筒体结构介绍
2.6筒体结构
2.6.1框筒
框筒的定义：框筒由布置在 建筑周边的柱距小，梁截面 高的密柱深梁框架组成。
受力特点：
水平力产生的剪力由腹板框架抵抗，水平 力产生的倾覆弯矩由框筒结构的整体抗弯 抵抗。框筒结构中除腹板框架抵抗倾覆力 矩外，翼缘框架柱主要是通过承受轴力抵 抗倾覆力矩。 翼缘框架—垂直力的方向 腹板框架—平行力的方向
结构主要分为两类：一类是 将多个筒体合并在一起形成 成束筒，一类是在筒体之间 用刚度很大的水平构件相互 联系而形成巨型框架。
与水平方向平行的腹板框架一端受拉，另一端受压。翼缘框架的轴力是 通过与腹板框架共用的角柱传递过来的，角柱受压力缩短，使其相连的裙 梁产生剪力与弯矩，同时，与裙梁另一端相连的柱也承受弯矩与轴力；同 时相邻柱承受轴力第二根柱子受压又使第二跨裙梁受弯剪作用，引起相邻 柱承受轴力，从两端的角柱向翼缘中部柱如此传递，使翼缘框架柱承受轴 力，裙梁、柱都承受其平面内的弯矩、剪力。由于裙梁的抗弯刚度不是无 限大，裙梁剪切变形，使翼缘框架各柱压缩变形向中心逐渐减少，柱轴力 也逐渐减少，这种翼缘框架柱轴力两端大、中间小的不均匀分布现象就是 剪力滞后；同理，受拉的翼缘框架也产生柱的拉力剪力滞后现象。
2.6筒体结构
定义：以一个或多个筒体来抵抗水平力和 竖向荷载的结构称为筒体结构。
1.筒体结构的分类
按筒体布置形式和数目的不同，可将筒体 结构分为：框筒筒体的组成来分，可分为 剪力墙组成的薄壁筒体和由柱距很小的框
架柱组成的密柱框筒等。
剪力滞后现象
剪力滞后：一侧翼缘框架 柱受拉，另一侧翼缘框架 柱受压，柱轴力分布呈曲 线，角柱的轴力大于平均 值，中部柱的轴力小于平 均值；腹板框架的部分柱 受拉，部分柱受压，角部 柱的轴力大于线性分布值， 中部柱的轴力小于线性分 布值，框筒中轴力分布的 这种现象称为剪力滞后 （如书本图所示）
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。
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。
筒体结构
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楼板是平板的框架一核心筒结构，基本不传递弯矩和剪力， 楼板是平板的框架一核心筒结构，基本不传递弯矩和剪力， 翼缘框架中间两根柱子的轴力是通过角柱传过来的， 翼缘框架中间两根柱子的轴力是通过角柱传过来的，轴力 不大。提高中间柱子的轴力、 不大。提高中间柱子的轴力、从而提高其抗倾覆力矩能力 的方法之一是在楼板中设置连接外柱与内筒的大梁， 的方法之一是在楼板中设置连接外柱与内筒的大梁，如上 图所示，所加大梁使② 轴形成带有剪力墙的框架。 图所示，所加大梁使②、③轴形成带有剪力墙的框架。平 板与梁板两种布置的框架一核心筒翼缘框架所受轴力的比 较表明，采用平板体系的框架一核心筒结构中． 较表明，采用平板体系的框架一核心筒结构中．翼缘框架 中间柱的轴力很小， 中间柱的轴力很小，而采用梁板体系的框架一核心筒结构 翼缘框架② 轴柱的轴力反而比角柱更大； 中，翼缘框架②、③轴柱的轴力反而比角柱更大；在这种 体系中，主要抗侧力单元与荷载方向平行，其中② 体系中，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 轴框架， 框架一剪力墙的抗侧刚度大大超过①、④轴框架，它们边 柱的轴力也相应增大。也就是说， 柱的轴力也相应增大。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。 核心筒结构传力体系与框架一剪力墙结构类似。
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8.1框筒、筒中筒和束筒结构的布置 8.1框筒、 框筒
框筒结构具有很大的抗侧移和抗扭刚度， 框筒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、 大内部空间的使用灵活性，对于高层建筑，框筒、 筒中筒、束筒都是高效的抗侧力结构体系。 筒中筒、束筒都是高效的抗侧力结构体系。 （1）筒体结构的性能以正多边形为最佳，且边数 ）筒体结构的性能以正多边形为最佳， 越多性能越好，剪力滞后现象越不明显， 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。 空间作用越大。结构平面布置应能充分发挥其空 间整体作用。平面形状以采用圆形和正多边形,也 间整体作用。平面形状以采用圆形和正多边形 也 可采用椭圆形或矩形等其他形状，当采用矩形平 可采用椭圆形或矩形等其他形状， 面时，其平面尺寸应尽量接近于正方形， 面时，其平面尺寸应尽量接近于正方形，长宽比 不宜大于2。 不宜大于 。 （2）筒体结构的高宽比不应小于 ，并宜大于 ， ）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 其适用高度不宜低于 ， 的作用； 的作用；
筒体结构介绍
筒体结构介绍
筒体结构是一种高层建筑结构，由一个或数个筒体作为主要抗侧力构件而成。
筒体是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。
筒体结构适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。
筒体结构分筒体一框架、框筒、筒中筒、束筒四种结构类型。
其中，筒体一框架结构是中心为抗剪薄壁筒，外围是普通框架所组成的结构;框筒结构是外围为密柱框筒，内部为普通框架柱组成的结构;筒中筒结构是中央为薄壁筒，外围为框筒组成的结构;束筒结构是由若干个筒体并列连接为整体的结构。
筒体结构具有结构刚度大、防火性能好、施工难度小等优点。
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。
筒体结构介绍
筒体结构介绍
筒体结构是一种常见的工程结构形式，特别是在化工、石油、食品等各个领域都有广泛的应用。
筒体结构在工程设计中的应用非常广泛，如制造化工反应器、石油罐、压力容器等等。
那么，什么是筒体结构呢？
筒体结构，顾名思义，就是由筒形构件组成的结构形式。
它是一种中空的、圆柱形的结构形式，通常由两个封闭的端盖和中间的筒形壳体组成。
筒形壳体是由圆柱曲面和两个平面端面组成的。
筒体结构具有许多优点。
首先，它是非常稳定的，可以承受大量的内压或外压。
其次，筒形壳体的结构强度高，可以减少结构体积，降低成本。
此外，由于筒形壳体的几何形状，它可以承受多个方向的载荷，从而提高了其适用范围。
筒体结构的设计需要考虑许多因素。
首先，要确定筒形壳体的尺寸和壁厚，以满足所需的强度和刚度。
其次，要考虑端盖的设计，以确保其结构强度和密封性。
此外，还需要考虑筒形壳体的连接方式，通常使用螺纹连接或焊接连接。
在实际应用中，筒体结构可以采用多种材料制造。
常见的材料有碳钢、不锈钢、铝合金等。
选择适当的材料可以保证结构的强度和耐腐蚀性。
筒体结构的制造通常需要采用数控机床进行加工。
在加工过程中，需要注意控制加工精度和表面质量，以确保结构的强度和密封性。
筒体结构是一种广泛应用于工程领域的结构形式。
它具有稳定性、强度高等优点，可以承受多种不同方向的载荷。
在设计和制造过程中，需要考虑许多因素，如尺寸、壁厚、连接方式等等。
合理的设计和制造可以确保结构的强度和耐久性。
当代筒体结构简述
大厦结构工程师是1929年出生于 达卡的美籍建筑师F.卡恩。他为 解决像西尔斯大厦这样的高层建 筑的关键性抗风结构问题，提出 了束筒结构体系的概念并付诸实 践。整幢大厦被当作一个悬挑的 束筒空间结构，离地面越远剪力 越小，大厦顶部由风压引起的振 动也明显减轻。顶部设计风压为 305千克力／平方米，设计允许 位移（振动时允许产生的振幅） 为建筑总高度的1/500，即900毫 米，建成后最大风速时实测位移 为460毫米。
广州国际金融中心
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谢谢，再见！
建筑结构采用钢管混凝土巨型 斜交网格外筒与钢筋混凝土剪 力墙内筒的结构体系。该结构 具有足够的抗侧刚度和优异的 抗震性能，能有效抵御强风、 地震的侵袭。外墙采用全隐框 玻璃幕墙系统，主体幕墙面积 达到8.5万平方米。此外，主体 建筑每隔15层会设置一个避难 所以防火灾，每个避难所可容 纳3000人，并设有3个消防楼梯， 2个灭火器，两个喷水口。该层 的外墙和天花板均涂有可耐烧3 个小时的防火涂料，可有效阻 隔火种蔓延；楼顶贮存有600立 方米消防水，在供电中断、设 备损坏的情尔斯大厦
西尔斯大厦(Sears Tower) 是位 于美国伊利诺伊州芝加哥的一幢 摩天大楼，用作办公楼，SOM建 筑设计事务所为当时世界上最大 的零售商西尔斯百货公司设计。 楼高442.3米，共地上108层，地 下3层，总建筑面积418000平米。
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筒体结构介绍
筒体结构是一种高层建筑结构，它是由一个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的。
筒体是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。
筒体结构适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。
筒体结构分四种结构类型，包括筒体一框架结构、框筒结构、筒中筒结构和束筒结构。
其中，筒体一框架结构是中心为抗剪薄壁筒，外围是普通框架所组成的结构;框筒结构是外围为密柱框筒，内部为普通框架柱组成的结构;筒中筒结构是中央为薄壁筒，外围为框筒组成的结构;束筒结构是由若干个筒体并列连接为整体的结构。
筒体结构具有建筑效果好、结构刚度大、抗风性能好等优点，广泛应用于高层建筑和公共建筑中。