7.筒体结构

7筒体结构设计7.1筒体结构的布置•核芯筒结构•框筒结构•筒中筒结构•框架－核芯筒结构•成束筒结构•多重筒结构1.核芯筒结构(图7.1、7.2）•优点：核芯筒作为一种高层建筑的承重结构，可以同时承受竖向荷载和侧向力的作用。当单个核芯简独立工作时，建筑物四周的柱子一般不落地，仅有核芯筒将上部荷载传至基础。因此:核芯筒结构占地面积小，可在地面留出较大的空间以满足绿化、交通、保护既有建筑物等规划要求。核芯简结构中建筑周边的柱子仅承受若干层的楼面竖向荷载，其截面尺寸较小，便于建筑上开洞采光，视野开阔，很受用户欢迎核芯筒结构具有较大的抗侧刚度，且受力明确，分析方便，2.框筒结构典型的框筒结构平面如图7．3(a)，当框筒单独作为承重结构时，一般在中间需布置柱子，承受竖向荷载，以减少楼盖结构的跨度如图7．3(b)，水平力全部由框筒结构承受。房屋中间的柱子仅承受竖向荷载，这些柱子所形成的框架结构对抵抗侧向力的作用很小，可忽赂不计。3.筒中筒结构7．3(c)筒中筒结构的内筒与外简之间的距离以不大于12m为宜。当内外筒之间的距离较大时，可另设柱子作为楼面梁的支承点，以减小楼盖结构的跨度。内筒的边长为外筒相应边长的l／3左右较为适宜。内筒过大，内外筒之间的使用面积减小，影响到建筑的使用效益；内简过小，则结构的抗侧刚度变小构受力的合理性。4.框架－核芯筒结构定义：什么是框架—核芯筒结构筒中筒结构外部柱距较密，常会与建筑立面、建筑造型或建筑使用功能相矛盾。有时建筑布置上要求外部柱距在4—5m左右或更大。这时，周边柱子已不能形成筒的工作状态，而相当于框架的作用。这类结构称为，如图7．3(d)所示。受力分析如把内筒看成剪力墙结构，则框架—核芯筒结构的受力性能与框架—剪力场结构相似，但框架—核芯筒结构中的柱子往往数量少而断面大。因此，应特别注意保证内筒的抗侧刚度和结构的抗震性能，框架—核芯筒结构可提供较大的开阔空间，因此常被用于高层办公楼建筑中。5.成束筒结构•当建筑物高度或其平面尺寸进一步加大，以至于框简结构或筒中筒结构无法满足抗侧刚度要求时，可采用束筒结构(也称组合筒)，如图7．3(e)所示。由于中间两排密柱框架的作用，可以有效地减少外筒翼缘框架中的剪力滞后效应，使冀缘框架柱子充分发挥作用。6.多重筒结构•当建筑平面尺寸很大或当内筒较小时，内外筒之间的距离较大，即楼盖结构的跨度较大，这样势必会增加板厚或楼面大梁的高度。为保证楼盖结构的合理性，降低楼盖结构的高度，可在筒中筒结构的内外筒之间增设一圈柱子或剪力墙。若将这些柱子或剪力墙用梁连系起来使之也形成一个筒的作用，则可认为是由三个简共同作用来抵抗侧向力，亦即成为一个三重筒结构，如图7．3(f)所示。筒体结构的受力与变形特点•框筒的受力特点（空间整体受力）——剪力滞后–剪力——腹板框架（通常内筒承担大部分）–弯矩——翼缘框架（外筒大）•变形特点——剪弯型backback剪力滞后影响因素及规律•窗裙梁剪切刚度与柱轴向刚度比–比值越大，剪力滞后越小•框筒平面形状–翼缘框架越长，剪力滞后越大•所处高度–底部大，顶部小（负）backback筒体结构的布置•平面、构件及楼盖–原则：规则、对称；尽量减小剪力滞后–框筒：•密柱（1-3m）深梁（l/h=3-4,窗洞面积50%）•平面宜接近方形、圆形；矩形时边长比宜2（否则加腹板）•框筒柱：宜方形、扁矩形（注意受力方向）•角柱：截面增大（轴力大，角柱面积=1.5-2中柱面积）–结构高度：H/B3–内筒：面积不宜过小（H/B=10，内外筒边长比=1/2-1/3）–楼盖：•（作用）尽量减少其弯矩传递（铰接、平板式、密肋）•宜使角柱承受较大竖向荷载以平衡角柱中较大拉力（斜梁）•转换层backback筒体结构内力和位移的计算方法•空间杆系-薄壁柱矩阵位移法•等效槽形截面估算法•等代角柱法•图表法•平面展开矩阵位移法（翼缘展开法）•等效弹性连续体能量法•有限条法backback筒体结构构件截面设计•外框筒–柱：•角柱和弯矩较大柱——双向偏压•其它柱——框架平面单向偏压–窗裙梁•按连梁计算•l/h1时，可交叉斜筋、水平开缝•核心筒–剪力墙墙肢（同剪力墙结构）•正截面：宜考虑翼缘•斜截面：不考虑翼缘–连梁（同剪力墙结构）backback一般规定•1)筒中筒结构的高度不宜低于60米，高宽比不应小于3。•2)筒体结构的混凝土强度等级不宜低于C30。•3)当相邻层的竖向构件不贯通时，应在其间设置转换梁，为确保转换梁的刚度和强度，转换梁的高跨比不宜小于1／6，转换梁的具体设计详见有关规定。