房屋结构总体系的方案分析cfmz

补充第三三章 房房屋结构构总体系系分析第一节 把空间间组成的的部件作作为主要要结构分分体系对于一个个复杂的的结构设设计项目目，设计计者不应应让其思思路为结结构的复复杂性所所困惑，在在确定方方案的早早期设计计阶段，设设计者应应冷静地地、全面面地考虑虑设计要要求，根根据已有有的设计计经验，构构思出某某些解决决方案，宜宜粗不宜宜细地将将其构思思通过若若干主要要构件的的作用勾勾画出来来在方案设设计时，设设计者应应考虑结结构的基基本子结结构，如如恒相传传力的子子结构和和竖向传传力的子子结构此此时，设设计者必必须非常常清楚地地了解它它们的组组成以及及相互间间的作用用因为为这样，设设计者才才能掌握握结构体体系的组组成和力力学性态态，从而而形成整整体结构构方案当设计者者对对结结构组成成的空间间整体和和传力路路线有了了清晰理理解以后后，就可可以进一一步考虑虑子结构构的构成成与传力力问题此此时设计计者的注注意力就就由空间间的结构构性态转转为力流流传递路路径上的的竖向或或横向子子结构或或主要的的构件的的关注虽然子结结构或主主要传力力构件的的详图设设计不是是方案设设计阶段段的任务务，但是是在早期期设计阶阶段应对对主要的的竖向或或横向子子结构或或构件进进行初步步估算，以以便得出出可行性性评价和和初步估估算结构构造价。

在深化的的详图设设计阶段段，设计计者将对对结构进进行整体体和局部部的详细细分析计计算同同时根据据计算的的内力，对对结构构构件进行行截面选选型和设设计，此此时设计计者的注注意力已已集中到到具体的的结构构构件上总总之，随随着结构构的各个个设计阶阶段由浅浅到深，由由整体结结构分析析到子结结构分析析再到构构件分析析，设计计者对结结构的注注意力也也由空间间整体结结构转到到平面结结构，再再转到线线性或非非线性构构件，即即由三维维到二维维到一维维在方方案设计计阶段，设设计者的的注意力力总是停停留在整整体结构构和子结结构，对对结构的的注意力力总体上上停留在在由空间间到平面面的阶段段只有有需要验验证方案案可行性性时，才才会对结结构的主主要构件件的截面面进行受受力验算算以上过程程体现在在以下几几个设计计阶段：：（1）方方案设计计阶段：：设计者者注意力力集中在在结构的的空间整整体概念念，由整整体建筑筑结构的的三维分分析中得得出整体体结构系系统的承承载能力力同时时，也得得出整体体结构与与子结构构间的相相互关系系；（2）初初步设计计阶段：：设计者者的注意意力转向向结构的的横向和和竖向子子结构体体系，以以便建立立结构主主要构件件相互之之间的关关系以及及共同工工作性态态；（3）详详图设计计阶段：：设计者者的注意意力转向向结构的的线性或或非线性性构件设设计以及及制造安安装中的的连接和和结构西西部设计计。

在设计的的各个阶阶段中，设设计者对对结构整整体性态态以及整整体结构构与子结结构间的的相互关关系的理理解是十十分重要要的按阶段进进行设计计是很重重要的，这这可以使使设计者者集中解解决空间间形式方方案中较较为基本本的结构构问题，而而不至于于过早地地把注意意力放在在一些细细节问题题上这这也可以以使设计计者保证证结构整整体构思思与空间间形式构构思之间间的协调调，使结结构总体体系方案案成为结结构分体体系的相相互关系系、具体体设计等等更加局局部的问问题的基基础图4-11 把空空间组成成的主要要部件作作为基本本结构分分体系（a）组组合概念念要求从从中央庭庭院到四四个独立立的空间间单元有有敞开入入口；（b）整整体空间间形式方方案的概概念；（cc）总结结构体系系方案要要求四个个独立箱箱形结构构悬臂支承承与四个个抗剪支支柱上；；（d）作作为分体体系的箱箱形结构构单元的的相互关关系例如，楼楼盖可以以采用多多种材料料，可以以有很多多种类型型但在在讨论它它的具体体方案以以前，楼楼盖作为为一个整整体必须须首先能能有效地地成为整整体结构构——建筑筑体系的的一部分分这就就是说，要要认识到到应到从从大处着着眼，才才能使复复杂的设设计问题题得到较较为完善善的解决决。

建筑物结结构设计计的整体体方案要要求重视视利用大大空间分分割的、围围护结构构的以及及各种设设备单元元的部件件来作为为基本结结构分体体系的可可能性；；应该着着眼于把把外墙、内内墙、屋屋盖、楼楼盖等部部件的使使用功能能确定为为既是空空间分割割的部件件，又是是结构分分体系（照照片4--1，图图4-11）照片4--1 Millwauukeee市战争争记念馆馆，四边边侧翼东东西向悬悬挑100.522米，南南北向悬悬挑8..7米图4-22 主要要空间单单元的总总体特性性能启示示结构分分体系设设计方案案（a）从从整体上上看，折折板屋面面可设计计成折板板分体系系；（bb）按整整体设计计时，由由腹板和和翼缘组组成的墙墙的刚度度比矩形形增大得得多；（cc）一个个大的设设在中央央的竖向向通道可可以设计计成核心心筒结构构分体系系；（dd）把最最上面的的过道设设计成两两个细长长筒的连连系梁，成成为剪力力墙和巨巨型框架架的组合合体图4-11中描述述了在方方案阶段段可以把把整个建建筑方案案的主要要空间形形式单元元看成总总体结构构体系的的基本单单元从从整体来来看，图图4-11C和图图4-11d所示示的箱形形主要空空间单元元，为三三唯空间间和二唯唯平面结结构体系系。

当从总体体的角度度看折板板屋盖或或折板墙墙（图44-2aa和图44-2bb）时，它它也同样样具有空空间结构构分体系系的特性性另外外，用整整体方法法也可以以看出，大大的竖向向电梯井井和楼梯梯间可以以作为核核心筒结结构分体体系（图图4-22c）与与此类似似，有可可能将一一些较小小的竖井井与楼层层空间部部件连接接在一起起成为巨巨型框架架总体系系甚至至还有可可能利用用过道或或主要的的水平管管道作为为水平连连系构件件，）而而墙体作作为竖向向承重分分体系（图图4-22d）第二节 总体系系分析的的整体与与局部由于复杂杂结构是是由一系系列基本本的子结结构系统统组成，复复杂结构构具有可可分性，基基本的子子结构系系统设计计的好坏坏，直接接影响到到整个结结构设计计的质量量当把把基本的的结构分分体系看看作是总总体系的的方案组组成部分分时，对对于各个个单独构构件来说说，只是是它们的的平面布布置才对对总的整整体性假假定具有有关键性性的影响响事实实上，这这个阶段段的主要要问题是是应该怎怎样才能能把空间间形式方方案中的的主要部部件看作作是能起起基本结结构分体体系作用用的因因此，对对于一个个空间组组成部件件，应该该首先考考虑其在在总体方方案中所所能起到到的结构构作用，其其次，才才是考虑虑各单个个构件的的布置、尺尺寸大小小，或是是确定连连接大样样等具体体方案。

图4-11的例子子说明了了这种方方法，一一开始建建筑师可可以把连连接在一一起的四四个主要要空间组组成部件件看作是是悬臂式式的结构构箱型结结构分体体系然然后，研研究设计计每个箱箱形结构构分体系系的比较较局部的的要求最最后，当当整个体体系的可可行性确确定之后后，就可可以解决决具体构构件的设设计和构构造问题题了概概括起来来，这个个方法的的思路是是先确定定一个总总体结构构方案，作作为解决决分体系系设计中中更为局局部性问问题的一一个前提提重复复一遍，应应当由总总体系的的空间结结构概念念决定有有关细节节的设计计要求，而而不是相相反在方案阶阶段，试试图将建建筑物作作为一个个整体提提出一个个最佳的的空间方方案和结结构方案案时，整整体思路路的价值值是很显显著的同同时还要要看到，整整体考虑虑也适用用于单个个分体系系设计图4-11和图44-2表表明，可可以先假假定分体体系是整整体的，并并按照平平面结构构或空间间结构来来分析它它们的受受力和工工作性能能然后后，通过过确定其其中主要要部件的的基本内内力和几几何特性性，使整整体假定定具体化化图44-3说说明了如如何运用用整体方方法分析析一个四四角支承承的折板板屋盖体体系的基基本性能能。

图中中的两个个折板方方案，比比较了它它们的整整体与局局部结构构设计的的关系，而而未涉及及具体构构件的性性能说明明在对基本本部件的的相互关关系进行行这种初初步分析析之后，就就要解决决主要构构件的具具体性能能，而这这些构件件是实现现方案分分析整体体假定所所要求的的当然然，设计计者对于于结构分分体系在在总的空空间形式式方案中中相互关关系的意意图，将将会影响响他对结结构分体体系的处处理方法法（图44-4）在总体系系阶段，主主要是判判断和估估计各种种方案中中，满足足空间和和结构要要求的各各分体系系之间是是否能实实现整体体的相互互作用关关系因因此，为为了达到到最优设设计，需需要在总总体系和和分体系系设计阶阶段有反反馈过程程在总总体系方方案和分分体系方方案的主主要特性性都经过过优化之之后，设设计者才才能把注注意力转转到具体体的设计计上去有有时，可可能要求求结构专专业人员员通过详详细的分分析予以以验证、仔仔细推敲敲并找出出基本上上好的总总体方案案毫无无疑问，即即使在设设计的最最后阶段段，也还还需要在在空间和和实体结结构要求求之间做做进一步步的修改改但如如果反感感阶段的的构思比比较好，那那么修改改就可能能比较少少。

图4-33 两个个折板屋屋盖分体体系方案案的总体体比较图4-55给出了了另外一一个例子子，说明明设计者者是如何何利用整整体方法法对空间间形式方方案的结结构问题题进行分分层次研研究的，这这个空间间形式类类似于迪迪斯尼世世界宾馆馆（照片片4-11）从从整个建建筑来看看，很显显然，这这种形式式适宜于于用空间间拱作为为总体系系方案这这种可能能性是存存在的由由于旅馆馆房间排排列成行行，横向向分割墙墙是连续续的，可可以将墙墙设计成成平面拱拱结构体体系通通过起隔隔板作用用的楼盖盖与台阶阶形布置置的纵墙墙相互连连接来实实现这些些拱分体体系之间间的结构构连续性性在考虑结结构分体体系的具具体设计计之前，就就能形成成这种方方案的概概念这这无需预预想，因因为尽管管拱体系系的设计计有很多多方法，可可以是混混凝土结结构，也也可以是是钢结构构，但不不会改变变整个方方案的适适用性，可可以将其其设计成成带孔的的拱形梁梁，或者者设计成成带洞口口的阶梯梯形桁架架，这时时洞口的的布置可可图4-44 总体体系方案案是选择择屋盖体体系设计计方案的的前提（a）屋屋盖体系系简支在在剪力筒筒结构分分体系上上（着重重于拱的的作用）；；（b）屋屋盖和筒筒刚性连连接，形形成整体体框架作作用（着着重于筒筒之间的的抗弯刚刚度）；；（c）屋屋盖从核核心剪力力筒向外外悬挑，楼楼盖悬挂挂在屋盖盖边缘（着着重于固固定主要要的拉索索）图4-55 在设设计特殊殊的空间间形式时时，整体体方法是是有用的的以与过道道空间以以及相邻邻的门道道一致。

同同样，纵纵向拱也也可以设设计成桁桁架或剪剪力墙由于有了了整体方方法，不不论是反反感阶段段还是具具体设计计阶段，设设计者的的创造能能力就只只会受到到他们的的想象力力和见识识的限制制整体方法法也适用用于复杂杂的建筑筑形式，比比较对称称的或者者是单个个形式的的建筑，如如前面所所举的那那些例子子显然然，在非非对称的的复杂形形式的设设计中，还还需要解解决其它它问题注注意，即即使是单单个形式式的建筑筑，其内内部也可可能是非非对称的的基本的整整体方法法应该是是将一个个复杂的的空间形形式划分分成若干干半独立立形式的的比较简简单的组组成部分分举例例说，图图4-66说明了了如何通通过把一一个体性性复杂的的建筑整整体形式式分解成成若干高高低不同同的、长长短跨度度不同的的或其它它一些简简单的空空间结构构组成部部分，使使一个复复杂形式式的建筑筑得到简简化由由于水平平力对建建筑物高高低不同同部分所所起的作作用差别别十分大大，因此此，宜于于把每个个部分当当作一个个单独的的结构来来处理与此类似，一幢建筑物也可以根据它们的基本跨度或使用性质分解成不同的结构区段因此，对于图4-6种的建筑物，每个区段的设计可以互不相同唯一复杂的问题是，在不同结构区段的交界处，结构的内力和位移应该得到协调。

图4-66 复杂杂形式和和使用要要求可以以通过分分解简化化在讨论并并说明了了应用整整体方法法分析结结构的概概念和逻逻辑关系系之后，本本章的其其余几节节将讨论论四个应应用实例例这些些例子中中所采用用的形式式都是比比较简单单的，有有单层、两两层、112层的的以及115层的的建筑；；类型有有单跨单单层的大大空间以以及分成成小间的的高层办办公楼和和高层公公寓，还还有一幢幢两层的的车库通通过几个个不同类类型分体体系相互互关系的的方案描描述和分分析，可可以说明明在实际际上怎样样能使整整体假定定具体化化在这些例例子中，将将不涉及及用什么么材料或或构件详详图等初初步设计计的问题题，这些些将在以以后的章章节中再再讨论主主要是想想说明，怎怎样把一一幢建筑筑看作一一个总的的结构体体系，竖竖向力和和水平力力又是怎怎样通过过主要结结构分体体系的相相互作用用传递到到建筑物物的基础础上的，在在所有这这些例子子中，无无论是采采用钢结结构，还还是钢筋筋混凝土土结构，还还是预应应力混凝凝土结构构，设计计都是可可行的但但是，通通过这些些例子所所用的整整体方法法，应当当认识到到，用一一些透彻彻的悟性性假定以以及仅少少量的计计算，往往往就能能对总体体系方案案提出主主要结构构方案。

可可以看到到计算是是简便而而完整的的，并不不很精确确，重点点是强调调整体的的概念，而而不是纠纠缠于细细节第三节 单层开开敞空间间建筑[例4--1]一幢开敞敞空间的的单层建建筑，平平面尺寸寸为300.5mm×61..0m，坡坡屋顶（图图4-77）通通过方案案分析此此建筑抵抵抗横载载、活荷荷载和风风荷载的的总要求求有关关计算荷荷载的具具体方法法将在第第5章讨讨论，目目前采用用如下荷荷载：假设屋顶顶横载（DDL）按按水平投投影为11.922kN//m2包括屋屋架、屋屋面做法法以及所所有支承承于屋架架上或悬悬挂在屋屋顶下的的管道和和其它设设备的重重量墙的的恒载按按墙面计计算为22.877kN//m2,包括括柱、板板壁以及及任何附附属在墙墙内的其其它构件件重量作作用在建建筑物迎迎风面上上的水平平荷载（WWL）按按其投影影面积假假定为11.444kN//m2，投影影面积高高为9..1m，宽宽为611.0mm，忽略略背风面面的吸力力，有关关风吸力力问题将将在第55章讨论论另外外，还考考虑在屋屋面上有有向下作作用的11.444kN//m2的竖向向风荷载载（压力力），其其计算水水平投影影面积是是30..5m××61..0m。

同同样，忽忽略吸力力的作用用屋面活荷荷载按水水平投影影面积是是0.996kNN/m22，比风风荷载小小，对屋屋顶设计计不起控控制作用用但是是，尽管管风荷载载的压强强要高些些，但活活荷载的的作用依依然可能能比风荷荷载更加加不利这这是因为为建筑规规范允许许在风荷荷载作用用下结构构各部位位的应力力可以比比活荷载载作用下下的应力力大（一一般要大大1/33）图4-77 总总荷载的的确定（假假设所有有荷载在在投影面面上为均均匀分布布）为了确定定抗力的的整体要要求，可可以假定定围护墙墙面为刚刚性连接接的板但但真正结结构的整整体性是是由一系系列的刚刚架形成成的，每每榀刚架架由两侧侧的柱和和两根带带坡度的的屋面大大梁所组组成它它们互相相刚性连连接，形形成门架架型结构构基本体体系，承承受屋顶顶的荷载载，并把把荷载传传给基础础（图44-8）次次要的屋屋面构件件和墙体体壁板构构件起到到联系刚刚架的作作用，并并起到空空间围护护作用建建筑物两两端有山山墙，开开有所需需要的门门窗洞口口图4-88 整整体结构构体系方方案图4-99 全部部屋面荷荷载作用用下由整整体刚架架作用引引起的总总水平反反力的近近似值作用于建建筑物的的横向水水平力由由刚架承承受。

为为了把纵纵向作用用的水平平力传给给基础，在在屋顶中中部两个个开间的的屋面设设置剪刀刀撑这这些有剪剪刀撑的的屋面开开间加大大了屋盖盖的纵向向刚度，因因而能承承受纵向向水平力力的作用用，并把把水平力力传到两两侧的柱柱间支撑撑，再传传到基础础总之，图图4-77中所示示的各种种荷载必必须传到到基础上上为了了保持建建筑物作作为整体体在恒载载和风荷荷载作用用下的静静力平衡衡，基础础上必然然产生竖竖向荷载载和水平平荷载的的反力在在恒载和和风荷载载等竖向向荷载作作用下，这这种门架架型结构构将在柱柱底产生生一个如如图4--9中所所示的向向外的水水平推力力，所以以在基础础上应有有附加的的向里的的水平反反力真真正计算算这种外外推力时时必须考考虑刚架架和拱的的组合作作用（它它将随构构件尺寸寸大小而而变化）但但是，作作为方案案分析，图图4-99种假定定全部是是拱的作作用，因因而很容容易算出出这些力力的总的的大小，沿沿建筑物物纵向每每边是225200kN由由静力荷荷载产生生的其它它反力可可直接根根据投影影面来计计算（图图4-77），并并作用在在基础上上，如图图4-110所示示图4-110 竖竖向荷载载和横向向水平荷荷载产生生的基础础反力（a） 竖向荷载载产生竖竖向反力力；（bb）横向向风荷载载（∑ML产产生的水水平反力力；（c）竖竖向荷载载产生的的水平和和竖向反反力；（dd）竖向向荷载和和横向水水平风荷荷载产生生的水平平反力让我们来来观察一一下各组组反力又又是怎样样通过建建筑物的的不同构构件分别别传到地地面上的的。

屋面面恒载及及屋面风风压力是是从次要要的屋面面构件檩檩条传给给主要的的刚架屋屋面梁，然然后向下下传给刚刚架柱，再再传给基基础作作用在山山墙上的的一半左左右的风风荷载由由檩条传传给屋面面剪刀撑撑（图44-111）屋面面剪刀撑撑承受檩檩条传来来的力以以后，再再将它传传给柱间间支撑，最最后传给给纵向基基础山山墙上的的另一半半荷载直直接传给给横向基基础图4-111 山墙上上的水平平力传至至基础图4-112 各刚架架的受荷荷投影面面积决定定刚架上上的荷载载（a）端端刚架和和中间刚刚架的受受荷面积积；（bb）作用用在中间间刚架上上的荷载载和反力力（抗倾倾覆力偶偶未示出出）作用在纵纵墙和屋屋顶上的的水平荷荷载，必必须由建建筑物的的两道横横向山墙墙或者由由刚架抵抵抗如如果希望望由山墙墙承受全全部风荷荷载，那那么整个个屋盖必必须设计计成刚性性的隔板板隔板板必须有有很大的的刚度才才能把作作用在屋屋顶和纵纵墙上的的横向风风力传给给山墙但但在本例例中，每每榀刚架架受荷面面积上的的风荷载载由这榀榀刚架本本身承受受（图44-122a）本本例中，横横向风荷荷载并不不大，这这样做是是合理的的图44-122所示为为由刚架架作用传传递这些些荷载的的情况。

竖向恒载载及风荷荷载作用用下，可可以用近近似方法法分析刚刚架（图图4-112b）每榀刚架的最大水平反力约为324kN，必须有刚架的基础来抵抗还应当注意到，由于恒载的作用，刚架梁柱节点处将受到大约324kN×4.5=1458kN.m的弯矩同样可以求得风荷载作用下的弯矩这样，就可以求得一榀标准刚架的主要内力，用以估算截面尺寸，或用以研究结构布置的可行性和经济性第4节 两层层停车库库[例4--2]图4-113所示示为一个个跨度为为18m的的两层停停车库结结构为为了节省省费用，梁梁与柱不不是采用用刚性连连接，而而是梁简简支在柱柱上但但是，在在本例中中主要关关心的问问题并不不是梁或或柱本身身的设计计，而是是分析抵抵抗水平平力（风风力或地地震作用用）的剪剪力墙的的总设计计要求为为了抵抗抗纵向水水平力，在在结构中中部附近近设置了了一道剪剪力墙CC；为了了抵抗横横向水平平力，在在结构两两端各设设置一道道剪力墙墙（A和和B）假假设屋盖盖和楼盖盖都起刚刚性水平平隔板作作用，它它们的刚刚度足够够大，可可以将水水平荷载载从建筑筑物各个个图4-113 两两层停车车库结构构的总体体设计方方案部位传到到相应的的剪力墙墙上而不不致引起起局部压压屈。

当当然，楼楼板还必必须承受受大梁之之间的竖竖向荷载载，产生生弯曲，但但这只是是一个局局部设计计问题首先要确确定作用用在每道道剪力墙墙及其基基础上的的总竖向向力和水水平力，以以便确定定对这些些剪力墙墙总承载载力和稳稳定性的的设计要要求显显然，竖竖向荷载载的受荷荷面积与与水平荷荷载的受受荷面积积是完全全不相同同的（图图4-114）在在纵向，全全部水平平力由墙墙C承受受，而墙墙C只承承受全部部竖向荷荷载的一一部分同同样，剪剪力墙AA和剪力力墙B将将分担作作用在结结构上的的全部横横向水平平力，而而每道墙墙的竖向向受荷面面积很小小因此此，竖向向荷载可可能不足足以抵抗抗水平力力的倾覆覆作用和和保持剪剪力墙的的稳定图4-114 根据受受荷面积积估算水水平和竖竖向荷载载（a）承承担竖向向荷载的的面积；；（b）承承担风荷荷载的面面积下面的简简单计算算能使一一个设计计者很快快确定出出剪力墙墙C是否否能抵抗抗地震作作用（图图4-115）对对于墙CC：每个个楼面及及屋顶单单位面积积的重量量是3..83kkN/mm2，其总重重量各为为3.883×36×48≈66118kNN如果果假设总总的地震震作用为为总重量量的100%，那那么每个个楼层将将作用有有6622kN的的地震力力（图44-155a）。

这这个力将将产生一一个倾覆覆力矩MMEQ==6622×(3++6)==59558kNN，它应应当由作作用在剪剪力墙CC上的竖竖向荷载载加上墙墙的自重重抵抗：：两层楼盖盖=3..43××18×18×2=222233kN（作作用在墙墙C上）墙C自重重=4..3×6×12==3099.6kkN总计25532..6kNN（在基基础面上上）图4-115 墙C平平衡倾覆覆力矩和和竖向荷荷载的受受力总要要求从倾覆力力矩与竖竖向力的的比值可可得偏心心矩6662×（3++6）//25332.66=2..35mm，，虽虽然偏心心荷载仍仍在墙长长度以内内，但超超出了墙墙截面的的核心点点eb=1// 6××12==2m（图图4-115b），基基础会有有抬起因因此，如如能把基基础设计计得再大大些，譬譬如说为为18mm长，则则偏心荷荷载将落落在基础础的核心心点ebb=1// 3××9=33m之内内，这样样，竖向向荷载将将足以平平衡倾覆覆力矩，基基础也不不会向上上抬起读者可以以用同样样方法来来验算剪剪力墙AA和B ，并针针对它们们抵抗地地震倾覆覆力矩的的问题提提出该采采用什么么样的措措施第5节 12层层办公楼楼[例4--3]图4-116给出出了一幢幢12层层办公楼楼的标准准平面、立立面以及及楼板截截面。

建建筑物的的两边各各有9根根柱，中中央有一一个6m×12m的的电梯和和管道井井筒作作用在各各个楼层层和屋顶顶上的竖竖向荷载载，包括括恒载和和活荷载载主要要是通过过柱传到到下层，核核心筒也也承受一一部分水水平荷载载的传递递方式可可以有好好几种在在本例中中，核心心筒是一一个筒体体结构，在在纵横两两个方向向都能抵抵抗由风风或地震震引起的的侧向力力（图44-177a）118根外外柱承受受大部分分竖向荷荷载，但但不能承承受侧向向力图4-116 112层办办公楼设设计方案案图4-117b为为另一种种抵抗水水平力的的方案这这个方案案要求，在在综、横横两个方方向，柱柱和梁刚刚性连接接形成框框架纵纵向水平平力由两两榀外框框架承受受，每榀榀框架包包括7根根中间柱柱和122道水平平梁，即即每层有有一道梁梁横向向水平力力由9榀榀框架承承担，每每榀框架架由两根根外柱和和各层大大梁组成成当然然，这幢幢建筑物物也可以以设计成成由核心心筒和框框架共同同抵抗两两个方向向的水平平力在本例中中，水平平力是通通过起水水平隔板板作用的的楼板传传递的这这种水平平隔板能能加大柱柱的刚度度，并把把柱和核核心筒连连系起来来（图44-188）。

水水平隔板板地具体体作用与与所假定定的那些些抗侧力力构件有有关在在本例中中，隔板板把侧向向力传给给核心筒筒，但也也可以传传给框架架，或者者同时传传给核心心筒和框框架无无论哪种种情况，楼楼盖在平平面内必必须大体体是刚性性的，才才能起到到刚性隔隔板的作作用，才才能使竖竖向构件件共同工工作图4-117 抵抗侧侧向力的的两种方方案（a）由由核心筒筒抵抗侧侧向力；；（b）由由框架抵抵抗侧向向力可以用荷荷载面积积法估算算作用在在建筑物物各个竖竖向构件件上的竖竖向荷载载（图44-199）这这个方法法是把楼楼盖或屋屋盖的面面积分成成区域，个个个区域域分别属属于某个个竖向承承重构件件（核心心筒或框框架）由由这块面面积计算算出各个个构件承承受的活活荷载或或恒载在在本例中中，假定定屋面或或楼面的的恒载是是5.775kNN/m22，墙面面所受的的水平风风荷载是是1.444kNN/m22因此此，地面面以上111层楼楼面再加加上屋面面，核心心筒所受受的全部部恒载为为149904kkN图4-118 核心筒筒、楼盖盖隔板和和柱的相相互作用用在图4--20的的计算中中，只是是计算11.444kN//m2的横向向风荷载载所产生生的大致致弯矩值值。

由于于横向受受风面较较大，而而井筒尺尺寸较小小，所以以横向的的计算更更重要假假设井筒筒所受到到的楼面面和屋顶顶荷载是是149904kkN，井井筒墙的的恒载是是4.779kNN/m22，那么么，抵抗抗倾覆的的总竖向向荷载是是223353kkN由由图4--20可可以看到到，合力力偏心矩矩为2..9m，非非常靠近近井筒的的边缘，因因而是不不稳定的的计算算表明，必必须把井井筒做得得相当的的强，基基础还必必须加宽宽，或许许还应采采取下部部锚固以以避免基基础向上上抬起图4-119 用用荷载面面积法得得到的构构件上的的近似荷荷载值图4-220 核核心筒方方案承受受水平荷荷载的整整体分析析反之，如如果假定定横向118m跨跨度的框框架能承承受全部部水平力力，而不不需要核核心筒，那那么可以以近似地地求得柱柱的总压压力或总总拉力（CC或T）为为645000kNN.m//18mm=35583kkN，大大致由每每侧的99根柱平平均分担担：35583 / 99=3998KN/每每根柱，比比每根柱柱所受的的恒载要要小得多多由此此看来，采采用框架架方案似似乎比核核心筒方方案好如如进行更更详细的的比较，能能够说明明框架与与核心筒筒组合方方案是最最经济的的，尤其其是考虑虑到核心心筒能抵抵抗局部部的楼层层剪力和和减小楼楼层位移移。

第6节 155层公寓寓的巨型型结构[例4--4]某幢很独独特的115层公公寓工程程是由一一排很大大的建筑筑物组成成这些些建筑物物上面几几层楼板板是连通通的，而而在第110层和和第5层层向里缩缩进形成成倒台阶阶形在在地面，相相邻建筑筑之间有有较大的的空间（图图4-221，图图4-222）每每个建筑筑单元在在顶部55层的平平面尺寸寸是277m×48mm，仅由由4个电电梯和设设备的井井筒支承承全部竖竖向荷载载，筒与与筒之间间的净距距在两个个方向均均为211m这这个方案案要求33图4-221 巨巨型框架架设计方方案个很刚的的（巨型型）结构构楼层AA、B和和C，把把井筒刚刚性连接接在一起起，并支支承它们们上面55层按一一般做法法的较薄薄的楼板板因此此，由筒筒和楼层层结构AA、B和和C共同同作用形形成刚性性框架体体系，以以承担地地震作用用方案案分析时时，可以以忽略开开筒对筒筒的影响响，并假假设按照照纯筒体体结构那那样整体体作用在在方案分分析阶段段，还忽忽略中间间各层较较薄楼板板的框架架作用图4-222 巨巨型框架架结构方方案假设每个个建筑单单元（227m宽宽×39mm平均长长×15层层高）的的全部恒恒载已经经算出是是694400kkN，全全部活荷荷载是1139770kNN。

通过过下面的的初步计计算，可可以确定定这个体体系抵抗抗地震力力的可行行性，其其控制部部分是筒筒底部99m的范范围1． 假定总地地震剪力力FEQQ为总恒恒载的66%：00.066×694400==41664kNN，则每每榀框架架承受220822kN由由图2--9，假假定FEEQ作用用在600m的33/4高高度位置置，即445m高高度处因因此，倾倾覆弯矩矩为20082kkN×45mm=9336900kN..m2．抵抗抗力臂为为21mm+3mm=244m，井井筒的内内力（CC或T）为为936690kkN.mm/244m=339044kN，一一边向上上，一边边向下3．由于于每个筒筒上的恒恒载是6694000kNN/4==173350kkN，所所以，倾倾覆作用用所产生生的±39004kNN是很小小的4．每个个筒所受受到的地地震剪力力是41164kkN/44=10041kkN图图4-223表示示在9mm的层高高中，假假定筒上上、下两两个端弯弯矩相等等，即110411kN××9/22=46684..5KN.mm5．因此此，由这这个力矩矩所产生生的偏心心距e==4688488KN.mm/1773500Kn=00.277m，与与筒宽33m相比比是很小小的。

应当注意意，在第第4步中中假定每每个筒下下段9mm高的顶顶部和底底部弯矩矩是相等等的但但即使全全部弯矩矩都由底底部承受受，偏心心距也只只有0..54mm，略微微超过一一点筒宽宽度3mm的三分分点如果筒是是3000mm厚厚的钢筋筋混凝土土墙，则则混凝土土的97720000mmm2，因因此，在在恒载和和活载共共同作用用下，墙墙的平均均压应力力是：（1173550+1139770/44）×103kN//97220000mm22=211.4MMPa这个应力力可能是是比较高高的，因因为除此此之外还还必须加加上由地地震倾覆覆力矩所所产生得得39004kNN轴向力力及地震震剪力引引起的446844.5KKN.mm（或更更大些）弯弯矩所产产生的应应力最最好是把把墙加厚厚，如加加到4550mmm，或是是增大筒筒的尺寸寸，如加加大至33.6mm×3.66m这这样，尽尽管采用用了很近近似的方方法，但但是可以以较为简简单地检检验这个个独特设设计在结结构上的的可行性性图4-223 假设各各筒下部部9m为为纯框架架作用。