12-2010,10,29筒体结构及巨型结构体系
超高层建筑的结构体系
1 回顾我们对超高层的定义进行了总结，根据CTBUH的定义，将300米以上的建筑定位为超高层建筑（Supertall），将600m以上的建筑定位超级高层建筑（M egatall）。
我们将超高层建筑结构体系主要划分为筒体结构、束筒结构、筒中筒结构、框架-核心筒结构、巨型结构、连体结构和其它一些新型结构体系等。
图1 超高层结构的体系分类我们在上一篇中着重分享了筒体（框筒、支撑筒以及斜交网格筒体）结构体系的特点及案例，在本篇中主要着重分享关于束筒和筒中筒（框筒-核心筒、支撑筒-核心筒以及斜交网格筒-核心筒）结构体系的受力特点及案例。
2束筒结构(Bundled Tube)束筒可以认为是由一组筒体组成的结构，这些筒体由共用的内筒壁相互连接以形成一个多孔的多格筒体。
在这个筒体中，水平剪力主要由平行于水平荷载方向的腹板框架来承担，而倾覆力矩则主要由垂直于水平荷载方向的翼缘框架来承担。
并且，筒体的各个筒格可在不同的高度任意截断而不削弱结构的整体性。
各个筒格所形成的封闭筒体在建筑体型收进后，仍具有较好的抗扭性能。
图2 由半圆筒体和矩形筒体组成的束筒结构束筒是在框筒的基础上发展而来。
对于框筒结构，由于剪力滞后的负面影响，较大的平面尺寸中间位置的结构不能充分参与到结构抗侧中去，这也是限制框筒结构适用高度的一个主要原因。
如果利用框筒结构来设计更高的超高层建筑，可能需要采用更小的柱距来减小剪力滞后的不利影响，例如410m高的纽约世贸中心双子塔的柱距达到了惊人的1m左右，即使这么小的柱距依然呈现出明显的剪力滞后效应。
图3 世贸中心双子塔框筒的剪力滞后效应提出筒体结构体系的Fazlur博士在指导学生的论文时发现，如果利用通长的剪力墙将框筒长边一分为三时，由于隔板剪力墙的协同作用，大尺寸筒体的剪力滞后效应明显降低了，其抗侧刚度也可以得到大幅提升。
图4 束筒结构的原型如果横隔剪力墙可以有效降低长边的剪力滞后效应，那么对于大尺寸的框筒结构，在两个方向都引入横隔剪力墙，必然可以提高大尺寸框筒的整体空间作用。
《2010超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》实施细则参考
《2010超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的实施细则1 总则1.1 根据《2010超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》及2010版《建筑抗震设计规范》制定本细则1.2 建筑抗震设计的抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理可继续使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，可能发生损坏，经一般性修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
1.3建筑抗震设计应重视抗震概念设计，应坚持建筑形体多样化与结构受力合理性统一的原则，使建筑物既满足建筑功能和形体美观的要求，又保证地震下的结构安全。
同时也倡导抗震结构的概念设计与计算分析并重的原则，设计者应通过已有的工程经验、仔细的结构抗震概念设计、精细的结构分析、有针对性的抗震措施或必要的结构抗震试验验证，来满足超限高层建筑工程抗震设计时的特殊要求。
2 术语2.1 高层建筑10层及10层以上住宅建筑或房屋高度大于24m除住宅建筑以外的建筑物。
2.2 房屋高度自室外地面至主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）。
主要屋面板指屋面建筑面积大于下一层楼面建筑面积的30%的屋面。
若建筑地下室有一面临空，则应从临空面的地面开始计算。
2.3高宽比房屋高度与建筑平面宽度之比。
2.4抗震设防标准衡量抗震设防要求的尺度，由抗震设防烈度和建筑使用功能的重要性确定。
2.5 建筑抗震概念设计根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。
2.6抗震措施除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。
2.7抗震构造措施根据抗震概念设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。
2. 8 短肢剪力墙结构短肢剪力墙墙及柱所承受的第一振型底部地震倾覆力矩大于结构总底部地震倾覆力矩的40%(应小于50%)，同时应适当控制短肢剪力墙和柱所承担的负荷面积与总面积的比值（宜不大于40%）及短肢剪力墙与总剪力墙的比值（宜不大于40%），且短肢墙不宜集中布置在一起。
筒体结构
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楼板是平板的框架一核心筒结构，基本不传递弯矩和剪力， 楼板是平板的框架一核心筒结构，基本不传递弯矩和剪力， 翼缘框架中间两根柱子的轴力是通过角柱传过来的， 翼缘框架中间两根柱子的轴力是通过角柱传过来的，轴力 不大。提高中间柱子的轴力、 不大。提高中间柱子的轴力、从而提高其抗倾覆力矩能力 的方法之一是在楼板中设置连接外柱与内筒的大梁， 的方法之一是在楼板中设置连接外柱与内筒的大梁，如上 图所示，所加大梁使② 轴形成带有剪力墙的框架。 图所示，所加大梁使②、③轴形成带有剪力墙的框架。平 板与梁板两种布置的框架一核心筒翼缘框架所受轴力的比 较表明，采用平板体系的框架一核心筒结构中． 较表明，采用平板体系的框架一核心筒结构中．翼缘框架 中间柱的轴力很小， 中间柱的轴力很小，而采用梁板体系的框架一核心筒结构 翼缘框架② 轴柱的轴力反而比角柱更大； 中，翼缘框架②、③轴柱的轴力反而比角柱更大；在这种 体系中，主要抗侧力单元与荷载方向平行，其中② 体系中，主要抗侧力单元与荷载方向平行，其中②、③轴 框架一剪力墙的抗侧刚度大大超过① 轴框架， 框架一剪力墙的抗侧刚度大大超过①、④轴框架，它们边 柱的轴力也相应增大。也就是说， 柱的轴力也相应增大。也就是说，设置楼板大梁的框架一 核心筒结构传力体系与框架一剪力墙结构类似。 核心筒结构传力体系与框架一剪力墙结构类似。
2
8.1框筒、筒中筒和束筒结构的布置 8.1框筒、 框筒
框筒结构具有很大的抗侧移和抗扭刚度， 框筒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、 大内部空间的使用灵活性，对于高层建筑，框筒、 筒中筒、束筒都是高效的抗侧力结构体系。 筒中筒、束筒都是高效的抗侧力结构体系。 （1）筒体结构的性能以正多边形为最佳，且边数 ）筒体结构的性能以正多边形为最佳， 越多性能越好，剪力滞后现象越不明显， 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。 空间作用越大。结构平面布置应能充分发挥其空 间整体作用。平面形状以采用圆形和正多边形,也 间整体作用。平面形状以采用圆形和正多边形 也 可采用椭圆形或矩形等其他形状，当采用矩形平 可采用椭圆形或矩形等其他形状， 面时，其平面尺寸应尽量接近于正方形， 面时，其平面尺寸应尽量接近于正方形，长宽比 不宜大于2。 不宜大于 。 （2）筒体结构的高宽比不应小于 ，并宜大于 ， ）筒体结构的高宽比不应小于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 其适用高度不宜低于 ， 的作用； 的作用；
浅谈筒体结构
浅谈筒体结构城规11-2 肖祎11103040228摘要：从20世纪70年代开始高层建筑进入快速发展时期，筒体结构在各类高层建筑中得到了广泛的应用。
筒体结构体系包括框筒结构、筒中筒结构、框架核芯筒结构、多重筒结构和束筒结构等。
本文就筒体结构的类型，结构布置，抗震分析做了简短介绍。
关键次：筒体，类型，布置，抗震1.关于筒体结构的选择在城市设计中可以注意到，土地越来越稀缺，面对着森林，草原，海洋等的自然景观需求，人类的数量大规模的增加，未来的建筑势必朝着高层高容积率发展。
在柯布西耶为代表的城市集中主义中可以看出他们所主张的通过提高密度的手法解决城市中心区的建筑密度。
那么，面对这样高层建筑的需求，建筑的结构选用形式就尤为重要。
在完成结构选型课程后，对应我所学的专业城市规划，我认为超高层的建筑结构形式即筒体结构，对于我的专业知识会是一个非常大的帮助，因此，在此浅谈一下我所学习到的有关筒体结构的知识。
2.诞生与发展从20世纪70年代开始高层建筑进入快速发展时期，由于常规体系(如剪力墙、框架和框架—剪力墙结构)已不能满足建筑和结构的强度、刚度和延性的要求，筒体结构随之出现。
美国的坎恩(Fazler R． Khan)第一次在框架结构中采用密柱深梁结构。
我国对框筒及筒中筒结构的研究也是从 20 世纪 70 年代开始进行，并建造一批筒中筒结构，如50 层的深圳国贸中心大厦和63 层的广州国际大厦。
近年来，由于经济实力增强和城市建设步伐的加快，出现了很多钢筋混凝土核心筒结构的超高层建筑，如上海的金茂大厦和广西南宁的地王大厦。
总之，钢筋混凝土筒体结构因其内外筒之间形成了大面积的无柱空间，从而具有很大的承载力和抗侧力刚度，以及很好的抗扭刚度。
因此，筒体结构在各类高层建筑中得到了广泛的应用。
3.各类筒体结构筒体结构体系包括框筒结构、筒中筒结构、框架核芯筒结构、多重筒结构和束筒结构等。
3.1框筒结构框筒结构是由周边密集柱和高跨比很大的窗裙梁所组成的空腹筒结构。
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（三）框-剪体系的剪力墙布置
►
（4）在两片剪力墙（或两筒体）之间布置框架时，楼盖必须有 足够的平面内刚度，才能将水平剪力传递到两端的剪力墙上 去，发挥剪力墙为主要抗侧力结构的作用。
一般现浇钢筋混凝土楼盖L／B不能大于4.0； ► 装配式钢筋混凝土楼盖L／B不能大于3.0；
►
两种框架-剪力墙体系结构布置方式
筒中筒结构
► 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 ► ３０层以上，不宜超过８０层
筒体结构的布置
► 核心筒结构的布置 ► 框筒结构的布置 ► 筒中筒结构的布置 ► 框架—核心筒结构的布置 ► 成束筒结构的布置 ► 多重筒结构的布置
内筒体
中央核心筒式 利用房屋中的电梯井、楼梯间、管道井以及服务间作 为核心筒体
外筒体
尽端核心筒式 利用房屋中的电梯井、 楼梯间、管道井以及服 务间作为核心筒体
外筒体
利用四周外墙作为外筒体，形成 外筒的墙是由外围间距较密的 柱子与每层楼面处的身量刚性 连接在一起组成矩形网格样子 的墙体－－框架筒 外围柱距：１．２２－３ｍ 深梁高度：６０ｃｍ－１２２ｃ ｍ ３０层以下
框架—核心筒结构的布置
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。这类结构称为框架-核 心筒结构
► 有时建筑布置上要求外部柱距在4~5m或更大。
成束筒结构的布置
► 当建筑物高度或其平面尺寸进一步加大，以
至于框筒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(也称组合筒或模 数筒)，如图所示。
► 框筒结构外筒框距较密，常常不能满足建筑
使用要求。为扩大底层柱距，减少底层柱子 数，常用巨大的拱、梁或桁架等支承上部的 柱子
钢结构常见结构体系
钢结构常见结构体系1、门式刚架轻钢结构体系技术特点：承重结构采用变截面或等截面实腹刚架，围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层钢结构体系，由承重骨架、檩条、墙梁、支撑、墙、屋面及保温芯材组成,具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点。
技术要求：柱顶标高不大于18米，房屋高宽比小于1；刚架的梁柱连接应采用刚接,刚架与基础连接可采用刚接或铰接。
其设计、制作、运输、安装、验收应符合《钢结构设计标准》GB 50017、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB 51022、《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。
适用范围：单层房屋，以单层工业厂房为主2、梁端铰接钢框架门形支撑结构体系技术特点：该体系由承受重力的铰接钢框架和承受侧力的门型支撑框架组成，门形支撑既可为结构提供抗侧刚度又不影响门窗洞口开设，受力明确，节点构造简单，便于装配化施工。
技术要求：钢柱应竖向贯通，梁柱节点采用铰接点。
设计、制作、安装、验收应满足《钢结构设计标准》GB 50017、《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205、《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T 51232、《装配式钢结构建筑技术规程》DB 37/T 5115的规定。
适用范围：三层及以下民用建筑3、叠箱模块式集成房屋体系技术特点：采用工厂预制的箱式钢结构集成模块在施工现场组合而成的装配式建筑。
模块单元具有结构独立性，结构体系同一性、可组性，组合后具备结构整体性，其设备应为独立的系统，并应与整体建筑协调。
技术要求：设计、制作、施工、验收应符合《钢结构设计标准》GB 50017、《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205、《钢结构模块建筑技术规程》T/CECS 507、《集装箱模块化组合房屋技术规程》CECS 334的规定。
适用范围：三层以下多层民用建筑（叠箱式）4、冷弯薄壁轻钢房屋体系技术特点：房屋构件采用热镀铝锌钢带通过冷加工成型的轻钢龙骨加工组装的结构体系，其所有部件均由工厂预制，现场装配，具有自重轻、工业化程度高、现场安装方便等特点。
超高层建筑10大技术难点及应对措施
超高层建筑10大技术难点及应对措施超高层建筑的设计必须考虑到特殊的尺度和高度，这会带来许多挑战。
在40层左右，建筑师必须调整设计观念，采用适宜的建筑技术来应对这些挑战。
超高层建筑类似于竖立起来的街道，需要解决许多问题，如安全、内部交通、环境和能源消耗等。
随着建筑高度的增加，这些问题变得更加复杂，对结构、建筑、机电、暖通和电梯等专业的要求也越来越高。
在超高层建筑的结构设计中，需要考虑到梁柱的影响、规避及利用。
为了满足建筑的使用功能和抗震设防烈度，可以选择不同的结构体系，如框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系和束筒结构体系。
除了这些传统的结构体系，还可以采用多筒体结构、带加强层的框架-筒体结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构和错层结构等。
在90年代以后，钢结构、钢-混凝土混合结构、型钢混凝土结构和钢管混凝土结构等也逐渐得到广泛应用。
预应力混凝土结构在高层建筑的梁、板结构中也广泛应用。
在高层建筑中，除了采用钢筋混凝土结构外，还可以采用型钢混凝土结构、钢管混凝土结构和全钢结构。
对于建筑高度为100米、柱网为8.4米、抗震设防烈度为6度的超高层建筑，采用框架-剪力墙或框-筒结构体系较为经济合理。
这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件，可以承担大部分的风载和地震荷载产生的水平侧力，同时满足玻璃幕墙的外装饰要求。
楼板和屋盖具有很大的平面刚度，可以起到变形协调作用，同时也是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件。
钢承混凝土楼板和屋盖的设计存在问题。
通常采用轧制的压型钢板加现浇钢筋混凝土，但在计算时往往没有考虑到与钢梁的共同作用。
这样做不仅不安全，还增加了钢梁的用钢量。
采用MST组合梁，可以节约楼层和屋盖钢梁的用钢量20%左右，而且不需要对钢梁进行稳定验算。
超高层建筑的核心筒设计是一个难点。
它需要考虑多方要求，如采光、节能、易于维护、减少公摊、不同业态核心筒上下统一等。
巨型结构体系分析
1．巨型结构的概念巨型结构的概念产生于二十世纪六十年代末，是指在一座建筑中，由几个大型结构单元所组成的主结构与其它结构单元组成的次结构共同工作，从而获得更大的整体稳定性和更高的效能的高层建筑结构。
巨型结构由两级结构组成,打破了传统的以单独楼层作为基本结构单元的格局,有着其它结构无法达到的很多优点[1]。
随着建筑功能趋向于多样化和综合化发展，世界高层建筑发展的趋势是竟相推出高度超过500m的超高层建筑和满足一些特殊功能的高层建筑的巨型结构。
对于建造500m以上的超高层建筑，是最合适的结构体系。
巨型结构中，主结构承担了绝大部分外力，次结构只是协助主框架抵抗外载。
由于次结构的柱距小、荷载小，因而其梁、柱断面可以做得很小，有利于楼面的合理使用。
2．巨型结构的优越性1) 巨型结构传力明确巨型结构是一种新型结构体系,主结构为主要的抗侧力体系，承受自身和次结构传来的各种荷载，次结构只起辅助作用和大震下的耗能作用，并负责将竖向荷载传给主结构，传力路线非常明确。
2) 巨型结构体系整体性能好在高层建筑结构中,抗侧力体系的抗侧能力强弱是衡量结构体系是否经济有效的尺度。
巨型结构的大梁作为刚臂,使得整个结构具有极其良好的整体性,可有效地控制侧移。
同时也可在不规则的建筑中采取适当的结构单元组成规则的巨型结构。
抗震巨型梁具有强大的竖向刚度，能充分协调各外柱的轴向变形。
3) 巨型结构能满足建筑功能的要巨型结构体系的出现使得建筑需要与结构布置不再矛盾,沿竖向每个大层中的次结构可以自由布置,同时并不会造成结构上的不利,也易做到节能和减少风力。
4) 巨型结构可将多种结构形式及不同材料进行组合由于巨型结构体系的主结构和次结构可以采用不同的材料和体系,因此体系可以有不同的变化和组合。
例如,主体结构可采用高强材料,次结构采用普通材料等。
5) 巨型结构体系施工速度快巨型结构体系可先施工主结构,待主结构完成后分开各个工作面同时施工次结构,这样可大大加快施工进度。
多高层钢结构各种结构体系的优点和不足
多高层钢结构各种结构体系的优点和不足梁鹏花【摘要】对框架结构体系、框架一支撑结构体系、简体结构体系及巨型结构体系等几种常见的高层钢结构体系进行了详细分析,并对各结构体系的结构特征、优点与不足、工程应用作了比较,从而为钢结构体系选型提供一定参考.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2014(040)007【总页数】3页(P55-57)【关键词】高层钢结构;结构体系;特征;优缺点;工程应用【作者】梁鹏花【作者单位】山西省建筑设计研究院,山西太原030013【正文语种】中文【中图分类】TU973高层钢结构的主要优点是材料的强度高，结构自重轻，有良好的延性，抗震性能好，能够满足建筑上超高层，大跨度，大空间以及多用途的各种要求，施工速度快，工期短，建设成本低。
同时钢结构建筑有助于环保和可持续发展，即使在高强混凝土等新型材料已经出现的今天，钢结构仍不失为超高层建筑，特别是地震地区高层建筑的一种经济有效的结构类型［1］。
随着城市建设的不断扩大，城市高层建筑的需求与日俱增。
传统的钢结构体系已经不能满足现代化超高层建筑的要求，随着高层建筑结构的发展，新的钢结构体系不断涌现。
常见的高层钢结构体系可以分为四大类型:框架结构体系，框架—支撑结构体系，筒体结构体系，巨型结构体系［2-4］。
各种结构体系都有各自的结构特征，使用范围以及各自的优缺点，下面具体分析各个结构体系［5，6］。
1 框架结构体系1.1 结构特征框架结构体系是沿着房屋的纵向和横向均采用框架作为承重的抵抗侧力的主要构件所构成的结构体系。
框架结构一般可分为无支撑框架和有支撑框架两种形式，无支撑框架是由钢柱和钢梁组成的，地震区的高楼采用框架体系时，框架的纵，横梁与柱的连接一般采用刚性连接。
1.2 框架结构体系的优缺点能够提供较大的内部空间，建筑平面布置灵活，能适应各种类型的使用功能。
需要时，可用隔断分割成小房间，或拆除隔断改成大房间，使用灵活。
外墙用非承重构件，可使建筑立面灵活多变。
高层建筑的四大结构体系
高层建筑的四大结构体系目前国内高层建筑的四大结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。
一、框架结构体系：框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。
由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。
一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。
钢筋混凝土框架按施工方法的不同。
又可分为：①梁、板、柱全部现场浇筑的全现浇框架；②楼板预制，梁、柱现场浇筑的部分现浇框架；③梁、板预制，柱现场浇筑的半装配式框架；④梁、板、柱全部预制的全装配式框架。
优点：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低。
缺点：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。
适用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。
由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。
二、剪力墙结构体系在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分隔构件。
优点：由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量省。
历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。
缺点：剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。
高层建筑结构抗震与设计考试重点复习题(含答案)
1．从结构的体系上来分，常用的高层建筑结构的抗侧力体系主要有：＿框架结构，剪力墙结构，＿框架-剪力墙＿结构，＿筒体＿结构，悬挂结构和巨型框架结构。
2．一般高层建筑的基本风压取＿50＿年一遇的基本风压。
对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，采用＿100＿年一遇的风压值；在没有＿100＿年一遇的风压资料时，可近视用取＿50＿年一遇的基本风压乘以1.1的增大系数采用。
3．震级――地震的级别，说明某次地震本身产生的能量大小地震烈度――指某一地区地面及建筑物受到一次地震影响的强烈程度基本烈度――指某一地区今后一定时期内，在一般场地条件下可能遭受的最大烈度设防烈度――一般按基本烈度采用，对重要建筑物，报批后，提高一度采用4．《建筑抗震设计规范》中规定，设防烈度为＿6＿度及＿6＿度以上的地区，建筑物必须进行抗震设计。
5．详细说明三水准抗震设计目标。
小震不坏：小震作用下应维持在弹性状态，一般不损坏或不需修理仍可继续使用中震可修：中震作用下，局部进入塑性状态，可能有一定损坏，修复后可继续使用大震不倒：强震作用下，不应倒塌或发生危及生命的严重破坏6．设防烈度相当于＿B＿A、小震 B 、中震C、中震7．用《高层建筑结构》中介绍的框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构的内力和位移的近似计算方法，一般计算的是这些结构在＿＿下的内力和位移。
A 小震B 中震C大震8.在建筑结构抗震设计过程中，根据建筑物使用功能的重要性不同，采取不同的抗震设防标准。
请问建筑物分为哪几个抗震设防类别？甲：高于本地区设防烈度，属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑乙：按本地区设防烈度，属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑丙：除甲乙丁外的一般建筑丁：属抗震次要建筑，一般仍按本地区的设防烈度9.下列高层建筑需要考虑竖向地震作用。
（D）A 8°抗震设计时B 跨度较大时C 有长悬臂构件时D 9°抗震设计10. 什么样的高层建筑结构须计算双向水平地震作用下的扭转影响？对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m 的高层建筑结构11. 结构的自振周期越大，结构的刚度越 ＿小＿，结构受到的地震作用越 ＿小＿。
筒体结构
构 以若干个建筑开间作为
选 桁架的弦杆间距，形成
型 巨型桁架，四片桁架围
筒体 结构
成桁架筒，一般采用钢 结构。刚度大，比框筒 结构更能充分利用建筑
材料，适用于更高的建
筑。
同济大学 土木工程
John Hancock 大厦 （Chicago）
同济大学建筑工程系 by李素贞
构件比较细小，具有轻快的外貌。 框架和窗间墙连在一起，形成一个 简明轻巧的结构外型，而不是那种 突出框架作用的粗犷结构外型。
同济大学建筑工程系 by李素贞
建筑结构选型
筒体结构
2011-10-14
筒中筒结构 建
筑
结 构
由薄壁内筒（实腹筒）和密柱外框筒（空腹筒）组 成，共同承受竖向和水平向荷载的结构体系，称为 “筒中筒”， 抗风、抗震能力好。
构
筒结构，即实腹内筒和外框架的组合
选
型
筒体 结构
同济大学 土木工程
框架-核心筒
筒中筒
实际上也是框架一剪力墙结构的一种形式。
建 筑 结 构 选 型
筒体 结构
同济大学 土木工程
框架-核心筒结构
建 筑 结 构 选 型
筒体 结构
同济大学 土木工程
框架-核心筒结构
同济大学建筑工程系 by李素贞
建筑结构选型
外筒密集柱到底层部分，可通过转换梁、转换桁架、转换 拱等扩大柱距，但柱总截面面积不宜减少。有抗震设防要 求时，采取措施，以保证底层柱的延性。
内筒与外筒之间的距离，有抗震设防要求时，不宜大于
同济大学 土木工程
10m；非抗震设防时，不宜大于12m，否则宜另设内柱或 预应力混凝土楼面大梁
建 筑 结 构 选 型
筒体结构
幻灯片1第七章 筒体结构● １.特点：● 筒体结构——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● 剪力墙集中布置不妨碍房屋的使用空间，建筑平面布置灵活，适用于各种高层公共建筑和商业建筑● 2.筒体结构体系的类型：框筒结构、筒中筒结构、 框架核心筒结构、多重筒结构和束筒结构。
幻灯片2 幻灯片3一、框筒结构幻灯片4幻灯片5 五、束筒结构当建筑物的高度或其平面尺寸进一步加大，以致与框筒结构或筒中筒结构可以看成若干个框筒结构的组合，它就可以有效地减少外筒翼缘框架中的剪力滞后效应，使内筒或内部柱充分7.1筒体结构的类型发挥作用。
7.2筒体结构的受力性能和工作特点筒体结构的基本特征是：水平荷载主要是由一个或多个筒体承受，筒体可以是剪力墙薄壁筒，也可以是密柱框筒。
幻灯片6筒体和理想筒体受力是有差别。
理想筒体在水平力作用下，截面保持水平，腹板应力直线分布，翼缘应力相等，而实际框筒则腹板框架轴力曲线分布，翼缘框架轴力也不均匀分布，靠近柱角处轴力大，远离角柱处轴力小。
这种不保持直线分布的现象称剪力滞后现象。
幻灯片7影响框筒剪力滞后现象的因素很多，主要是梁柱线刚度比、平面形状、建筑物的高厚比。
7.3筒体结构的布置一、平面布置和截面尺寸1.平面形状确定筒体结构平面形状的原则：⑴要有利于筒体空间整体工作特性的充分发挥；⑵要具有双轴对称，使地震引起的扭转振动减小到最低限度。
平面形状采用圆形和正方形最为有利。
幻灯片8规则平面形状框筒工作性能幻灯片93、构件的截面尺寸①内筒：内筒的筒墙厚度一般较大，可为350mm以上，一般采用400～500mm。
内筒的其他墙厚一般为200～250mm。
如果刚度不够，可以适当加厚几道主要的其他墙。
②外框筒柱：不论是翼缘框架柱还是腹板框架柱，都宜采用矩形截面，长边在框筒平面内。
尽量少用方柱和圆柱。
有时可以在框筒柱外侧加肋形成Ｔ形截面柱，可以满足建筑艺术的要求，还可以提高柱子在平面外的稳定。
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► 筒体结构体系主要有核心筒结构和框筒结构所组
成 ► 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
筒体的基本形式
实腹筒
框筒
桁架筒
筒中筒
核心筒的刚度
► 与筒壁厚度有关 ► 与筒的平面尺寸有很大的关系 ► 核心筒平面尺寸愈大，其结构的抗侧刚度愈
大
筒体结构的类型
► 长沙黄兴路综合大
楼：该大楼为核心 筒承重结构。 ► 在第9、1 5、21层 分别设置悬挑大 梁，大梁为部分预 应力结构，支承上 部5层小框架的竖 向荷载。
框筒结构的布置
框筒结构的布置
► 为保证翼缘框架在抵抗侧向力中的作用，充
分发挥筒的空间工作性能，一般要求每一立 面孔洞面积不宜大干立面总面积的60％：周 边柱轴线间距为2.0~3.0m，不宜大于4m； 窗裙梁横截面高度为.06~1. 2m，截面宽度为 0.3~0.5m；整个结构的高宽比宜大于3，结 构平面的长宽比不宜大于2。
1柱网和剪力墙正交布置 房屋平面形状由矩形单元正交组合的情形 ► （1）横向设置剪力墙
►
► ► ► ► ►
（2）纵横向均设置剪力墙 在抗震设防区一般采用纵横向均设置剪力墙的布置 当房屋较高而框架在纵横向刚度都较差时 尽可能把两个方向的剪力墙组合在一起 剪力墙在平面内的位置尽量拉开距离
2。柱网和剪力墙任意布置
► 框筒结构外筒框距较密，常常不能满足建筑
使用要求。为扩大底层柱距，减少底层柱子 数，常用巨大的拱、梁或桁架等支承上部的 柱子
► 角柱对框筒结构的抗侧刚度和整体抗扭具有
十分重要的作用。在侧向力作用下，角柱内 往往产生较大的应力，因此应使角柱具有较 大的截面面积和刚度．有时甚至在角柱位置 布置实腹筒(或称为角筒)。
框架—核心筒结构的布置
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。这类结构称为框架-核 心筒结构
► 有时建筑布置上要求外部柱距在4~5m或更大。
成束筒结构的布置
► 当建筑物高度或其平面尺寸进一步加大，以
至于框筒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(也称组合筒或模 数筒)，如图所示。
（二）全剪体系的剪力墙布置
纵横向剪力墙布置应均衡。横向剪力墙短而数量多，间距一般 6~8m。 ► 纵向剪力墙一般设2~4道。
►
►
当形状任意时，在受力复杂处，剪力墙还应加密一些。
剪力墙数量 以满足位移限制为宜,剪力墙数量约 5~12cm/m2建筑面积 ► 剪力墙的布置及间距 将剪力墙分散一些，当做成单 片墙时，不宜少于3道，最好是做成筒体形状 ► 剪力墙间距不宜过大： 现浇楼板，剪力墙间距L<=4B 预制楼板，剪力墙间距L<=2.5B
核心筒结构的布置
► 当建筑周边柱子不落地时，楼面竖向荷载只
能通过水平悬挑构件传至核心筒。 ► 水平悬挑构件的形式一般为桁架结构。 ► 当层数较多时还可在竖向分成若干区段。设 置多个桁架，各区段范围内楼盖可以通过小 框架支承于下层的悬挑桁架上，也可通过悬 挂索支承于上层的悬挑桁架上。
► ►
►
同济大学图书馆新楼： 该楼为核心筒悬挑式结 构．当核心筒上升至原有 图书馆屋顶以上后再向四 边布置预应力悬挑桁架及 楼盖结构。 核心筒尺寸8.3m×8.3m， 标准层建筑平面为 25.ห้องสมุดไป่ตู้m×25.0m。楼盖结构 支承于每两层一榀的预应 力悬挑空腹桁架上，该桁 架在平面上呈井字形布 置，支承于核心筒上，同 时在建筑外围的四周布置 四榀预应力空腹桁架使楼 盖结构形成整体工作。
巨型结构（深圳亚洲大酒店）
深圳大酒店结构形式
1 地下一层、地上33层，高114。1m 2 建筑平面中心部位的三角形芯筒与三个翼肢的端筒形成 主框架立柱。 3 每隔6层设置主框架箱型大梁。 4 次框架6层、顶层为无柱空间、其它柱距4。0m。
深圳大酒店大厦结构平面
巨 型 结 构 深 圳 新 华 大 厦
内筒体
中央核心筒式 利用房屋中的电梯井、楼梯间、管道井以及服务间作 为核心筒体
外筒体
尽端核心筒式 利用房屋中的电梯井、 楼梯间、管道井以及服 务间作为核心筒体
外筒体
利用四周外墙作为外筒体，形成 外筒的墙是由外围间距较密的 柱子与每层楼面处的身量刚性 连接在一起组成矩形网格样子 的墙体－－框架筒 外围柱距：１．２２－３ｍ 深梁高度：６０ｃｍ－１２２ｃ ｍ ３０层以下
多筒体系――成束筒及巨形框架结构
►
► ►
使用条件：当建筑高度或其平面尺寸进一步加 大，以至于框筒或筒中筒结构无法满足抗侧力刚 度要求时，必须采用多筒体系 1、成束筒 两个以上框筒（或其它筒体）排列在一起成束 状，称为成束筒。
► ►
►
优点： 结构的刚度和承 载能力比筒中筒 结构有所提高， 沿高度方向，还 可以逐个减少筒 的个数，分段减 少建筑平面尺 寸，结构刚度逐 渐变化 有效地减少外筒 翼缘框架中的剪 力滞后现象，使 内筒或内部柱子 充分发挥作用
►
（三）框-剪体系的剪力墙布置
►
（4）在两片剪力墙（或两筒体）之间布置框架时，楼盖必须有 足够的平面内刚度，才能将水平剪力传递到两端的剪力墙上 去，发挥剪力墙为主要抗侧力结构的作用。
一般现浇钢筋混凝土楼盖L／B不能大于4.0； ► 装配式钢筋混凝土楼盖L／B不能大于3.0；
►
两种框架-剪力墙体系结构布置方式
►
房屋平面形状任意时，剪力墙和柱网就不能采用正交布置
柱网和剪力墙任意布置时，剪力墙布置应注意以下几点： ► （1）横向剪力墙应布置在平面形状或刚度变化处以及靠近 房屋区段的两端
►
►
►
（2）纵向剪力墙如布置在较长房屋的两端且相距较 远时，应进行温度应力验算，并采取设置施工缝等措 施，以减少温度和收缩应力 （3）剪力墙的数量要得当，过多地布置剪力墙，并 不能减少框架受力，反而增加了剪力墙的用量
深圳新华大厦结构形式
1 。正方形平面，地上35层。 2。主体结构芯筒与外圈大型框架组成。 3。平面四角大截面双肢柱作为四边主框架四根角柱 在主框架大梁间设置3—10层此框架。
结构体系选择
►
主要考虑因素 • 建筑物高度----结构抗侧刚度与抗震性能 • 建筑物用途----建筑平面布置，空间利用要求 • 水平荷载和刚度而不是竖向荷载和强度 抗侧移能力 • 砖混结构－框架结构－框剪结构－剪力墙结构－框 筒结构－筒中筒结构－成束筒结构－巨型框架结构
► ► ► ►
巨型结构外露与建筑立面相结合 空间利用灵活 施工速度快，巨型主框架施工后，各层可同时施工 巨型框架---巨型开洞
形成气流通道，减小风压
1 巨型框架结构（8）
新加坡华侨银行
巨型框架结构
►
新加坡华侨银行
巨型框架结构
东京市政厅大厦 台湾高雄银行
上海证券大厦
上海证券大厦位于浦东新区陆 家嘴金融贸易区，是一个多功 能性质的综合建筑，主要由证 券交易厅和综合办公楼以及其 他商业、服务设施等组成，地 上建筑30层，地下3层，总高 120m，总投资1.48亿美元，地 上建筑面积为79086m2，地面以 下建筑面积16753m2，为巨型框 架-支撑外露体系。
筒中筒结构
► 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 ► ３０层以上，不宜超过８０层
筒体结构的布置
► 核心筒结构的布置 ► 框筒结构的布置 ► 筒中筒结构的布置 ► 框架—核心筒结构的布置 ► 成束筒结构的布置 ► 多重筒结构的布置
► 根据建筑高度不同，可采用不同筒体结构形式 ► 内筒体：将电梯井、楼体井、管道井、服务间等集
中成为一个核心筒体。 ► 外筒体：四周外墙由密排窗框诸与窗间墙梁组成--多孔墙体。建筑物内部可不设剪力墙。 ► 筒中筒：内筒体与外筒体相结合 ► 多筒体组合：根据建筑平面要求可采用： 多重套筒，组合筒---几个筒体由楼板联合 束筒---若干个筒体成束状结构，筒体可错落不 齐。
（4）为了保证楼板刚度，剪力墙间距不宜过大
4-4 剪力墙的主要构造要求
一、剪力墙的材料 现浇钢筋混凝土，混凝土强度等级不应低于C20 ► 二、剪力墙的厚度 ► 按一级抗震等级设计时不应小于楼层高度的1/20， 且不应小 于160mm； ► 按二、三、四级抗震等级和非抗震设计时不应小于楼层高度的 1/25，且不应小于 140mm。 ► 有边框时，剪力墙的厚度不应小于墙体净高的1/30 ，且不应 小于 120mm ； ► 无边框时，剪力墙的厚度不应小于楼层高度的1/25，且不应小 于 140mm。
► 筒中筒结构的内筒与外筒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 为楼面梁的支撑点，以减小楼盖结构的跨度。 ► 内筒的边长为外筒相应边长的1／3左右较为适宜， 同时为房屋高度的1／12~1／15。如另外有角筒或 剪力墙时，内筒平面尺寸还可适当减小。 ► 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；内筒过小，则结构的抗侧刚度变 小，影响到结构受力的合理性。内筒宜贯通建筑物 全高、竖向刚度宜均匀变化。
多重筒结构的布置
► 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，即楼益结构的跨度较 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 梁联系起来使之也形成一个筒的作用，则可 认为是由三个筒共同作用来抵抗侧向力，亦 即成为一个三重筒结构：如图所示。
► 高层的控制因素
►
► ► ► ► ► ►
各种结构体系的适用层数： 框架结构—15层以下（最经济为10层） 框架-剪力墙结构—30层以下（最适宜为11~25层） 剪力墙结构--40层以下（最适宜为16~40层） 框筒结构—30层以下 筒中筒结构—30层以上的超高层