现代建筑结构技术

3 ．结构布置
该体系结构布置的重点是刚臂的布置。 刚臂对芯筒-框架结构的加强作用主要取决于刚臂的道数及 沿高度所处的位置，其布置原则如下： (1)刚臂横贯房屋全宽，对建筑空间的利用有一定的妨碍。 所以，刚臂一般是布置在设备层或避难层内。根据建 筑使用要求和结构条件，刚臂可采用带通行洞口的钢 筋混凝土实腹梁、钢筋混凝土空腹梁、钢桁架或钢筋 混凝土桁架。 (2)刚臂设置在顶层（帽梁或帽桁架），效果最为显著。 当建筑层数较多，需要设置多道刚臂时，刚臂沿竖向 按等间距布置最为有效。一般以每隔 20 层左右设置 一道刚臂（腰梁或腰析架）为好。

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2 ．体系特点与适用范围
与芯筒框架体系相比较：刚臂芯筒一框架体系
通过设置“刚臂”将外圈框架柱与芯筒连为一 体，形成一个整体构件来抵抗倾覆力矩，这样 就相当于加大了力偶臂，从而大大提高了结构 的抗推刚度；因此，它适用于更高的高层建筑。 与筒中筒体系相比：由于它没有立面开洞率的 限制，就为建筑立面造型提供了更大的自由度， 也为使用者提供了更为开阔的视线景观；因此， 它的适用范围也得到进一步的拓展。
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深圳市商业中心大厦
加劲层 结构平 面图
结构剖面图
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标准层平 面图

带洞口的实腹式箱形刚臂
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（二）巨型框架体系
1 ．受力特征 巨型框架体系由两级结构组成，即主框架和次框架。 主框架是一种大型的跨层框架，每隔若干层设置一 根大截面框架梁，每隔若干开纳设置一根大截面框 架柱。主框架大梁之间的几个楼层则另设置柱网尺 寸较小的次框架。次框架仅负担这几个楼层的竖向 荷载，并将它传给主框架大梁。水平荷载由主框架 承担。 在巨型框架结构中，由于在建筑物周边设置了主框 架，可以提供很大的抗扭力矩和抗倾覆力矩，使得 建筑的侧移大为减少，可以适用于更高的高层建筑。
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4 ．工程实例
深圳市商业中心大厦由两座圆柱形主楼及裙 房组成。塔楼地下 3 层、地上 49 层，高 167 . 25m ，采用钢筋混凝土“刚臂芯筒-框 架”体系。 在第二十八层（设备层兼避难层）和第四十 九层（设备层）各设置一道一层高的带洞口 的实腹式刚臂，并在这两个楼层的外圈框架 设置一层高的框架环梁。
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（三）竖筒悬挂体系
1． 体系概述 建立竖筒悬挂体系的首要条件是：建筑采用核心式 平面布置，结构上可利用楼面中心部位的公用面积 作成书相芯筒，作为结构体系的主要承力构件。然 后，在竖筒的顶部，或者每隔若干层在竖筒的中段， 沿径向伸出若干根悬臂桁架，再在每榀横剪得端部 悬挂一根吊杆，以吊挂旗下各楼层的楼盖大梁。

（一）刚臂芯筒-框架体系
1．体系构成 在筒体-框架体系的基础上，沿房屋高 度方向，每20层左右，在设备层、避难 层或结构转换层，由芯筒伸出纵横向刚 臂，与结构的外圈框架柱连接，并沿外 圈框架设置一层楼高的圈梁或桁架，所 形成的结构体系。
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2．体系组成
疏通悬挂体系由芯筒、桁架、 吊杆、楼盖四部分组成。 芯筒：竖向芯筒是该体系惟 一的抗推、承压、受弯构件， 通常采用钢筋混凝土墙筒。 吊杆：每根吊杆吊挂10-20层 的楼层，承受很大的轴向拉 力，一般采用高强钢丝或高 墙钢丝束制作。 楼盖：一般由径向梁、环向 梁和楼板组成。
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3 ．适用范围
（ 1 ）采用一端吊挂式楼盖的楼房，抗震设防烈度 为 6 度或 7 度时，楼房的高度应分别不超过 80m 和 60m ；竖向芯筒的高、宽比不宜大于 8 （非地 震区）、 6 ( 6 度设防）、 5 ( 7 度设防）。 （ 2 ）采用两端吊挂式楼盖的楼房，可用于高烈度 区，楼房高度也可适当增高；竖向芯筒的高、宽比 可比上述限值适当放宽，但任何阵况下均不得大于 8。
西南科技大学建筑设计系列课程
新型钢筋混凝土结构体系
主讲：李嘉林 副教授
E_mail：swustjz@
前言
20世纪70年代以来，建筑的结构体系越来越 受到建筑形式和建筑美学的巨大影响。为了 适应： 场地条件 城市规划 使用功能 建筑造型等 不同的要求，建筑体系有了新发展。
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实例：德国慕尼黑 BMBMW 公司办公大楼建于 1972 年，由底层的公共 用房、碗状陈列馆和高层办公楼三部分组成。高层 办公楼共 22 层，平面由四个花瓣组成，结构采用 竖筒悬挂体系，利用顶层和中部的设备层设置桁架、 吊杆等悬挂体系。
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深圳亚洲大酒店巨型框架体系
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新加坡华侨银行巨型框架体系
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3 ．适用范围
在一般的框架结构中，框架从上到下的柱网尺寸是 相同的，不易改变，柱子截面尺寸也比较大。因此， 框架体系仅适用于从顶层到底层使用性质大体相同 的楼房。 在巨型框架结构中，主框架各层大梁之间的各个次 框架是相互独立的，因而柱网的形式和尺寸均可互 不相同，如果使用功能需要还可抽去某些楼层的一 些柱子，扩大柱网，甚至在一个区段的顶层把次框 架的柱子全部取消，变为无柱大空间。所以，巨型 框架主要用于建筑内部空间上下变化很大的建筑， 特别是在多功能高层综合体中采用。
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深圳新华大厦巨型框架体系
(a)结构平面； (b)结构立面
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2 ．体系构成
巨型框架体系的构成方式有如下两种： （1）由钢筋混凝土墙围成的芯筒与外圈的大型主 框架及小型次框架组成。大型的主框架各层大梁之 间设置小型的次框架，承担各个分郧段内若干楼层 的竖向荷载。参见深圳新华大厦结构立面图。 （2）由几个分开布置的钢筋混凝土墙筒直接充当 大型主框架的柱，每隔若干层设置的大截面梁或桁 架就直接搁置在墙筒之上，从而形成主框架。每层 大梁之上另设若干层小型次框架，承担中间楼层的 竖向荷载。整个体系的构成参见下页图 。
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( 3 ）对于采用正交柱网的方形建筑平面，刚臂应沿 建筑纵、横两个方向设置。 若建筑平面和芯筒平面均为长矩形时，也可仅 沿建筑横向设置多根刚臂。对于圆形平面建筑， 刚臂应沿径向均匀布置，并与外围的环形圈梁 相连接。 ( 4 ）在楼层平面上，刚臂的轴线应位于芯筒外墙 或内隔墙轴线的延长线上，以确保刚臂根部的有效 嵌固。 在设置刚臂的楼层，应沿建筑外圈框架设置一 层楼高的圈梁或桁架。