高楼核心式平面布置及悬挂体系优势

1.主体结构类型

悬挂结构体系有多种类型，按其主体结构的类型划分，已建工程采用过的悬挂方式有以下几种：

（1）多筒-桁架悬挂体系 以多个竖筒（巨型柱）为主要承力构件，利用大跨度钢桁架的钢吊杆悬挂各层楼盖（图4-120a）。

（2）大拱悬挂体系 主体结构为钢筋混凝土大拱，在大拱上安装吊杆，悬挂各层楼盖（图4-120b）。

（3）巨型框架悬挂体系 以巨型框架为结构主体，承受整个楼房的全部侧力和重力荷载，各层楼盖分段悬挂在巨型框架的大梁上（4-120c）。此种结构体系与巨型框架体系的区别在于：采用受拉吊杆取代承压的次框架柱。

图4-120 悬挂体系的三种结构方案

a）多筒-桁架悬挂体系 b）大拱悬挂体系 c）巨型框架悬挂体系

（4）芯筒悬挂体系 建筑楼面采取核心式平面布置的高楼，可利用芯筒作为结构体系的主要承力构件。在芯筒的顶部，或者再在每隔若干楼层的芯筒中段，沿径向伸出若干棍悬臂桁架。在每棍桁架的端部安装一根吊杆，或者在每棍桁架的端部和根部各安装一根吊杆，以悬挂其下各楼层的楼盖（图4-121）。

西班牙马德里的托斯科隆大厦（Torrer colon），就是采用这种悬挂体系，图4-122为该大楼的外观。德国慕尼黑市的BMW公司办公大楼，1972年建成，地面以上共22层，也是采用芯筒悬挂体系（图4-123）。

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图4-121 芯筒悬挂体系

图4-122 马德里市托斯科隆大厦

（5）钢构架悬挂体系 香港汇丰银行大楼，1985年建成，地面以上43层，高175m，采用钢构架悬挂体系，其悬挂体系的主构件，由8根格构柱和5道纵、横向桁架梁所组成，各道桁架梁之间的4～7层楼盖，通过吊杆悬挂在上一层的桁架梁上（图4-128、图4-129）。

2.结构特征

（1）悬挂结构体系是指，采用吊杆将高楼的各层楼盖悬挂在主构架上，或分段悬挂到主构架的各道横梁或悬臂上，所形成的结构体系。

（2）主构架承担高楼的全部水平荷载和竖向荷载，并将它直接传至基础；吊杆则仅承担其所辖范围内若干楼层的重力荷载，各楼层的风力或地震力则通过柔性连接传至主构架。

（3）钢材是匀质材料，具有很高的而且几乎相等的抗拉和抗压强度。然而，长细比稍大的受压钢杆件，就会因侧向失稳而不能充分发挥钢材的抗压强度，受拉钢杆件因无失稳问题而能充分发挥材料的高强度。悬挂体系正好实现了这一设计概念而成为一种经济、高效的结构体系。

（4）悬挂体系中，除主构架落地外，其余部分均可不落地，为实现建筑底层的全开敞空间，创造了条件。

（5）位于地震区的高楼，采用悬挂体系，还可大幅度地减小地震力。例如，法国的一幢高层学生宿舍，每三层作为一个单元，悬挂在巨大的门式刚架上，据测算，动力反应减小50%以上。