筒体结构类型共61页
7.筒体结构
– 窗裙梁
• 按连梁计算 • l/h<1时，可交叉斜筋、水平开缝
• 核心筒
– 剪力墙墙肢（同剪力墙结构）
• 正截面：宜考虑翼缘 • 斜截面：不考虑翼缘
– 连梁（同剪力墙结构）
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一般规定
筒中筒结构的高度不宜低于60米，高宽比不应小
于3。 筒体结构的混凝土强度等级不宜低于C30。 当相邻层的竖向构件不贯通时，应在其间设置转 换梁，为确保转换梁的刚度和强度，转换梁的高
具有优良的空间工作性能。随着房屋高度增加，它 的空间作用愈明显 筒体结构一般应用于层数多或高度较大的结构
1.核芯筒结构(图7.1、7.2)
• 优点：
核芯筒承受竖向荷载和侧向力的作用。当单个核芯简独立工作时， 建筑物四周的柱子一般不落地，仅有核芯筒将上部荷载传至基础。因 此: 核芯筒结构占地面积小，可在地面留出较大的空间以满足绿化、交通、 保护既有建筑物等规划要求。 核芯筒结构中建筑周边的柱子仅承受若干层的楼面竖向荷载，其截面 尺寸较小，便于建筑上开洞采光，视野开阔，很受用户欢迎
7 筒体结构设计
7.1 筒体结构的类型 • 核芯筒结构 • 框筒结构 • 筒中筒结构 • 框架－核芯筒结构 • 成束筒结构 • 多重筒结构
筒体结构是框架-剪力墙结构和剪力墙结构的演变
和发展，它将抗侧力结构集中设置于建筑物的内部
或外部而形成空间封闭的筒体
筒体结构具有很大的抗侧刚度和抗水平推力的能力
跨比不宜小于1／6，转换梁的具体设计详见有关
规定。
5. 成束筒结构
• 当建筑物高度或其平面尺寸进一步加大，以至于框筒结构
或筒中筒结构无法满足抗侧刚度要求时，可采用束筒结构 (也称组合筒)，如图7.3(e)所示。 • 由于中间两排密柱框架的作用，可以有效地减少外筒翼缘 框架中的剪力滞后效应，使冀缘框架柱子充分发挥作用。
高层建筑结构设计 第09章 筒体结构设计介绍
• 核心筒由若干剪力墙和连梁组成，其截面设计和 构造措施还应符合剪力墙结构的有关规定，各剪 力墙的截面形状应尽量简单；截面形状复杂的墙 体应按应力分布配置受力钢筋。此外，考虑到核 心筒系筒体结构的主要承重和抗件应适当加强，底部加强部位约束边缘构件沿墙 肢的长度不应小于墙肢截面高度的1/4，约束边缘 构件范围内应全部采用箍筋。
第九章
筒体结构 设计介绍
9.1 概述
• 筒体结构具有良好的空间受力性能，并兼 有造型美观，使用灵活以及整体性强等优 点，适用于较高的高层建筑。目前全世界 最高的100幢高层建筑约2/3采用筒体结构， 国内100 m以上的高层建筑约有1/2采用筒体 结构。 筒体结构可以是由剪力墙组成的空 间薄壁筒体，也可以是由密柱深梁形成的 框筒组成，水平力由一个或多个空间受力 的竖向筒体承受。
等效槽形截面近似估算方法
• 在水平荷载作用下，框筒结构出现明显的剪力滞后 现象，翼缘框架只在靠近腹板框架的地方轴力较大， 柱子发挥其受力作用；靠中间的柱子受力较小，不 能充分发挥其作用。因此可将翼缘框架的一部分作 为腹板框架的有效翼缘，不考虑中部框筒柱的作用， 从而框筒结构可化为两个等效槽形截面
• 等效槽形截面 的翼缘有效宽 度取下列三者 的最小值：框 筒腹板框架宽 度的1/2，框筒 翼缘框架宽度 的1/3，框筒总 高度的1/10。
（2）、框架-核心筒体结构，它是由中部的内筒和外周边大 柱距的框架所组成。此类结构外周框架不再与内筒整体 空间工作，其抗侧力性能类似框剪结构。 （3）、框筒结构，某些高层建筑为了使平面中有较大的 空间，以便更能灵活布置，中部不设置内筒，只有外周 边小柱距的框筒。 （4）、多重筒结构，建筑平面上由多个筒体套成，内筒 常由剪力墙组成，外周边可以是小柱距框筒，也可为开 有洞口的剪力墙组成。
筒体结构设计
框筒结构在水平荷载作用下，角柱受力最大，腹板框架的 角柱有轴力、剪力和弯矩。剪力和弯矩对翼缘框架平面外 的影响可忽略不计，轴力将使角柱产生轴向变形，从而带 动整个翼缘框架在其平面内产生影响。等代角柱法用一个 等代角柱来代替原框筒结构角柱和翼缘的作用，得到一个 能代替原框筒结构的等效平面框架（图7）。这样，问题 便变为平面框架的计算问题。
理想的实腹筒体在
水平力作用下，截面变
形保持平面，腹板应力
按直线分布，翼缘应力
相等。
+
图1(a)实腹筒
（二） 框筒结构（图1b）
框筒在水平力作用下， 由于剪力滞后影响，腹板框 架柱的轴力是曲线分布的， 而翼缘框架的轴力也是不均 匀分布的，角柱受力最大。
图1(b)框筒轴力分布
（三） 筒中筒结构（图1c）
梁的线刚度有的函数，详细情况可参考崔鸿超“框筒（筒 中筒）结构的简化计算方法”（建筑结构学报，1982年第 6期）。 我们根据最小势能原理推导的等代角柱公式见P.238-243。
2.等效连续体法
此法是将框筒每一个平面的梁柱用一个等效的均匀的正交 异性平板来替代，因此框筒变成为一实腹的薄壁筒（图9）。
法向面板的 平衡方程：
y
y
yz
z
0
yz
y
z
z
0
侧向面板的 平衡方程：
x
x
xz
z
0
xz
x
' z
z
0
解微xz 分和方位程移和x(u根)、据z边(w界)。条最件后可还求要出把从x、等效y、连续z、体中z'、得到yx、的
应力通过积分，转换成梁、柱内力。
薄壁筒还可以用有限元或有限条方法求解。
第8章-筒体结构设计
word专业资料-可复制编辑-欢迎下载第八章筒体结构设计第一节筒体结构概述一、筒体结构的组成筒体结构是指由一个或几个筒体作为承受水平和竖向荷载的高层建筑结构。
筒体结构适用于层数较多的高层建筑。
采用这种结构的建筑平面，最好为正方形或接近于正方形。
组成筒体结构的构件主要有梁、柱、斜撑、墙肢、连梁、刚域节点等，这些构件首先组成单筒（图8-1），单筒是筒体结构的基本组成单元，它的结构形式主要有实腹筒、框筒和桁架筒。
按筒体结构布置与选型的要求，单筒可以继续组合成筒中筒、束筒、框架-核心筒等各种结构形式。
图8-1单筒1、实腹筒体结构实际上是一个箱形梁。
图8-2表示箱形梁的受力图。
上面薄板中的拉应力实际上是由于槽钢传到板边的剪应力而引起的，因此这个拉应力在薄板宽度上的分布并不是均匀的，而是两边大，中间小。
对于宽度较大的箱形梁，正应力两边大、中间小的这种不均匀现象称为剪力滞后。
剪力滞后与梁宽、荷载、弹性模量及侧板和翼缘的相对刚度等因素有关。
对于宽度较大的箱形梁，忽略剪力滞后作用将对梁的强度估计过高，是不合适的。
图8-2 箱形梁受力图实腹筒结构常用来作为竖向交通运输和服务设施的通道，同时也是结构总体系中抗侧力的主要构件。
如果建筑物中只有一个实腹筒，一般都应该设置在建筑平面的正交中心部位；当多于一个时，则应对称布置。
实腹筒常常需要开一些孔洞或者门洞(如电梯井的门等)，当筒体的孔洞面积小于30％时，虽然其自身的刚度和强度会有所下降，但对于初步设计来讲，这些影响还是可以忽略不计的，如例8-1。
如果筒体表面的孔洞面积大于50％～60％时，特别是将筒壁作为外墙时，它的结构受力性能更接近于框筒，其自身的强度和刚度都会有相对较大的降低，此时，初步设计就不得不考虑孔洞的影响。
图8-3 结构体系有效宽度对侧向刚度的影响（1212δδ<<>，d d ）2、框筒结构是由密排的柱在每层楼板平面用窗裙墙梁连接起来的密柱深梁框架（图8-3）而组成的空腹筒。
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第7章 筒体结构设计
7.2.1 筒体结构的受力性能简介
剪力滞后效应
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第7章 筒体结构设计
7.2.1 筒体结构的受力性能简介
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第7章 筒体结构设计
7.2.1 筒体结构的受力性能简介
• 在筒体结构中，侧向力所产生的剪力主要由其腹板承担； 对于筒中筒结构则主要由外筒的腹板框架和内筒的腹板部 分承担，总剪力在内外筒之间按抗侧刚度比分配。
9
第7章 筒体结构设计
7.1.3 框筒结构
深圳国际贸易中心 大厦，50层，158m， 钢筋混凝土筒体，外 筒由钢骨混凝土和钢 柱组成。
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第7章 筒体结构设计
7.1.4 筒中筒结构
1.把筒中筒结构布置于框筒结构的中间，使之称为筒中 筒结构。筒中筒结构的平面可以为正方形、矩形、圆形、三 角形或其他形状。
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斜交网格外筒
第7章 筒体结构设计
7.1.6 斜交网格外筒+内筒的筒中筒体系
外框筒斜交网格柱采 用圆钢管，节点区域 左右相邻钢管通过拉 板相贯实现左右连接， 上下相邻钢管则通过 与环板相贯实现上下 连接。因此外筒就是 由一个个四根管与板 件相贯连接的节点和 节点间的连接钢管组 成的斜交的网格。
外筒斜交网格节点
• 侧向力产生的弯矩由内外筒共同承担，由于外筒柱离建筑 平面型心较远，故外筒柱内的轴力所形成的倾覆弯矩极大
2.框筒结构外筒柱距较密，常常不能满足建筑使用的要 求，为扩大底层柱距，减小底层柱子数，常用巨大的拱、梁 或桁架支承上部的柱子。
3.角柱对框筒结构的抗侧刚度和整体抗扭具有十分重要 的作用，在侧向力作用下，角柱往往产生较大的应力，因此 应使角柱具有较大的截面面积和刚度，有时甚至在角柱位置 布置实腹筒（或称为角筒）。
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。
筒体结构
筒体结构当高层建筑结构层数多，高度大时，由平面抗侧力结构所构成的框架，剪力墙和框剪结构已不能满足建筑和结构的要求，而开始采用具有空间受力性能的筒体结构。
筒体结构的基本特征是：水平力主要是由一个或多个空间受力的竖向筒体承受。
筒体可以由剪力墙组成，也可以由密柱框筒构成。
一、筒体结构的类型1.筒中筒结构由中央剪力墙内筒和周边外框筒组成组成；框筒由密柱、深梁组成，2.筒体—框架结构，亦称框架—核心筒结构，由中央剪力墙核心筒和周边外框架组成，见图3-26（b）。
3.框筒结构，见图3-26（c）。
4.多重筒结构，见图3-26（d）。
5.成束筒结构，见图3-26（e）。
6.多筒体结构，见图3-26（f）。
二、筒体结构的受力性能和工作特点1.筒体是空间整截面工作的，如同一竖在地面上的悬臂箱形梁。
框筒在水平力作用下不仅平行于水平力作用方向上的框架（称为腹板框架）起作用，而且垂直于水平方向上的框架（称为翼缘框架）也共同受力。
薄壁筒在水平力作用下更接近于薄壁杆件，产生整体弯曲和扭转。
筒体受力特点见图3—28。
框架—筒体结构及计算简图见图3—29。
2．框筒虽然整体受力，却与理想筒体的受力有明显的差别；理想筒体在水平力作用下，截面保持平面，腹板应力直线分布，翼缘应力相等，而框筒则不保持平截面变形，腹板框架柱的轴力是曲线分布的，翼缘框架柱的轴力也是不均匀分布；靠近角柱的柱子轴力大，远离角柱的柱子的轴力小。
这种应力分布不再保持直线规律的现象称为剪力滞后。
由于存在这种剪力滞后现象，所以筒体结构不能简单按平面假定进行内力计算。
3.在筒体结构中，剪力墙筒的截面面积较大，它承受大部分水平剪力，所以柱子承受的剪力很小；而由水平力产生的倾覆力矩，则绝大部分由框筒柱的轴向力所形成的总体弯矩来平衡，剪力墙和柱承受的局部弯矩很小。
由于这种整体受力的特点，使框筒和薄壁筒有较高的承载力和侧向刚度，而且比较经济。
4.当外围柱子间距较大时，则外围柱子形不成框筒，中央剪力墙内筒往往将承受大部分外力产生的剪力和弯矩，外柱只能作为等效框架，共同承受水平力的作用，水平力在内筒与外柱之间的分配，类似框剪结构。
筒体结构_精品文档
上海环球金融中心
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混凝土核心简体系 核心筒采用钢筋混凝土结构，既承担重力荷载，又承担由风和地震引起的部份剪力和倾覆弯矩。混凝土核心筒的平面形状沿建筑物的高度有三次改变。下部核心筒与中部核心筒的转换有3层搭接，而中部核心筒与上部核心简的转换有2层搭接。转换区核心筒的搭接有利于荷载的有效传递。
2、筒体结构体系类型
类型框架-筒体结构有框架-实腹筒体结构和框架-空腹筒体结构两种形式。
1、概念
2、筒体结构体系类型
框架-实腹筒体结构 由中央剪力墙核心筒和周边外框架组成的结构称为框架-实腹筒体结构框架-空腹筒体结构 中央为内框架，周边由间距较密的柱子与每层楼层处的深肩梁刚性连接在一起组成矩形网络的外筒体称为框架-空腹筒体结构
上海环球金融中心
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功能规划大厦的主要功能划分为以下部分：地下2、3层将设商业和餐饮设施，并设置邮局、医务中心、美容室等便利服务设施；3～5层将与世界著名的美术馆合作，建立高品位的美术中心，为上海市民和来自世界各地的人士提供欣赏世界现代美术的空间；7～77层是智能化办公区，将配备超高速电脑网络和严密安保系统，该部分约占大楼总面积60％；79～87层将成为2l世纪与国际一流中央商务区接轨的、供世界首脑人物所用的高级酒店；90～97层主要为观光设施。
筒体结构
TUBE STRUCTURE
第二组
目录
1、概念2、筒体结构体系类型3、案例分析
1、概念
1.1、定义： 由若干纵横交接的剪力墙集中到房屋内部或外部形成封闭筒体，以此来承受房屋大部分或全部竖向荷载和水平荷载所组成的结构体系称为筒体结构体系。
1、概念
1.2、分类：筒体可分为实腹式筒体和空腹式筒体 ，由剪力墙围合成的筒体称为实腹式筒体（墙式筒体、墙筒），由密集立柱围合成的筒体称为空腹式筒体（框架式筒体、框筒）