一种高层建筑剪力墙筒体及提高筒体节材承载性能的方法

摘要

本发明公开了一种高层建筑剪力墙筒体及提高筒体节材承载性能的方法，属于高层建筑结构设计技术领域，解决了现有技术中的剪力墙筒体设计的结构经济合理性考虑相对偏少、无法真正满足设计合理性以及造成结构材料浪费的问题。高层建筑剪力墙筒体，包括外筒以及设于外筒内的内墙，外筒上开设的洞口数量仅为满足使用者出入的建筑功能门洞的数量，不设置建筑结构门洞；外筒墙肢长度为标准设计的墙肢长度，标准设计的墙肢长度等于外筒墙肢周长与外筒上的开洞数量之比，内墙仅为用于筒内搭建结构梁系楼盖的内墙。本发明的高层建筑剪力墙筒体及提高筒体节材承载性能的方法可用于高层建筑。

权利要求

1.一种提高筒体节材承载性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：建造建筑物外筒，在外筒上开设洞口，洞口数量仅为满足使用者出入的建筑功能门洞的数量，不设置建筑结构门洞，外筒墙肢长度为标准设计的墙肢长度，标准设计的墙肢长度等于外筒墙肢周长与外筒上的开洞数量之比；

建造建筑物内墙，内墙仅为用于筒内搭建结构梁系楼盖的内墙；

建造连梁，所述连梁的两端分别与洞口侧面连接，增加连梁的高度，除去用于设备走线的不可加高的连梁，其他连梁底标高等于门洞顶标高；

计算剪力墙筒体的节材承载性能提升指数，并进行分级评价，构建剪力墙筒体节材承载性能提升指数评价等级；

节材承载性能提升指数为0％～10％，节材承载性能提升指数评价等级为优秀；

节材承载性能提升指数为10％～20％，节材承载性能提升指数评价等级为较好；

节材承载性能提升指数为20％～30％，节材承载性能提升指数评价等级为有效；

节材承载性能提升指数大于30％，节材承载性能提升指数评价等级为一般；

所述节材承载性能提升指数采用如下方法获取：Wv＝Ce×Wp1+Ie×Wp2+Be×Wp3；

Wv：节材承载性能提升指数；

Ce：外筒强化指数；

Ie：内墙消减指数；

Be：连梁高度指数；

Wp1：外筒强化指数综合权重；

Wp2：内墙消减指数综合权重；

Wp3：连梁高度指数综合权重；

所述外筒强化指数采用如下方法获取：Ce＝We×50％+He×50％；

We＝((As1‑As0)/As1)×100％；

He＝((Bs0‑Bs1)/Bs0)×100％；

Ce：外筒强化指数；

We：外筒墙肢指数；As0：实际外筒墙肢平均长度，As0＝Ast/Hn0；Ast：外筒周长；Hn0：外筒实际洞口数量；As1：最优外筒墙肢平均长度，As1＝Ast/Hn1；Ast：外筒周长；Hn1：外筒最低限度洞口数量；

He：外筒开洞指数；Bs0：外筒实际洞口数量；Bs1：外筒最优洞口数量；

所述内墙消减指数采用如下方法获取：Ie＝((Cs0‑Cs1)/Cs0)×100％；

Ie：内墙消减指数；

Cs0：实际内墙合计长度；

Cs1：最优内墙合计长度；

所述连梁高度指数采用如下方法获取：Be＝((Ds1‑Ds0)/Ds1)×100％；

Be：连梁高度指数；

Ds0：实际连梁高度设置于门洞顶标高连梁数量；

Ds1：合计连梁数量。

说明书

一种高层建筑剪力墙筒体及提高筒体节材承载性能的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高层建筑结构设计，尤其涉及一种高层建筑剪力墙筒体及提高筒体节材承载性能的方法。

背景技术

[0002] 现有技术中，对于高层建筑剪力墙筒体的结构设计，主要以建筑方案为基础，以工程经验为依托，综合考虑概念设计和结构计算，以半经验、半分析的方式展开。

[0003] 由于结构规范的控制因素，上述方法对于剪力墙筒体的结构安全性控制相对较好，而对于其结构合理性及经济性考虑相对偏少，而且通常仅以更加贴近规范指标限值等
模糊且并非一定准确的规则进行控制，使得剪力墙筒体的结构无法真正满足设计合理性，
从而造成钢筋材料的浪费，无法满足节材的设计目标。

发明内容

[0004] 鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种高层建筑剪力墙筒体及提高筒体节材承载性能的方法，解决了现有技术中的剪力墙筒体设计的结构经济合理性考虑相对偏少、无法
真正满足设计合理性以及造成结构材料浪费的问题，本发明全新的提出了一种剪力墙筒体
结构以及设计方法，在节省材料用量的前提下，提高了结构安全性和经济效益。

[0005] 本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

[0006] 本发明提供了一种高层建筑剪力墙筒体，包括外筒以及设于外筒内的内墙，外筒上开设的洞口数量仅为满足使用者出入的建筑功能门洞的数量，不设置建筑结构门洞；外
筒墙肢长度为标准设计的墙肢长度，标准设计的墙肢长度等于外筒墙肢周长与外筒上的开
洞数量之比，内墙仅为用于筒内搭建结构梁系楼盖的内墙。

[0007] 在一种能的设计中，还包括两端分别与洞口侧壁连接的连梁，除去用于设备走线的不可加高的连梁，其他连梁的底标高等于门洞顶标高。

[0008] 在一种能的设计中，高层建筑为框架‑核心筒结构体系或框架‑剪力墙结构体系。

[0009] 本发明还提供了一种提高筒体节材承载性能的方法，包括以下步骤：

[0010] 建造建筑物外筒，在外筒上开设洞口，洞口数量仅为满足使用者出入的建筑功能门洞的数量，不设置建筑结构门洞，外筒墙肢长度为标准设计的墙肢长度，标准设计的墙肢
长度等于外筒墙肢周长与外筒上的开洞数量之比；

[0011] 建造建筑物内墙，内墙仅为用于筒内搭建结构梁系楼盖的内墙。

[0012] 在一种能的设计中，还包括建造连梁，连梁的两端分别与洞口侧面连接，增加连梁的高度，除去用于设备走线的不可加高的连梁，其他连梁底标高等于门洞顶标高。

[0013] 在一种能的设计中，还包括计算剪力墙筒体的节材承载性能提升指数，并进行分级评价，构建剪力墙筒体节材承载性能提升指数评价等级；

[0014] 节材承载性能提升指数为0％～10％，节材承载性能提升指数评价等级为优秀；

[0015] 节材承载性能提升指数为10％～20％，节材承载性能提升指数评价等级为较好；

[0016] 节材承载性能提升指数为20％～30％，节材承载性能提升指数评价等级为有效；

[0017] 节材承载性能提升指数大于30％，节材承载性能提升指数评价等级为一般。

[0018] 在一种能的设计中，节材承载性能提升指数采用如下方法获取：

[0019] Wv＝Ce×Wp1+Ie×Wp2+Be×Wp3；

[0020] Wv：节材承载性能提升指数；

[0021] Ce：外筒强化指数；

[0022] Ie：内墙消减指数；

[0023] Be：连梁高度指数；

[0024] Wp1：外筒强化指数综合权重；

[0025] Wp2：内墙消减指数综合权重；

[0026] Wp3：连梁高度指数综合权重。

[0027] 在一种能的设计中，外筒强化指数采用如下方法获取：

[0028] Ce＝We×50％+He×50％；

[0029] We＝((As1‑As0)/As1)×100％；

[0030] He＝((Bs0‑Bs1)/Bs0)×100％；

[0031] Ce：外筒强化指数；

[0032] We：外筒墙肢指数；As0：实际外筒墙肢平均长度，As0＝Ast/Hn0；Ast：外筒周长；Hn0：外筒实际洞口数量；As1：最优外筒墙肢平均长度，As1＝Ast/Hn1；Ast：外筒周长；Hn1：
外筒最低限度洞口数量；

[0033] He：外筒开洞指数；Bs0：外筒实际洞口数量；Bs1：外筒最优洞口数量。

[0034] 在一种能的设计中，内墙消减指数采用如下方法获取：

[0035] Ie＝((Cs0‑Cs1)/Cs0)×100％；

[0036] Ie：内墙消减指数；

[0037] Cs0：实际内墙合计长度；

[0038] Cs1：最优内墙合计长度。

[0039] 在一种能的设计中，连梁高度指数采用如下方法获取：

[0040] Be＝((Ds1‑Ds0)/Ds1)×100％；

[0041] Be：连梁高度指数；

[0042] Ds0：实际连梁高度设置于门洞顶标高连梁数量；

[0043] Ds1：合计连梁数量。

[0044] 与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

[0045] a)本发明提供的高层建筑剪力墙筒体，高层建筑剪力墙筒体结构设计过程中，筒体布置方案，尤其是外筒和内墙的布置至关重要，通过对外筒1和内墙2的合理设计，能够在
有效减少结构材料用量的前提下，使得上述高层建筑剪力墙筒体的抗侧向力不降反升。

[0046] b)本发明提供的高层建筑剪力墙筒体，合理加强外筒，减少外墙筒体开洞，加大外墙筒体墙肢长度；合理消减内墙，降低抗侧力贡献较低部分的结构墙肢数量；可以有效提升
筒体剪力墙的工作效率，减少低效率墙肢和边缘构件，有效降低主体结构钢筋用量，适量降
低主体结构混凝土用量。高层建筑剪力墙筒体结构设计过程中，剪力墙墙肢设计方案，尤其
是墙肢长度至关重要，合理减少开洞，非建筑或设备专业必需条件下，尽量降低结构洞数
量，可以有效提升筒体剪力墙墙肢的工作效率，增大计算截面高度，有效降低主体结构钢筋
用量。高层建筑剪力墙筒体结构设计过程中，连梁设置方案，尤其是连梁高度设定方案至关
重要，条件允许前提下，对于非设备专业出线要求的剪力墙洞口位置，适当加高连梁，或者
直接连梁高度取门洞顶，可以有效提升筒体剪力墙的联合工作效率，提升筒体的整体抗侧
刚度，有效降低主体结构钢筋用量。

[0047] b)本发明提供的高层筒体建筑结构能够为高层建筑方案阶段结构剪力墙筒体布置方法提供概念性指导，有效避免严重影响结构合理性和经济性的建筑剪力墙筒体布置方
案；为高层建筑剪力墙筒体各个设计方面，提供通俗易懂的指导性设计准则，简化设计流
程，提高设计效率；通过运用高层建筑剪力墙筒体经济合理化设计方法，有效改善结构剪力
墙筒体设计的合理属性，节约工程造价。

[0048] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明
书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0049] 附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

[0050] 图1为对比例1的标准层平面的立体图；

[0051] 图2为对比例1的主体结构计算模型；

[0052] 图3为对比例1的标准层平面的俯视图；

[0053] 图4为对比例2的标准层平面的俯视图，虚线框中为新增洞口；

[0054] 图5为本发明实施例1的标准层平面的俯视图，点虚线中为内墙或洞口变化位置；

[0055] 图6为对比例3的标准层平面的立体图；

[0056] 图7为对比例3的主体结构计算模型；

[0057] 图8为对比例3的标准层平面的俯视图；

[0058] 图9为本发明实施例2的标准层平面的俯视图，点虚线中为内墙或洞口变化位置；

[0059] 图10为本发明实施例3的标准层平面的俯视图。

[0060] 附图标记：

[0061] 1‑外筒；2‑内墙；3‑洞口。

具体实施方式

[0062] 下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

[0063] 本发明提供的高层建筑剪力墙筒体，参见图5、图9至图10，包括外筒1以及设于外筒1内的内墙2，外筒1上开设的洞口3数量仅为满足使用者出入的建筑功能门洞(例如，设备
管井门洞、人员通道门洞、消防疏散门洞、电梯门洞等)的数量，不设置建筑结构洞口(例如，
非建筑及设备必须要求额外设置的墙体洞口，仅用于调整剪力墙墙肢长度及主体抗侧刚度
而设置的结构洞口)，外筒1墙肢长度为标准设计的墙肢长度，标准设计的墙肢长度等于外
筒1墙肢周长与外筒1上的开洞数量之比，内墙2仅为用于筒内搭建结构梁系楼盖的内墙2
(墙肢内墙布置满足结构楼盖、楼层梁及楼板跨度不超过常规设置标准，例如，楼层梁跨度
不超过9米，楼板跨度不超过4.5米)。

[0064] 需要说明的是，高层建筑剪力墙筒体的结构涉及内容非常丰富，从平面布置、竖向布置到墙肢、连梁设计方法，如果需要全面分析会导致自变量过多，引起发明设计困难。基
于上述原因，本发明将不考虑将建筑专业决策为主的筒体的平面布置和竖向布置作为主要
发明对象，尽可能排除类似于人工费等相对于本发明内容敏感度较低成本要素，转而以结
构专业的筒体布置方案、墙肢设计方法和连梁设置方案作为重点发明对象。

[0065] 与现有技术相比，本发明提供的高层建筑剪力墙筒体，高层建筑剪力墙筒体结构设计过程中，筒体布置方案，尤其是外筒1和内墙2的布置至关重要，通过对外筒1和内墙2的
合理设计，能够在有效减少结构材料用量的前提下，使得上述高层建筑剪力墙筒体的抗侧
向力不降反升。具体来说，合理加强外筒1，减少外墙筒体开洞，加大外墙筒体墙肢长度，合
理消减内墙2，降低抗侧力贡献较低部分的结构墙肢数量；可以有效提升筒体剪力墙的工作
效率，减少低效率墙肢和边缘构件，有效降低主体结构钢筋用量，适量降低主体结构混凝土
用量。高层建筑剪力墙筒体结构设计过程中，剪力墙墙肢设计方案，尤其是墙肢长度至关重
要，合理减少开洞，非建筑或设备专业必需条件下，尽量降低结构洞数量，可以有效提升筒
体剪力墙墙肢的工作效率，增大计算截面高度，有效降低主体结构钢筋用量。

[0066] 此外，本发明提供的高层建筑剪力墙筒体结构能够为高层建筑方案阶段结构剪力墙筒体布置方法提供概念性指导，有效避免严重影响结构合理性和经济性的建筑剪力墙筒
体布置方案；为高层建筑剪力墙筒体各个设计方面，提供通俗易懂的指导性设计准则，简化
设计流程，提高设计效率；通过运用高层建筑剪力墙筒体经济合理化设计方法，有效改善结
构剪力墙筒体设计的合理属性，节约工程造价。

[0067] 为了进一步提高外筒1的筒体剪力墙节材承载性能，上述剪力墙筒体还包括两端分别与洞口3侧壁连接的连梁，除去设备走线等条件限制的不可加高连梁，加大连梁高度，
连梁底标高等于门洞顶标高。高层建筑剪力墙筒体结构设计过程中，连梁设置方案，尤其是
连梁高度设定方案至关重要，条件允许前提下，对于非设备专业出线要求的剪力墙洞口3位
置，适当加高连梁，或者直接连梁高度取门洞顶，可以有效提升筒体剪力墙的联合工作效
率，提升筒体的整体抗侧刚度，有效降低主体结构钢筋用量。

[0068] 本发明还提供了一种筒体节材承载性能的方法，包括以下步骤：

[0069] 建造建筑物外筒，在外筒上开设洞口，洞口数量仅为满足使用者出入的建筑功能门洞的数量，不设置建筑结构门洞，外筒墙肢长度为标准设计的墙肢长度，标准设计的墙肢
长度等于外筒墙肢周长与外筒上的开洞数量之比；

[0070] 建造建筑物内墙，内墙仅为用于筒内搭建结构梁系楼盖的内墙。

[0071] 与现有技术相比，本发明提供的提高筒体节材承载性能的方法的有益效果与上述高层建筑剪力墙筒体的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

[0072] 为了最大限度地提高外筒的节材承载性能，相比于常规的外筒开洞数量，上述方法中，外筒上的洞口数量为最低标准的开洞数量；同样地，内墙设置长度仅需满足核心筒内
搭建结构梁系楼盖的最低标准，也就是说，内墙仅为用于筒内搭建结构梁系楼盖的内墙。

[0073] 为了进一步提高剪力墙筒体节材承载性能，上述方法具体措施还包括控制建筑物墙肢墙肢长度高于标准设计或常规设计，洞口数量为最低标准的开洞数量。

[0074] 为了进一步提高剪力墙筒体节材承载性能，上述方法具体措施还包括建造连梁，所述连梁的两端分别与洞口侧面连接，增加连梁的高度，除去用于设备走线的不可加高的
连梁，其他连梁底标高等于门洞顶标高。高层建筑剪力墙筒体结构设计过程中，连梁设置方
案，尤其是连梁高度设定方案至关重要，条件允许前提下，对于非设备专业出线要求的剪力
墙洞口位置，适当加高连梁，或者直接连梁高度取门洞顶，可以有效提升筒体剪力墙的联合
工作效率，提升筒体的整体抗侧刚度，有效降低主体结构钢筋用量。

[0075] 为了能够将上述剪力墙筒体的工作效率提升进行量化，上述方法还包括计算剪力墙筒体的节材承载性能提升指数，并进行分级评价，构建剪力墙筒体节材承载性能提升指
数评价等级；

[0076] 节材承载性能提升指数为0％～10％，节材承载性能提升指数评价等级为优秀；

[0077] 节材承载性能提升指数为10％～20％，节材承载性能提升指数评价等级为较好；

[0078] 节材承载性能提升指数为20％～30％，节材承载性能提升指数评价等级为有效；

[0079] 节材承载性能提升指数大于30％，节材承载性能提升指数评价等级为一般。

[0080] 上述节材承载性能提升指数采用如下方法获取：

[0081] Wv＝Ce×Wp1+Ie×Wp2+Be×Wp3；

[0082] Wv：节材承载性能提升指数；

[0083] Ce：外筒强化指数；

[0084] Ie：内墙消减指数；

[0085] Be：连梁高度指数；

[0086] Wp1：外筒强化指数综合权重，对主体结构整体抗侧刚度贡献最为明显，直接关系整体剪力墙筒体工作效率，定义综合权重：Wp1＝50％；

[0087] Wp2：内墙消减指数综合权重，直接影响筒体范围内剪力墙的实际数量，定义综合权重：Wp2＝25％；

[0088] Wp3：连梁高度指数综合权重，直接影响多段墙肢之间的协同工作效率，定义综合权重：Wp3＝25％。

[0089] 上述外筒强化指数采用如下方法获取：

[0090] Ce＝We×50％+He×50％；

[0091] We＝((As1‑As0)/As1)×100％；

[0092] He＝((Bs0‑Bs1)/Bs0)×100％；

[0093] Ce：外筒强化指数；

[0094] We：外筒墙肢指数；As0：实际外筒墙肢平均长度，As0＝Ast/Hn0；Ast：外筒周长；Hn0：外筒实际洞口数量；As1：最优外筒墙肢平均长度，As1＝Ast/Hn1；Ast：外筒周长；Hn1：
外筒最低限度洞口数量；

[0095] He：外筒开洞指数；Bs0：外筒实际洞口数量；Bs1：外筒最优洞口数量(注：通常即为最低限度洞口数量)。

[0096] 上述内墙消减指数采用如下方法获取：

[0097] Ie＝((Cs0‑Cs1)/Cs0)×100％；

[0098] Ie：内墙消减指数；

[0099] Cs0：实际内墙合计长度；

[0100] Cs1：最优内墙合计长度(注：通常即为保证筒体楼盖搭建的最低限度长度)。

[0101] 上述连梁高度指数采用如下方法获取：

[0102] Be＝((Ds1‑Ds0)/Ds1)×100％；

[0103] Be：连梁高度指数；

[0104] Ds0：实际连梁高度设置于门洞顶标高连梁数量；

[0105] Ds1：合计连梁数量。

[0106] 对比例1

[0107] 对比例1选用高层建筑最为常见的框架‑核心筒结构体系，结构高度约100m，设防烈度分别为8度(0.2g)。

[0108] 对比例1的标准层平面及主体结构计算模型如图1和图2所示。

[0109] 对比例1即原始计算模型的标准层平面如图3所示。

[0110] 对比例2

[0111] 对比例2选用高层建筑最为常见的框架‑核心筒结构体系，结构高度约100m，设防烈度分别为8度(0.2g)。

[0112] 由于对比例1计算模型的层间位移角距离规范限值尚有一定余量，依据常规结构经验设计方法，对对比例1的剪力墙筒体进行侧向刚度消减，通常需要增加墙体开洞，如图4
所示，虚线框中为新增开洞。

[0113] 从图4可以看出，对比例2的剪力墙洞口显著增加，结构的整体抗侧刚度有所削弱，层间位移角计算结果贴近规范限值，符合常规经验层面的结构合理化设计概念。

[0114] 需要说明的是，以下实施例和对比例中结构计算和材料用量统计选用结构有限元通用设计软件。该类软件通过虚拟施工图生成可以统计得到项目的计算用钢量和计算混凝
土用量，进而可用于评估项目的整体经济性指标，仅就本发明判别需求，具备足够的精准
度，具有简单、高效、准确的特点。

[0115] 实施例1

[0116] 实施例1选用高层建筑最为常见的框架‑核心筒结构体系，结构高度约100m，设防烈度分别为8度(0.2g)。

[0117] 本实施例调整不以消减主体结的抗侧刚度作为主要目的，转而以调整墙体在外筒和内墙之间的布置比例为主要手段，适当消减内墙、加强外筒，如图5所示。

[0118] 从图5可以看出，本实施例的核心筒内部剪力墙进行了尽可能消减，仅保留了核心筒内搭建结构梁系楼盖的最低标准；同时对外筒的墙体进行了适当加强，减少了外筒开洞，
加大了外筒墙肢长度，仅保留了最低标准的开洞数量，尽量不设置或减少设置结构洞口。

[0119] 对比例1、对比例2和实施例1的结构材料用量统计如表1～表3所示。

[0120] 表1对比例1的结构材料用量统计

[0121]

[0122]

[0123] 表2对比例2的结构材料用量统计

[0124]

[0125] 表3实施例1的结构材料用量统计

[0126]

[0127] 对比例1、对比例2和实施例1的结构材料用量统计比较，如表4所示。

[0128] 表4对比例1、对比例2和实施例1的结构材料用量统计比较

[0129] 结构案例 钢筋 混凝土 房屋高度(m) 结构体系对比例1 117％ 106％ 100 框架‑核心筒
对比例2 131％ 106％ 100 框架‑核心筒
实施例1 100％ 100％ 100 框架‑核心筒

[0130] 根据表1至表4的分析结果，具体来说，可得出以下结论：

[0131] (1)筒体剪力墙的结构布置调整，对楼板钢筋和结构梁钢筋用量的影响可以忽略。

[0132] (2)对比例1和对比例2(增加开洞)的结构混凝土用量基本相当；实施例1对比例1和对比例2，由于对内墙进行了适量消减，结构混凝土用量有一定程度降低。

[0133] (3)对比例2和实施例1的调整，对于框架柱的钢筋用量均有显著的消减作用，即增加开洞和消减内墙、加强外筒两种方式均可以较为明显的降低框架柱钢筋用量。

[0134] (4)对比例2的剪力墙钢筋用量并未由于增加开洞，抗侧刚度降低而有所下降，反而出现了较为明显的上升。原因分析为，估计采用增加开洞，降低刚度方案后，虽然主体结
构地震响应有一定程度降低，但是短小墙肢增加，抗侧力截面计算高度降低，且开洞增加
后，边缘构件数量显著增多，导致剪力墙用钢量大幅度提升，已经远远超过地震响应减小带
来的有利影响。

[0135] (5)高层建筑中，筒体剪力墙钢筋用量比例最高，其用量变化对整体结构钢筋用量的影响也最为显著，能够基本覆盖梁、板、柱等其他构件的钢筋用量影响。实施例1的剪力墙
钢筋用量显著降低，这是因为，内墙消减、外筒加强(注：减少开洞、加大墙肢长度)，虽然剪
力墙总量有所降低，但是对抗侧力贡献起主要作用的外筒得到了有效加强，主体结构的抗
侧刚度实际上不降反升，墙肢抗侧力计算截面高度提升，抗侧力工作效率提升，墙体钢筋用
量显著降低；剪力墙总量，尤其是对抗侧刚度贡献不大的内墙墙肢显著减少，边缘构件数量
对应减少，实现剪力墙用钢量大幅度降低，同时，也可以适量降低主体结构的混凝土用量。

[0136] 对比例3

[0137] 对比例3选用高层建筑相对常见的框架‑剪力墙结构体系，交通核区域局部设置筒体，结构高度约100m，设防烈度分别为8度(0.2g)。

[0138] 对比例3的标准层平面及主体结构计算模型如图6和图7所示。

[0139] 对比例3的标准层平面的俯视图，如图8所示。

[0140] 实施例2

[0141] 实施例2选用高层建筑相对常见的框架‑剪力墙结构体系，交通核区域局部设置筒体，结构高度约100m，设防烈度分别为8度(0.2g)。

[0142] 实施例2对剪力墙筒体的外筒加强(注：减少外筒开洞、增加外筒墙肢长度)、消减内墙，如图9所示。

[0143] 从图9可以看出，实施例2的筒体内部剪力墙进行了尽可能消减，仅保留了核心筒内搭建结构梁系楼盖的最低标准。

[0144] 实施例3

[0145] 实施例2选用高层建筑相对常见的框架‑剪力墙结构体系，交通核区域局部设置筒体，结构高度约100m，设防烈度分别为8度(0.2g)。

[0146] 实施例3在实施例2的基础上对筒体洞口位置，没有设备出线要求(注：有设备出线要求的洞口连梁高度依然选择常规高度)的连梁进行适当加强，连梁高度直接取门洞顶，如
图10所示。

[0147] 从图10可以看出，实施例3的主要外筒墙体洞口位置连梁都进行了适度加高，连梁高直接取门洞顶，整个筒体的抗刚度进一步提升。

[0148] 对比例3、实施例2和实施例3的结构材料用量统计如表5～表7所示。

[0149] 表5对比例3的结构材料用量统计

[0150]

[0151] 表6实施例2的结构材料用量统计

[0152]

[0153]

[0154] 表7实施例3的结构材料用量统计

[0155]

[0156] 对比例3、实施例2和实施例3的结构材料用量统计比较，如表8所示。

[0157] 表8对比例3、实施例2和实施例3的结构材料用量统计比较

[0158] 结构案例 钢筋 混凝土 房屋高度(m) 结构体系对比例3 126％ 105％ 100 框架‑剪力墙
实施例2 113％ 100％ 100 框架‑剪力墙
实施例3 100％ 100％ 100 框架‑剪力墙

[0159] 根据表5至表8所示的分析结果，具体来说，可得出以下结论：

[0160] (1)筒体剪力墙的结构布置调整，对楼板钢筋用量和结构梁钢筋用量的影响可以忽略。

[0161] (2)实施例2(消减内墙、加强外筒)和实施例3(连梁加强)的结构混凝土用量基均有有一定程度降低，低于对比例3。

[0162] (3)实施例2和实施例3的调整，对于框架柱的钢筋用量均无明显影响，即对于框架柱的钢筋用量影响亦可以基本忽略。

[0163] (4)高层建筑中，筒体剪力墙钢筋用量比例最高，其用量变化对整体结构钢筋用量的影响也最为显著，能够基本覆盖梁、板、柱等其他构件的钢筋用量影响。实施例2和实施例
3的剪力墙钢筋用量显著降低，这是因为，内墙消减、外筒加强(注：减少开洞、加大墙肢长
度)，虽然剪力墙总量有所降低，但是对抗侧力贡献起主要作用的外筒得到了有效加强，主
体结构的抗侧刚度实际上不降反升，墙肢抗侧力计算截面高度提升，抗侧力工作效率提升，
墙体钢筋用量显著降低；内墙消减、外筒加强，剪力墙总量，尤其是对抗侧刚度贡献不大的
内墙墙肢显著减少，边缘构件数量对应减少，实现剪力墙用钢量大幅度降低；外筒连梁加强
的原因，主体结构抗侧刚度进一步提升，虽然结构的地震响应势必有所提升，但由于外筒墙
体的工作效率提升幅度更高、提升速度更快，故结构整体依然是长墙肢或强连梁起到的更
加显著的影响作用，主体结构用钢量，尤其是剪力墙用钢量进一步显著降低。

[0164] (5)实施例2采用消减内墙、加强外筒方案，可以有效加强外筒的工作效率，同时消减对主体结构抗侧刚度贡献较小的内墙墙肢，一方面可以显著降低主体结构的钢筋用量，
另一方面也可以适量降低主体结构的混凝土用量。

[0165] (6)实施例3进一步提升了筒体范围部分洞口位置的连梁高度，相比实施例2，继续提升外筒剪力墙墙肢的工作效率，主体结构用钢量进一步降低。

[0166] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，
都应涵盖在本发明的保护范围之内。