高层筒体结构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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 筒体结构,1、概念,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,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；,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。,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,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,2、筒中筒结构,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,广州中信大厦,37层，322米高，97年建成,金茂大厦内部结构,南京金陵饭店 青岛保险公司,地上39层，高108米,地下2层，地上19层，高65.9米,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。,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,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,。,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,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,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。,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712m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13m，不宜大于4m且不宜大于层高；,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。,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11.5m。在框筒顶部设置12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。,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。,使裙梁的高度减小,使柱的宽度减小,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。,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系楼盖典型的布置方式如图所示。,筒中筒结构的内外筒间距通常为1012m，宜采用预应力楼盖。,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,7.17.6,