文档介绍：第8章筒体结构设计
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筒体结构具有造型美观,使用灵活,受力合理,以及整体性强等优点,适用于较高的高层建筑。
筒体结构包括框筒、筒中筒、束筒结构以及框架一核心筒结构等,其中框架一核心筒结构虽然都有筒体,但是这种结构与框筒、筒中筒、束筒结构的组成和传力体系有很大区别,需要了解它们的异同,掌握不同的受力特点和设计要求。
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、筒中筒和束筒结构的布置
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、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。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。
(2)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;
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(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,不宜大于4;框筒梁的截面高度可取柱净距的1/4左右。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60%,且洞口高宽比宜尽量和层高与柱距之比相似。当矩形框筒的长宽比不大于2和墙面开洞率不大于50%时,外框筒的柱距可适当放宽。若密柱深梁的效果不足,可以沿结构高度,选择适当的楼层,设置整层高的环向桁架,以减小剪力滞后。
(4)框筒结构的柱截面宜做成正方形、矩形或T形,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,以承受较大的轴力,并减小压缩变形,通常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,特别当重力荷载不足以抵消拉力时,角柱将承受拉力。
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(5)筒中筒结构的内筒宜居中,面积不宜太小,其边长可为高度的1/12—1/15,也可为外筒边长的1/2—1/3,其高宽比一般约为12,不宜大于15;如有另外的角筒或剪力墙时,内筒平面尺寸还可适当减小。内筒贯通建筑物的全高,竖向刚度宜均匀变化;内筒与外筒或外框架的中距,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(屋)盖,必要时可增设内柱。
(6)由于框筒结构柱距较小,在底层往往因设置出入通道而要求加大柱距,必须布置转换结构。转换结构的主要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—直贯通到基础底板。
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(7)框筒结构中的楼盖构件(包括楼板和梁)的高度不宜太大,要尽量减小楼盖构件与柱子之间的弯矩传递,筒中筒结构的内外筒间距通常为10—12m,宜采用预应力楼盖。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出平面抵抗力;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。
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框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相似,但受力性能有很大区别。对由密柱深梁形成的框筒结构,由于空间作用,在水平荷载作用下其翼缘框架柱承受很大的轴力;当柱距加大,裙梁的跨高比加大时,剪力滞后加重,柱轴力将随着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,因为有实腹筒存在,《高层规程》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架-剪力墙结构,与筒中筒结构有很大的区别。
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