筒体结构的特点和三种基本形式

发布于：2022-07-20 16:42:20 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

筒体结构建筑是由一个或几个密柱形筒体构成高耸空间抗侧力及承重结构的高层建筑，在现代高层建筑中广泛应用。目前世界上的高层建筑多是筒体结构，如美国芝加哥的约翰·汉考克大厦、西尔斯大厦、标准石油公司大厦和纽约的世界贸易中心大厦等。

筒体结构建筑的特点是不仅能承受竖向荷载，而且能承受很大的水平荷载。形成很多，分单筒、套筒、束筒三种，筒体形式有实腹筒体和空腹筒体，前者如电梯井和设备管井的钢筋混凝土墙形成的封闭筒体，后者为房屋四周密集柱和高跨比很大的窗裙梁形成的多孔筒体。

在高层建筑中，特别是超高层建筑中，水平荷载越来越大，起着控制作用。筒体结构便是抵抗水平荷载的最有效力的结构体系。它的受力特点是，整个建筑犹如固定于基础上的封闭空心的茼式悬臂梁来抵抗水平力。

筒体结构作为高层建筑的一种结构形式，古已有之，如建于公元 2 世纪的印度佛祖塔,平面为正方形，砖砌塔身高55米;1055 年建成的中国定县开元寺塔，塔身为砖砌筒中筒，共 11 层，高 84 米。

按布置方式和构造可分为三种基本形式：

1.单筒结构

单筒结构有框架单筒结构和桁架单筒结构。

① 框架单筒结构。最早应用于现代高层建筑中的筒体结构，适用于平面为圆形、正方形或接近正方形的建筑。外墙采用间距为1~3米的密柱，由0.6~1.2米高的梁把柱子刚性连接起来，成为一个多孔的筒体。刚性楼层把侧向力传到周边墙上，外墙的所有柱子如同悬臂梁一样，承受轴向拉力或轴向压力，整个筒体具有良好的整体刚度。美国纽约110层的世界贸易中心大厦,就是这种单筒建筑的。

② 桁架单筒结构。在框架单筒结构中由梁和柱组成的矩形网格内加上对角斜撑,即成为桁架单筒结构。其刚度和强度都比框架单筒结构高，可建造比框架单筒结构更高的建筑。

3.筒中筒结构

筒中筒结构由内筒和外筒共同组成，公共服务部分集中在中心部位的内筒内。这种结构用内筒作为承受重力荷载和侧向荷载的核心，通过楼层的楼板将内外筒连结成为整体，共同抵御侧向力。筒中筒结构的优点是内筒和外筒间不设柱子，空间分隔灵活。中国深圳的国际贸易中心大厦共50层，高160米,就使用这种结构。日本东京的新宿住友大厦，考虑防震要求，采用了内外三层的筒中筒结构。

2.束筒结构

束筒结构即组合筒结构。建筑平面较大时，为减小外墙在侧向力作用下的变形，将建筑平面按模数网格布置，使外部框架式筒体和内部纵横剪力墙(或密排的柱)成为组合筒体群。这就大大增强了建筑物的刚度和抗侧向力的能力。束筒结构可组成任何建筑外形，并能适应不同高度的体型组合的需要,丰富了建筑的外观。美国芝加哥110层的西尔斯大厦就是应用束筒结构的。