高層建筑框架一核心筒結構設計分析

1、高層建筑框架一核心筒結構設計分析 摘要：文章根椐筒體結構的特點，結合工程案例對簡體結構特別是框架一核心筒結構從概念設計、計算程序選取、結構計算參數(shù)的選取、平面布置、構造要求等方面進行了探析，以完善框架一核心筒結構設計。關鍵詞：框架一核心筒結構，高層建筑，設計，構造引言簡體結構是由豎向筒體為主組成的承受豎向和水平作用的高層建筑結構。筒體結構主要包含以下兩種：（1）筒結構：由核心筒與外圍框筒組成的高層建筑結構；（2）框架一核心筒結構：由核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層建筑結構。框架一核心筒結構周邊柱子的柱距比較大，一般為8m12m，它和沿周邊的梁構成了外框架，中間為電梯井、樓梯間、管道井等構成的核

2、心筒，受力特點類似框架一剪力墻。某工程建筑面積12726.35m2。地下2層為車庫，地上3層為商業(yè)，地上4層22層為寫字樓或公寓。檐口高度71.800m，裝飾構件高度為78.800m。該工程的抗震設防烈度為8度，抗震設防類別為丙類，結構抗震等級為剪力墻一級，框架一級。1計算程序選取框架核心筒的結構分析應符合高層建筑混凝土結構技術規(guī)程(以下簡稱為高規(guī))和建筑抗震設計規(guī)范的有關規(guī)定，采用三維空問分析方法進行內力分析，對B類高度或體型復雜的筒體結構應采用兩個或兩個以上不同力學模型的空間分析程序進行內力分析和比較，考慮雙向水平地震下的扭轉地震作用效應，并應采用時程分析進行多遇地震下的補充計算。本工程為

3、A類建筑高度，結構整體分析采用SATWE和TAT兩種軟件分析計算結構，并優(yōu)化了結構方案。2結構計算參數(shù)的選取（1）設計基準期50年，使用年限50年，安全等級為二級，地基設計等級為乙級；（2）本工程抗震設防烈度為8度，地震分組為第一組，設計基本地震加速度為0.20g，建筑抗震設防類別為丙類；（3）基本風壓為0.40kN/m2，對于特別重要或對風荷載比較敏感的高層建筑(一般高度大于60m的高層建筑)，其基本風壓應按100年重現(xiàn)期的風壓值。因此基本風壓取0.45kNm2，地面粗糙為C類，風壓體形系數(shù)、風壓高度變化系數(shù)及風振系數(shù)均按GB500092001建筑結構荷載規(guī)范的規(guī)定采用，樓面活荷載標準值按荷

4、載規(guī)范取值。3主要結構構件截面核心筒框架柱和邊框架梁截面尺寸與混凝土等級見表1表1核心筒框架柱和邊框架梁截面尺寸與混凝土等級4框架一核心筒平面布置圖1標準層結構平面布置層（1）核心筒宜貫通建筑物全高。核心筒的寬度不宜小于簡體總高的1/12，當筒體結構設置角筒、剪力墻或增強結構整體剛度的構件時，核心筒的寬度可適當減小。本工程核心筒高度為71.800m，最小寬度為8.250m，高寬比為1/8.7，滿足要求；（2）核心筒的周邊宜閉合，樓梯、電梯間應布置混凝土內墻；核心筒應具有良好的整體性；（3）核心筒外墻的截面厚度不應小于層高的1/0及200mm，對一、二級抗震設計的底部加強部位不宜小于層高的1/1

5、6及200mm，不滿足時，應按本規(guī)程附錄D計算墻體穩(wěn)定，必要時可增設扶壁柱或扶壁墻；在滿足承載力要求以及軸壓比限值(僅對抗震設計)時，核心筒內墻可適當減薄，但不應小于160mm。又因為有框架梁支承在核心筒上，核心筒的外墻厚度宜大于04LAE(梁縱向受力鋼筋的錨固長度)，工程中框架梁鋼筋最大為25mm抗震等級為一級。工程核心筒外墻的截面厚度為400mm，滿足以上要求；（4）核心筒外墻較大的門洞宜上下豎向連續(xù)布置，以使其內力變化保持連續(xù)性；（5）工程標準層的層高為3300mm，門及設備洞口高度為2100mm，連梁高度取值從400mm1200mm逐步變化，而整體計算結構也隨之變化。比較分析見表2。最

6、終工程標準層采用400mm1200mm高的連梁。標準層結構平面布置圖見圖l。表2計算結果分析5構造要求（1）簡體墻的加強部位、邊緣構件的設置以及配筋設計，應符合高規(guī)第7章的有關規(guī)定。抗震設計時，框架一核心筒結構的核心筒和筒中筒結構的內筒，應按高規(guī)第7.2.157.2.17條的規(guī)定設置約束邊緣構件或構造邊緣構件，其底部加強部位在重力荷載作用下的墻體軸壓比不宜超過高規(guī)表7.2.14的規(guī)定。（2）簡體結構的樓蓋外角宜設置雙層雙向鋼筋，單層單向配筋率不宜小于0.3%，鋼筋的直徑不應小于8mm，間距不應大于150mm，配筋范圍不宜小于外框架(或外筒)至內筒外墻中距的1/3和3m。（3）跨高比不大于2的框

7、筒梁和內筒連梁宜采用交叉暗撐；跨高比不大于1的框筒梁和內筒連梁應采用交叉暗撐，且應符合下列規(guī)定：梁的截面寬度不宜小于300mm；全部剪力應由暗撐承擔。每根暗撐應由4根縱向鋼筋組成，縱筋直徑不應小于14mm，做法見圖2，總面積A應按下列公式計。無地震作用組合：；有地震作用組合：。圖2連梁交叉暗撐（JC）示意圖6結束語（1）核心筒為框架核心筒的主要抗側力結構，因絕對保證核心筒的整體性和足夠的剛度。（2）框架一核心筒在強烈地震作用下，框架柱的損壞程度遠大于核心筒，必須按高規(guī)調整各框架柱的地震剪力。（3）影響剪力墻平面外對梁端嵌固作用的主要因素：墻平面外對梁端嵌固作用有效長度、墻線剛度與梁線剛度之比和墻在該層的軸壓力等等。為加強墻平面外對梁端嵌固作用，可采取梁端水平加腋法、增加墻邊框梁方法，梁端彎矩可采用“調幅再調幅”方法。（4）連梁屬于深彎梁和深梁的范疇，正截面承載力計算時，不能按桿系模型計算，連粱截面選取對核心筒抗彎能力與整體剛度有很大的影響。參考文獻1阮永輝,呂西林.帶水平加強層的超高層結構的力學性能分析J.結構分析,2000(4).2高層建筑混凝土結構技術規(guī)范JGJ32002.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.3高層建筑結構設計建議上?？茖W技術出版社，20