1、案例：某高层建筑结构体系的选择案例：某高层建筑结构体系的选择 某某综综合合性性办办公公大大楼楼，主主楼楼36层层，地地下下两两层层，屋屋顶顶标标高高139.7m，首首层层5.5m，25层层4.8m，1-5层层为为商商业业及及餐餐饮饮服服务务，21层层为为避避难难及及设设备备层层，层层高高5m，其其余余为为办办公公用用，层高层高3.6m。抗震设计按基本烈度抗震设计按基本烈度8度考虑，度考虑，H类场地土。类场地土。 根根据据国国家家对对不不同同体体系系钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构的的适适宜宜高高度度的的规规定定，该该项项目目应应选选用用筒筒中中简简结结构构，但但是是原原设设计计者者采采用用的的方方2、案案为为钢钢筋筋混混凝凝土土外外框框内内筒筒结结构构，平平面面为为圆圆形形（外外直直径径44m），钢钢筋筋混混凝凝土土核核心心筒筒具具有有很很大大的的抗抗侧侧刚刚度度和和强强度度，承承担担大大部部分分水水平平荷荷载载。在在纵纵横横两两方方向向的的外外圈圈，设设置置8根根巨巨型型型型钢钢混混凝凝土土柱柱，可可承承受受部部分分剪剪力力，另另外外在在角角部部布布置置8根根圆圆柱柱，以以承受竖向荷载为主。承受竖向荷载为主。 为为加加强强整整个个结结构构的的抗抗侧侧刚刚度度，减减少少层层间间及及屋屋顶顶侧侧向向位位移，在移，在 21层和层和 35层，设置了两道刚性层。层，设置了两道刚性层。 原设计方案的3、主要构件尺寸为：原设计方案的主要构件尺寸为： 核核心心筒筒外外围围混混凝凝土土墙墙厚厚度度从从600mm逐逐渐渐减减小小为为400mm；巨巨型型柱柱断断面面尺尺寸寸从从25001300mm变变化化为为20001300mm；角角部部8根根圆圆柱柱断断面面从从1500mm变变化化为为1300mm；主主要要框框架架梁梁尺寸尺寸450650mm，400700mm。 计计算算结结果果：结结构构自自振振周周期期最最大大为为3.145，顶顶点点层层间间最最大大位移如下表所示。位移如下表所示。 为为了了考考察察其其功功能能水水平平，将将规规范范中中框框筒筒结结构构的的限限值值要求同时列于表中，便于对比。要求同4、时列于表中，便于对比。 从从表表可可看看出出，本本项项目目由由抗抗震震控控制制，风风荷荷载载作作用用下下位位移移很很小小，说说明明结结构构刚刚度度很很大大，与与规规范范要要求求相相比比还还是是比比较较保保守守和安全的。和安全的。 该该方方案案为为典典型型的的框框架架一一简简体体结结构构，受受力力明明确确，传传力力清清晰晰。框框架架柱柱部部分分的的结结构构面面积积，底底层层柱柱为为40.13m2；顶顶层层柱柱为为31.41m2。结构占用的面积较大。结构占用的面积较大。 根根据据钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构的的适适宜宜高高度度的的规规定定，该该方方案案采采用用筒中筒可能更经济。筒中筒可能更经济。 5、为为此此提提出出接接近近于于筒筒中中筒筒结结构构的的改改进进方方案案如如下下图图所所示示，即即 钢钢 筋筋 混混 凝凝 土土 核核 心心 筒筒 体体 不不 变变 ， 外外 框框 架架 柱柱 改改 为为 30根根10001000mm的普通钢筋混凝土柱，框架梁尺寸不变。的普通钢筋混凝土柱，框架梁尺寸不变。 经过计算，结果如下：经过计算，结果如下： 顶顶点点最最大大位位移移和和层层间间最最大大位位移移如如下下表表所所示示。套套用用简简中中筒结构的规范限值，也同时列于表中，便于对比。筒结构的规范限值，也同时列于表中，便于对比。 可可见见，计计算算结结果果也也满满足足规规范范要要求求，而而且且从从抗抗侧6、侧移移角角度度看仍有潜力可挖。看仍有潜力可挖。 功能分析：功能分析： 改改进进方方案案类类似似于于筒筒中中简简结结构构（开开洞洞率率为为66%、柱柱间间距距为为4.6m），能能较较好好地地满满足足抗抗侧侧移移的的功功能能要要求求。无无论论根根据据何何种结构的规定限值，方案都满足要求。种结构的规定限值，方案都满足要求。 改进方案外框架柱的结构面积：改进方案外框架柱的结构面积： 底层柱底层柱: 1mlm30=30m2，比原方案减小比原方案减小10.13m2； 顶层柱：顶层柱：0.80.83019.2m2，比原方案减小比原方案减小 12.21m2。 假假定定内内核核心心筒筒和和楼楼屋屋盖盖系系统统保7、保持持不不变变，仅仅考考虑虑结结构构体体系系改变而引起的外框柱子的变化，方案改进前后的对比如下。改变而引起的外框柱子的变化，方案改进前后的对比如下。 柱柱子子截截面面面面积积减减小小，结结构构面面积积减减少少：若若每每层层平平均均减减小小11m11m2 2，则则3636层层总总计计可可以以减减小小结结构构面面积积约约400m400m2 2，即即增增加加净净使使用用面面积积400m400m2 2。 柱柱子子截截面面的的减减小小，也也同同时时意意味味着着钢钢筋筋混混凝凝土土材材料料消消耗耗减减少少，每每层层平平均均按按11m11m2 2计计算算，结结构构总总高高度度 139.7m139.7m，总总计计可可以以减减少少混混凝土用量凝土用量1540m1540m3 3 。 由于混凝土用量减少，使得结构重量减轻，荷载降低，共由于混凝土用量减少，使得结构重量减轻，荷载降低，共计减少荷载：计减少荷载：1540m1540m3 325kN25kNm m3 338500kN38500kN。因此可减少桩的。因此可减少桩的数量和底板厚度等基础造价。数量和底板厚度等基础造价。 此此案案例例表表明明，用用改改进进后后的的结结构构体体系系能能更更有有效效地地实实现现功功能能，降低造价，增加使用面积，改进方案的价值得到提高。降低造价，增加使用面积，改进方案的价值得到提高。返回返回