2.6筒体结构

2.6.1框筒
框筒的定义：框筒由布置在 建筑周边的柱距小，梁截面 高的密柱深梁框架组成。
受力特点：
水平力产生的剪力由腹板框架抵抗，水平 力产生的倾覆弯矩由框筒结构的整体抗弯 抵抗。框筒结构中除腹板框架抵抗倾覆力 矩外，翼缘框架柱主要是通过承受轴力抵 抗倾覆力矩。 翼缘框架—垂直力的方向 腹板框架—平行力的方向
结构主要分为两类：一类是 将多个筒体合并在一起形成 成束筒，一类是在筒体之间 用刚度很大的水平构件相互 联系而形成巨型框架。
与水平方向平行的腹板框架一端受拉，另一端受压。翼缘框架的轴力是 通过与腹板框架共用的角柱传递过来的，角柱受压力缩短，使其相连的裙 梁产生剪力与弯矩，同时，与裙梁另一端相连的柱也承受弯矩与轴力；同 时相邻柱承受轴力第二根柱子受压又使第二跨裙梁受弯剪作用，引起相邻 柱承受轴力，从两端的角柱向翼缘中部柱如此传递，使翼缘框架柱承受轴 力，裙梁、柱都承受其平面内的弯矩、剪力。由于裙梁的抗弯刚度不是无 限大，裙梁剪切变形，使翼缘框架各柱压缩变形向中心逐渐减少，柱轴力 也逐渐减少，这种翼缘框架柱轴力两端大、中间小的不均匀分布现象就是 剪力滞后；同理，受拉的翼缘框架也产生柱的拉力剪力滞后现象。
2.6筒体结构
定义：以一个或多个筒体来抵抗水平力和 竖向荷载的结构称为筒体结构。
1.筒体结构的分类
按筒体布置形式和数目的不同，可将筒体 结构分为：框筒筒体的组成来分，可分为 剪力墙组成的薄壁筒体和由柱距很小的框
架柱组成的密柱框筒等。
剪力滞后现象
剪力滞后：一侧翼缘框架 柱受拉，另一侧翼缘框架 柱受压，柱轴力分布呈曲 线，角柱的轴力大于平均 值，中部柱的轴力小于平 均值；腹板框架的部分柱 受拉，部分柱受压，角部 柱的轴力大于线性分布值， 中部柱的轴力小于线性分 布值，框筒中轴力分布的 这种现象称为剪力滞后 （如书本图所示）
剪力滞后产生原因（书本第八章279页）
定义：两个或者两个以上框筒排列在一起， 即为束筒结构。
束筒结构中的框筒，可以是方形、矩形或 者三角形等；多个框筒可以组成不同的平 面形状，其中的任一个筒可以根据需要在 任何高度中止，因此束筒结构可以组成任 何建筑外形，丰富了建筑物的外观。
条件：当建筑高度或平面尺寸 进一步加大，以至于框筒或筒 中筒结构无法满足抗侧刚度要 求时，可采用束筒结构。
切角的三角形平面，其外筒的空间受力性能比三角 形平面好。
筒中筒结构的内筒居中，内外筒之间的间距一般为 10~12m,不设柱，若间距过大，可以在内外筒之间 设柱以减小水平构件的跨度。内筒的边长(直径)一 般为外筒边长(直径)的1/2左右，为高度的 1/15~1/12,内筒一般要贯通建筑全高。
2.6.4束筒结构
因此，筒中筒结构受力合理、经济，还可 以满足建筑使用要求，是高层建筑较好的 结构体系。
在水平力作用下，筒中筒结构的外筒也有剪力滞后现象。
平面形状为圆形、正多边形的筒中筒结构，能减小 外筒的剪力滞后，使其更好地发挥空间作用；
矩形和三角形平面的筒中筒结构，外筒的剪力滞后 比圆形或正多边形严重，矩形平面的长宽比大于2 时，外筒的剪力滞后更突出；
受力特点：内筒与外筒协同工作，类似于 框架－剪力墙的协同工作。
外框筒侧向变形沿高度分布具有剪切型变 形特点，而内实腹筒的侧向变形具有弯曲 型变形特点。
内筒与外筒之间通过楼板协同工作抵抗水 平力，可以使层间变形更加趋于均匀，框 筒的内力在上部和下部也趋于均匀。同时 ，内筒减小了楼板跨度，并且可以布置竖 向交通以及管道，使用也很合理。
束筒结构的优点: 抗侧力强，四周的剪力墙围成
竖向薄壁筒和柱框架组成竖向 箱形截面的框筒，形成整体， 整体作用抗荷。缓解了剪力滞 后，水平力作用下柱轴力分布 比较均匀。 缺点：框架较重，成本高
平面形状
美国芝加哥西尔斯大厦， 443m,110层，束筒钢结构
2.6.5多重筒结构
多重筒结构是指在筒中筒结构 的内外筒之间增设一圈柱或剪力 墙，如果将这些柱或剪力墙连接 起来使之亦形成一个筒的作用， 则可以认为由三个筒共同工作来 抵抗侧向荷载。
当建筑物平面尺寸很大或当内 筒较小时，内外筒之间的距离较 大，即楼盖结构的跨度变大，这 样势必会增加楼板厚度或楼面大 梁的高度。为降低楼盖结构的高 度，就可以采用多重筒结构
2.6.6多筒结构
将几个筒体组合成一个整体， 共同承担竖向和水平荷载的 结构承重体系。在建筑平面 内设置多个钢筋混凝土剪力 墙筒体，适用于复杂平面的 布置要求，即为多筒结构， 例如有三重筒体甚至四重筒 体。
桁架筒体系，是指在筒体结构 中，增加斜撑来抵抗水平荷载， 以进一步提高结构承受水平荷 载的能力，增加体系的刚度的 结构体系。基本消除了框架结 构的剪力滞后现象，比框架结 构更能充分的利用建筑材料， 适用于更高的建筑。
2.6.3筒中筒结构
定义：框筒和内筒共同组成的结构，一般 内筒常常做成钢筋混凝土实腹筒。
剪力滞后造成的后果：
剪力滞后导致远离角柱的柱子不能充分发挥作用， 角柱以及腹板框架必须担负更多内力，从而使得空 间作用减少，结构将耗费更多的材料，降低了结构 抵抗水平荷载的能力。
减少剪力滞后的措施： 书本37页第二段
2.6.2桁架筒结构
定义：由布置在建筑四个立面 上的竖向行架组成的结构称为 桁架筒结构。