试析高层建筑筒中筒结构设计
结构施工图审查要点 框筒、筒中筒篇
结构施工图审查要点框筒、筒中筒篇《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-20109.1.7筒体结构核心筒或内筒设计应符合下列规定：2筒体角部附近不宜开洞，当不可避免时，筒角内壁至洞口的距离不应小于500mm和开洞墙体截面厚度的较大值。
3筒体墙应按本规程附录D验算墙体稳定，且外墙厚度不应小于200mm,内墙厚度不应小于160mm。
必要时可设置扶壁柱或扶壁墙。
4筒体墙的水平、竖向配筋不应少于两排，其最小配筋率应符合本规程第7.2.17条的规定;6筒体墙的加强部位高度、轴压比限值、边缘构件设置以及截面设计，应符合本规程第7章的有关规定。
9.1.11抗震设计时，筒体结构的框架部分按侧向刚度分配的楼层地震剪力标准值应符合下列规定：1框架部分分配的楼层地震剪力标准值的最大值不宜小于结构底部总地震剪力标准值的10%o2当框架部分分配的地震剪力标准值的最大值小于结构底部总地震剪力标准值的10%时，各层框架部分承担的地震剪力标准值应增大到结构底部总地震剪力标准值的15%;此时，各层核心筒墙体的地震剪力标准值宜乘以增大系数Ll,但可不大于结构底部总地震剪力标准值,墙体的抗震构造措施应按抗震等级提高一级后采用，已为特一级的不再提高。
3当框架部分分配的地震剪力标准值小于结构底部总地震剪力标准值的20%,但其最大值不小于结构底部总地震剪力标准值的10%时，应按结构底部总地震剪力标准值的20%和框架部分楼层地震剪力标准值中最大值的L5倍二者的较小值进行调整。
按本条第2款或第3款调整框架柱的地震剪力后，框架柱端弯矩及与之相连的框架梁端弯矩、剪力应进行相应调整。
有加强层时，本条框架部分分配的楼层地震剪力标准值的最大值不应包括加强层及其上、下层的框架剪力。
9.2.2抗震设计时，（框架-核心筒结构的）核心筒墙体设计尚应符合下列规定：1底部加强部位主要墙体的水平和竖向分布钢筋的配筋率均不宜小于0.30%;2底部加强部位角部墙体约束边缘构件沿墙肢的长度宜取墙肢截面高度的1/4,约束边缘构件范围内应主要采用箍筋；3底部加强部位以上角部墙体宜按本规程7.2.15条规定设置约束边缘构件。
高层建筑框架一核心筒结构设计分析
高层建筑框架—核心筒结构设计分析导言简体结构是由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构。
筒体结构主要包含以下两种：（1）筒结构：由核心筒与外围框筒组成的高层建筑结构；（2）框架—核心筒结构：由核心筒与外围的稀柱框架组成的高层建筑结构。
框架—核心筒结构周边柱子的柱距比较大，一般为8m～12m，它和沿周边的梁构成了外框架，中间为电梯井、楼梯间、管道井等构成的核心筒，受力特点类似框架—剪力墙。
某工程建筑面积12726.35㎡。
地下2层为车库，地上3层为商业，地上4层~22层为写字楼或公寓。
檐口高度71.800m，装饰构件高度为78.800m。
该工程的抗震设防烈度为8度，抗震设防类别为丙类，结构抗震等级为剪力墙一级，框架一级。
计算程序选取框架核心筒的结构分析应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称为《高规》）和《建筑抗震设计规范》的有关规定，采用三维空问分析方法进行内力分析，对B类高度或体型复杂的筒体结构应采用两个或两个以上不同力学模型的空间分析程序进行内力分析和比较，考虑双向水平地震下的扭转地震作用效应，并应采用时程分析进行多遇地震下的补充计算。
本工程为A类建筑高度，结构整体分析采用SATWE和TAT两种软件分析计算结构，并优化了结构方案。
结构计算参数的选取（1）设计基准期50年，使用年限50年，安全等级为二级，地基设计等级为乙级；（2）本工程抗震设防烈度为8度，地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.20g，建筑抗震设防类别为丙类；（3）基本风压为0.40kN/㎡，对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑（一般高度大于60m的高层建筑），其基本风压应按100年重现期的风压值。
因此基本风压取0.45kN／㎡，地面粗糙为C类，风压体形系数、风压高度变化系数及风振系数均按GB50009—2001建筑结构荷载规范的规定采用，楼面活荷载标准值按荷载规范取值。
主要结构构件截面核心筒框架柱和边框架梁截面尺寸与混凝土等级见表1。
高层建筑结构--筒体结构
高层建造结构--筒体结构高层建造结构--筒体结构1. 筒体结构概述1.1 定义筒体结构是指高层建造中主要采用筒体形式进行承载和支撑的结构形式。
1.2 特点筒体结构具有以下特点：- 采用筒体形式，具有较大的承载能力和稳定性；- 结构整体性强，可以有效反抗风荷载和地震力；- 建造空间布局自由度高，可以满足多种功能需求。
2. 筒体结构的设计原则2.1 强度设计原则筒体结构的强度设计原则包括荷载计算、材料选择和结构构造的合理设计。
2.2 稳定性设计原则筒体结构的稳定性设计原则包括考虑结构的整体稳定性和局部稳定性。
2.3 刚度设计原则筒体结构的刚度设计原则包括考虑结构对外荷载的响应以及结构的变形控制。
2.4 功能需求设计原则筒体结构的功能需求设计原则包括满足高层建造的使用功能和舒适性需求。
3. 筒体结构的主要构件3.1 核心筒核心筒是高层建造中最主要的承载构件，通常包括墙体、结构柱和楼梯间等。
3.2 外骨架外骨架是筒体结构中起支撑和承载作用的构件，通常采用钢结构或者混凝土剪力墙等形式。
3.3 地基地基是筒体结构的基础，起支撑和传递荷载的作用，通常包括桩基和承台等。
4. 筒体结构的施工工艺4.1 筒体结构的施工准备施工前需要进行土地勘测、地基处理和材料准备等工作。
4.2 核心筒的施工核心筒的施工包括模板搭设、钢筋绑扎和混凝土浇筑等过程。
4.3 外骨架的施工外骨架的施工包括钢结构制作、安装和焊接等工艺操作。
4.4 地基的施工地基的施工包括桩基的打桩和承台的浇筑等步骤。
5. 筒体结构的质量控制5.1 施工工艺的质量控制施工工艺的质量控制包括材料的验收、施工工序的检查和质量记录的保存等。
5.2 结构安全性的质量控制结构安全性的质量控制包括进行荷载试验、材料试验和结构监测等。
5.3 结构变形的质量控制结构变形的质量控制包括进行变形监测和控制结构的变形范围等。
6. 筒体结构的维护与修复6.1 筒体结构的日常维护筒体结构的日常维护包括表面清洁、涂层保养和设备检修等。
筒中筒结构
筒中筒结构由心腹筒、框筒及桁架筒组合，一般心腹筒在内，框筒或桁架筒在外，由内外筒共同抵抗水平力作用。
由剪力墙围成的筒体称为实腹筒，在实腹筒墙体上开有规则排列的窗洞形成的开孔筒体称为框筒；筒体四壁由竖杆和斜杆形成的桁架组成则称为桁架筒。
结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。
在高层建筑中，抵抗水平力是设计的主要矛盾，因此抗侧力结构体系的确定和设计成为结构设计的关键问题。
高层建筑中基本的抗侧力单元是框架、剪力墙、实腹筒（又称井筒）、框筒及支撑由这几种单元可以组成多种结构体系。
1．框架结构体系。
由梁、柱构件组成的结构称为框架。
整幢结构都由梁、柱组成就称为框架结构体系（或称纯框架结构）。
2．剪力墙结构体系。
利用建筑物墙体作为承受竖向荷载和抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。
3．框架－剪力墙结构（框架－筒体结构）体系。
在框架结构中，设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合起来，取长补短，共同抵抗水平荷载，这就是框架－剪力墙结构体系。
如果把剪力墙布置成筒体，可称为框架－筒体结构体系。
4．多筒体系——成束筒及巨型框架结构。
由两个以上框筒或其他筒体排列成束状，称为成束筒。
巨形框架是利用筒体作为柱子，在各筒体之间每隔数层用巨型梁相连，这样的筒体和巨型梁即形成巨型框架。
这种多筒结构可更充分发挥结构空向作用，其刚度和强度都有很大提高，可建造层数更多、高度更高的高层建筑。
定义地震烈度是指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度。
抗震设防烈度[1]，seismic fortification intensity。
一般情况下取基本烈度。
但还须根据建筑物所在城市的大小，建筑物的类别、高度以及当地的抗震设防小区规划进行确定。
抗震设防烈度规定根据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001第2.1.1条，抗震设防烈度为按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
根据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010[1]第2.1.1条，抗震设防烈度为按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
高层建筑结构设计 第八章 筒体结构
于10，宜采用预应力混凝土楼盖，必要时可增设内柱。
(6)框筒结构因建筑功能需要，在底层要求加大柱距，此时必
须布置转换结构，其功能是将上部柱荷载传至下部大柱距的
柱子上。一般内筒应一直贯通到基础底板。
(7) 楼盖构件的高度不宜太大，尽量减小楼盖构件与柱之间的
弯矩传递，楼盖做成平板或密助楼盖或预应力楼盖。采用钢
轴力，当重力荷载不足时角柱将承受拉力。
2.1 结构布置
第8章 筒体结构设计
(5)筒中筒结构的内筒宜居中，面积不宜太小，其边长可取高
度的1/12~1/15，也可取外筒边长的1/2~1/3，其高宽比一般约
为12，不宜大于15。内筒应贯通全高，竖向刚度均匀变化；
内筒与外筒间距，非抗震设计时宜大于12，抗震设计时宜大
楼盖时可将楼板梁与柱的连接处理成铰接；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。
2.1 结构布置
第8章 筒体结构设计 采用普通梁板体系时，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；内端支承在内筒墙上，最 好在平面外有墙相接，以增强内筒在支承处的平面外抵抗 力；角区楼板的布置，宜使角柱承受较大竖向荷载，以平衡 角柱中的拉力双向受力。典型布置如图。
(4)柱截面宜做成正方形、矩形或 T 形。
若为矩形截面，截面长边应与腹板框架方向一致。
角部是联系两个方向协同工作的重要部位，受力大，通常 采取加强措施；内筒角部可采用局部加厚等措施，外筒可 加大角柱截面，以承受较大的轴力，减小压缩变形；角柱 面积宜取中柱面积的1~2倍。
角柱面积过大，会加大剪力滞后现象，使角柱产生过大的
第8章 筒体结构设计
高层建筑结构设计
高层建筑结构设计 第09章 筒体结构设计介绍
本章结束
对筒中筒结构，将总的水平力按框筒刚度EIe与内 筒刚度EIw的比例进行分配，可求得外框筒所承担 的水平力，从而计算这水平力在框筒各楼层产生 的剪力V和倾覆力矩M。如果只有外框筒，则水平 力全部由外框筒承受。
把框筒作为整体弯曲的双槽形截面悬臂梁，可得
槽形截面范围内柱和裙梁的内力计算公式
Nci
Myi Ie
一、筒体结构的分类
• 筒体结构可根据平面墙柱构件布置情况分为 下列6种：
• （1）、筒中筒结构，它由中部剪力墙内筒和周 边外框筒组成。内筒利用楼电梯间、服务性房间 的剪力墙形成薄壁筒,外筒由周边间距一般在3米 以内的密柱和高度较高的裙梁所组成，具有很大 的抗侧力刚度和承载力。密柱框筒在下部楼层， 为了建筑外观和使用功能的需要可通过转换层变 大柱距。
提高框架一核心筒结构抗倾覆 力矩能力的方法
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、 ④轴框架。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。
9.2 简体结构的简化计算方法
• 筒体结构是空间整体受力，而且由于薄壁 筒和框筒都有剪力滞后现象，受力情况非 常复杂。为了保证计算精度和结构安全， 筒体结构整体计算宜采用能反映空间受力 的结构计算模型，以及相应的计算方法。 一般可假定楼盖在自身平面内具有绝对刚 性，采用三维空间分析方法通过计算机进 行内力和位移分析。
• 由于剪力滞后，框筒结构中各柱的竖向压 缩量不同，角柱压缩变形最大，层双向附加构造钢筋 （图9.6），对防止楼板角部开裂具有明显 效果，其单层单向配筋率不宜小于0.3％， 钢筋的直径不应小于8mm，间距不应大于 150mm，配筋范围不宜小于外框架（或外 筒）至内筒外墙中距的1/3和3m
筒体结构设计
n 1,0T0 n 1,1T1
n 1, P
式中，jP为外扭矩作用下外筒在j层处的扭转角；ji为内、外 筒在i层处作用有单位扭矩时，j层处的扭转角。
解上述方程组，求出Tj后，即可分别对内、外筒进行内力和 位移计算。
四、筒体结构截面设计与构造要求
外框筒 27% 内筒 73%
(四)框架-筒体结构（图2a）
受力接近于框架-剪力墙结构。
(五)成束筒（图2b）
截面应力分布大体上与整体 截面筒体相似，但在隔板处 有剪力滞后现象。它的受力 比同样平面尺寸的单个框筒 要均匀一些。
(a)
(b) 图2
二、结构布置
（一）筒中筒结构布置
1.平面形状：宜为圆形、正多边形、椭圆形或矩形等，矩 形平面的长宽比不宜大于2。 2.高宽比：H/B宜大于4，不应小于3。 3.框筒开孔：开孔率不宜大于60%。 4.洞口形状：洞口高宽比宜与框筒梁柱轴线网格高宽比相似。 5.柱距：框筒柱距为2.0～3.0m，不宜大于4m。 6.柱截面：扁柱，高宽比约为4。角柱截面面积一般可取为 中柱截面面积的1～2倍。 7.裙梁截面：扁而高梁，h=600～1500，梁宽等于墙厚，一 般不小于250mm。 8.内筒尺寸：内筒的边长可为高度的1/12～1/15。
（a） （b）
c
Px
Px 2b Py 2c T
图8
当考虑整个框筒结构时，各楼层处在扭矩｛T｝作用下，产生的扭转角 ｛ ｝、侧向位移｛ x｝ 和｛ y｝以及两个方向框架承担的水平剪力 ｛Px｝和｛Py｝之间的关系为：
2bPx 2c Py T
框架的水平剪力和水平位移间的关系为：
（一）外框筒梁和内筒连梁应符合以下要求：
浅谈高层建筑中有关核心筒结构设计
浅谈高层建筑中有关核心筒结构设计摘要：本文从钢管混凝土柱梁节点设计入手，具体分析了核心筒外墙的连梁设计等设计要点，并针对工程实例对其结构设计进行了详细探讨。
关键词：高层建筑、核心筒；结构设计引言框架——核心筒结构实际上要求核心筒必须作为一个独立的悬臂筒体结构体系，可以分担绝大部分的剪力和大部分的倾覆弯矩。
同时外框架必须是稀柱框架，即只能承担很小一部分的剪力和相当部分的倾覆弯矩。
而框架-核心筒结构的核心筒之所以抗震要求更严格，也正是由这个内力分担的特性决定的，核心筒可能过于关键，一旦发生破坏，后果比较严重。
一、核心筒结构概述筒体结构是由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构。
筒体结构主要包含两种：筒结构和框架——核心筒结构。
筒结构由核心筒与外围框筒组成的高层建筑结构。
框架——核心筒结构由核心筒与外围的稀柱框架组成的高层建筑结构。
框架——核心筒结构周边柱子的柱距比较大，它和沿周边的梁构成了外框架，中间为电梯井、楼梯问、管道井等构成的核心筒，受力特点类似框架——剪力墙。
二、实例分析1、工程概况某高层由一栋30层写字楼、2层商业附楼和3层地下室。
2、构造要求（1）抗震设计时，框架一核心筒结构的核心筒和筒中筒结构的内筒，应按《高规》规定设置约束边缘构件或构造边缘构件，其底部加强部位在重力荷载作用下的墙体轴压比不宜超过《高规》规定。
（2）简体结构的楼盖外角宜设置双层双向钢筋，单层单向配筋率不宜小于0.3%，钢筋的直径不应小于8mm，间距不应大于150mm，配筋范围不宜小于外框架(或外筒)至内筒外墙中距的1/3和3m。
（3）跨高比不大于2的框筒梁和内筒连梁宜采用交叉暗撑；跨高比不大于1的框筒梁和内筒连梁应采用交叉暗撑，且应符合下列规定：梁的截面宽度不宜小于300mm；全部剪力应由暗撑承担。
每根暗撑应由4根纵向钢筋组成，纵筋直径不应小于14mm，做法见图1。
3、结构设计分析（1）结构类型分析工程中，为了避免了结构坚向抗侧力构件的转换，满足了建筑立面效果和使用要求，采用钢筋混凝土框架-核心筒结构。
第八章高层建筑结构筒体结构
• 核心筒是一个典型的竖向悬臂构件，为静定结构， 没有多余约束，缺乏第二道防线。
高层建筑结构设计 筒体结构
– 为了扩大建筑面积 ：
• 悬挑梁（桁架）－ 柱子支承在桁架上
•
悬挂结构
•
巨型 桁架
钢索
– 同济大学图书馆
高层建筑结构设计 筒体结构
高层建筑结构设计 筒体结构
– 水平力全部由框筒结构承担
– 中间部分的柱子主要承受轴向力 • － 减小楼盖的计算跨度
– 角柱 的作用 ： • － 抗设计 筒体结构
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
建于1056年
早期建筑的特点：高度低， 跨度小，承载能力低，
材料为砖石和木材。
现代筒体 结构建筑
高层建筑结构设计 筒体结构
吉隆坡双塔大厦
高度：452米 材料：钢筋混凝土
§1 筒体结构的布置
一、核心筒结构
高层建筑结构设计 筒体结构
• 只有中部核心筒部分将承受的竖向及水平荷载传至 基础，四周均为悬挑构件。
矩形框筒结构等效槽形截面翼缘宽度取值
框筒腹板框架全宽Ｂ的１/２ 框筒翼缘框架全宽Ｌ的１/３ 框筒总高度Ｈ的 10%
三者的最小值
高层建筑结构设计 筒体结构
剪力 主要由腹板框架承担； 腹板框架中部柱承担的剪力较大。
高层建筑结构设计 筒体结构
倾 覆 力 矩 作 用 下 框 筒 的 受 力 状 态
高层建筑结构设计 筒体结构
五、成束筒结构
高层建筑结构设计 筒体结构
• 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 成束筒结构。
多高层建筑结构设计第9章 筒体结构设计简介_OK
框架-筒体结构，首先考虑有双对称轴的圆形、正 方形、矩形和正多边形平面，其次为正三角形、 截角三角形平面等，内筒宜居中，矩形平面的长 宽比不宜大于2。
• 9.3 筒体结构分析方法 • (1)等效槽形截面的近似估算方法 • 1)等效槽形截面 • 2)整体弯曲内力 • 组合截面惯性矩 • 框筒柱的轴力和梁的剪力分别为
10
• 框筒梁的弯矩： • 3)框的弯矩和剪力 • 框筒柱的剪力： • 框筒柱的弯矩： • (2)展开平面框架法
11
图9-5 矩形筒体的等效槽形截面
1
图9-1 筒体结构的类型
2
图9-2 筒体的受力特点
3
图9-3 转换梁
4
• (2)内外筒尺寸的比例 • 内筒的边长可为高度的1/10～1/15，对于三角形平面宜切角，外筒的切角长
度不宜小于相应边长的1/8；内筒的切角长度不宜小于相应边长的1/10。 • (3)构件截面尺寸 • 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。内筒其
结构的高度不宜低于60m。 • (5)楼板方案的选择 • 常用形式 • ①梁板体系 • ②扁梁梁板体系 • ③密肋楼盖 • ④平板体系 • ⑤预应力平板体系 • 角区楼板大体有3种布置方式(图9-4)。 • A.角部布置斜梁 • B.单向密肋楼盖 • C.角区双向密肋楼盖
8
图9-4 角区楼面布置
9
一半且不宜小于柱净距的1/4及600mm，应满足下列要求：
高层民用建筑筒中筒结构体系简析
高层民用建筑筒中筒结构体系简析摘要：随着我国城市化进程的不断深入推进，高层与超高层建筑也越来越常见。
作为一种在技术层面上性能优良的结构体系，筒中筒结构本身有着良好的抗震性能和抵抗风力荷载的性能，也因为其具有这样的优点，筒中筒结构体系在高层与超高层民用建筑中获得了较为广泛的应用。
本文简要阐述了高层与超高层民用建筑筒中筒结构体系的特点，并着重对其布置要点及该结构自身具有的优缺点进行了分析。
关键词：高层建筑；筒中筒结构；优缺点1 引言随着计算机技术的不断发展、结构设计方法与理论的不断完善，高层与超高层民用建筑也越来越常见。
作为一种特殊的建筑结构，高层民用建筑通常需要更强的抵抗外部荷载的能力，因此高层与超高层建筑选用怎样的建筑结构体系就需要我们进行深入的分析和认真的考量。
本文，我们将着重探讨筒中筒结构体系。
2 筒中筒结构特征与简介由于高层与超高层民用建筑需要考虑地震力、风荷载等一些水平力对结构安全性能的影响，所以高层民用建筑必须要具备足够的承载能力、极强的抗震性能并要保证其造价不至于过高。
高层与超高层建筑目前采用的结构体系大致有四种，分别为框架简体结构、矩形框架结构、束简结构以及筒中筒结构体系。
而筒中筒结构又因其自身所具有的独特优势而被最广泛的采用。
高层民用建筑筒中筒结构体系分为外筒与内筒双层筒体结构，其中内筒又分为三种，分别为钢框筒、双格筒与析架筒。
外筒分两种，分别为钢筋混凝土墙筒和析架筒。
如果建筑物很高，则可通过在内筒和外筒中间设置一个伸臂析架以减少建筑物发生侧方位移。
若在水平载荷加载作用下，一般内筒是以弯曲状态为主，而外筒则是以剪切形式为主。
内外筒之间用楼板与外伸臂析架相互扶助。
如果外筒达到了一定的刚度值，内筒的刚度和直径大小可相应的降低要求。
事实上，筒中筒的结构体系对外伸臂析架的要求并不是很高，大多时候设不设置外伸臂析架其实影响也并不是太大。
筒中筒简体结构的基本形式包括三种，分别是实腹筒结构、框筒结构和桁架筒结构。
高层建筑结构设计筒体结构设计
筒体结构的优缺点
优点
结构整体性强、侧向刚度大、抗侧力性能优越、结构自重小、材料用量省。
缺点
平面布置不够灵活、结构自重小、侧移大、构件数量多、构造处理复杂。
筒体结构适用范围
高层建筑，主要为公共建筑，如商厦、写字楼等。 对高度要求较高的建筑，如金融中心、通讯中心等。
结构设计步骤
结构方案设计
根据建筑功能要求，确定结构 类型、布置和构造措施。
结构分析和优化
根据力学原理，对结构进行静力 、动力和稳定性分析，并优化结 构方案。
结构设计细部处理
确定结构细部构造，如节点设计、 连接设计等。
02
筒体结构的概述
筒体结构定义
由剪力墙构成空间薄壁筒体，与平面框架共同抵抗水平荷 载的结构体系被称为筒体结构。
根据楼面活荷载、跨度等参数进行楼板厚度、配 筋等设计；
外框架设计
根据风荷载、地震作用等水平荷载，对外框架进 行设计；
内筒设计
根据楼面活荷载、水平荷载等参数，对内筒进行 设计。
04
高层建筑筒体结构的构造要求
形状要求
矩形
筒体结构通常采用矩形形状，这种形状具有较高的结构效率 和稳定性。
对称性
为了保持结构的对称性，筒体结构应设计成对称的形状，以 避免结构纸，包括平 立剖面图、节点详图等，同时标注清楚各构 件的尺寸、材料等信息。
绘制过程中的注意事项
保证结构安全性
01
结构设计应始终以保证建筑物的安全性为首要任务，充分考虑
地震烈度、风荷载等自然因素的不利影响。
符合规范要求
02
施工图的绘制应符合国家和地方的相关规范和标准，确保设计
高层建筑结构设计-核心筒
高层建筑结构设计-核心筒高层建筑结构设计核心筒在现代城市的天际线中，高层建筑如同一颗颗璀璨的明珠，展现着人类建筑技术的伟大成就。
而在高层建筑的结构设计中，核心筒扮演着至关重要的角色。
它就像是建筑的“脊梁”，为整个建筑提供了稳定的支撑和高效的功能布局。
核心筒，简单来说，是位于高层建筑中心部分的一个竖向筒体结构。
它通常由混凝土或钢结构制成，包含了电梯井、楼梯间、通风井、管道井等垂直交通和设备空间。
从结构功能的角度来看，核心筒具有多项重要作用。
首先，它为高层建筑提供了主要的抗侧力体系。
在风荷载和地震作用下，核心筒能够有效地抵抗水平力，保证建筑的稳定性和安全性。
其坚实的墙体和紧密的结构布局，使得建筑能够承受来自各个方向的外力冲击。
其次，核心筒对于建筑的竖向承载也起到了关键作用。
它承担着上部楼层的重量，并将其传递到基础，确保建筑在重力作用下不会发生变形或坍塌。
在建筑功能方面，核心筒的存在使得建筑内部的交通流线更加便捷和高效。
电梯和楼梯集中在核心筒内，方便了人员的上下通行。
同时，管道井等设备空间的集中布置，也便于维护和管理，减少了对使用空间的干扰。
然而，核心筒的设计并非一帆风顺，面临着诸多挑战。
其一，由于核心筒在建筑中的核心位置，其尺寸和形状的选择会对建筑的使用面积和空间布局产生重要影响。
过大的核心筒会减少可出租或可使用的面积，而过小的核心筒则可能无法满足结构和功能的要求。
因此，在设计过程中，需要在结构稳定性和使用效率之间找到一个最佳平衡点。
其二，核心筒与周边框架结构的协同工作也是一个关键问题。
在水平力作用下，核心筒和框架之间的变形协调直接关系到整个结构的性能。
如果两者之间的协同工作不理想，可能会导致局部构件受力过大，从而影响建筑的安全性。
为了解决这些问题，设计师们需要运用丰富的专业知识和创新的思维。
在确定核心筒的尺寸和形状时，会充分考虑建筑的高度、使用功能、地理环境等因素。
通过精确的计算和模拟分析，来优化核心筒的结构布置。
高层建筑核心筒设计实例分析
高层建筑核心筒设计实例分析1. 简介高层建筑核心筒是指在高层建筑结构中心部位设置的一个垂直的连续结构，用于承担建筑物的重力荷载和提供结构稳定性。
核心筒的设计对高层建筑的安全性和稳定性起着至关重要的作用。
本文将通过对一座高层建筑核心筒设计实例的分析，介绍核心筒设计的一般原则和方法。
2. 实例分析2.1 建筑物概述本实例分析的建筑物为一座100层的高层办公大楼，总高度为450米。
该大楼采用钢筋混凝土结构，地上部分共分为6个建筑体，每个建筑体的高度相同，地下部分为共用的基础设施。
2.2 核心筒设计原则在进行核心筒设计之前，需要明确以下设计原则：1.强度和刚度：核心筒需要具备足够的强度和刚度以承担建筑物的重力荷载和抗风荷载。
对于高层建筑来说，同时还要考虑地震荷载。
2.空间布局：核心筒需要合理布局各种设备和管道，以满足建筑物的功能需求。
3.防火安全：核心筒需要采取一系列措施来提高防火安全性能，例如使用防火材料和设置防火隔离带等。
4.施工性和经济性：核心筒的设计应尽量考虑施工的方便性和经济性，避免不必要的浪费和成本增加。
2.3 核心筒设计方法本建筑物的核心筒设计方法如下：1.核心筒布局：根据建筑物的功能需求，将核心筒布置在建筑物的中心位置，并与建筑物的其他部分相连。
2.结构设计：核心筒的结构设计采用钢筋混凝土结构，以满足强度和刚度的要求。
核心筒的截面形状通常选择矩形或圆形。
3.抗震设计：由于建筑物的高度较大，地震荷载对核心筒的设计产生了较大影响。
采用合理的抗震设计方法，如增加剪力墙、设置隔震层等，以提高核心筒的地震性能。
4.防火设计：核心筒的防火设计采用防火材料覆盖，并设置防火隔离带，以防止火势蔓延。
5.施工性和经济性考虑：在核心筒设计中，考虑施工的方便性和经济性。
例如，采用标准化设计和预制构件可以提高施工效率和降低成本。
2.4 实际应用效果经过核心筒设计的建筑物，在实际应用中取得了良好的效果。
核心筒的设计充分满足了建筑物的功能需求和安全性要求，为建筑物的稳定运行提供了强有力的保障。
高层建筑框架——核心筒结构设计分析
检 查 井 与路 面 的接 缝 处 出现 塌 陷 。大 多数 雨 水 井 都 设 在
行 车 道 上 ．还 有 不少 排 水 干 管及 其 检 查 井也 设 在 行 车道 上 ． 当其 井 背 宽 度较 小 时 ．回填 夯 实 十分 困难 ．压 实度 检 查 也难 以进 行 。
定 ．采 用三 维 空 间分 析 方 法 进 行 内 力分 析 ．对 Ｂ 高 度或 体 型 复 类 杂 的筒 体 结 构应 采 用 两 个 或 两个 以上 不 同 力学 模型 的空 间 分析 程 序 进行 内力 分 析 和 比较 ．考 虑双 向水 平地 震下 的扭 转 地 震 作 用效 应 ．并 应 采 用 时 程 分 析进 行 多遇 地 震 下 的 补 充计 算 。本 工 程 为Ａ
２
、
单 位 应 在 施 工前 的技 术 交底 中 ．应 向 施工 队伍 提 出特 别 要 求 ．在
施 工 中应 特 别注 意 此 处 的施 工 质 量 ．注意 砂 浆 标号 、干 湿 度及 砂
浆 的饱 满 度 ．必要 时 可要 求 用于 此处 的砂 浆标 号提 高 一个 等级 。
２、人 行 道 上 的 路 灯 检 查 井盖 板 与道 面 高 差 超 标 ，易 产 生 拌 脚 现 象 。在 人 行 道 施 工 中 ． 由于 检查 井 盖 板 大 ．安 装 较难 ，极 易 出现 检 查井 盖板 与 路 面 高差 超 标 现 象 ．交 付使 用后 ．可 能发 生 拌 脚 现 象 。施 工单 位 需 要逐 个 进 行 检查 验 收 ．不合 格 的 坚决 要 求 整
五 结 语
总之 ．要 搞好 市 政 道 路 工程 施 工 质量路 面工 程 ．排 水 工 程 和 附属 工 程 等施 工 中易 出现 的 各 种 质 量 问 题 ．采 取 针 对 性 的质 量 防治 措 施 ．才 能有 效 避免 施 工 质
试论高层建筑框架筒体结构设计
试论高层建筑框架筒体结构设计摘要：随着城市化步伐的不断加快，我国高层建筑蓬勃发展，随着建筑高度的增加，水平作用的影响相对增大，结构的侧向变形也随着增大。
筒体结构是由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构。
筒体可分为筒结构和框架一筒体结构。
本文结合某高层建筑工程实例，对框架筒体结构选型、平面及竖向结构布置、构造措施以及结构概念设计等进行了分析。
关键词：高层建筑；框架筒体结构；设计引言：21世纪以来世界各地已建和在建的超高层建筑日益增多，同时又朝着体型复杂，功能形态多样的综合性方向发展，也为建筑结构的设计提出了更高的要求。
高层建筑框架—筒体结构体系中的框架部分与框架—剪力墙体系一样可以满足建筑的灵活布置及较大的空间，还由于筒体本身的空间效应使其抗侧刚度远大于一般的框架剪力墙中的剪力墙，另外由于框架部分通常距筒体不远，且沿筒体周边布置，其空间效应也优于框架剪力墙结构，使得高层建筑框架筒体结构能够承担较大的水平效应，并在经济上优于框架剪力墙结构。
1、工程概况及结构布置1.1工程概况本工程为上海某商业办公发展项目，本项目地块呈“L”型，外包尺寸约134m×126m，总用地面积约16000m2，总建筑面积约14万5千平方米，其中地上建筑面积约10万3千平方米，地下建筑面积约4万2千平方米。
本工程建筑群包括：二栋高层办公楼（简称塔1、塔2），一栋公寓式办公楼（简称塔3）及一栋两层商业组成的商业办公发展项目。
本文依据塔3楼的设计过程进行试论高层建筑框架筒体结构设计。
塔3楼坐落在整体地下室西南区，地下3层（局部设一夹层）、地上27层加设备层，主屋面高98.5m，地上1层和2层平面接近矩形，外包轴线尺寸约53.96m×32.45m；设备层～11层平面呈L形；12～27层平面呈矩形，平面尺寸约53.96m×19m；地上1层和2层层高均4.5m，设备层层高2.19m，3～19层层高均3.45m，20～26层层高均3.5m；上部建筑采用钢筋混凝土框架-双筒结构，双筒偏置北侧。
高层建筑结构设计筒体结构设计
配筋设计
根据荷载分析和结构分析结果， 对筒体结构的受力钢筋进行详细 设计，包括直径、间距、锚固方 式等。
构造措施
根据实际情况采取适当的构造措施 ，如增设构造钢筋、增加边缘构件 等。
抗震设计
地震烈度区划
根据地震烈度区划图确定建筑 所处地区的地震烈度，为抗震
设计提供依据。
地震烈度指标
结构加固
随着时间的推移，筒体结构的材料 会逐渐老化，需要进行必要的加固 和维护。
防雷接地
筒体结构需要设置防雷接地装置， 以避免雷击对建筑物造成损害。
防水处理
筒体结构需要进行防水处理，以避 免水对建筑物造成损害。
THANK YOU.
施工质量控制
质量管理体系建设
建立完善的质量管理体系，包 括质量管理制度、质量保证体
系、质量监督机制等。
施工过程质量控制
对施工过程进行全面质量控制， 包括基础工程、主体结构等各分 部分项工程的质量控制。
成品保护
对已完成的工程进行保护，防止损 坏或污染。
06
筒体结构的经济性能和维护管理
筒体结构的经济性能
按平面形状分类
可分为圆形筒体结构、方形筒 体结构和多边形筒体结构等。
按构造形式分类
可分为组合筒体结构、装配式 筒体结构和现浇整体式筒体结
构等。
02
筒体结构的组成和受力分析
筒体结构的组成
01
02
03
核心筒
由楼板和剪力墙围成的区 域，具有较高的强度和刚 度，是筒体结构的主体。
外框架
由梁、柱和楼板组成的结 构，起到支撑和稳定作用 。
降低成本
筒体结构的设计和施工相对简 单，可以降低建筑物的建造成 本和设计难度，提高施工效率
筒中筒结构的力学分析和设计
３结束语
筒中简结构因其良好的水平抗侧能力、整体工作性能和
抗震性能，内外筒之间有广阔的无柱空间，是一种有巨大的
发展前途的结构体系。该结构内力分析非常复杂，本文提出
的剪力滞后现象、影响因素和处理措施，在筒中筒结构设计
时应要特别注意。
．
参考文献
［１］戴嘉川，郭子雄．对高层建筑结构设计的几点体会［Ｊ］．福建建 筑，１９９９（４）：２０—２２．
｛△。｝＝［８，］｛Ｐ。｝
（２）
｛△，｝＝［６ｆ］｛Ｐ，｝
（３）
其中内筒一般为薄壁杆，其柔度系数可按悬臂梁弯曲的
简单理论运用图乘法确定；而对外框筒的柔度系数，可将框
筒展成平面框架的方法计算，或是按等效连续体法来确定。
再由基本假设（１）知，处于同一高度上的水平面上各点的水
平位移相等，得：
△。＝△，
（４）
此时腹板框架与一般框架类似一端受拉一端受角柱受力最大并产生拉伸或压缩造成相邻柱承受拉压力和发生轴向拉伸或压缩变形又使第二跨裙梁受弯引起相邻柱的轴力和拉压变形如此传递使翼缘框架各柱承受拉力或压力由于翼缘框架各柱和裙梁内力是由角柱传来除角柱双向受力外其余柱和裙梁的内力和变形都在翼缘框架平面腹板框架的内力和变形也在它的平面内这就使框筒在水平荷载作用下内力分布形成筒的空间特性具有强大的整体抗弯能力可以承担水平荷载作用下引起的大部分倾覆弯矩可以弥补实腹筒抗弯能力弱的缺点形为主而框筒剪切变形成分较大二者通过楼板协同工作共同抵抗水平荷载和变形使结构的内力和层间变形沿高度变得更加均匀
雾‘主呼覆‘等。绪‘构‘篱
筒中筒结构的力学分析和设计
彭伟文，王全凤，陈绪军
（福建省泉州市华侨大学土木工程学院，福建泉州３６２０２１）
【摘要】 筒中筒结构是高层建筑中的一种高效结构体系，其空间受力情况非常复杂，有必要通过掌握 结构体系的工作机理，特别是掌握一个很重要的概念——剪力滞后现象及其影响因素，以便设计时采用合理 的结构布置。根据不同假设，从等效、变形协调以及能量等角度推导出几种不同的计算方法，从而对工程实际
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试析高层建筑筒中筒结构设计
1.引言
进入21世纪，越来越多的超高层建筑拔地而起，超高层建筑的不断增多一方面是反映近代城市经济繁荣发展以及社会科学进步的重要标志，另一个方面是一个国家或者地区经济发展与科技水平的综合体现于反映。
随着近年来我国国民经济的高速发展，使得我国在超高层建筑的建设速度、质量、规模等方面均取得举世瞩目的傲人成绩。
目前超高层建筑采用筒中筒结构较为普遍，我国超高层建筑分布主要集中在长三角、珠三角、京津冀以及广东、深圳等发达地区，建筑高度的记录也不断被刷新。
我国超高层建筑的飞速发展，使结构设计技术面临多方面的严峻考验，本文从超高层建筑的筒中筒结构体系设计出发，剖析了筒中筒结构的优缺点及其在设计时需要注意的细节问题。
2.超高层建筑筒中筒结构体系
我国超高层建筑结构在上世纪80年代之前，基本是由钢筋混凝土三大常规结构体系构成，即剪力墙结构、框架结构以及框架×剪力墙结构组成。
伴随着建筑高度的不断向上攀升，“超高层建筑对于地震作用、风荷载等水平力的结构安全控制能力更加严苛和显著，超高层建筑所需要采用的结构体系与建筑本体的高宽比例、高度、结构所用材料、最大承载能力、最优抗震性能、工程造价、场地以及现实施工条件等都有着极为密切的联系”[ ]。
目前在我国以及世界范围内，以空间整体受力为基本特征的筒体建筑结构形式得到了青睐与广泛应用，超高层建筑所采用的主要结构体系有以下四种形式：框架×简体结构、筒中筒结构、矩形框架结构以及束简结构体系。
2.1筒中筒结构的特点
筒中筒结构体系主要是由内外两层简体结构组合构成。
“其中外筒普遍是由密柱深梁所组成的钢（型钢）框筒，也可以是由交叉柱或者桁架筒组成的网络筒；而内筒既可以是桁架筒类的网格筒，也可以是由钢筋混凝土组成的墙筒体”[ ]。
在房屋达到一定的高度时，需要在超高层建筑的内筒与外筒中间设立可伸臂桁架用以减少由于楼层较高作用力下的建筑侧移。
在水平荷载的作用力下，内筒主要以弯曲为主，外筒主要以剪切形为主，二者之间相互作用与制约，如外筒的刚度足够大（例如外筒采用框架结构的交叉网格筒），这时由于外筒和内筒需要通过
外部伸臂桁架以及楼板进行协同工作，此时内筒的刚度以及大小就可做适当的放松。
在超高层建筑筒中筒体系中对外部延伸臂桁架的要求也相对比较低，有的甚至可以在特定环境下不设置外部延伸臂桁架，用以完成整个筒中筒结构体系的设计。
通常筒中筒的简体结构基本形式有三种：实腹筒、桁架筒以及框筒。
“筒中筒结构体系是由一个或者多个的简体结构体为主要抵抗水平力，它最主要的特点就是其空间受力性能”[ ]，不管是哪一种简体结构，都可以在水平力的作用下看做固定在基础之上的箱形悬臂构件形式，由于它在抗侧刚度以及承载力方面比单片平民啊结构具有更大的作用力，并且拥有优良的抗扭刚度，因此筒中筒结构是一种抵抗较大水平作用力的有效且优质的结构体系，在超高层建筑的设计时，由于其对建筑结构本身的特殊要求，使得筒中筒这种结构体系能够满足超高层建筑相对复杂与高标准的技术要求。
2.2 筒中筒结构的优缺点
第一，筒中筒结构的优点：由于筒中筒结构是由内筒与外筒共同组成，内筒主要由剪力墙薄墙体壁筒，外筒主要由密柱（一般情况下密柱距离不大于3米）组成的主要框筒，由于外部外柱的密度相对来说较为密集，因而具有很好的整体性能，并且其结构特点类似一个多孔的竖向的箱型梁壁组成，具有相对较好的抗风与抗震性能，例如目前国内最高的钢筋混凝土结构的超高层结构的建筑如上海的金茂大厦（上海金茂大厦共88层，420.5米）、（广州中天广场大厦，80层，320米）全部都是采用目前国际国内较为流行的筒中筒结构体系。
第二，筒中筒结构的缺点：“由于其是由内筒与外筒构造组成，内筒与外筒之间形成较为距离大的空间，因此通风效果较为明显，这样会导致防火能力较差”[ ]，在遇到较为大的火情的时候，由于风力作用力大，导致火势较为难控制，因此其最大的缺点为防火能力较差。
3.超高层建筑筒中筒结构设计的细节问题
根据上述特点及要求，超高层建筑筒中筒结构体系的布置需注意以下一些问题：
第一，由于密柱深梁能够使窗裙梁的跨度高度比较小，因此框筒必须要做成密柱深梁以减小缘框架中的弯曲程度以及其剪切面变形程度，以减小柱中剪力滞后的严重现象。
第二，根据经验而言，框筒的平面较为适宜接近正方形以及圆形。
如为矩形平面结构，则矩形平面长短边的比值不宜超过2，如果超过2则会导致在较长的一边，剪力滞后的问题会相对来说较为严重，导致利用程度不高。
第三，超高层建筑体系设计时，相对来说矮而胖的结构不适宜采用筒中筒体系，这是因为此时建筑结构总高度与总宽度之比值（H/B）大于3。
第四，在超高层建筑体系中，内筒面积不宜过小，一般情况下内筒边长为外筒边长的一半或者三分之一较为适宜，并且，内外筒距离之间不再进行设柱，内筒的高宽比（H/B）在12-15之间较为适宜，且不宜超过此数值。
第五，超高层建筑筒中筒结构的整体楼盖不仅仅承受着整个楼的竖向实际荷载，并且它在水平荷载的作用下还起到了刚性的隔板作用，在其中一方面内筒与外筒之间通过楼盖相互联系并且二者之间协同工作。
在另一方面它基本维持整体建筑筒体的平面二维形状，在保证整个建筑体系沿竖向筒体不变形的基础上进行超高层建筑体系的设计与施工建造。
在整个超高层建筑中，楼盖是筒中筒结构的重要组成部分，这就要求楼盖的高度不宜太高，需要尽可能的缩短楼盖与柱子之间的弯曲度传递，因此内外筒之间间距通常在10-12m，不宜过大。
4.筒中筒结构设计案例及探讨
筒中筒结构体系在不同的高度下量化指标不一样，本文通过收集已建成的筒中筒结构体系工程实例，例如兰州国芳大酒店（平面布置规则，接近正方形，经技术经济分析后采用浇筑钢筋混凝土筒中筒结构）、香港中环广场、温州世贸中心大厦等资料分析，建立600M、700M高度的简化计算模型。
“筒中筒结构设计内外筒，内筒核心部位采用和剪力墙交接部位型的钢柱结构，外筒采用支撑的框筒，是方形的钢管混凝土以及大型支撑以及型钢混凝土梁”[ ]。
4.1 计算模型
5.结束语
本文中通过对超高层筒中筒结构体系两例计算模型进行分析，结果表明该体系能够满足600m及700m的超高层结构各项主要控制指标的要求。
在各项标准指标中，结构整体侧向刚度的主要控制参数为刚重比。
其相关的计算结果可对类似工程结构设计提供参考。
参考文献
[1]王鹏.简述超高层钢结构建筑筒中筒结构体系[J]. 中国建筑金属结构，2013，14：5.
[2]区嘉舜，唐增洪.超高层建筑结构中框筒结构与筒中筒结构方案的分析[J]. 深圳土木与建筑，2008，02：33-34.
[3]郝安民.超高层建筑筒中筒结构体系的探讨[J]. 结构工程师，2013，06：49-53.。