第七章筒体结构设计简介B

第七章筒体结构设计简介B
6
3、框筒的受力特点及变形特点 框筒由密柱深梁组成。 普通框架：平面结构，忽略平面外的作用； 框筒：空间结构，平行于水平力的框架和垂直于
水平力的框架都参与工作。水平剪力由腹板框架承 担；整体弯矩由翼缘框架承担。 框筒受力存在明显的剪力滞后现象。其结果：中 间柱承载力得不到发挥，结构的空间作用减弱。
第七章筒体结构设计简介B
13
３、框筒梁截面尺寸确定
梁高：0.6～1.5m，梁宽慰墙厚。
方案设计阶段：
h b ( 1 /3 ~ 1 /4 ) l h b ( 0 .2 ~ 0 .2 ) h 5
第七章筒体结构设计简介B
14
第二节 筒体结构设计简介
一、筒体结构内力及侧移分析计算方法
计算机程序计算；近似计算。
第七章 筒体结构设计简介
第七章筒体结构设计简介B
1
第一节 筒体结构概念设计 一、筒体结构的类型、受力及变形特点 1、筒体结构的类型 高层建筑结构层数较多，需采用空间受力结构； 筒体结构基本特征：水平力由空间受力的竖向筒
体承担。 筒体：剪力墙组成的薄壁筒体或密柱深梁形成框
筒。
第七章筒体结构设计简介B
１、框筒结构等效槽形截面法近似计算
(1)内力简化计算：等效为槽形，其翼缘宽度≤1/2 腹板宽度， ≤1/10H。
柱的轴力：
Nci
Mp ci Ie
Aci
第七章筒体结构设计简介B
15
梁的剪力：VLj
VpS j Ie
h
柱的剪力：按Ｄ值分配
Vci
Di V Di
柱的局部弯矩：
Mci
h 2
Vci
第七章筒体结构设计简介B
2
常见框筒形式如下：
第七章筒体结构设计简介B
3
2、实腹筒的受力及变形特点 (1)实腹筒的受力特点 封闭的箱形截面空间结构、整体工作性能强、基本
符合平面假定。 剪力墙：承担弯矩、 剪力； 筒体：翼缘承担弯 矩、腹板承担剪力。
第七章筒体结构设计简介B
4
(2)实腹筒的变形特点 高宽比<1，侧移为剪切形；高宽比>4，侧移为弯
第七章筒体结构设计简介B
10
三、筒体结构楼板方案确定 楼板作用：承受竖向荷载、对筒体结构起隔板作
用。 楼板(梁和板)高度不宜太大，尽量减少楼板构件
与柱的弯矩传递。 楼板布置时应使角柱承受较大竖向荷载，以平衡
角柱的较大拉力。
第七章筒体结构设计简介B
11
四、筒体结构截面尺寸估算及材料强度等级选定 砼强度等级≥C30；
16
(2)位移近似计算 只考虑弯曲变形，框筒顶点位移：
1 1 V0H3 60 EJe
81
V0H3 EJe
13
V0H3 EJe
倒三角形分布荷载 均匀分布荷载 顶部集中荷载
第七章筒体结构设计简介B
17
２、框筒结构的翼缘展开法 腹板框架、翼缘框架的整体作用是通过角柱实现
的，它们的平面外刚度很小。将空间结构化为平面 结构。 因对称，取1/4，将翼缘框架在腹板框架平面展 开，设置虚拟的剪切梁； 角柱刚度：轴向各取1/2；弯曲时取各自方向上 的数值。
１、薄壁筒截面确定：①角部不宜开洞口；②核心 筒外壁：厚度≥1/20层高及200mm、一、二级底部 加强部位≥1/20层高及200mm；③核心筒内壁可减 薄，但≥160mm。 ２、框筒柱的确定 截面形状：扁宽矩形；不宜采用正方形或圆形； 表7.4作了比较说明。
第七章筒体结构设计简介B
12
角柱面积为边柱的２～３倍，形状：Ｌ、八字形， 或加强的角墙、角筒。
比例。
表7.2 深圳国际贸易中心大厦底层结构内力分配
内
结构
柱或墙肢轴力形成的 整体弯矩
外框筒 50.4%
力
柱或墙肢的弯曲所承 水平
担的局部弯矩
剪力
2.7%
27%
内框筒 40.3%
6.6%
73%
第七章筒体结构设计简介B
22
Hale Waihona Puke Baidu
计算方法：按惯性矩和弹性模量的乘积分配，即
外框筒：
M f E fIE ff IE fw IwM
V f E fIE ff IE fw Iw V
内筒：
M wE fIE fw IE w w IwM
V wE fIE fw IE w w Iw V
第七章筒体结构设计简介B
23
二、筒体结构截面设计及主要构造要求 １、框架—核心筒结构 核心筒设计： (1)具有良好的整体性、墙肢均匀对称， (2)外墙厚度:≥1/20层高及200mm；一、二级底部
第七章筒体结构设计简介B
25
2、筒中筒结构 框筒梁和连梁设计：截面尺寸要求
(1)无地震作用组合 V b0.25cfcbbhb0
加强部位，则 ≥1/16层高及200mm； (3)内墙厚度：可适当减薄，但≥160mm。 (4)竖向、水平分布筋不少于两排； (5)连梁：交叉暗撑、水平缝、减小截面高宽比等
提高延性。
第七章筒体结构设计简介B
24
框架设计： 震害表明：框架柱的损坏程度比核心筒严重得多。
提高柱的可靠度：适当调整柱的剪力；框架的层剪 力进行0.2V0的调整。
第七章筒体结构设计简介B
7
第七章筒体结构设计简介B
8
二、筒体结构平面及立面布置要求 1、平面形状 圆形、、椭圆形或矩形，内筒居中； 正多边形边数越多，剪力滞后影响越小；
矩形的长宽比≤2；
2、内筒尺寸
需贯通全高；其边长取高度的1/12～1/15。
第七章筒体结构设计简介B
9
3、外框筒的要求 (1)开孔率≤60%； (2)洞口高宽比和层高与柱距之比接近； (3)需满足使用要求。 4、高宽比 筒体结构高度≥60m，高宽比≥3。
第七章筒体结构设计简介B
18
第七章筒体结构设计简介B
19
３、框架—筒体结构简化计算 核心筒承受水平荷载；框架承受竖向荷载。
计算方法类似框架—剪力墙结构。
第七章筒体结构设计简介B
20
４、筒中筒结构 变形性质类似于框架—剪力墙结构。
第七章筒体结构设计简介B
21
例：深圳国贸中心内筒和外筒分担弯矩和剪力的
曲形；高宽比=1～4，侧移为弯剪形。 筒体结构高宽比>4， 故侧移为弯曲形。
第七章筒体结构设计简介B
5
(3)实腹筒的破坏机理 地震作用下,实腹筒的破坏形式:①斜向受拉破坏；
②斜向受压破坏；③压曲失稳或受压主筋压曲；④剪 切滑移破坏；⑤墙体底部受弯钢筋屈服破坏；⑥连梁 弯曲剪切破坏。 前四种为脆性破坏；后两种为较理想的破坏形式。