11结构概念体系

重点内容回顾

什么是框筒结构的剪力滞后现象？

水平荷载作用下，腹板框架是密柱深梁的，在其端部，柱通过框架作用获得轴力，进而以此轴力所形成的拉压力偶来抵抗弯矩；翼缘框架中部的柱由于框架作用很弱，由此产生轴力比较小，但当翼缘框架的横梁刚度比较大时，可以通过横梁的剪力将端部柱子的轴力传至中部柱子，在此过程中，由于横梁的剪切变形，使得越到中间，柱子的轴力越小，这种现象称为剪力滞后。

1

重点内容回顾

减小框筒剪力滞后现象的两种有效途径是

什么？

将多个筒成束放置，形成成束筒

在筒壁设置斜撑，形成外部斜撑筒（巨

型桁架体系、巨型桁架筒）2

重点内容回顾

为什么采用外部斜撑筒可以提高筒体的工

作效率？

斜撑加强了腹板框架的整体性，使两端

柱的轴力增大

翼缘框架通过斜撑轴力传递柱轴力，效

率提高，减小了剪力滞后现象水平力3

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

系-

香港中国银行4个外部斜撑筒筷子315m/367.4，70

层

1990

贝聿铭巅峰之作

140kg/m24

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

系-

大楼内的主体结构为八榀巨型桁架：四榀沿房屋正方形平面的周边布置，另四榀沿对角线方向布置

5

系-

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

香港中国银行大

厦平面为

52

×52

m

正方形平面中心

处的立柱由顶层

向下通到第25层

结束，支承在金

字塔形的空间桁

架中心6

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

系-7设计之初曾饱受争议

系-

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

四角为型钢混凝

土柱，底部截面

为4800

×4100

mm，直接落地

深入基础，向上

逐渐减小截面8

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

系-9各层荷载通过吊杆传至倾斜的巨型支撑上

系-

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

上海环球金融中

心

492m，101层

KPF建筑师事务

所

籁思理·罗伯逊联

合股份有限公司

华东院

2008年

164kg/m210

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

系-11对角点内收，构成形体

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

系-B3-56层78-90

57-77层不同楼层的核心筒形状12

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

系-13

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

系-14巨型桁架外筒+型钢混凝土内筒

系-

第4章

结构概念和体系

结构的竖向体系

巨型桁架体系

12层一道带状桁

架

巨型斜撑

角部巨柱

3层楼高的伸臂桁

架，连接核心筒

与带状桁架15

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

系-16

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型桁架体系

系-17

系-

第4章

结构概念和体系

结构的竖向体系

巨型框架体系

框架结构的抗侧

刚度主要取决于

梁柱刚度

材料集中使用

梁柱截面做成几

层楼高，刚度大

大增加

新加坡华侨银行18

系-

第4章

结构概念和体系

结构的竖向体系

巨型框架体系

柱可以做成筒体

梁可以做成桁架

或者结合楼层做

成箱梁

广州中信广场

391m19

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型框架体系

系-20高雄85大楼，378m

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型框架体系

系-21芝加哥第一国家银行大厦，243.8m

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

巨型框架体系

系-22

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

蒙皮结构体系

系-

飞机和轮船

带肋薄壳

薄壳的平面内

承载力较大

通过密布的肋

防止其失稳

自重轻，强度

大，刚度好23

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

蒙皮结构体系

系-

匹兹堡梅隆银

行大厦

1983

222m，54层24

系-

第4章

结构概念和体系

结构的竖向体系

蒙皮结构体系

外框筒柱距为3

m

横梁间距和层高一致，

为3.67

m

窗口开洞率为25%，窗

洞口设小槽钢加强，作

为窗框

蒙皮钢板厚度：38层以

下为8

mm，38层以上

为6

mm25

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

蒙皮结构体系

系-26

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

蒙皮结构体系

系-

蒙皮结构在房屋中的应用还不多，在耐火、耐腐蚀、节能等方面还存在不少问题27

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-

广州电视塔

450m/600m

马克·海默尔

高宽比7.5

364kg/m228

系-

第4章

结构概念和体系

结构的竖向体系

其他结构体系

它像女子在江

边深情凝望

小蛮腰29

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-

筒中筒

外部类似于

桁架筒

内部为混凝

土筒30

系-

第4章

结构概念和体系

结构的竖向体系

其他结构体系

两个椭圆旋

转45°

顶部椭圆倾

斜

弹性橡皮绳

绑在两个椭

圆形的木盘

旋转构成31

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-倾斜的顶部椭圆32

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-33构成类似于双曲抛物面

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-34钢管混凝土斜柱+钢环杆+钢斜撑

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-35

634mm

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-建塔设中的东京电视36

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-

上海中心2014632m，127层M.Arthur

Gensler

Jr.&Associat

-

es,Inc.

同济大学建筑

设计研究院37

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-38陆家嘴全貌

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-39龙型方案，雨后春笋，开口的代价

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-

巨型框架和斜

撑网组成外筒

剪力墙内筒

巨型框架部分

设置空中花园40

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-41

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-

东方明珠塔

1994

上海现代设计

集团/汪大绥

468m

大珠小珠落玉

盘/11个球42

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-43三根直径9m的立柱，内设电梯

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-44三筒变单筒安装118m的钢结构天线

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-45球体内的旋转餐厅

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

其他结构体系

系-底部设桁架增加有效宽度46

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-47改变平面形状，提高“巨柱”的惯性矩

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-48类似海鸥展翅的平面形状

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-49广州：中国大酒店，H型平面

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-50哈利法塔：三叉型平面

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-51利用圆形减小风荷载

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-多伦多市政厅52

系-

第4章

结构概念和体系

结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

薄壳竖过来用

巨柱作为边缘构件，

外围设置剪力墙

径向设置的框架梁

及楼板形成了薄壳

的肋

风荷载大4倍53

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-一侧一侧采用是混凝土实玻璃幕体剪力墙54

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-55多伦多电视塔553m，三叉型塔身

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-

调整立面形状和弯矩图吻合降低重心一栋40层框架结构房屋，若边柱倾斜8%，其侧移可减小约50%56立面形状对结构刚度的影响

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-57渐收的立面：旧金山泛美（金字塔）大厦

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-58桁架转换层

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-59立面效果

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-60曲线型的立面

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-61台阶式收缩

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-

适当加强内力比较大的部位

沿高度墙、柱变截面，混凝土变强度62

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-

剪力墙端部受力大

设边缘构件、加边框柱、翼墙或做成纵横相关63

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-剪力墙的边缘构件64

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-

角柱对抗扭十分有利，应适当加强

哥伦布骑士大楼65

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-楼电“角梯间布置在柱”里66

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-

增大竖向荷载可以抵抗倾覆

将竖向荷载集中在巨型构件上形成悬挂结构67

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-悬挂在核心筒68

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-悬挂在边缘巨柱69美国明尼亚波利斯联邦储备银行大厦

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-

香港汇丰银行

180m，43层

平面为72

m×55

m

1985年70

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-

采用巨型桁架，分五

层悬挂在八根巨型格

构式柱上71

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-72格构柱：4.8×5.1；钢管1.4m~0.8m

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-73楼层重量通过斜拉杆传给格构柱

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-不同叉斜格构撑连柱间成整通过体交74

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-75剪不断理还乱

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-76

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-

设置刚性横梁

或桁架

形成框架作用77

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-

深圳国贸大厦

160

m，50层筒中筒结构刚性横梁截面高达

6.9

m78

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-空中城市方案，

1000m，巨型桁架+巨型支撑筒79

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

系-

真田幸村

X-Seed

4000

富士山80里

6万公

3.

系-

第4章

结构概念和体系结构的竖向体系

提高刚度和承载力的措施

质量块巨索悬挂体系

传说中的3.6万公

里以上高度的超

超高层建筑示意81地

球

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：鸟巢

鸟巢

瑞士Herzog＆demeuron建筑师事务所、中国建筑设计研究院及英国Ovearup工程顾问公司

332.3×296.4m82

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：鸟巢

内墙面为椭圆柱面

外墙面为椭圆锥面

屋面为马鞍形曲面内墙面外墙面整体形体

83

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：鸟巢

取消可开启屋盖，扩大开口

约节省1.5万吨钢材，22.3%84

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：鸟巢8524榀格构式刚架绕椭圆形孔交叉布置

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：鸟巢

布置次梁和支撑后形成杂乱无章的鸟巢，

显得自然，宛如金属树枝编制而成86

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：鸟巢87

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：鸟巢88等截面格构式刚架，高12m,能否优化？

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：鸟巢89屋面和外墙通过8m的圆弧连接

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：鸟巢巨大的刚架90

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：鸟巢巨大的刚架91

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：鸟巢92内景

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：水立方

水立方

中国建筑工程总公司、澳大利亚的PTW

建筑师事务所及澳大利亚OveArup

Pty工程顾问公司

185×185×35m

200kg/m293

第4章

结构概念和体系补充介绍典型工程：水立方

1887

年，英国物理学家Kelvin提出：“如

果将三维空间细分为许多单元，

各单元的

体积相等且接触表面积最小，