筒體結構建築

筒體結構建築是由一個或幾個密柱形筒體構成高聳空間抗側力及承重結構的高層建築。由於這種建築如同一個固定於基礎的中間由樓板逐層封閉的空心懸臂樑，故具有良好的剛度和防震能力。

筒體結構建築的特點是不僅能承受豎向荷載，而且能承受很大的水平荷載。形成很多，分單筒、套筒、束筒三種，筒體形式有實腹筒體和空腹筒體，前者如電梯井和設備管井的鋼筋混凝土牆形成的封閉筒體，後者為房屋四周密集柱和高跨比很大的窗裙梁形成的多孔筒體。

在高層建築中，特別是超高層建築中，水平荷載越來越大，起著控制作用。筒體結構便是抵抗水平荷載的最有效力的結構體系。它的受力特點是，整個建築猶如固定於基礎上的封閉空心的茼式懸臂樑來抵抗水平力。

筒體結構作為高層建築的一種結構形式，古已有之，如建於公元 2 世紀的印度佛祖塔，平面為正方形，磚砌塔身高55米；1055 年建成的中國定縣開元寺塔，塔身為磚砌筒中筒，共 11 層，高 84 米。

筒體結構在現代高層建築中廣泛應用。目前世界上的高層建築多是筒體結構，如美國芝加哥的約翰·漢考克大廈、西爾斯大廈、標準石油公司大廈和紐約的世界貿易中心大廈等。

按布置方式和構造可分為三種基本形式。

單筒結構有框架單筒結構和桁架單筒結構。

① 框架單筒結構。最早應用於現代高層建築中的筒體結構，適用於平面為圓形、正方形或接近正方形的建築。外牆採用間距為1～3米的密柱，由0.6～1.2米高的梁把柱子剛性連接起來，成為一個多孔的筒體。剛性樓層把側向力傳到周邊牆上，外牆的所有柱子如同懸臂樑一樣，承受軸向拉力或軸向壓力，整個筒體具有良好的整體剛度。美國紐約110層的世界貿易中心大廈，就是這種單筒建築的。

② 桁架單筒結構。在框架單筒結構中由梁和柱組成的矩形網格內加上對角斜撐，即成為桁架單筒結構。其剛度和強度都比框架單筒結構高，可建造比框架單筒結構更高的建築。

筒中筒結構由內筒和外筒共同組成，公共服務部分集中在中心部位的內筒內。這種結構用內筒作為承受重力荷載和側向荷載的核心，通過樓層的樓板將內外筒連結成為整體，共同抵禦側向力。筒中筒結構的優點是內筒和外筒間不設柱子，空間分隔靈活。中國深圳的國際貿易中心大廈共50層，高160米，就使用這種結構。日本東京的新宿住友大廈，考慮防震要求，採用了內外三層的筒中筒結構。

束筒結構即組合筒結構。建築平面較大時，為減小外牆在側向力作用下的變形，將建築平面按模數網格布置，使外部框架式筒體和內部縱橫剪力牆（或密排的柱）成為組合筒體群。這就大大增強了建築物的剛度和抗側向力的能力。束筒結構可組成任何建築外形，並能適應不同高度的體型組合的需要，豐富了建築的外觀。美國芝加哥110層的西爾斯大廈就是應用束筒結構的。

現代筒體結構按材料區分有鋼筋混凝土結構和鋼結構，以及兩者相結合的結構。鋼筋混凝土結構筒體的合理高度為60層左右，比一般框架結構可節省一半材料。目前世界上最高的鋼筋混凝土建築是1976年建於美國芝加哥的水塔廣場大廈，共76層，高260米，為筒中筒結構。鋼結構筒體的合理高度達80層，比傳統的鋼框架結構可節省鋼材60%左右。美國芝加哥 100層的約翰·漢考克大廈，用鋼量只相當於鋼框架結構35層的用鋼量。鋼和鋼筋混凝土混合結構中，有的用鋼筋混凝土以滑升法建內核心環，而外筒用鋼材；有的則用鋼材建內核心和樓層，而以預應力鋼筋混凝土構築外筒。