高层建筑框架核心筒分析

摘要：在高层建筑结构中，有一种较为常见的简体结构，主要是指由竖向筒体为主组成对竖向及水平作用进行承受的一种建筑结构。而在简体建筑结构中，主要包含两种结构内容：筒结构以及框架一核心筒结构。文章主要是以一高层建筑工程为例，对其框架—核心筒结构设计进行了阐述分析，对其中的重点进行了着重说明，为今后的工程设计提供参考帮助。

关键词：高层建筑；框架—核心筒结构；分析；

中图分类号：TU355文献标识码：A文章编号：1674-3520（2014）-06-00258-02一、前言

框架核心筒结构主要是指为了满足建筑工程的内在结构需要，在其内部将实体筒作为一个抗侧力的构件，之后再在实心筒外布设好一个大型框架，确保其主要的受力状况能够与框架剪力墙相等同。框架核心筒结构主要用于一些高层建筑。对高层建筑框架核心筒结构进行分析研究，对促进其今后的发展而言，具有极为重要的意义。

二、工程概况及高层建筑框架核心筒结构设计总体构思

（一）高层建筑工程概况：某高层建筑大厦，主要组成部分为一栋30层的写字楼、3层商业型附属楼以及3层的地下室。整个高层建筑大厦的总占地面积为13800m2，建筑面积为462135m2，屋面所有的总结构高度为132.60m。

（二）高层建筑框架核心筒结构设计总体构思

1、结构类型：高层建筑工程所采用的总体建筑结构为钢筋混凝土框架—核心筒结构，将其与筒中筒结构相对比，虽然在承载及对变形状况的抵抗方面的能力较弱，但由于其能够有效避免结构坚向抗侧力构件的一个转换工序，因此，能够对建筑的整体效果及功能要求进行较好的满足。为解决建筑首层层高10.0m、结构高度超限及减小柱截面等问题，下部若干层采用钢管混凝土组合柱，楼盖采用现浇普通钢筋混凝土梁板体系[1]。在对核心筒结构及水平位移的相关数值进行计算时，其基本性风压的取值范围应将100年的重现期作为依据，按其0.65kN/m2进行取值确定。结构的侧向位移无法对相应的限值要求进行满足，在工程的第30层对建筑工程的避难层进行合理利用，设置一个钢筋混凝土桁架的结构加强层。结构加强层的设置可以说是有好有坏，一方面，在进行结构加强层设置后可以将整体结构的抗侧移刚硬度进行有效加强，但另一方面也会使得整体结构的竖向型刚硬度发生突变。因此，在结构加强层的处理方面依照相应的规范标准进行了适当的加强处理。

2、超限措施：工程的主要结构为平面形状规则，承载力量及刚硬度也呈现一个较为均匀的分布，竖向型的体型分布也具有着规则均匀性，整体构件上下能够实现全面的贯通。工程仅结构高度方面的数值超过了限定范围，其余指标数值在进行相应的调整后均处于运行范围内。由于整体核心筒结构在设计上超过了一定的限值范围，工程的首层高度为10.m。因此，相应的工程超限应对措施应将重点放置于对首层及其余楼层的结构抗侧力构件的加强上。在工程建筑物的1~15层框架柱应选用一种钢管混凝土性质的组合柱、1~2层的核心筒剪力墙的四周范围应进行附加型钢暗柱的设置、首层的震动抵抗级别也相应的提升一级。钢管混凝土有着卓越的承载能力和变形能力，但其防腐和防火材料不仅造价较高还有时效性，需考虑今后的维修保养，钢管混凝土叠加合柱及钢管混凝土组合柱可弥补这方面的缺陷[2]。在核心筒的剪力墙四周进行附加型钢暗柱的设置，能够有效解决因首层高度较大，剪力墙的应力过于集中在端部的问题，另外还可对剪力墙的综合承载能力及变形状况的抵抗能力进行加强提升。

三、剪力墙平面外对梁端嵌固作用的分析

对于高层建筑的框架—核心筒结构而言，有部分的框架梁应设置在剪力墙的平面向外方向，进行支撑处理。而对剪力墙平面外对梁端嵌固作用会产生不同程度影响的因素原因为：剪力墙的平面外侧对于梁端嵌固作用的一个确切长度、墙线风度与梁线刚硬度之间的比例以及该楼层强的轴性压力等。在现如今广泛应用的计算分析软件功能中，虽然也包括了对剪力墙屏幕外刚硬度的分析，但其未对剪力墙的平面外侧对于梁端嵌固作用的确切长度进行充分的考量，一旦墙肢过长或是筒子体墙体的风度偏大等情况发生，那么计算分析软件在对嵌固作用进行分析计算时，会出现失误，其所计算出的数值会比实际数值大，因此，应采用科学的应对措施。

第一种方法：对梁端进行水平腋的增加，以此进行剪力墙的平面外侧对于梁端嵌固作用确切长度的相应增加。

第二种方法：对剪力墙边的框架进行增加，以此帮助对局部刚硬度进行有效加强。剪力墙边的框架，其横截面宽度至少应为梁纵筋锚固长度的0.4倍，而剪力墙框架梁的横截面高度在与楼面的截面高度相比较大。为了确保梁端剪力能够利用墙边框梁的帮助进行有效传递，并到达墙面，在剪力墙边的梁宽出墙厚处应进行斜角的应用，起到过渡的作用。为了达到是梁正的截面在设计时能够更加符合实际受力需要的目的，在对梁端弯矩的相应数值进行计算时，应采用一种重复调幅的方式。重复调幅的方式主要是指在分析计算过程中，在对梁端弯矩的系数进行设定后，在进行配筋时运用局部手算的方式进行调幅。在进行重复调幅的方法应用时，应着重对构件的整体刚硬度、内力重分布的一个充分性能、裂缝的展开及变形状况的需求满足进行考量。

四、核心筒的连梁设计

在核心筒剪力墙保持不变的情况下，连梁刚度尤其是核心筒外圈连梁刚度越大，核心筒所具有的抗扭刚度越大，应保证连梁具有足够的刚度[3]。在连梁的高度进行相应增加的同时，新的问题也开始突现，即连梁的超筋问题。在高层建筑的框架核心筒结构中，连梁占据了极为重要且关键的地位。连梁的主要作用是对各墙肢进行有效连接，另外还会在震动抵抗的过程中作为第一道的防线。因此，应着重注意对连梁超筋问题进行妥善解决。在工程结构的整体设计中，主要遵循的设计原则是“强墙弱梁”，主要是一种集延性设计与优良耗能性于一身的原则，其所采用的设计方式是多连梁。多连梁具体是指在框架核心筒结构的模型试算进行时，将门洞上方归属于连梁范围内，之后再根据计算后的结果数值进行连梁截面高度的适当调整，最终完成截面的合理设计。在多连梁之间运用挤塑板进行填缝处理，能够在对连梁的刚硬度进行合理弱化，使配筋具备科学合理性的同时，不会对其整体耗能能力及建筑结构的刚硬度进行不适当的降低。为了对剪力分配不均的影响进行充分考量，应将多连梁中的单根梁剪力值进行1.2倍的增大。在进行整体的计算分析时，还应对水平缝于刚度的影响进行考量。

五、结语

在高层建筑结构中，框架核心筒结构是其中运用较多的一种简体结构，对其进行深入的分析研究，对增强相关建筑物的整体质量而言，具有极为重要的意义。通过科学的分析研究方式，能够有效促进建筑行业的发展。

参考文献：

[1]李亚春.高层建筑框架核心筒结构设计分析探讨[J].中外建筑,2009(06):142-143

[2]林晓伟.浅谈高层建筑框架核心筒结构设计[J].中国新技术新产品,2011(24):209

[3]孙垚.框架—核心筒结构设计分析探讨[J].工程建设与设计,2011(07)58-60