筒體研究意義

自1964年Fazlur Khan設(shè)計第一座高層框筒建筑以后,筒體結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于高層建筑中。但由于筒體結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下存在一個特殊的性質(zhì)——剪力滯后效應(yīng),降低了結(jié)構(gòu)的整體空間剛度,使得筒體結(jié)構(gòu)向更高的高度發(fā)展的時候存在困難,筒體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析備受學(xué)者關(guān)注。經(jīng)典的彎曲理論對筒體結(jié)構(gòu)并不適用,所以對筒體結(jié)構(gòu)剪力滯后效應(yīng)的研究具有重要的意義。

圓筒按其結(jié)構(gòu)可分為單層式和組合式兩大類。

筒體的作用是提供工藝所需的承壓空間，是壓力容器最主要的受壓元件之一，其內(nèi)直徑和容積往往需要由工藝計算確定。圓柱形筒體（即圓筒）和球形筒體是工程中最常用的筒體結(jié)構(gòu)。

筒體直徑較小（一般小于500mm）時，圓筒可用無縫鋼管制作，此時筒體上沒有縱焊縫；直徑較大時，可用鋼板在卷板機上卷成圓筒或用鋼板在水壓機上壓制成兩個半圓筒，在用焊縫將兩者焊接在一起，形成整圓筒。由于該焊縫的方向和圓筒的縱向（即軸向）平行，因此稱為縱向焊縫，簡稱縱焊縫。若容器的直徑不是很大，一般只有一條縱焊縫；隨著容器直徑的增大，由于鋼板幅面尺寸的限制，可能有兩條或兩條以上的縱焊縫。另外，長度較短的容器可直接在一個圓筒的兩端連接封頭，構(gòu)成一個封閉的壓力空間，也就制成了一臺壓力容器外殼。但當容器較長時，由于鋼板幅面尺寸的限制，也就需要先用鋼板卷焊成若干段筒體（某一段筒體稱為一個筒節(jié)），再由兩個或兩個以上的筒節(jié)組焊成所需長度的筒體。筒節(jié)與筒節(jié)之間、筒體與端部封頭之間的連接焊縫，由于其方向與筒體軸向垂直，因此稱為環(huán)向焊縫，簡稱環(huán)焊縫。

筒體結(jié)構(gòu)特點

主要抗側(cè)力，四周的剪力墻圍成豎向薄壁筒和柱框架組成豎向箱形截面的框筒，形成整體，整體作用抗荷。

由密柱高梁空間框架或空間剪力墻所組成，在水平荷載作用下起整體空間作用的抗側(cè)力構(gòu)件稱為筒體（由密柱框架組成的筒體稱為框筒；由剪力墻組成的筒體稱為薄壁筒）。由一個或數(shù)個筒體作為主要抗側(cè)力構(gòu)件而形成的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu)，它適用于平面或豎向布置繁雜、水平荷載大的高層建筑。

筒體結(jié)構(gòu)分類

筒體結(jié)構(gòu)分框架-核心筒、框筒、筒中筒、束筒四種結(jié)構(gòu)。

筒體結(jié)構(gòu)框架-核心筒結(jié)構(gòu)

由核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層建筑結(jié)構(gòu)。南京玄武飯店即采用這種結(jié)構(gòu)。

筒體結(jié)構(gòu)框筒結(jié)構(gòu)

外圍為密柱框筒，內(nèi)部為普通框架柱組成的結(jié)構(gòu)。

筒體結(jié)構(gòu)筒中筒結(jié)構(gòu)

由核心筒與外圍框筒組成的高層建筑結(jié)構(gòu)。曾經(jīng)世界上層數(shù)最多的紐約世界貿(mào)易中心（110層，高412米，(見彩圖[帝國大廈，1931年建成，保持高度紀錄（378米，102層）達40年，綜合地代表20世紀30年代][建筑科學(xué)技術(shù)的水平,位于美國紐約市])即采用這種結(jié)構(gòu)。中國的深圳國際貿(mào)易中心（52層,高160米，平面如圖2a[筒中筒結(jié)構(gòu)],(見彩圖[深圳國際貿(mào)易中心滑升模板施工])和按地震烈度9度設(shè)防的北京中央彩色電視中心（24層，高107米,平面如圖2b[筒中筒結(jié)構(gòu)]）也采用了這種結(jié)構(gòu)。在有些工程中還采用了三重筒、四重筒結(jié)構(gòu)。

筒體結(jié)構(gòu)束筒結(jié)構(gòu)

由若干個筒體并列連接為整體的結(jié)構(gòu)（圖3[束筒結(jié)構(gòu)]）。世界上最高的芝加哥西爾斯大廈采用了9個30×30米的框筒集束而成。

筒體結(jié)構(gòu)計算要點

筒體結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜，空間作用顯著。對稱筒體結(jié)構(gòu)可等效為平面框架進行近似分析；有時也可以將框筒或筒中筒結(jié)構(gòu)等效為連續(xù)的實體筒而用彈性力學(xué)方法，有限條法或有限元法進行分析。精確的計算方法是采用空間分析方法，用大型電子計算機求解。這時，梁、柱作為空間桿件,節(jié)點有6個自由度；墻作為薄壁空間桿件,節(jié)點有7個自由度；采用樓板無限剛性假定消去一部分自由度后，建立位移法方程求出位移，計算桿件內(nèi)力。其計算程序比較復(fù)雜 。

由密柱高梁空間框架或空間剪力墻所組成，在水平荷載作用下起整體空間作用的抗側(cè)力構(gòu)件稱為筒體（由密柱框架組成的筒體稱為框筒；

分類　筒體結(jié)構(gòu)分筒體－框架、框筒、筒中筒、束筒四種結(jié)構(gòu)。

筒體-框架結(jié)構(gòu) 　中心為抗剪薄壁筒,外圍為普通框架所組成的結(jié)構(gòu)（圖1）。南京玄武飯店即采用這種結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)

框筒結(jié)構(gòu) 　外圍為密柱框筒，內(nèi)部為普通框架柱組成的結(jié)構(gòu)。

筒中筒結(jié)構(gòu) 　中央為薄壁筒，外圍為框筒組成的結(jié)構(gòu)。 世界上層數(shù)最多的紐約世界貿(mào)易中心（110層，高412米，(見彩圖)即采用這種結(jié)構(gòu)。中國最高的深圳國際貿(mào)易中心（52層,高160米，平面如圖2a,(見彩圖)和按地震烈度9度設(shè)防的北京中央彩色電視中心（24層，高107米,平面如圖2b）也采用了這種結(jié)構(gòu)。在有些工程中還采用了三重筒、四重筒結(jié)構(gòu)。 　束筒結(jié)構(gòu) 　由若干個筒體并列連接為整體的結(jié)構(gòu)。2100433B

中文：筒體螺栓

英文名稱：cylinder bolt