1、CompanyLOGO第四章第四章 筒體結構體系筒體結構體系 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University封封面面封面故事:吉薩大埃及博物館吉薩大埃及博物館 吉薩大埃及博物館占地50萬平方米、展覽空間3萬平方米落成后將成為世界上最大的考古學博物館。該館收藏了古埃及30余萬件文物,其中大多數展品年代超過3000年。埃及政府更誓要將其大埃及博物館打造成世界上最大的考古博物館,并期望借此機會整合金字塔的周邊環

2、境。“這是吉薩高原的新紀元。這是吉薩高原的新紀元。 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University封封面面彭士佛與妻子Roisin Heneghan 封面故事:吉薩大埃及博物館吉薩大埃及博物館 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaoton

3、g University封封面面彭士佛 彭士佛，被成為2007年國際建筑明星的舞臺上的一匹黑馬，目前，他已經成為全世界最熱門建筑師之一,亦是倫敦奧運會建筑和吉薩大埃及博物館建筑項目中的主角。 83個國家,1557個知名建筑師事務所派出最優方案參與這項投入3.5億5千萬美元大工程的競圖。彭士佛和他的團隊參列其中(當時彭士佛的建筑師事務所里除了他和妻子外,只有一個員工),一點也都不顯眼。然而幾番大浪淘沙,最后卻是這個由華裔建筑師領銜的愛爾蘭事務所勝出。對于中西方文化都了然于心的彭士佛在關鍵時刻打出了一張東方牌“天人合一”透明的大型建筑體坐落在黃沙之中,這樣的設計十分夸張和大膽。封面故事:吉薩大埃及

4、博物館吉薩大埃及博物館 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University封封面面l一個純凈透明的簡約主義建筑。一個純凈透明的簡約主義建筑。l建筑服從于景觀建筑服從于景觀:p無框玻璃幕墻打破了建筑與景觀的無框玻璃幕墻打破了建筑與景觀的平衡平衡,力求模糊室內外的界限力求模糊室內外的界限,p利用折疊的立面設計和稍傾斜的幕利用折疊的立面設計和稍傾斜的幕墻墻,使原本形成沖突的兩塊形成有效的使原本形成沖突的兩塊形成有效

5、的對話。對話。封面故事:吉薩大埃及博物館吉薩大埃及博物館 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University封封面面l通過本身材質的特殊性來完成通過本身材質的特殊性來完成“透明透明”這一概念。這一概念。p長達一公里的外墻為長達一公里的外墻為花石膏花石膏覆蓋覆蓋,通體明澈通體明澈,p飾以飾以意大利的透明石材意大利的透明石材前一種石膏是金字塔里地板和陪葬品的專用前一種石膏是金字塔里地板和陪葬品的專用料料,后一種石

6、材既能吸收自然光后一種石材既能吸收自然光,又能隔溫。又能隔溫。p因為只有因為只有25%的的草形印刷玻璃草形印刷玻璃能達到幕墻工程師要求的透明度能達到幕墻工程師要求的透明度,所以在面所以在面向景觀的立面使用了向景觀的立面使用了全鍍膜的玻璃全鍍膜的玻璃。p而博物館的屋頂也由而博物館的屋頂也由透明的金屬材質透明的金屬材質建造而成建造而成,同樣可以降低能源消耗同樣可以降低能源消耗,并并遮擋艷陽。遮擋艷陽。l特別是到了晚上特別是到了晚上,外墻吸收的光線照亮室內外墻吸收的光線照亮室內,這樣這樣,頭頂月光和繁星頭頂月光和繁星,游客可以游客可以在博物館中的任何位置在博物館中的任何位置,看到博物館外的看到博物館

7、外的胡夫、麥瑟瑞那斯和齊普芬三大金胡夫、麥瑟瑞那斯和齊普芬三大金字塔字塔。封面故事:吉薩大埃及博物館吉薩大埃及博物館 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University封封面面 5年來,埃及政府把為彭士佛完成“天人合一”的建筑理念的投資預算增加到了5.5億美元,大埃及博物館已經在吉薩高原上初具規模。封面故事:吉薩大埃及博物館吉薩大埃及博物館 Southwest Jiaotong University Sout

8、hwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University封封面面封面故事:吉薩大埃及博物館吉薩大埃及博物館 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University封封面面2007年年10月月19日日,彭士佛的彭士佛的Heneghan.Peng建筑事務所同建筑事務所同Adams KaraTaylor工程

9、公司合作工程公司合作,打敗了其他國際著名大型建筑師事務所打敗了其他國際著名大型建筑師事務所,奪得橫跨奪得橫跨倫敦倫敦2012奧林匹克公園內的奧林匹克公園內的Lea河、連接各比賽場館的河、連接各比賽場館的CarpentersLock步步行橋設計權。他所設計的這組步行橋中行橋設計權。他所設計的這組步行橋中,“用回收后的運動鞋做成的材料建造用回收后的運動鞋做成的材料建造的臨時橋梁的臨時橋梁”色彩豐富色彩豐富,外形動感外形動感,十分引人注目。它將和另外兩座永久性橋一十分引人注目。它將和另外兩座永久性橋一起起,成為倫敦奧林匹克公園中連接各比賽場館的最重要的步行橋。成為倫敦奧林匹克公園中連接各比賽場館的最

10、重要的步行橋。封面故事:吉薩大埃及博物館吉薩大埃及博物館 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University本課程主要內容本課程主要內容大跨度建筑屋蓋結構單層剛架結構體系桁架結構體系拱式結構體系網架結構體系薄壁空間結構網殼結構懸索結構建筑結構選型砌體結構體系框架結構體系剪力墻結構體系框架剪力墻結構體系筒體結構體系巨型框架結構體系多層與高層建筑結構緒論什么是建筑結構建筑結構選型的原則建筑結構與建筑設計的關系建筑

11、結構的組成與分類 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University第四章第四章 筒體結構體系筒體結構體系4.1 筒體結構的組成和變形特征4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍4.3 筒體結構的平面布置4.4 巨型結構體系 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Sout

12、hwest Jiaotong University由若干縱橫交接的剪力墻集中到房屋內部由若干縱橫交接的剪力墻集中到房屋內部或外部形成封閉筒體，以此來承受房屋大部或外部形成封閉筒體，以此來承受房屋大部分或全部豎向荷載和水平荷載所組成的結構分或全部豎向荷載和水平荷載所組成的結構體系稱為體系稱為筒體結構體系筒體結構體系。4.1 4.1 筒體結構的組成和變形特征筒體結構的組成和變形特征1 1 筒體結構體系的概念筒體結構體系的概念 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong Universi

13、ty Southwest Jiaotong University4.1 4.1 筒體結構的組成和變形特征筒體結構的組成和變形特征電 梯 間窗 孔窗 裙 梁立 柱分實腹筒體和空腹筒體兩類 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University4.1 4.1 筒體結構的組成和變形特征筒體結構的組成和變形特征2 2 變形特征變形特征對于實腹筒體l當筒體高寬比小于1時，側移以剪切變形為主，位移曲線呈剪切型；l當高寬比大于

14、4時，側移以彎曲變形為主，位移曲線呈彎曲型；l當高寬比介于14之間時，側向位移曲線介于剪切型與彎曲型之間。 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University筒體結構的空間結構有很大的抗側力剛度和筒體結構的空間結構有很大的抗側力剛度和抗扭能力，同時剪力墻集中布置使建筑平面設計抗扭能力，同時剪力墻集中布置使建筑平面設計具有很大的靈活性，因此具有很大的靈活性，因此主要用于各種高層和超主要用于各種高層和超高層公共建

15、筑高層公共建筑。如美國的漢考克大樓、西爾斯大。如美國的漢考克大樓、西爾斯大樓、芝加哥標準石油公司大樓和紐約世界貿易中樓、芝加哥標準石油公司大樓和紐約世界貿易中心大樓等結構都是筒體結構體系。心大樓等結構都是筒體結構體系。3 3 筒體結構體系的適用范圍筒體結構體系的適用范圍4.1 4.1 筒體結構的組成和變形特征筒體結構的組成和變形特征 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University4.1 4.1 筒體結構的

16、組成和變形特征筒體結構的組成和變形特征n約翰漢考克中心約翰漢考克中心約翰漢考克中心約翰漢考克中心 (英英文：文：John Hancock Center) 位于美位于美國伊利諾伊州芝加哥，昵稱為國伊利諾伊州芝加哥，昵稱為大約翰大約翰（BigJohn），），n樓高樓高343.5米米 (1,127英尺英尺)，加上天線，加上天線更高達更高達457.2米，地上米，地上100層，總樓面層，總樓面面積面積260,126平方米，由平方米，由SOM建筑設建筑設計事務所設計，開工于計事務所設計，開工于1965年，完工年，完工于于1969年，是當時紐約之外全世界最年，是當時紐約之外全世界最高的摩天大樓。高的摩天大樓

17、。n約翰漢考克中心是現在芝加哥第約翰漢考克中心是現在芝加哥第3高高和美國第和美國第4高的大樓，是由結構工程師高的大樓，是由結構工程師法茲勒汗法茲勒汗(Fazlur Khan)所設計。所設計。n在大樓的在大樓的94樓設有觀景臺，樓設有觀景臺，95樓設樓設有餐廳，能飽覽芝加哥和密西根湖的有餐廳，能飽覽芝加哥和密西根湖的景色。景色。44樓設有一個全美國最高的室樓設有一個全美國最高的室內游泳池內游泳池。約翰漢考克中心 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Sou

18、thwest Jiaotong University4.1 4.1 筒體結構的組成和變形特征筒體結構的組成和變形特征n希爾斯大廈希爾斯大廈(Sears Tower) 是位于美是位于美國伊利諾伊州芝加哥的一幢摩天大樓，國伊利諾伊州芝加哥的一幢摩天大樓，用作辦公樓，用作辦公樓，SOM建筑設計事務所為建筑設計事務所為當時世界上最大的零售商西爾斯百貨公當時世界上最大的零售商西爾斯百貨公司設計。司設計。n樓高樓高442.3米，共地上米，共地上108層，地下層，地下3層，總建筑面積層，總建筑面積418000平方米，底部平方米，底部平面平面68.768.7米米,由由9個個22.9米見方的米見方的正方形組成。

19、希爾斯大廈在正方形組成。希爾斯大廈在1974年落年落成時曾一度是世界上最高的大樓，它保成時曾一度是世界上最高的大樓，它保持了世界上最高建筑物的紀錄持了世界上最高建筑物的紀錄25年。年。美國Sears大廈 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University筒體結構美國Sears大廈1.2.4 1.2.4 筒體結構體系筒體結構體系 Southwest Jiaotong University Southwest J

20、iaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong Universityl 框架框架筒體結構筒體結構 l 筒中筒結構筒中筒結構l 組合筒體結構組合筒體結構1 1 筒體結構體系的類型筒體結構體系的類型4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong Universityl

21、 概念將框架-剪力墻結構中的剪力墻相對集中組成封閉的筒體，豎向荷載主要由框架和筒體共同承擔，水平荷載主要由筒體承擔，就形成了框架-筒體結構2 2 框架框架- -筒體結構筒體結構4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍l 變形特點框架-筒體結構的受力性能類似于框架-剪力墻結構，水平荷載下的側移曲線呈彎剪型，但前者的剛度遠大于后者。 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong Univers

22、ity4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍l 類型框架-筒體結構有框架-實腹筒體結構和框架-空腹筒體結構兩種形式。p 框架-實腹筒體結構 由中央剪力墻核心筒和周邊外框架組成的結構稱為框架-實腹筒體結構p 框架-空腹筒體結構 中央為內框架，周邊由間距較密的柱子與每層樓層處的深肩梁剛性連接在一起組成矩形網絡的外筒體稱為框架-空腹筒體結構 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong Uni

23、versity4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍l 適用范圍框架-筒體結構常用于50層左右的高層建筑中，最高可建到100層34200框架-實腹筒體結構 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍框架-實腹筒體結構吉隆坡雙子大廈 Southwest Jiaotong University

24、 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍框架-實腹筒體結構453.00609.70483.006502.46502.4453.00609.70483.006502.46502.4 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Ji

25、aotong University4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍框架-空腹筒體結構框架空腹筒體 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University由由中央剪力墻內筒中央剪力墻內筒和和周邊外框筒周邊外框筒組成的結組成的結構稱為構稱為筒中筒結構筒中筒結構。內筒可布置服務設施，內筒可布置服務設施，外筒則可安裝立面玻外筒則可安裝立面玻璃幕墻。璃幕墻。4.2 4.2 筒體結

26、構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍3 3 筒中筒結構筒中筒結構3460042004200173004450445035004200346004200355019100 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍1830005400034000430006100610022000440044007500750

27、0750022500133900507006390023400 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍4880048800302045700134003000 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong Uni

28、versity Southwest Jiaotong Universityl組合筒結構組合筒結構將幾個筒體組合成一個整體，共同承擔豎向和水平荷載的結構承重體系-組合筒體結構l 常用于75層左右的高層建筑中4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍4 4 組合筒結構組合筒結構 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結

29、構的類型、特點和適用范圍 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 各種筒體結構（a）筒體框架結構（內筒式）；（b）筒體框架結構（外移式4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Sout

30、hwest Jiaotong University 各種筒體結構（c）框筒結構；（d）筒中筒結構；（e）多筒體結構4.2 4.2 筒體結構的類型、特點和適用范圍筒體結構的類型、特點和適用范圍 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong Universityl 框架筒體結構的布置框架筒體結構的布置類似于框架剪力墻結構類似于框架剪力墻結構 1 1 框架框架- -筒體結構的平面布置筒體結構的平面布置4.3 4.3 筒體結構體系的

31、平面布置筒體結構體系的平面布置 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong Universityl 筒體結構平面形式選用方形、圓形為好，也可用對稱的三筒體結構平面形式選用方形、圓形為好，也可用對稱的三角形或人字形平面。當采用矩形平面時，長寬比不宜大于角形或人字形平面。當采用矩形平面時，長寬比不宜大于2 2。l 外框筒密柱間距一般為外框筒密柱間距一般為1.21.23m3m。平面四角處的柱子截面。平面四角處的柱子截面做成做成L

32、 L形或八字形，截面尺寸加大形或八字形，截面尺寸加大2 23 3倍。倍。l 內筒邊長尺寸一般是外筒邊長的內筒邊長尺寸一般是外筒邊長的1/31/3為好。為好。l 在框筒頂部設置在框筒頂部設置1 12 2層高的剛性環梁，以提高整體框筒的層高的剛性環梁，以提高整體框筒的空間整體性。空間整體性。l 筒中筒結構的高寬比宜大于筒中筒結構的高寬比宜大于3 3，高度不宜低于，高度不宜低于60m60m 2 2 筒中筒結構平面布置要求筒中筒結構平面布置要求4.3 4.3 筒體結構體系的設計要點筒體結構體系的設計要點 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong

33、University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong Universityl 內筒宜貫穿建筑物全高，豎向剛度宜均勻變化內筒宜貫穿建筑物全高，豎向剛度宜均勻變化l 外筒柱距不宜大于層高，宜小于外筒柱距不宜大于層高，宜小于3m3m。外墻面洞口面積不宜。外墻面洞口面積不宜大于墻面面積的大于墻面面積的5050 l 外柱宜采用矩形或外柱宜采用矩形或T T型截面，外筒密柱到底層部分可通過型截面，外筒密柱到底層部分可通過轉換梁、轉換桁架、轉換拱等擴大柱距，但柱總截面面積轉換梁、轉換桁架、轉換拱等擴大柱距，但柱總截面面積不宜減少，需要抗震設防時

34、應采取措施保證底層柱的延性不宜減少，需要抗震設防時應采取措施保證底層柱的延性要求要求l 內筒和外筒之間的距離，非抗震設計時，不宜大于內筒和外筒之間的距離，非抗震設計時，不宜大于12m12m；抗震設計時，不宜大于抗震設計時，不宜大于10m10m 2 2 筒中筒結構平面布置要求筒中筒結構平面布置要求4.3 4.3 筒體結構體系的設計要點筒體結構體系的設計要點 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University4.

35、4 4.4 巨型結構體系巨型結構體系l巨型結構是由大型構件(巨型梁、巨型柱和巨型支撐)組成的主結構與常規結構構件組成的次結構共同工作的一種結構體系。 l巨型結構的分類p按主要受力體系形式可分為巨型桁架結構、巨型框架結構、巨型懸掛結構和巨型分離式結構；p按材料可分為巨型鋼筋混凝土結構、巨型鋼骨混凝土結構、巨型鋼一鋼筋混凝土混合結構及巨型鋼結構。 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University巨型框架結構由樓

36、梯、電梯井組成大尺寸箱形截面巨型柱，有時也可以是大截面實體柱，每隔若干層設置一道12層樓高的巨型梁，它們組成剛度極大的巨型框架，是承受主要的水平力和豎向荷載的一級結構；上下層巨型框架梁之間的樓層梁柱組成二級結構，其荷載直接傳遞到一級結構，其自身承受的荷載較小，構件截面較小，增加了建筑布置的靈活性和有效使用面積。 4.4 4.4 巨型結構體系巨型結構體系 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University巨型框

37、架結構香港中銀大廈 4.4 4.4 巨型結構體系巨型結構體系 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University巨型框架結構香港中銀大廈 4.4 4.4 巨型結構體系巨型結構體系 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University巨型桁架結構：以大截面的豎桿和斜桿組成懸臂桁架，主要承受水平和豎向荷載。樓層豎向荷載通過樓蓋、梁和柱傳遞到桁架的主要桿件上。4.4