筒体结构

筒体结构tube structure

筒体结构由框架-剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来。

筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。

特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，多用于写字楼建筑。

特点：主要抗侧力，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。

由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件称为筒体（由密柱框架组成的筒体称为框筒；由剪力墙组成的筒体称为薄壁筒）。由一个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的结构称为筒体结构，它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。

分类

筒体结构分筒体－框架、框筒、筒中筒、束筒四种结构。

筒体-框架结构

中心为抗剪薄壁筒,外围为普通框架所组成的结构南京玄武饭店即采用这种结构如图1。

框筒结构

外围为密柱框筒，内部为普通框架柱组成的结构。

筒中筒结构

中央为薄壁筒，外围为框筒组成的结构。

目前世界上层数最多的纽约世界贸易中心（110层，高412米)即采用这种结构。

中国目前最高的深圳国际贸易中心（52层,高160米，平面如图2a[筒中筒结构],和按地震烈度9度设防的北京中央彩色电视中心（24层，高107米,平面如图2b[筒中筒结构]）也采用了这种结构。在有些工程中还采用了三重筒、四重筒结构。

束筒结构

由若干个筒体并列连接为整体的结构（图3 [束筒结构]）。目前世界上最高的芝加哥西尔斯大厦采用了9个30×30米的框筒集束而成。

计算要点

筒体结构布置复杂，空间作用显著。对称筒体结构可等效

为平面框架进行近似分析；有时也可以将框筒或筒中筒结构等

效为连续的实体筒而用弹性力学方法，有限条法或有限元法进

行分析。精确的计算方法是采用空间分析方法，用大型电子计

算机求解。这时，梁、柱作为空间杆件,节点有6个自由度；

墙作为薄壁空间杆件,节点有7个自由度；采用楼板无限刚性

假定消去一部分自由度后，建立位移法方程求出位移，计算杆

件内力。其计算程序比较复杂。

世界贸易中心（World Trade Center，1973年—2001年9月11日）

在纽约曼哈顿岛西南端，为美国纽约的地标之一，西临哈德逊河。2001年9月11日发

生的9·11事件中倒塌。由两座并立的塔式摩天楼、

4幢7层办公楼和1幢22层的旅馆组成，建于

1962—1976年。业主是纽约州和新泽西州的港务

局。设计人是美籍日裔建筑师M·雅马萨基（Minoru

Yamasaki，日本名为山崎实）。世界贸易中心曾为

世界上最高的双塔，纽约市的标志性建筑，也曾是

世界上最高的建筑物之一。

2001年9月11日，被恐怖分子劫持的两架

飞机先后撞向世贸中心的双塔楼，由于撞击引起

大火，双塔楼在间隔几十分钟内相继倒塌。

2001年9月11日早晨，四架美国国内民航航班被劫持，其中两架撞击位于纽约曼哈顿的世界贸易中心。

08时46分40秒，美国航空公司11次航班（一架满载燃料的波音767飞机）以大约每小时490英里的速度撞向世界贸易中心北楼，撞击位置为大楼北方94至98层之间。大楼立即失火，而飞机上的燃料倾倒进大楼，更加剧火势，整幢大楼结构遭到毁坏。被撞击楼层以下的人员开始疏散。但所有的3道楼梯都被撞坏，因此被撞击楼层以上的人员无法逃离。

09时02分54秒，美国联合航空175次航班（另一架满载燃油的波音767飞机）以大约每小时590英里的时速入世界贸易中心南楼78至84层处，并引起巨大爆炸。飞机的部分残骸从大楼东侧与北侧穿出。但还有1个楼梯间完好无损，因此少数在撞击点以上的人员仍可生还。纽约世界贸易中心的两幢110层摩天大楼在遭到攻击后相继倒塌，除此之外，世贸中心附近5幢建筑物也受震而坍塌损毁

主要用途

这两座建筑可供5万人办公，并可接待9万来客。经过几年使用后，发现很不方便，主要是人流拥挤，分段分层电梯关系复杂。由于这两座高塔大而无当，存在不少问题，如交通、空调、火警等，故有“摩天地狱”之称。同时，由于窗户过窄，在视野上一般反映不够开阔。事实说明，这样的高楼并不是从解决实际功能出发，而只是起了商标广告的作用而已。

世界贸易中心不仅提供大面积的写字楼，而且是纽约曼哈顿地区最大的室内商场，里面有很多家专卖店和快餐厅，还有各种规格大小的会议室、贸易展销厅、艺术展览馆、学术研讨厅等功能齐全的场所。