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

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。

5.1 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

2、筒中筒结构 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

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 框架和实腹筒体 框架和空腹筒体 利用电梯间、楼梯间、设备间等的墙比做为筒体的实腹体壁 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 框筒体系 - 指由剪力墙构成和框架结构构成的 1、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，滑模施工完工后，即作为安置起吊设备的支座，再继续建造房屋的其他部分。实腹筒体可以布置在房屋的中央或其两端。 2、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。这种体系适用于房屋的平面接近正方形或圆形的塔式建筑中。这时，框架只承受竖向荷载，而水平荷载全由空腹筒体承担。

框架—筒体结构体系 南京金陵饭店 37层，108米，框架-筒体结构，1983年建成。

广州中信大厦 37层，322米高，97年建成

上海金贸大厦采用的是框架－核心筒结构，建筑物88层，高420. 5米。钢筋混凝土核心筒呈八角形，周边8根钢骨混凝土柱底部截面1 上海金贸大厦采用的是框架－核心筒结构，建筑物88层，高420.5米。钢筋混凝土核心筒呈八角形，周边8根钢骨混凝土柱底部截面1.5mX5m，柱中配置2根焊接H型钢。

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。

兰州工贸大厦 地上21层，地下2层，高93米，标准层高3.5米

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。

美国西尔斯大厦 1~50层 51~66层 67~90层 91层以上 110层，443米，束筒钢结构，1974年建成。 允许位移900mm，实测460mm。 用钢76000吨，砼55700立方米，安装了102部高速电梯。 1~50层 51~66层 67~90层 91层以上

5.2 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

5.3 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。

5.3.1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。

（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，为保证足够的使用空间，一般取1/3外筒边长； 2、内筒厚度常采用400～500mm，贯通建筑物的全高，厚度由下到上均匀减小，保证竖向刚度宜均匀变化；

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7～12m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1～3m，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1～1 （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1～1.5m。在框筒顶部设置1～2层高的刚性环梁，以提高整体框筒的空间整体性。

5.3.3 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。 使柱的宽度减小 使裙梁的高度减小

5.4 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。

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，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。

施工准备 1.技术准备 （1）.施工图纸已会审，现场施工人员必须认真审查图纸，熟悉会审纪要，明白设计意图，做好技术交底，明确施工工艺和技术质量要求，掌握工程的特殊性； （2）.施工方案、施工进度计划、质量检验计划已编制并批准；施工总平面布置及小区化管理方案已评审通过。

（3）.应做好施工管理人员上岗前的岗位培训，保证掌握施工工艺、操作方法，考核合格后方可上岗，对管理人员进行技术交底、季节性交底，使全部管理人员作到心中有数。技术人员应对全体施工人员进行进场前的安全、文明施工的宣传。对特殊工种作业人员必须持证上岗。对各施工班组进行施工前技术、质量交底；

（4）.钢筋、埋件翻样人员仔细阅读图纸，对钢筋、埋件进行翻样并出据翻样单，按照翻样单编报材料计划，计算周转材料用量报材料员采购进场； （5）.测量人员根据厂区控制网位置，作好工程控制桩的测量定位，并作好标识加以保护。

2.人员准备 混凝土工、钢筋工、木工、电工、普工、焊工、起重工。 电工为特殊工种，其作业人员必须持证（特殊作业人员操作证）上岗；单项技术员全面负责单项工程技术策划、施工质量监督及现场管理调度工作，材料员负责施工用材料的采购、进场及检验工作。电工负责用电设备的维护和安全防护工作；工人要严守操作工序，把好质量关，遵守现场安全文明施工管理规定，听从指挥，服从管理。

3.材料、设备准备 （1）施工需用材料需保质保量并及时供应到位； （2）把好材料质量关，并做到跟踪资料齐全； （3）周转性材料保证供应及时、齐全、准确； （4）进场的钢筋必须有质保书。发现脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常现象，对该批钢筋进行化学成分检验，合格后方能使用； （5）施工主要设备已就位，能保证现场连续施工。

作业步骤与方法 1、测量放线 2、钢筋工程 （1）钢筋配料依据钢筋翻样单进行，要考虑钢筋的形状、尺寸在满足设计要求的前提下有利于加工安装。配料时，还应考虑施工需要的附加钢筋。如：梁板双层钢筋网中保证上层钢筋网位置用的钢筋撑脚。

钢筋配料前应清除钢筋表面锈斑和杂物。一般先断长料，后断短料，尽量减少浪费。对于相同构件，集中配料，以加快进度和节约用材。钢筋断料应使用无齿锯，保证端头平齐。钢筋中若劈裂、严重变形应切除掉。 钢筋配料应按列入加工计划的配料单，将每一编号的钢筋制作一块料牌。作为钢筋加工的依据，并在安装中作为区别各工程项目、构件和各种编号钢筋的标志。 钢筋配料中，不得随意增减，代换钢筋数量、规格和品种。如果需要钢筋代换时，必须由技术人员负责找设计部门办理材料变更签证。

（2）钢筋连接 ￠16以上￠32以下采用闪光对焊连接，￠16以下采用绑扎连接，筒体立筋采用电渣压力焊，同一连接区段接头面积为25%，筒体环向钢筋采用绑扎接头并按25%数量错开接头。平台梁板钢筋采用绑扎、电弧焊、闪光对焊连接，接头按50%进行错开。 （3）首先凿除基础面或施工缝部位的浮渣残石并冲洗干净，再弹墙板柱边线，对被冲斜或间距不正的钢筋进行纠正。

3、模板工程 （1）筒壁模板施工 a）截面及半径控制 b)水平缝的处理 c)竖向缝的处理 d)模板的加固处理 e)模板的清理及维修

4、混凝土工程 作业方法及要求： 钢筋、模板经验收合格后，安排混凝土浇筑。砼施工前应清理模板内杂物，用水充分湿润。检查原材料的品种、规格、质量是否符合设计配比的要求，数量是否满足本次施工。同时还应检查各种机械设备是否运转正常。每一段砼浇筑顺序由东向西。考虑干灰库为圆形结构，砼浇筑顺序采用从最远点下料，向两边分，最后会合。操作时分层浇筑，分层振捣。

5、混凝土的养护 混凝土养护采用覆盖棉毡养护浇水养护，养护时间不少于7d。 混凝土浇筑注意事项： a、砼浇注时泵管出口严禁正对模板、柱插筋，以防砼冲击插筋使其移位。 b、模板看护人员及时检查模板情况，发现问题及时处理并汇报。 c、混凝土如因特殊原因不得不中断浇筑，应立即通报现场主管工程师进行处理。并作相关的应对措施。

d、混凝土浇筑过程中应随时检查模板、钢筋、预埋件情况，如发现胀模、漏浆和位移时，应立即停止浇筑进行处理，并在混凝土初凝前修整好。并安排专人对模板及其支架进行观察和维护。 e、混凝土浇筑前应密切注意天气预报，避免在雨天进行。当连续浇筑遇到下雨天时，则应及时调整混凝土配合比并防止雨水淋入搅拌车出料口内，浇筑好的混凝土应用塑料薄膜覆盖，防止混凝土与雨水直接接触。