《高层建筑结构7筒体结构设计.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高层建筑结构7筒体结构设计.ppt（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、p退出本章退出本章WUTP第7章 筒体结构设计7 71 1 筒体结构的布置筒体结构的布置筒体结构的布置筒体结构的布置7 72 2 侧向力作用下的受力特点侧向力作用下的受力特点侧向力作用下的受力特点侧向力作用下的受力特点7 73 3 筒体结构的计算方法筒体结构的计算方法筒体结构的计算方法筒体结构的计算方法7.4 7.4 筒体结构的截面设计及构造要求筒体结构的截面设计及构造要求筒体结构的截面设计及构造要求筒体结构的截面设计及构造要求7.1 筒体结构的布置7.1.1 筒体结构概念 1 1 .筒体筒体筒体筒体结结构是框架构是框架构是框架构是框架-剪力剪力剪力剪力墙结墙结构和剪力构和剪力构和剪力构和剪力
2、墙结墙结构的演构的演构的演构的演变变与与与与发发展，它将抗展，它将抗展，它将抗展，它将抗侧侧力力力力结结构集中构集中构集中构集中设设置于房屋的内部或外部而形成置于房屋的内部或外部而形成置于房屋的内部或外部而形成置于房屋的内部或外部而形成空空空空间间封封封封闭闭的筒体。筒体是空的筒体。筒体是空的筒体。筒体是空的筒体。筒体是空间间整截面工作的整截面工作的整截面工作的整截面工作的结结构，如同构，如同构，如同构，如同竖竖立在地面上的立在地面上的立在地面上的立在地面上的悬悬臂箱形截面梁，它使臂箱形截面梁，它使臂箱形截面梁，它使臂箱形截面梁，它使结结构体系具有很大的构体系具有很大的构体系具有很大的构体系具
3、有很大的抗抗抗抗侧刚侧刚度和抗水平推力的能力，并随房屋高度增加而具有度和抗水平推力的能力，并随房屋高度增加而具有度和抗水平推力的能力，并随房屋高度增加而具有度和抗水平推力的能力，并随房屋高度增加而具有明明明明显显的空的空的空的空间间作用，因此，筒体作用，因此，筒体作用，因此，筒体作用，因此，筒体结结构一般适用于构一般适用于构一般适用于构一般适用于层层数数数数较较多或多或多或多或高度高度高度高度较较大的大的大的大的结结构。筒体构。筒体构。筒体构。筒体结结构多用于构多用于构多用于构多用于综综合性合性合性合性办办公楼等各公楼等各公楼等各公楼等各类类超超超超高高高高层层公共建筑。公共建筑。公共建筑。公
4、共建筑。7.1.1 筒体结构概念2 2 .筒体筒体筒体筒体结结构的构的构的构的类类型型型型 筒体筒体筒体筒体结结构的构的构的构的类类型很多，如型很多，如型很多，如型很多，如图图所示。所示。所示。所示。（a a）图为图为最一般的最一般的最一般的最一般的类类型型型型筒中筒筒中筒筒中筒筒中筒结结构，它由中央剪力构，它由中央剪力构，它由中央剪力构，它由中央剪力墙墙内筒和周内筒和周内筒和周内筒和周边边外框筒外框筒外框筒外框筒组组成成成成 。（b b）框架）框架）框架）框架-核心筒核心筒核心筒核心筒 （c c）框筒）框筒）框筒）框筒结结构构构构 （d d）多重筒）多重筒）多重筒）多重筒 （e e）成束筒）
5、成束筒）成束筒）成束筒 （f f）多筒）多筒）多筒）多筒 7.1.1 筒体结构概念7.1.1 筒体结构概念3 3 .筒体筒体筒体筒体结结构的筒体分构的筒体分构的筒体分构的筒体分为为：（1 1）剪力）剪力）剪力）剪力墙围墙围成的薄壁筒；成的薄壁筒；成的薄壁筒；成的薄壁筒；（2 2）由密柱框架或壁式框架）由密柱框架或壁式框架）由密柱框架或壁式框架）由密柱框架或壁式框架围围成的框筒。成的框筒。成的框筒。成的框筒。实实例例例例 深圳国深圳国深圳国深圳国际贸际贸易中心大厦，易中心大厦，易中心大厦，易中心大厦，5050层层，158m158m，钢钢筋混凝土筒筋混凝土筒筋混凝土筒筋混凝土筒体，外筒由体，外筒由
6、体，外筒由体，外筒由钢钢骨混凝土和骨混凝土和骨混凝土和骨混凝土和钢钢柱柱柱柱组组成。成。成。成。广广广广东东国国国国际际大厦，大厦，大厦，大厦，6363层层，200m200m，钢钢筋混凝土内筒体，外筋混凝土内筒体，外筋混凝土内筒体，外筋混凝土内筒体，外筒由筒由筒由筒由钢钢骨混凝土和骨混凝土和骨混凝土和骨混凝土和钢钢柱柱柱柱组组成。成。成。成。7.1.1 筒体结构概念 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。7.1.1 筒体结构概念 广东国际大厦，63层，200m，钢筋混凝土内筒体，外筒由钢骨混凝土和钢柱组成。7.2 侧向力作用下的受力特点7.2.1
7、筒体结构的受力性能简介 研究表明：筒体研究表明：筒体研究表明：筒体研究表明：筒体结结构的空构的空构的空构的空间间受力性能与其高度或高受力性能与其高度或高受力性能与其高度或高受力性能与其高度或高宽宽比等比等比等比等诸诸多因素有关。筒体是空多因素有关。筒体是空多因素有关。筒体是空多因素有关。筒体是空间间整截面工作的，如同整截面工作的，如同整截面工作的，如同整截面工作的，如同一个一个一个一个竖竖在地面上的在地面上的在地面上的在地面上的悬悬臂箱形梁。框筒在水平力作用下，臂箱形梁。框筒在水平力作用下，臂箱形梁。框筒在水平力作用下，臂箱形梁。框筒在水平力作用下，不不不不仅仅平行于水平力作用方向上的框架（称
8、平行于水平力作用方向上的框架（称平行于水平力作用方向上的框架（称平行于水平力作用方向上的框架（称为为腹板框架）腹板框架）腹板框架）腹板框架）起作用，而且垂直于水平力方向上的框架（称起作用，而且垂直于水平力方向上的框架（称起作用，而且垂直于水平力方向上的框架（称起作用，而且垂直于水平力方向上的框架（称为为翼翼翼翼缘缘框架）也共同受力。薄壁筒在水平力作用下更接近于框架）也共同受力。薄壁筒在水平力作用下更接近于框架）也共同受力。薄壁筒在水平力作用下更接近于框架）也共同受力。薄壁筒在水平力作用下更接近于薄壁杆件，薄壁杆件，薄壁杆件，薄壁杆件，产产生整体弯曲和扭生整体弯曲和扭生整体弯曲和扭生整体弯曲和扭
9、转转。如。如。如。如图图所示。所示。所示。所示。7.2.1 筒体结构的受力性能简介7.2.1 筒体结构的受力性能简介 理想筒体在水平力作用下，截面保持平面，腹板理想筒体在水平力作用下，截面保持平面，腹板理想筒体在水平力作用下，截面保持平面，腹板理想筒体在水平力作用下，截面保持平面，腹板应应力直力直力直力直线线分布，翼分布，翼分布，翼分布，翼缘应缘应力相等。力相等。力相等。力相等。而框筒而框筒而框筒而框筒则则不再保持平截面不再保持平截面不再保持平截面不再保持平截面变变形，腹板框架柱的形，腹板框架柱的形，腹板框架柱的形，腹板框架柱的轴轴力是曲力是曲力是曲力是曲线线分布的，翼分布的，翼分布的，翼分布
10、的，翼缘缘框架柱的框架柱的框架柱的框架柱的轴轴力也是不均匀分布，靠近角柱的力也是不均匀分布，靠近角柱的力也是不均匀分布，靠近角柱的力也是不均匀分布，靠近角柱的柱子柱子柱子柱子轴轴力大，力大，力大，力大，远远离角柱的柱子离角柱的柱子离角柱的柱子离角柱的柱子轴轴力小。力小。力小。力小。这这种种种种应应力分布不再力分布不再力分布不再力分布不再保持直保持直保持直保持直线规线规律的律的律的律的现现象称象称象称象称为为剪力滞后。剪力滞后。剪力滞后。剪力滞后。在筒体在筒体在筒体在筒体结结构中，剪力构中，剪力构中，剪力构中，剪力墙墙筒的截面面筒的截面面筒的截面面筒的截面面积较积较大，它承受大部分大，它承受大部
11、分大，它承受大部分大，它承受大部分水平剪力，所以柱子承受的剪力很小；而由水平力水平剪力，所以柱子承受的剪力很小；而由水平力水平剪力，所以柱子承受的剪力很小；而由水平力水平剪力，所以柱子承受的剪力很小；而由水平力产产生的生的生的生的倾倾覆力矩，覆力矩，覆力矩，覆力矩，则绝则绝大部分由框筒柱的大部分由框筒柱的大部分由框筒柱的大部分由框筒柱的轴轴向力所形成的向力所形成的向力所形成的向力所形成的总总体弯体弯体弯体弯矩来平衡，剪力矩来平衡，剪力矩来平衡，剪力矩来平衡，剪力墙墙和柱承受的局部弯矩很小。和柱承受的局部弯矩很小。和柱承受的局部弯矩很小。和柱承受的局部弯矩很小。7.2.1 筒体结构的受力性能简介
12、 具有较大的抗弯刚度EI，它比单片剪力墙的抗弯刚度要大得多。在水平荷载作用下，腹板墙体主要承担水平剪力，翼缘墙体承担弯矩。由于翼缘墙体有较大的截面抗拉、抗压，力臂接近于墙间距离B。7.3 筒体结构的计算方法7.3 筒体结构的计算方法 框架框架框架框架-筒体筒体筒体筒体结结构其工作性构其工作性构其工作性构其工作性质类质类似于框架似于框架似于框架似于框架-剪力剪力剪力剪力墙结墙结构。构。构。构。对对于筒中筒于筒中筒于筒中筒于筒中筒结结构在构在构在构在进进行水平力分配行水平力分配行水平力分配行水平力分配时时，也可将框筒作，也可将框筒作，也可将框筒作，也可将框筒作为为普普普普通框架通框架通框架通框架结
13、结构构构构进进行行行行处处理，理，理，理，则则按框架按框架按框架按框架-剪力剪力剪力剪力墙结墙结构构构构进进行水平力行水平力行水平力行水平力分配。分配。分配。分配。框架（框筒）和框架（框筒）和框架（框筒）和框架（框筒）和实实腹腹腹腹墙墙筒体之筒体之筒体之筒体之间进间进行水平力分配行水平力分配行水平力分配行水平力分配时时，首先将首先将首先将首先将结结构在水平作用的主构在水平作用的主构在水平作用的主构在水平作用的主轴轴方向上，将框架方向上，将框架方向上，将框架方向上，将框架结结构划分构划分构划分构划分为为若干片框架；将若干片框架；将若干片框架；将若干片框架；将实实腹腹腹腹墙墙筒体划分筒体划分筒体划
14、分筒体划分为为平面剪力平面剪力平面剪力平面剪力墙时墙时，可以考，可以考，可以考，可以考虑虑垂直方向垂直方向垂直方向垂直方向墙墙体作体作体作体作为为翼翼翼翼缘缘参与工作，每参与工作，每参与工作，每参与工作，每侧侧翼翼翼翼缘缘的有效的有效的有效的有效宽宽度度度度按按按按规规定取定取定取定取值值。7.4 筒体结构主要构造要求 7.4.1 一般要求（1 1）筒体筒体筒体筒体结结构的混凝土构的混凝土构的混凝土构的混凝土强强度等度等度等度等级级不宜低于不宜低于不宜低于不宜低于C30C30；（2 2）筒中筒）筒中筒）筒中筒）筒中筒结结构的高度不宜低于构的高度不宜低于构的高度不宜低于构的高度不宜低于60m60
15、m，高，高，高，高宽宽比不比不比不比不应应小于小于小于小于3 3；（3 3）当相）当相）当相）当相邻层邻层的柱不的柱不的柱不的柱不贯贯通通通通时时，应设应设置置置置转换转换梁等构件，梁等构件，梁等构件，梁等构件，为为确确确确保保保保转换转换梁梁梁梁刚刚度和度和度和度和强强度，度，度，度，转换转换梁的高跨比不宜小于梁的高跨比不宜小于梁的高跨比不宜小于梁的高跨比不宜小于1/61/6。（4 4）筒体）筒体）筒体）筒体结结构的楼盖外角宜构的楼盖外角宜构的楼盖外角宜构的楼盖外角宜设设置双置双置双置双层层双向双向双向双向钢钢筋，筋，筋，筋，单层单单层单向向向向配筋率不宜小于配筋率不宜小于配筋率不宜小于配筋
16、率不宜小于0.3%0.3%，钢钢筋直径不筋直径不筋直径不筋直径不应应小于小于小于小于8mm8mm，间间距不距不距不距不应应大于大于大于大于150mm150mm，双，双，双，双层层双向筋的配置范双向筋的配置范双向筋的配置范双向筋的配置范围围不宜小于外框架不宜小于外框架不宜小于外框架不宜小于外框架（或外筒）至内筒外（或外筒）至内筒外（或外筒）至内筒外（或外筒）至内筒外墙墙中距的中距的中距的中距的1/31/3和和和和3m3m。筒体结构简介7.4.2 框架-核心筒体结构的构造要求 核心筒核心筒核心筒核心筒（1 1）核心筒是框架）核心筒是框架）核心筒是框架）核心筒是框架-筒体结构的主要抗侧力结构，筒体应
17、筒体结构的主要抗侧力结构，筒体应筒体结构的主要抗侧力结构，筒体应筒体结构的主要抗侧力结构，筒体应尽量贯通建筑物全高，并要求具有较大的侧向刚度。尽量贯通建筑物全高，并要求具有较大的侧向刚度。尽量贯通建筑物全高，并要求具有较大的侧向刚度。尽量贯通建筑物全高，并要求具有较大的侧向刚度。一般情况，当核心筒的宽度小于其总高的一般情况，当核心筒的宽度小于其总高的一般情况，当核心筒的宽度小于其总高的一般情况，当核心筒的宽度小于其总高的1/121/12时。框架时。框架时。框架时。框架-筒体结构之筒体应具有良好的整体性，并满足相应要筒体结构之筒体应具有良好的整体性，并满足相应要筒体结构之筒体应具有良好的整体性，
18、并满足相应要筒体结构之筒体应具有良好的整体性，并满足相应要求。当外框架范围内设置角筒、剪力墙或增强结构整求。当外框架范围内设置角筒、剪力墙或增强结构整求。当外框架范围内设置角筒、剪力墙或增强结构整求。当外框架范围内设置角筒、剪力墙或增强结构整体刚度的构件时，核心筒的宽度可适当减小。体刚度的构件时，核心筒的宽度可适当减小。体刚度的构件时，核心筒的宽度可适当减小。体刚度的构件时，核心筒的宽度可适当减小。（2 2）核心筒应具有良好的整体性，墙肢宜均匀、对称布）核心筒应具有良好的整体性，墙肢宜均匀、对称布）核心筒应具有良好的整体性，墙肢宜均匀、对称布）核心筒应具有良好的整体性，墙肢宜均匀、对称布置，筒
19、体角部附近不宜开洞，当不可避免时，筒角内置，筒体角部附近不宜开洞，当不可避免时，筒角内置，筒体角部附近不宜开洞，当不可避免时，筒角内置，筒体角部附近不宜开洞，当不可避免时，筒角内壁至洞口应保持一段距离，以便设置边缘构件，其值壁至洞口应保持一段距离，以便设置边缘构件，其值壁至洞口应保持一段距离，以便设置边缘构件，其值壁至洞口应保持一段距离，以便设置边缘构件，其值不应小于不应小于不应小于不应小于500mm500mm和开洞墙的厚度。和开洞墙的厚度。和开洞墙的厚度。和开洞墙的厚度。7.4.2 框架-核心筒体结构的构造要求（3 3）核心筒外墙的截面厚度不应小于层高的）核心筒外墙的截面厚度不应小于层高的）
20、核心筒外墙的截面厚度不应小于层高的）核心筒外墙的截面厚度不应小于层高的1/201/20及及及及200mm200mm，对于一、二级抗震设计的底部加强部位不宜小于层高的对于一、二级抗震设计的底部加强部位不宜小于层高的对于一、二级抗震设计的底部加强部位不宜小于层高的对于一、二级抗震设计的底部加强部位不宜小于层高的1/201/20及及及及200mm200mm，当厚度不能满足上述要求时，应验算稳定性。，当厚度不能满足上述要求时，应验算稳定性。，当厚度不能满足上述要求时，应验算稳定性。，当厚度不能满足上述要求时，应验算稳定性。必要时可增设扶壁柱或扶壁墙。必要时可增设扶壁柱或扶壁墙。必要时可增设扶壁柱或扶壁
21、墙。必要时可增设扶壁柱或扶壁墙。（4 4）在满足承载力要求，以及轴压比限值（仅对抗震设计的在满足承载力要求，以及轴压比限值（仅对抗震设计的在满足承载力要求，以及轴压比限值（仅对抗震设计的在满足承载力要求，以及轴压比限值（仅对抗震设计的底部加强部位）时，核心筒内墙可适当减薄，但不得小于底部加强部位）时，核心筒内墙可适当减薄，但不得小于底部加强部位）时，核心筒内墙可适当减薄，但不得小于底部加强部位）时，核心筒内墙可适当减薄，但不得小于160mm160mm。（5 5）抗震设计时，核心筒的连梁宜通过配置交叉暗撑、设水抗震设计时，核心筒的连梁宜通过配置交叉暗撑、设水抗震设计时，核心筒的连梁宜通过配置交叉
22、暗撑、设水抗震设计时，核心筒的连梁宜通过配置交叉暗撑、设水平缝或减小梁截面高宽比等措施来提高连梁的延性。框架平缝或减小梁截面高宽比等措施来提高连梁的延性。框架平缝或减小梁截面高宽比等措施来提高连梁的延性。框架平缝或减小梁截面高宽比等措施来提高连梁的延性。框架-筒体结构的周边柱间必须设置框架梁。筒体结构的周边柱间必须设置框架梁。筒体结构的周边柱间必须设置框架梁。筒体结构的周边柱间必须设置框架梁。7.4.3 筒中筒结构的构造要求 1 1 .在相同的水平荷在相同的水平荷在相同的水平荷在相同的水平荷载载作用下，以作用下，以作用下，以作用下，以圆圆形的形的形的形的侧侧向向向向刚刚度和受力度和受力度和受力
23、度和受力性能最佳，矩形最差；正三角形的性能最佳，矩形最差；正三角形的性能最佳，矩形最差；正三角形的性能最佳，矩形最差；正三角形的结结构性能也构性能也构性能也构性能也较较差，差，差，差，应应通通通通过过切角使其成切角使其成切角使其成切角使其成为为六六六六边边形来改善外框筒的剪力滞后形来改善外框筒的剪力滞后形来改善外框筒的剪力滞后形来改善外框筒的剪力滞后现现象，提象，提象，提象，提高高高高结结构的空构的空构的空构的空间间作用。作用。作用。作用。2 2 .筒中筒筒中筒筒中筒筒中筒结结构的平面外形宜构的平面外形宜构的平面外形宜构的平面外形宜选选用用用用圆圆形、正多形、正多形、正多形、正多边边形、形、形
24、、形、椭圆椭圆形或矩形等，内筒宜居中。筒中筒矩形平面的形或矩形等，内筒宜居中。筒中筒矩形平面的形或矩形等，内筒宜居中。筒中筒矩形平面的形或矩形等，内筒宜居中。筒中筒矩形平面的长宽长宽比不宜比不宜比不宜比不宜大于大于大于大于2 2。7.4.3 筒中筒结构的构造要求 3 3 3 3 .外筒的切角外筒的切角外筒的切角外筒的切角长长度不宜小于相度不宜小于相度不宜小于相度不宜小于相应边长应边长的的的的1/81/81/81/8，其角部可，其角部可，其角部可，其角部可设设置置置置刚刚度度度度较较大的角柱或角筒；内筒的切角大的角柱或角筒；内筒的切角大的角柱或角筒；内筒的切角大的角柱或角筒；内筒的切角长长度不宜
25、小于度不宜小于度不宜小于度不宜小于相相相相应边长应边长的的的的1/101/101/101/10，切角，切角，切角，切角处处的筒壁宜适当加厚。的筒壁宜适当加厚。的筒壁宜适当加厚。的筒壁宜适当加厚。4 4 4 4 .筒中筒筒中筒筒中筒筒中筒结结构内筒的构内筒的构内筒的构内筒的边长边长可可可可为为高度的高度的高度的高度的1/121/121/121/121/151/151/151/15，如，如，如，如果有另外的角筒或剪力果有另外的角筒或剪力果有另外的角筒或剪力果有另外的角筒或剪力墙时墙时，内筒平面尺寸，内筒平面尺寸，内筒平面尺寸，内筒平面尺寸还还可适当减可适当减可适当减可适当减小。内筒宜小。内筒宜小。
26、内筒宜小。内筒宜贯贯通建筑物全高，通建筑物全高，通建筑物全高，通建筑物全高，竖竖向向向向刚刚度宜均匀度宜均匀度宜均匀度宜均匀变变化。化。化。化。5 5 5 5 .筒中筒筒中筒筒中筒筒中筒结结构跨高比不大于构跨高比不大于构跨高比不大于构跨高比不大于2 2 2 2的框筒梁和内筒的框筒梁和内筒的框筒梁和内筒的框筒梁和内筒连连梁宜采梁宜采梁宜采梁宜采用交叉暗撑；跨高比不大于用交叉暗撑；跨高比不大于用交叉暗撑；跨高比不大于用交叉暗撑；跨高比不大于1 1 1 1的框筒梁和内筒的框筒梁和内筒的框筒梁和内筒的框筒梁和内筒连连梁梁梁梁应应采用采用采用采用交叉暗撑，且交叉暗撑，且交叉暗撑，且交叉暗撑，且应应符合相符合相符合相符合相应应的的的的规规定。定。定。定。筒中筒结构的构造要求 筒中筒结构的构造要求筒中筒结构的构造要求筒中筒结构的构造要求筒中筒结构的构造要求