周劍婷

摘要：框架-核心筒結(jié)構(gòu)，作為有較強(qiáng)抗震能力的結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用于國(guó)際超高層建筑中，是超高層建筑結(jié)構(gòu)中的主角。它是以核心筒為中心的高層建筑結(jié)構(gòu)，外圍是由?。埽┲蚣軜?gòu)成，在現(xiàn)實(shí)建筑工程中意義重大。本文就框架-核心筒結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行介紹，從核心筒、框架、平面布置等方面出發(fā)，具體闡述了建筑框架-核心筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并說(shuō)明了其設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：框架-核心筒結(jié)構(gòu);技術(shù)特點(diǎn);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);注意事項(xiàng);具體應(yīng)用

1關(guān)于高層建筑中框架-核心簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)的分析

框架-核心筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)部是由建筑結(jié)構(gòu)中的電梯井道、通風(fēng)井、公共空間等部分構(gòu)成，外部輔以圍狀框架。這一結(jié)構(gòu)使樓層結(jié)構(gòu)的抗震性大大增強(qiáng)，承載力很強(qiáng)，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高。框架-核心筒結(jié)構(gòu)，作為目前國(guó)際超高層建筑結(jié)構(gòu)中的主角，自然發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這種結(jié)構(gòu)不僅能使樓梯內(nèi)部空間被有效利用，還充分利用了核心筒的抗側(cè)向剛度來(lái)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗水平荷載能力。框架-核心筒結(jié)構(gòu)，是目前國(guó)際超高層建筑設(shè)計(jì)中的主流結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)隨著樓層的增加，有利于減少框架水平荷載的承擔(dān)比重，有利于增加建筑使用面積，其應(yīng)用始終符合時(shí)代城市土地利用率、建筑工程建設(shè)投資效益的要求。

2關(guān)于框架-核心簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)的闡述

2.1核心筒的設(shè)計(jì)特色

（1）核心筒的墻肢對(duì)稱(chēng)，分布均勻，宜貫通全高，墻體連通直上;核心筒的設(shè)計(jì)精度要求高，對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)用性要求強(qiáng)，例如會(huì)為了能適當(dāng)調(diào)節(jié)寬度而設(shè)計(jì)筒體結(jié)構(gòu)為角形、剪力墻等。

（2）筒體角部亦有嚴(yán)格的要求，一般不宜開(kāi)洞。如果不可避免，洞角內(nèi)壁至洞邊距離和墻體厚度也應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求;

（3）為增強(qiáng)連梁延性，一般會(huì)選擇穩(wěn)定性強(qiáng)的交叉暗撐或交叉鋼筋;

（4）框架核心筒結(jié)構(gòu)外圍輔以框架梁;

2.2框架的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）位移與周期也是工程師必須考慮的因素，抗側(cè)剛度通過(guò)增加大梁增強(qiáng);但當(dāng)柱筒距較大，則需充分考慮梁高和樓層凈空等因素。

（2）梁柱一般采用型鋼混凝土，控制截面尺寸即控制空間利用率。

2.3核心筒外墻連梁設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

在進(jìn)行核心筒外墻的連梁設(shè)計(jì)時(shí)，連梁縱筋的計(jì)算必不可少。相關(guān)的注意事項(xiàng)有以下幾點(diǎn)，首先，在高層結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算上，應(yīng)當(dāng)綜合考量連梁的延性，認(rèn)真秉承“強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)墻弱梁”的設(shè)計(jì)要求。第二點(diǎn)，為了更好地控制連梁吸收地震力的效果，連梁截面的剛度和高度都不宜設(shè)計(jì)過(guò)高，更好地調(diào)幅連梁剪力。第三點(diǎn)，在對(duì)核心筒外墻連梁的獨(dú)立墻肢進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的內(nèi)力承接分析時(shí)，不能忽略掉多震狀態(tài)下，大震則一般不考慮墻肢內(nèi)力設(shè)計(jì)。第四點(diǎn)，考慮到增強(qiáng)抗震性能的必要性，強(qiáng)化處理剪力墻的邊緣構(gòu)件，配置交叉核心筒外墻的連梁體，并設(shè)置暗撐。

2.4有關(guān)框架-核心筒的平面布置

（1）關(guān)于框架-核心筒的底部抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，總體的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)要素較多。對(duì)于截面的厚度，一般大于層高的1/20才符合穩(wěn)定性要求。同時(shí)，為了使核心筒平面布置的軸壓比低于規(guī)范限值，在相關(guān)條件允許時(shí)可以適當(dāng)增設(shè)扶壁墻或端柱。

（2）核心筒筒體的總高應(yīng)大于核心筒的寬度，考慮建筑物全高的實(shí)際情況，在相關(guān)細(xì)節(jié)或構(gòu)件的布置上，對(duì)于結(jié)構(gòu)整體剛度、角筒承載力面性能的考慮應(yīng)當(dāng)周全，同時(shí)考慮設(shè)計(jì)的實(shí)用性。

（3）以上下豎向?qū)R為準(zhǔn)連續(xù)地布置核心筒外墻較大的門(mén)洞，以保持內(nèi)力結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（4）為更好地保持核心筒的整體性，周邊宜閉合處理，樓梯的內(nèi)墻應(yīng)以混凝土澆筑。

2.5對(duì)于框架核心筒構(gòu)造的設(shè)計(jì)要求

（1）在框架核心筒構(gòu)造的設(shè)計(jì)上，單片剪力墻分布筋配筋率不能小于0.3%，設(shè)置雙向雙層的鋼筋粘合結(jié)構(gòu)更有助于鞏固樓蓋的外角。值得一說(shuō)的還有，若配筋范圍大于外筒到內(nèi)筒外墻中距的1/3，即使鋼筋直徑和間距都符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)于框架-核心筒的構(gòu)造而言還是存在一定的誤差影響的。

（2）筒體墻配筋設(shè)計(jì)、構(gòu)件的邊緣設(shè)置、加強(qiáng)部位的處理等都應(yīng)嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)定設(shè)計(jì)和執(zhí)行。在抗震設(shè)計(jì)上，筒中筒結(jié)構(gòu)內(nèi)筒、核心筒設(shè)置約束型邊緣構(gòu)件，并在底部加強(qiáng)考慮墻體軸壓比，多方位考慮重力荷載效果下相關(guān)部位的設(shè)計(jì)距離。

3對(duì)于框架核心簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)注意事項(xiàng)的闡述

與框架核心筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)，在具體設(shè)計(jì)中需要考慮到的注意事項(xiàng)很多，很多時(shí)候兼顧到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方方面面才能有效地避免設(shè)計(jì)誤差。首先，對(duì)于核心筒理想受力狀態(tài)和實(shí)際受力狀態(tài)應(yīng)有一個(gè)全面的了解，模擬計(jì)算時(shí)若單考慮筒體的平截面變形是不全面的，因?yàn)橥搀w實(shí)際上承受較大的水平作用，不會(huì)處于平截面的形變中。其次，遠(yuǎn)離角柱的軸力在靠角柱的影響下會(huì)非常小，現(xiàn)象應(yīng)力的分布不均勻也是正?，F(xiàn)象之一，該現(xiàn)象稱(chēng)之為剪力的滯后。再者，框筒整體的受力必須考慮到內(nèi)力平面分布以及整體分布的特殊性，在設(shè)計(jì)上做好備注。最后，一般的設(shè)計(jì)效果是使框筒整體呈扁寬的矩形柱效果，因?yàn)榭紤]到加大框筒的壁厚度對(duì)承受力、剛度等的影響遠(yuǎn)不如增大柱寬，所以改用框筒頂端剛性環(huán)梁更符合設(shè)計(jì)的設(shè)想。

4在超高層建筑中框架核心簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用

4.1針對(duì)超高層建筑抗震性能的設(shè)計(jì)

在實(shí)際的應(yīng)用中，為了更好地提高超高層建筑設(shè)計(jì)的抗震性能，通過(guò)相關(guān)的計(jì)算和剛度的合理配比，有效地避免了強(qiáng)震情況下混凝土墻體的開(kāi)裂問(wèn)題。常見(jiàn)的方案設(shè)計(jì)為鋼架柱密柱設(shè)計(jì)，用鋼筋混凝土澆筑的核心筒來(lái)提高建筑的抗側(cè)向剛度，從而對(duì)混凝土墻施加一個(gè)減輕的壓力?？蚣芤缓诵耐步Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠從自身的結(jié)構(gòu)特性出發(fā)，考慮整體工程建設(shè)的投資成本，并且通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)以及多方式的應(yīng)用，不斷提升建筑工程的抗震性，豐富框架—核心筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式，對(duì)促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的健康發(fā)展具有十分重要的意義。

4.2針對(duì)超高層風(fēng)荷載與結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)

針對(duì)建筑物的風(fēng)荷載水平作用進(jìn)行科學(xué)的分析、精確的計(jì)算與周密的論證，這對(duì)超高層風(fēng)荷載與結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)而言尤為重要。利用好混凝土剪力墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，科學(xué)控制核心筒結(jié)構(gòu)整體在風(fēng)荷載與下的受力，減小層間位移。此外，在有關(guān)框架一核心筒結(jié)構(gòu)的應(yīng)力計(jì)算上，考慮風(fēng)荷載的實(shí)際情況，與理想的設(shè)計(jì)區(qū)間進(jìn)行對(duì)比計(jì)算再確認(rèn)，這樣才能提高超限高層抗側(cè)向變形能力。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，框架一核心筒結(jié)構(gòu)在高層建筑中有著良好的抗震性能，隨著應(yīng)用的普及，在技術(shù)要點(diǎn)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要注意的細(xì)節(jié)要素也隨之增多，這就要求設(shè)計(jì)單位能夠嚴(yán)格地遵循相關(guān)的規(guī)定，以嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的理念開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。唯有將科學(xué)的設(shè)計(jì)與具體的應(yīng)用相結(jié)合，確保超高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與抗震性，才能從真正意義上為建筑行業(yè)樹(shù)立典范。