Sears(美國(guó)西爾斯大廈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介)課件

西爾斯大廈

結(jié)構(gòu)分析西爾斯大廈(SearsTower)是位于美國(guó)伊利諾伊州芝加哥的一幢摩天大樓，用作辦公室，SOM建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所為當(dāng)時(shí)世界上最大的零售商西爾斯百貨公司設(shè)計(jì)。樓高442.3米，共地上108層，地下3層，總建筑面積418，000平方米，底部平面68.7×68.7米，由9個(gè)22.9米見(jiàn)方的正方形組成。西爾斯大廈在1974年落成時(shí)曾一度是世界

上最高的大樓，并保持了世界上最高建筑物的紀(jì)錄25年。大廈采用由鋼框架構(gòu)成的束筒結(jié)構(gòu)體系美籍結(jié)構(gòu)工程師FazlurKhan為解決像西爾斯大廈這樣的高層建筑的關(guān)鍵性抗風(fēng)結(jié)構(gòu)問(wèn)題，提出了束筒結(jié)構(gòu)體系的概念并付諸實(shí)踐。其外形的特點(diǎn)是逐漸上收的，從下部的九個(gè)方筒，直到頂部只剩下相鄰的兩個(gè)方筒單元。所有的塔樓寬度相同，但高度不一。這樣的設(shè)計(jì)既可減小風(fēng)壓，又取得外部造型的變化效果。西爾斯大廈結(jié)構(gòu)平面布置圖束筒結(jié)構(gòu)的概念束筒結(jié)構(gòu)，即組合筒結(jié)構(gòu)。建筑平面較大時(shí)，為減小外墻在側(cè)向力作用下的變形，將建筑平面按模數(shù)網(wǎng)格布置，使外部框架式筒體和內(nèi)部縱橫剪力墻（或密排的柱）成為組合筒體群。這就大大增強(qiáng)了建筑物的剛度和抗側(cè)向力的能力。西爾斯大廈計(jì)算模型的簡(jiǎn)化

根據(jù)連續(xù)化原理，將大廈九孔束筒的八榀框架模擬為右圖中的八片等效均質(zhì)的正交板，則束筒就變成了由八塊各向異形板和角柱圍成的等效實(shí)腹薄壁筒。結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)的基本假定

1.假定九孔束筒結(jié)構(gòu)中各個(gè)模數(shù)筒之間是通過(guò)剛性樓板連接在一起的。2.筒壁所受的應(yīng)力均為平面應(yīng)力?；谀芰吭淼氖步Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化計(jì)算記等效實(shí)腹薄壁筒的剪切變形和縱向翹曲位移，假定縱向位移函數(shù)，引入相應(yīng)的對(duì)偶變量，建立考慮剪力滯后影響的束筒結(jié)構(gòu)受彎分析的哈密頓對(duì)偶求解體系，能方便地通過(guò)精細(xì)積分法求出束筒結(jié)構(gòu)的高精度數(shù)值解。側(cè)向剛度大，允許建筑物達(dá)到很高的高度結(jié)構(gòu)體系的模塊可以在任意高度予以削弱，在減小橫截面積的同時(shí)結(jié)構(gòu)的整體性可以繼續(xù)保持。故建筑立面布置相對(duì)靈活。若干個(gè)筒體的并聯(lián)，共同承擔(dān)水平荷載，可以看成若干個(gè)框筒之間夾了些