第2章筒体结构设计 油立业递科技 高层建筑结构设计 第8章筒体结构设计 西安建筑科技大学:史庆轩 标题
第2章 筒体结构设计 第8章 筒体结构设计 西安建筑科技大学：史庆轩 高层建筑结构设计 高层建筑结构设计 标 题
第2章筒体结构设计 油立业递科技 主要内容: >8.1框筒、筒中筒和束筒结构的布置 >8.2框架核心筒结构的布置 >8.3筒体结构计算方法 >8.4截面设计及构造要求 主要内容
第2章 筒体结构设计 主要内容： 主要内容 8.1 框筒、筒中筒和束筒结构的布置 8.2 框架核心筒结构的布置 8.3 筒体结构计算方法 8.4 截面设计及构造要求
第2章筒体结构设计 油立业递科技 8.1框筒、筒中筒和束筒结构的布置 这类结构体系具有很大的抗侧和抗扭刚度,适用于超高 层建筑,其结构布置除符合一般原则外,主要考虑减小剪 力滞后作用。 (1)结构平面以正多边形为最佳,且边数越多性能越好,剪 力滞后现象越不明显,空间作用越大。 ■平面形状以采用圆形和正多边形最为有利。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2。 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,切角处的筒 壁宜适当加厚 2.1结构布置
第2章 筒体结构设计 2.1 结构布置 8.1 框筒、筒中筒和束筒结构的布置 这类结构体系具有很大的抗侧和抗扭刚度，适用于超高 层建筑，其结构布置除符合一般原则外，主要考虑减小剪 力滞后作用。 (1)结构平面以正多边形为最佳，且边数越多性能越好，剪 力滞后现象越不明显，空间作用越大。 平面形状以采用圆形和正多边形最为有利。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 2。 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，切角处的筒 壁宜适当加厚
第2章筒体结构设计 声久建墨科技史聲 XI'an University of Architecture Technol (2)结构高宽比不应小于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; (3)筒中筒结构的外框筒宜做成密柱深梁,一般情况下,柱距 为1~3m,不宜大于4;框筒梁的截面高度取柱净距1/4左右 开孔率(重要参数之一)不宜大于60%,且洞口高宽比尽量 和层高与柱距之比相似。若密柱深梁的效果不足,可沿结 构高度,选择适当的楼层,设置加强层以减小剪力滞后 (4)柱截面宜做成正方形、矩形或T形。 ■若为矩形截面,截面长边应与腹板框架方向一致 ■角部是联系两个方向协同工作的重要部位,受力大,通常 釆取加强措施;内筒角部可采用局部加厚等措施,外筒可 加大角柱截面,以承受较大的轴力,减小压缩变形;角柱 面积宜取中柱面积的1~2倍 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,当重力荷载不足时角柱将承受拉力。 2.1结构布置
第2章 筒体结构设计 (2)结构高宽比不应小于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； (3)筒中筒结构的外框筒宜做成密柱深梁，一般情况下，柱距 为1~3m，不宜大于4 ；框筒梁的截面高度取柱净距1/4左右。 开孔率(重要参数之一)不宜大于 60%，且洞口高宽比尽量 和层高与柱距之比相似。若密柱深梁的效果不足，可沿结 构高度，选择适当的楼层，设置加强层以减小剪力滞后。 (4)柱截面宜做成正方形、矩形或 T 形。 若为矩形截面，截面长边应与腹板框架方向一致。 角部是联系两个方向协同工作的重要部位，受力大，通常 采取加强措施；内筒角部可采用局部加厚等措施，外筒可 加大角柱截面，以承受较大的轴力，减小压缩变形；角柱 面积宜取中柱面积的1~2倍。 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，当重力荷载不足时角柱将承受拉力。 2.1 结构布置
第2章筒体结构设计 油立业递科技 (5)筒中筒结构的内筒宜居中,面积不宜太小,其边长可取高 度的1/12~1/15,也可取外筒边长的1/2~1/3,其高宽比一般约 为12,不宜大于15。内筒应贯通全高,竖向刚度均匀变化; 内筒与外筒间距,非抗震设计时宜大于12,抗震设计时宜大 于10,宜采用预应力混凝土楼盖,必要时可增设内柱 (6)框筒结构因建筑功能需要,在底层要求加大柱距,此时必 须布置转换结构(见第9章),其功能是将上部柱荷载传至下 部大柱距的柱子上。一般内筒应一直贯通到基础底板 (7)楼盖构件的高度不宜太大,尽量减小楼盖构件与柱之间的 弯矩传递,楼盖做成平板或密助楼盖或预应力楼盖。采用钢 楼盖时可将楼板梁与柱的连接处理成铰接;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 2.1结构布置
第2章 筒体结构设计 2.1 结构布置 (5)筒中筒结构的内筒宜居中，面积不宜太小，其边长可取高 度的1/12~1/15，也可取外筒边长的1/2~1/3，其高宽比一般约 为12，不宜大于15。内筒应贯通全高，竖向刚度均匀变化； 内筒与外筒间距，非抗震设计时宜大于12，抗震设计时宜大 于10，宜采用预应力混凝土楼盖，必要时可增设内柱。 (6)框筒结构因建筑功能需要，在底层要求加大柱距，此时必 须布置转换结构(见第 9 章)，其功能是将上部柱荷载传至下 部大柱距的柱子上。一般内筒应一直贯通到基础底板。 (7) 楼盖构件的高度不宜太大，尽量减小楼盖构件与柱之间的 弯矩传递，楼盖做成平板或密助楼盖或预应力楼盖。采用钢 楼盖时可将楼板梁与柱的连接处理成铰接；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
第2章筒体结构设计 油立业递科技 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,最 好在平面外有墙相接,以增强内筒在支承处的平面外抵抗 力;角区楼板的布置,宜使角柱承受较大竖向荷载,以平衡 角柱中的拉力双向受力。典型布置如图。 EH1 2.1结构布置
第2章 筒体结构设计 2.1 结构布置 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，最 好在平面外有墙相接，以增强内筒在支承处的平面外抵抗 力；角区楼板的布置，宜使角柱承受较大竖向荷载，以平衡 角柱中的拉力双向受力。典型布置如图
第2章筒体结构设计 油立业递科技 8.2框架核心筒结构的布置 8.2.1框架-核心筒结构的受力特点 当实腹筒布置在周边框架内部时,形成框架一核心筒结 构,是目前高层建筑中广为应用的一种体系,它与筒中筒结构 在平面形式上可能相似(图),但受力性能却有很大区别。 40800 品 ↓40 Dc⑧ 400X800 1k3000=33000 311000=330 b④的6b⑨⑩色 2.1结构布置
第2章 筒体结构设计 8.2.1 框架-核心筒结构的受力特点 8.2 框架核心筒结构的布置 2.1 结构布置 当实腹筒布置在周边框架内部时，形成框架一核心筒结 构，是目前高层建筑中广为应用的一种体系，它与筒中筒结构 在平面形式上可能相似(图)，但受力性能却有很大区别
第2章筒体结构设计 油立业递科技 对框筒结构,由于空间作用,在水平荷载下其翼缘框架柱 承受很大的轴力;当柱距加大,裙梁跨高比加大时,剪力滞后 加重,柱轴力将随框架柱距的加大而减小,即对柱距较大的 “稀柱筒体”,翼缘框架柱仍然会产生一些轴力,存在一定的 空间作用。但当柱距增大到与普通框架相似时,除角柱外,其 它柱的轴力将很小,由量变到质变,通常就可忽略沿翼缘框架 传递轴力的作用,按平面结构进行分析。 框架-核心筒结构,因为有实腹筒,我国《高规》将其归入 筒体结构,但就其受力性能来说,框架-核心筒结构更接近于 框-剪结构,与筒中筒结构有很大的区别。 2.1结构布置
第2章 筒体结构设计 2.1 结构布置 对框筒结构，由于空间作用，在水平荷载下其翼缘框架柱 承受很大的轴力；当柱距加大，裙梁跨高比加大时，剪力滞后 加重，柱轴力将随框架柱距的加大而减小，即对柱距较大的 “稀柱筒体”，翼缘框架柱仍然会产生一些轴力，存在一定的 空间作用。但当柱距增大到与普通框架相似时，除角柱外，其 它柱的轴力将很小，由量变到质变，通常就可忽略沿翼缘框架 传递轴力的作用，按平面结构进行分析。 框架-核心筒结构，因为有实腹筒，我国《高规》将其归入 筒体结构，但就其受力性能来说，框架-核心筒结构更接近于 框-剪结构，与筒中筒结构有很大的区别
第2章筒体结构设计 油立业递科技 图示筒中筒结构和框架-核心筒结构,结构参数均相同。由 图可知,框架-核心筒的翼缘框架柱轴力小,翼缘框架承受的总 轴力要比框筒小得多,轴力形成的抗倾覆力矩也小;框架-核心 筒结构主要是由①、④轴两片框架(腹板框架)和实腹筒协同工 作抵抗侧力,角柱作为①、④轴两片框架的边柱而轴力较大; 从①、④轴框架抗侧刚度、抗弯、抗剪能力看,也比框筒的腹 板框架小得多。 6000 5004707 筒中筒 框架-核心筒 89101213 2.1结构布置
第2章 筒体结构设计 图示筒中筒结构和框架-核心筒结构，结构参数均相同。由 图可知，框架-核心筒的翼缘框架柱轴力小，翼缘框架承受的总 轴力要比框筒小得多，轴力形成的抗倾覆力矩也小；框架-核心 筒结构主要是由①、④轴两片框架(腹板框架)和实腹筒协同工 作抵抗侧力，角柱作为①、④轴两片框架的边柱而轴力较大； 从①、④轴框架抗侧刚度、抗弯、抗剪能力看，也比框筒的腹 板框架小得多。 2.1 结构布置
第2章筒体结构设计 油立业递科技 顶点位移与自振周期的比较表明,框架-核心筒结构的自振周 期长,顶点位移及层间位移都大,说明框架-核心筒结构的抗侧 刚度远小于筒中筒结构。 表8.1筒中筒结构与框架-核心筒结构抗侧刚度比较 最大层间位移 结构体系 周期(s) 顶点位移 Au/h 筒中筒 3.87 70.78 1/2642 1/2106 框架-核心筒 6.65 219.49 1852 1647 2.1结构布置
第2章 筒体结构设计 2.1 结构布置 顶点位移与自振周期的比较表明，框架-核心筒结构的自振周 期长，顶点位移及层间位移都大，说明框架-核心筒结构的抗侧 刚度远小于筒中筒结构