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1、7筒体结构本章提要："a1、筒体结构的类型2、筒体结构受力性能和工作特点2、筒体结构的布置原则、楼板的形式ID3、剪力滞后现象及影响因素4、减小剪力滞后现象应釆取的措施7筒体结构1、以一个或多个筒体来抵抗水平力和竖向荷载的结 构筒体结构。空间薄壁筒体一面剪力墙组成空间密柱框筒柱距很小的框架柱组成lU框架、剪力墙以及框架-剪力墙一面工作状态筒体结构空间整体受力特点:"a筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心柱体,结构空间刚度极大，抗扭性能也好;筒体结构具有造型美观、受力合理、使用灵活，以“a及整体性强等优点，适用于高层和超高层建筑。目前全世界最高的100幢高层建筑约三分之二
2、以上采用 筒体结构，国内百米以上的高层建筑有一半以上采用简体结构。*筒式结构是怎么演变岀来的?筒式结构是由框剪结构与全剪结构演 变发展出来的，它将剪力墙集中到房 屋的内部或外部，形成封闭的筒体， 筒体在水平荷载的作用下，好像一个 竖向悬臂封闭箱。*筒体结构的优点是什么？筒体结构的空间结构体系刚度极 大，抗扭性能也好，又因为剪力 墙的集中，而不妨碍房屋的使用 空间，使建筑平面设计获得良好 的灵活性。7.1筒体结构的类型"a“a按筒体布置形式和数目的不同，可将筒体结 构划分为框筒结构、筒中筒结构和框架-核心 筒结构、多重筒结构、束筒结构。剪力墙构成的薄壁筒1、框筒：周边密集的柱和高跨比很
3、大的窗裙蠢蠶錨用下不仅腹板框架受力，密排柱及深群梁组成的框筒2、筒中筒结构薄壁内筒与密柱外框筒相结合内筒体：筒体与竖向通道结合外筒体：密柱外框筒，与建筑立面结合3、框架一核心筒体系丄 由若干个框架和筒体共同承重的结构体系 丄 类型：框架和实腹筒体、框架和空腹筒体空腹筒体布置在房屋的外围,框架和空腹筒体框架布置在中间利用电梯间、楼梯间、设备间 等的墙比做为筒体的实腹体壁框架和实腹筒体芯鞫tiiinnB500!：1：II II:!；! !i j11 IIWT ii r ii ii ii(I i ii ii « ii ii * ii |> 1 >1 i» MII芯筒雀
4、架体系的楼层结构平面y佛山市百花广场主楼典型层结构特面芯筒外社框架一筒体结构体系 南京金陵饭店37层，108米，框架-筒体 结构,1983年建成。e:JTT二L：海浦帘银桥大厦典型层结构平面广州中信大厦37层，322米高，97年建成"a,柱中配置2根焊接H型钢。上海金贸大厦采用的是框架 核心筒结构，建筑物88层 ,高420.5米。钢筋混凝土核 心筒呈八角形，周边8根钢骨 混凝土柱底部截面l5mX5m金茂大厦内部结构内筒壁卑及混砂上符级巨SI钢骨混凝七柱載面尺丈及混凝土等级11*87层85层伸慟祜53层 51层26层24层87层1OX 35mO3O1层6403UISI.0i §
5、; 屈*XS <1层31ulte.0 ES8 6 09。UI0sxs【柱，钢6L27r南京金陵饭店典型层结构平面Og9xog9ogzxogz南京金陵饭店 地上39层，髙108米青岛保险公司营业楼典型层结构平面青岛保险公司地下2层，地上19层，高65.9米香港中环中心广场60层，374米，92年建成。马来西亚双塔楼88层，450米，框筒结构,1996年建成。多重筒结构IT1内筒小，平面尺寸大，楼盖跨度大，故在 内外筒之间增设一圈柱或剪力墙并将之联 系起来形成筒。（C）三览簡体系5500 | 7000 ! 7000ooos2500280042000500兰州工贸大厦 地上21层，地下2层，高
6、93米，标准层高3. 5米深圳北方大厦 地上25层，地下1层，咼81. 6米）标准层咼3. 1*5、束筒结构使用条件：当建筑高度或其平面尺寸进一步加爲礬評瘵器鵜法满足抗侧力“a两个以上框筒（或其它筒体）排列在一起成束状，称为成束筒。111-J150层5166层美国西尔斯大厦110层，443米，束筒钢结构,1974年建成。允许位移900mm,实测460mm o用钢76000吨，碗55700立方米，安装了 102部高速电梯。11111-J6790层91层以上连绩拱过at层令并柱框筒底层扩大柱距方案7. 2筒体结构的受力性能和工作特点剪力滞后效应:框筒结构中应力不保持直线分布的现象。理想筒体在水平力
7、的作用下，腹板应力直线分布，翼缘应力相等。而实际框筒的腹板框 架轴力呈曲线分布，翼缘框架轴力也不相等。剪力滞后影响因素:平面形状、建筑高宽比、梁柱刚度比冥廊筒体轴力分布此十 ；弋£“”却筒体辅力分布泄«! _屈一 «< 昌到割2;I -I - I .1 一一 sittn >1 I I _«_« -414 - 1-W i I _&_ I* V *1*«1 1« tv IW _矗7.3筒体结构的布置筒体结构具有很大的抗侧移和抗扭刚度，又可增大内部空间的使用灵活性，对于高层建筑,框筒、筒中筒、束筒都是首选的结构
8、体系。框筒、筒中筒、束筒结构的布置应符合高层建筑的一般布置原则，同时要考虑如何合理布置,减小剪力滞后,以便高效而充分发挥所有柱子的作用。7. 3. 1平面布置及有关尺寸1.平面形状(1)筒体结构的性能以园形、正多边形为蛊隹,且边数越多性能越好，剪力滞后现象越不明显，结构的空间作用越大;反之，边数越少，结构的空间作用越差。表7. 1.(2)也可采用椭圆形或矩形等其他形状，当采用矩形平面时，其平面尺寸应尽量接近于正方形，长宽比不宜大于1.5,不应大于2。若长宽比过大(超过 1. 5),可以增加 横向加劲框架的数量,形成束筒结构。（3）三角形平面亘切角，外筒的切角长度不宜 小于相应边长的1/8,其角
9、部可设置刚度较大 的角柱或角筒，以避免角部应力过分集中；内 筒的切角长度不宜小于相应边长的1/10,切 角处的筒壁宜适当加厚。（5）筒中筒结构的内筒宜居中，面积不宜太小，其边长可为高度的1/121/15,也可为外筒边长的1/2-1/3,为保证足够 的使用空间，一般取1/3外筒边长;2、内筒厚度常采用400500mm,贯通建筑物的全高，厚度由下到上均匀减小，保证 竖向刚度宜均匀变化;2、平面尺寸(1)外框筒边长不应超过45m。(2)内筒与外筒或外框架的中距取712m为 宜，可釆用预应力混凝土楼(屋)盖，必 要时可增设内柱。(3)筒中筒结构中的外框筒宜做成密柱深梁,一般情况下，柱距为13m,不宜大
10、于4m且不宜大于层高;3、构件截面尺寸内筒(2)外框筒柱截面宜做成矩形或T形。长边在框筒平面内。尽量少用方柱和圆柱。筒体的角部是联系两个方向的结构协同工作的重要部位，受力很大，通常要采取措施予以加强;内筒角部通常可以采用局部加厚等措施加强;筒可以加大角柱截面尺寸，采用L形、槽形角墙等予以加强，从而提高承载力及稳定性。A但角柱面积过大，会加大剪力滞后现象，使角柱产生过大的轴力，故通常角柱面积宜取中柱面积的2倍左右。（3）外框筒梁的截面高度不小于600mm,可取柱净“a距的1/4左右，常取11.5m。在框筒顶部设置12层高的刚性环梁，以提高整体框筒的空间整体性。7. 3. 3竖向布置1 筒体结构的
11、高窃比不应'于3并宜大于4,其 适用高度不宜低于60m,以充分发挥筒体结构的 作用；高宽比也不宜过大，非地震区不宜超过8,设防烈度为6、7、8、9度时，高宽比限值分别 为6、 6、 5、 4O2.开孔率是框筒结构的重要参数之一，框筒的开 孔率不宜大于40%,任何情况下开洞率不大于 50% o洞口的高宽比应尽量接近层高与柱距的比7.4筒体结构的楼盖筒体结构层数很多，降低层高具有重要意义。 因此，除普通梁板体系外,常用的楼板体系还有 扁梁梁板体系、密肋楼盖、平板体系等,均可降 低梁板高度，从而使楼层高度也可以降低。框筒 或束筒结构可设置内柱，以减小楼盖梁的跨度， 内柱只承受坚向荷载而不参与抵抗水平荷载。筒中筒结构的内外筒间距通常为1012m，宜“a采用预应力楼盖。釆用普通梁板体系时，楼面梁的布置方式一 般沿内、外筒单向布置。外端与框筒柱一一对应; 内
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