行研究。常用的三种热力学分析方法，即焓分析、熵分析和火用分析。通过各种热力学分析方法对能量转换过程进行分析，改进装换装置，能够更加合理的利用能量，对人类社会发展有着重要的意义。

热力学分析通常包括三方面的内容：（1）确定过程中工质状态变化的规律以及相应的状态参数；（2）确定过程中能量转换的数量关系；（3）揭示过程中的不可逆程度，反映能量转换与利用的完善性。

具体步骤为：（1）根据具体情况，划定系统；（2）根据过程特性，确定过程中状态变化的特定规律；（3）用图表示意出热力过程；（4）根据合适的热力学定律，列出平衡式，求解未知量。

化工生产中，人们总是希望能够合理、充分的利用能源，提高能源的利用率，以获得更多的功。根据热力学的基本原理，阐述了理想功、损失功、有效能等一些基本概念和计算，以便评定实际生产过程的能量利用情况，我提高能量利用效率，改进生产提供一定的理论依据。

过程热力学分析理想功

理想功是指体系的状态变化完全按可逆过程进行时所表现出的功，即体系在做功过程中，在给定变化条件下所能够完成的最大功量，或在消耗功的过程中所需的最小功，对于非流动体系，理想功为

W_id =T₀ΔS - ΔU - p₀ΔV

式中W_id为理想功；T₀为环境的绝对温度；ΔS和ΔU分别为体系的熵变和内能变化；p₀是环境的压力；ΔV是体系的体积变化。

对于稳定流动过程，其理想功表达式为

W_id=T₀ΔS- ΔH- ΔE_k- ΔE_p

其中ΔH为体系的焓变；ΔE_k和ΔE_p分别表示动能差和位能差。

在实际应用过程中，许多情况下动能差和位能差往往可忽略不计，于是理想功为

W_id =T₀ΔS - ΔH

过程热力学分析损失功

体系在给定状态变化过程中所做的可逆功与其相应的实际过程所做的功之间的差值称为损失功。对于一个不可逆过程，损失功的计算公式为

W_L=T₀ΔS_T =T₀（ΔS ΔS₀）

式中W_L为损失功；ΔS_T为体系与环境的总熵变；ΔS₀表示环境的熵变。根据热力学第二定律，一切自然过程都有ΔS_T≥0，因此W_L≥0，这表明任何不可逆过程都有其代价，损失功是正值。

对于稳定流动过程，其损失功可表示为

W_L=W_id - W_F

其中W_id用上式计算；W_F为实际功，计算公式为

W_F=Q- ΔH- ΔE_k- ΔE_p

其中Q是相对体系而言的传热量。这样稳定流动过程的损失功便可表示为

W_F=T₀ΔS -Q

正文

在岩体上或岩体中建筑各种工程时,岩体(见岩石和岩体)实际上是工程结构的一部分或全部。 工程建筑物的稳定性不仅取决于人工建筑物与外力相互作用的特点，而且也控制于岩体在受力状况改变时所产生的变形和破坏状况。有时岩体产生局部破坏并不导致工程建筑物失稳，有时岩体变形过大或产生不均匀变形而导致工程失稳。岩体的力学分析不仅要分析岩体破坏状况，而且要分析岩体变形状况，才能获得正确的结果。

工作程序岩体力学分析应在地质研究基础上，考虑工程作用特点及岩体改造方案，按照合理的工程程序，鉴别岩体力学介质，提出岩体力学模型，采用相应的理论和方法组织岩体力学研究，进行岩体力学分析。工作程序如图1。它表明，岩体力学分析不是简单的数学力学分析，而是工程地质与工程建筑物相结合的综合性工作。

岩体的力学分析力学模型　岩体由于其组成成分、岩体结构及环境条件的复杂性，按应力传播和变形规律，从岩体的力学作用角度出发，可将岩体划分为五种力学模型。即①完整岩体。完整结构岩体和高地应力（见岩体中应力）作用下的碎裂结构岩体。在受力条件改变时不论应力传播或变形发展都呈连续或似连续变化，其力学作用可用连续介质岩体力学理论分析。②碎裂岩体。在硬性结构面切割下岩体为碎块组合体。其变形和破坏主要控制于硬性结构面发育状况。这种岩体中应力传播和变形发展是不连续的。其力学作用可用碎裂介质岩体力学理论分析。③块裂岩体。在软弱结构面切割下岩体成为若干大型块体。其力学作用主要为被软弱结构面切割的块体沿软弱结构面滑动。其变形和破坏可用块裂介质岩体力学理论分析。④板裂岩体。层状岩体中坚硬岩层在软弱结构面或软弱夹层分割下成为板状，它的变形和破坏可用梁板结构力学理论分析。弯曲变形和溃屈破坏是这种岩体的基本力学作用。⑤松散岩体。具散体结构岩体，其变形和破坏可用土力学理论分析。

分析步骤　①地质信息搜集。通过地质测绘、地质勘察搜集工程建筑区的岩石、岩层组合、节理断裂、褶皱等地质构造资料、地应力、地下水、地温等环境因素资料。②抽象为地质模型。根据所得到的地质信息，按岩体结构抽象为代表性的、典型化的地质模型，即岩体结构模型。③转化为岩体力学模型。根据地质模型，将岩体受力条件及力学性能转化为一定力学作用机理的力学模型。④将岩体力学模型转化为数学语言。根据力学模型、岩体变形本构规律、破坏判据及岩体力学性质资料,将岩体力学模型转化为数学语言或数学力学方程,分析岩体变形和破坏状况，提供分析工程稳定性的基础性资料。

由于岩体结构、环境条件及岩体力学性质千变万化，很难一次准确测得，岩体力学分析不可能一次完成。在施工中还要进一步考察岩体结构,组织岩体变形量测,进行岩体力学参数反分析，修改岩体力学模型，使岩体的力学分析尽可能符合实际。并修改原设计，以指导工程施工。

岩体的力学分析，除分析工程岩体整体变形特点外，更重要的是寻找岩体中可能导致工程破坏的薄弱环节，为设计岩体改造方案服务。2100433B