高层筒体结构

2.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%。
洞口的高宽比应尽量接近层高与柱距的比
值，避免细高和扁宽的洞口。 使柱的宽 度减小
使裙梁的 高度减小
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
3、构件截面尺寸
（1）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；外
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。
7.1
筒体结构的类型
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。
1、框筒：周边密集的柱和高跨比很大的窗裙 梁。在水平力作用下不仅腹板框架受力， 翼缘框架也受力。
剪力墙构成的薄壁筒 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
系楼盖典型的布置方式如图所示。
小 结
1、筒体结构的类型、受力特点及适用范围。 2、剪力滞后现象和影响因素。 3、结构布置应从平面形状、高宽比、框筒的开孔率、柱 距、框筒柱和裙梁截面、内筒布置、楼盖形式等方面考虑，
减小剪力滞后，以便高效而充分发挥所有柱子的作用。
4、正确选择楼板的形式有重要意义。
思考题
广州中信大厦 37层，322米高，97年建成
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1.5mX5m ，柱中配置2根焊接H型钢。
金茂大厦内部结构
南京金陵饭店 地上39层，高108米
青岛保险公司 地下2层，地上19层，高65.9米
1~50层
51~66层
67~90层
91层以上
框筒底层扩大柱距的措施
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
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400～500mm，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7～12m为 宜，可采用预应力混凝土楼（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1～3m，不宜大于4m 且不宜大于层高；
5、束筒结构
• 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 • 两个以上框筒（或其它筒体）排列在一起成束 状，称为成束筒。
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。 用钢76000吨，砼55700立方 米，安装了102部高速电梯。
7 筒体结构
本章提要： 1、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 3、剪力滞后现象及影响因素 4、减小剪力滞后现象应采取的措施
7
1、概念
筒体结构
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——平面剪力墙组成 空间密柱框筒——柱距很小的框架柱组成 框架、剪力墙以及框架-剪力墙——平面工作状态
• 7.1~7.6
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
距的 1/4 左右，常取1～1.5m。在框筒顶部设置
1～2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、4。
筒体结构——空间整体受力
特点： • 将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体；
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• 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 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。
横向加劲框架的数量，形成束筒结构。
（3）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，其角部可设置刚度较大
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 1/12～1/15，
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。
4、多重筒结构 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。
兰州工贸大厦
地上21层，地下2层，高93米，标准层高3.5米
深圳北方大厦
地上25层，地下1层，高81.6米，标准层高3.1米
3、框架－核心筒体系
由若干个框架和筒体共同承重的结构体系 类型：框架和实腹筒体、框架和空腹筒体
框 架 和 实 腹 筒 体
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 空 腹 筒 体
空腹筒体布置在房屋的外围， 框架布置在中间
• 框架—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。
1.平面形状
（1）筒体结构的性能以圆形、正多边形为最佳，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
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10～12m，宜
采用预应力楼盖。
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，框筒或筒中筒结构梁板体
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