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【结构设计】超高层框架—核心筒结构的优化要点

【结构设计】超高层框架—核心筒结构的优化要点
【结构设计】超高层框架—核心筒结构的优化要点

超高层框架—核心筒结构的优化要点

框架—核心筒结构是由核心筒与外围框架组成的一种结构形式.框架-核心筒结构因其良好的受力性能和内部空间的灵活性成为目前国际超高层建筑中采用的主流结构形式,在超高层建筑中有着广泛的应用.超高层结构的经济性控制往往都是一个难题,博牛最近完成了几个超高层项目的优化咨询,结构整体的含钢量及含砼量均远低于当地一般水平,得到了甲方的高度认可.现总结其优化要点如下:

1、减少核心筒内部小墙肢的数量

核心筒内部小墙肢对结构整体刚度和受力贡献不大,在保证结构成立的前提下,可充分利用梁的承载能力,最大程度的减少内部小墙肢的数量.

2、控制墙厚

控制核心筒墙体厚度.在满足结构整体刚度以及墙体稳定性要求前提下尽量减薄墙体厚度.例如:7度区,150m~200m

的超高层建筑,筒体外墙厚度350~600mm为宜,应根据轴压比由下而上收进.内筒墙体基本可取200mm.

3、加强区以下可设置构造边缘构件

底部加强区以下的约束边缘构件可调整.根据高规

7.2.14条,底部加强区以下(即负一层和负二层)均可做构造边缘构件,为保证嵌固端边缘构件纵筋延续,负一层边缘构件的纵筋同第一层,但箍筋可以按构造边缘构件控制.负二层及以下层可全部设置构造边缘构件,而且抗震等级可按规范要求降低.

4、核心筒角部约束边缘构件的优化

根据高规9.2.2条,底部加强区以上的核心筒角部也应设置约束边缘构件,但应注意根据轴压比调整箍筋配置,以及非阴影区长度.

5、控制框架柱截面

在满足结构整体刚度要求的前提下,控制柱截面,混凝土强度等级可适当取高.框筒结构中的绝大部分框架柱都是构造配筋,减小柱截面也就减小了柱配筋.

6、框架柱的体积配箍率

框筒结构中,下部框架柱由于截面较大,剪跨比往往都小于2,属于短柱,其体积配箍率不小于1.2%,随着楼层往上柱截面的减小,在某一层以上,框架柱的剪跨比将大于2,此时应根据轴压比计算结果来确定柱的体积配箍率,精细化柱箍筋配置.

7、尽量不要设置内柱

如必须设置,则内柱与核心筒距离不宜太小,否则内柱与内筒间的框架梁剪力会非常大,受力不合理.

8、次梁的布置形式

次梁的布置应沿内筒向四周发射布置单向梁,如下图所示.这种方式传力途径清晰效率高,有利于控制主梁高度,确保结构净高.

9、平面外的梁按次梁设计

一端与核心筒平面外连接,另一端与外围主梁连接的梁,应按次梁设计.目前PKPM还无法自动修改,须手动调整抗震等级.最新版本的YJK已可以在参数设置中自动实现此功能.

10、控制角部楼板加强范围

根据高规9.1.4条,角部加强区域满足规范要求即可,不需要人为放大,也不需要以板块为单位,即可以在一块板内标注加强区域范围.

【结构设计】超高层框架—核心筒结构的优化要点

超高层框架—核心筒结构的优化要点 框架—核心筒结构是由核心筒与外围框架组成的一种结构形式.框架-核心筒结构因其良好的受力性能和内部空间的灵活性成为目前国际超高层建筑中采用的主流结构形式,在超高层建筑中有着广泛的应用.超高层结构的经济性控制往往都是一个难题,博牛最近完成了几个超高层项目的优化咨询,结构整体的含钢量及含砼量均远低于当地一般水平,得到了甲方的高度认可.现总结其优化要点如下: 1、减少核心筒内部小墙肢的数量

核心筒内部小墙肢对结构整体刚度和受力贡献不大,在保证结构成立的前提下,可充分利用梁的承载能力,最大程度的减少内部小墙肢的数量. 2、控制墙厚 控制核心筒墙体厚度.在满足结构整体刚度以及墙体稳定性要求前提下尽量减薄墙体厚度.例如:7度区,150m~200m 的超高层建筑,筒体外墙厚度350~600mm为宜,应根据轴压比由下而上收进.内筒墙体基本可取200mm.

3、加强区以下可设置构造边缘构件 底部加强区以下的约束边缘构件可调整.根据高规 7.2.14条,底部加强区以下(即负一层和负二层)均可做构造边缘构件,为保证嵌固端边缘构件纵筋延续,负一层边缘构件的纵筋同第一层,但箍筋可以按构造边缘构件控制.负二层及以下层可全部设置构造边缘构件,而且抗震等级可按规范要求降低. 4、核心筒角部约束边缘构件的优化 根据高规9.2.2条,底部加强区以上的核心筒角部也应设置约束边缘构件,但应注意根据轴压比调整箍筋配置,以及非阴影区长度. 5、控制框架柱截面 在满足结构整体刚度要求的前提下,控制柱截面,混凝土强度等级可适当取高.框筒结构中的绝大部分框架柱都是构造配筋,减小柱截面也就减小了柱配筋. 6、框架柱的体积配箍率

高层钢框架—钢筋混凝土核心筒结构同步施工建造技术研究与应用

高层钢框架—钢筋混凝土核心筒结构同步施工建造技术研究与应用 发表时间:2019-09-29T10:58:32.860Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年13期作者:肖闯王彬杨青峰毕应超索亚楠[导读] 传统的钢框架与钢筋混凝土核心筒施工顺序为,核心筒施工领先于钢框架5~6层,待核心筒混凝土达到设计强度后开始钢框架安装。 肖闯王彬杨青峰毕应超索亚楠 中建八局第一建设有限公司河南郑州 450000 摘要:传统的钢框架与钢筋混凝土核心筒施工顺序为,核心筒施工领先于钢框架5~6层,待核心筒混凝土达到设计强度后开始钢框架安装。中部国际设计中心项目地上仅11层,核心筒先于钢框架施工无法满足工期需要,同时核心筒楼板甩筋不利于合模,因此本文就高层钢框架与钢筋混凝土核心筒同时建造技术的研究与应用进行交流和总结。 关键词:高层钢框架—钢筋混凝土核心筒结构;同步施工 随着建筑行业的飞速发展,建筑设计外观的多样化、结构设计的多元化也随之而来,建筑结构形态已不仅限于规则的、普通的钢筋混凝土结构,诸如:异形核心筒钢板剪力墙,异形外幕墙施工,钢结构等结构设计形式异军突起。伴随着这些新兴的结构设计形式随之而来的是需对其施工技术、施工工艺等进行除旧更新。 一、钢筋混凝土核心筒领先于钢框架施工的局限 传统的钢框架与钢筋混凝土核心筒施工顺序为,核心筒施工领先于钢框架5~6层,待核心筒混凝土达到设计强度后开始钢框架安装。本项目(中部国际设计中心项目)地上仅11层,由三栋“郁金香”花型塔楼组成,塔楼采用“花型”钢框架与钢筋混凝土剪力墙结构,按照常规核心筒首先施工再进行钢框架施工的方法不利于现场工期控制要求,同时外围钢框架采用钢筋桁架楼承板,楼承板垂直于桁架方向的钢筋需在核心筒部分楼板施工时预留甩筋,不利于钢板剪力墙的合模,同时安全隐患较大。因此传统的钢筋混凝土核心筒领先于钢框架施工的方法不适用于本项目施工。 二、钢框架—钢筋混凝土核心筒结构同步施工技术的应用 项目伊始就决定成立攻关小组解决钢筋混凝土先于钢框架同时施工造成施工进度慢,施工工艺复杂的难题,经过综合研究与分析决定采用花型钢框架-钢筋混凝土核心筒结构同时施工的工序,经过结构受力软件分析,咨询专家、与设计单位沟通,先后解决了“花型”外展及收缩过程中梁柱受力问题,形成了“花型钢框架-钢筋混凝土核心筒结构同时施工建造工法”的完整工艺。 花型钢框架外围钢柱均为斜柱,花型外展时斜柱通过钢梁与核心筒钢板墙连接,如何保证结构体系稳定,是施工的关键,同时花型收缩过程中核心筒为纯混凝土剪力墙,钢梁通过预埋与剪力墙连接,在施工工程中预埋件无法受力,如何保证钢梁与钢柱连接段高强螺栓不受剪,楼板浇筑过程中钢梁不下挠,以及桁架楼承板与木模板接触面拼缝严密型的研究和探索,通过对钢板剪力墙封闭环的加固,以及钢梁的临时支撑,并对楼承板与木模板的搭接确保了结构的安全性及施工质量的可控性。 主要技术难点: 1、技术难点1:斜柱对接焊缝受剪,不利于结构安全,安装就位需要及时通过钢梁与核心筒钢板剪力墙连接; 2、技术难点2:钢板剪力墙不封闭,一边受力容易造成墙体变形; 3、技术难点3:钢梁预埋件无法受力,易造成钢梁下挠及固定端高强螺栓剪坏; 4、技术难点4:桁架楼承板如何与木模板搭接位置已出现薄弱点不利于砼浇筑。

超高层建筑结构设计注意事项

目录 一、超高层建筑与一般高层建筑结构设计的差异 (2) 二、结构设计特点 (3) 2.1 重力荷载迅速增大 (3) 2.2 控制建筑物的水平位移成为主要矛盾 (4) 2.2.1 风作用效应加大 (4) 2.2.2 地震作用效应加大 (4) 2.3 P△效应成为不可忽视的问题 (4) 2.4 竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大 (5) 2.5 倾覆力矩增大。整体稳定性要求提高 (5) 2.6 防火、防灾的重要性凸现 (5) 2.7 建筑物的重要性等级提高 (6) 2.8 控制风振加速度符合人体舒适度要求 (6) 2.9 围护结构必须进行抗风设计 (6) 三、结构设计方法 (6) 3.1 减轻自重减小地震作用 (7) 3.2 降低风作用水平力 (7) 3.2.1减小迎风面积 (7) 3.2.2 降低风力形心 (7) 3.2.3 选用体型系数较小的建筑平面形状 (7) 3.3 减少振动。耗散输入能量 (7) 3.4加强抗震措施 (7) 3.4.1 选用规则结构使建筑物具有明确的计算简图 (8) 3.4.2 采用多个权威程序(如SATWE、TAT、SAP2000等)进行计算比较 (8) 3.4.3 进行小模型风洞试验,获取有关风载作用参数 (9) 3.4.4 采用智能化设计,提高结构的可控性 (9) 3.4.5 提高节点连接的可靠度 (9) 3.5超高建筑结构类型中的混合结构设计 (9) 3.5.1 混合结构的结构类型 (9) 3.5.2 型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制 (10) 四、高层建筑结构方案选择的主要考虑因素 (11) 4.1 抗震设防烈度是超高层结构体系选用首要考虑因素之一 (11) 4.2 超高层建筑方案,应受到结构方案的制约 (11) 4.3 超高层建筑结构体系中结构类型的选择 (12) 4.3.1 拟建场地的岩土工程地质条件的影响 (12) 4.3.2 抗震性能目标的影响 (12) 4.3.3 采用合理的结构类型,应考虑经济上的合理性 (13) 4.3.4 施工的合理性的影响 (14) 五、关于结构的抗侧刚度问题 (15) 六超高层建筑结构的基础设计 (16) 6.1 天然地基基础 (17) 6.2 桩基础设计 (18)

核心筒结构

核心筒结构 核心筒结构,属于高层建筑结构。简单的来讲就是,外围是由梁柱构成的框架受力体系,而中间是筒体(比如电梯井),因为筒体在中间,所以称为核心筒,又名“框架—核心筒结构”。 框架-核心筒与框筒是有区别的,框筒是一种筒体结构,它指的是周围密柱深梁、内部为剪力墙围合成的筒体结构,在结构上剪力滞后是它与其它结构的主要区别; 可以从以下几个方面来回答: 1、从定义上来讲,他们两者都是框剪结构体系(姑且把你所说的框架核心筒作为框架-核心筒而言),因而结构受力上都是框架与剪力墙变形协调的结果; 2、从细分的角度,可以这样说,对于一个框剪结构,如果我们把剪力墙布置成了筒体,我们可以称之为框架-核心筒,通常来讲,如果结构高度小于60米,我们可以按框架剪力墙的抗震等级及构造措施来处理这个所谓的“框架-核心筒”,而当结构高度大于60米时,我们通常以高规中“框筒”的抗震等级及结构措施来处理; 3、在SATWE中,根据试算和比较,发现在选择结构类型的时候,选择框剪和框筒对计算结果毫无影响(仅针对某一个很典型的框架-核心筒项目),至于为什么,愿意的话可以咨询PKPM项目部 核心筒就是在建筑的中央部分,由电梯井道、楼梯、通风井、电缆井、公共卫生间、部分设备间围护形成中央核心筒,与外围框架形成一个外框内筒结构,以钢筋混凝土浇筑。此种结构十分有利于结构受力,并具有极优的抗震性。是国际上超高层建筑广泛采用的主流结构形式。同时,这种结构的优越性还在于可争取尽量宽敞的使用空间,使各种辅助服务性空间向平面的中央集中,使主功能空间占据最佳的采光位置,并达到视线良好、内部交通便捷的效果。 核心筒有钢筋混凝土密柱组成的束筒空腹式和钢筋混凝土剪力墙式的实腹式核心筒。 钢筋混凝土核心筒—钢框架结构中,混凝土芯筒主要用于抵抗水平侧力。由于材料特点造成两种构件截面差异较大,钢筋混凝土核心筒的抗侧向刚度远远大于钢框架,随着楼层增加,核心筒承担作用于建筑物上的水平荷载比重越大。钢框架部分主要是承担竖向荷载及少部分水平荷载,随着楼层增加,钢框架承担作用于建筑物上的水平荷载比重越小,由于钢材强度高,可以有效减少柱体截面,增加建筑使用面积。 过于增强核心筒刚度而形成弱钢框架结构体系,会造成在强震作用下,混凝土墙体开裂,结构整体抗侧向刚度迅速下降,而钢框架结构部分承担水平荷载的比重迅速增加,超越钢框架承载能力,脱离结构设计人员设计预想,其破坏是很严重的甚至倒塌。 1、核心筒宜贯通建筑物全高。核心筒的宽度不宜小于筒体总高的1/12,当筒体结构

型钢框架混凝土核心筒和钢框架支撑核心筒结构弹塑性时程分析

型钢框架混凝土核心筒和钢框架支撑核心筒结构弹塑性时程分析

第十届中日建筑结构技术交流会南京 型钢框架一混凝土核心简和钢框架一支撑核心 简 结构弹塑性时程分析 王斌张翠强吕西林 同济大学土木工程防灾国家重点实验室同济大学结构工程与防灾研究所 AbstraCt Currently noIllinear time llistory amlySis of seismic analysis of mgh-rise buildings has b een widely use 也 but itS amlysis methodS still rleed deVel 叩ment and improVement . Sino-Japanese S 饥Jctural Engine 甜ng Con6毒rence decided to iIlitiate a nonlinear time histo 呵analysis conlpmtive study in 20 l 2,and t11en organized eight corplofatio 璐at home and abroad for the same case study .In this paper ,the two cases , steel reinf .orced coIlcrete 丘arr 圮-concrete tIl_be smlcture and steel 台arIle-braced n|be s 仃uctllre ,were analyzed based on so 胁are NosaCAD20 l 0 and Midas Building respectiVely .The nonliTlear time 11istoD ,analysis with 7孕ound motio 璐、Ⅳas 训ed out under me rarely ear 廿1quake with inteIlsit),8.The def .0丌】[】ation and damage deVel 叩ment of the s 虮lctllre we 陀stlldied . Key 帅rds Hybrid stru 【c 咖; noIllinear ti 眦llisto 巧amlysis ; s eisIIlic perf .0nmnce 1引言 2012年中日建筑结构技术交流会中日双方研究决定进行中日高层建筑结构弹塑性时程的算例对 比分析活动,组织了国内外8家单位对相同案例进行分析比较【l 】。本文针对此次分析活动中2个案例: 钢框架.混凝土核心筒和钢框架.支撑核心筒结构,分别采用NosaCAD2010和Midas Building 有限元分 析程序建立整体结构模型。其中压弯构件采用纤维模型,梁采用塑性铰模型,支撑采用塑性 铰模型, 墙体采用非线性平板壳单元,以反映构件非线性复杂受力情况。通过8度罕遇烈度下7条地震输入的 弹塑性时程分析,研究了该案例结构的变形和破坏情况,探讨了弹塑性时程分析在实际工程中的应用 要点。 第一部分:型钢框架一混凝土核心筒结构 2.1工程概况 钢框架.混凝土核心筒结构共32层,结构总高度129m ,平面基本尺寸为48m×48m,首层5.0m , 其它层高均为4.Om 。楼板无大开洞,形成刚性横隔板,把核心筒与外框架联系在一起。核心筒采用普 通钢筋混凝土剪力墙,外框架由型钢混凝土柱和钢梁构成的组合结构框架,标准柱距为9.6、米,矩形 型钢混凝土柱直径从基底逐渐减少并延伸至屋顶,外框架梁采用焊接H 型钢梁与柱刚接,与核心筒墙 体铰接,其典型楼层布置和立面见图l 所示。 2.2计算分析程序和主要参数 采用No 鼢CAD20lO 分析程序对该结构进行弹塑性时程分析,对该结构抗震性能和抗震机理进行 研究。 2.2.1构件有限元模型 :, 梁柱杆单元采用三段变刚度杆单元模型,由位于中部的线弹性区段和位于杆两端的弹塑性段组成。 以受弯为主的钢梁和混凝土梁单元截面的弹塑性段弯矩一曲率骨架曲线分别采用二折线和三折线模型。 由于柱受双向弯矩作用,并到受轴力变化影响,柱单元弹塑性段采用纤维模型,钢和钢筋纤维采用理 235

复杂高层与超高层建筑结构设计要点 朱剑敏

复杂高层与超高层建筑结构设计要点朱剑敏 发表时间:2019-01-08T12:59:43.810Z 来源:《防护工程》2018年第29期作者:朱剑敏 [导读] 近几年城市化建设高速发展,复杂高层及超高层建筑也随之不断增多,建筑的结构也逐渐向多元化和功能化的方向发展摘要:近几年城市化建设高速发展,复杂高层及超高层建筑也随之不断增多,建筑的结构也逐渐向多元化和功能化的方向发展,对于建筑结构的设计要求也在不断的增加。本文通过对复杂高层及超高层的建筑设计要点进行分析,从而提高复杂高层及超高层建筑的建设过程中的效率和质量。 关键词:复杂高层;超高层;建设结构;设计要点 1复杂高层和超高层建筑设计要求 1.1重视概念设计的重要性 由于我国科学技术的飞速发展,复杂高层和超高层建筑的结构设计也不断创新和发展,在结构设计方面积累了更多的经验,其中最具代表性的就是概念设计。在概念设计的概念中,结构设计的规律性和统一性得到了提高,其力量得到了明确的传达。除了其高标准要求得到充分体现外,通过有效应用节能减排理念,也增强了结构设计的科学性和合理性。在其具体设计中,其建筑材料的有效使用也符合可持续发展的基本要求。在结构设计过程中,通过概念设计的有效应用,可以大大提高建筑的整体质量。 1.2合理分析复杂高层与超高层的建筑结构 合理分析建筑结构对结构设计有着根本的影响,它直接关系到建筑的合理性与科学性。在设计复杂高层与超高层建筑时,重点也在于对建筑结构的分析。首先,复杂高层与超高层建筑的基本要求是确保建筑安全稳定,这要求提高建筑承重结构的可靠度。其次,自然环境对复杂高层与超高层建筑的影响较大,一些气候、温度、地质方面的因素都需要考虑在内。因此,设计人员在进行结构设计之前必须全面了解当地的自然环境,尽量减少客观因素对复杂高层与超高层建筑造成施工障碍。最后,承重能力的考虑对复杂高层与超高层的结构设计有重大影响,设计人员必须对施工材料提出较高的标准,有必要时可以做出较为硬性的规定,最大限度的减少施工材料的出现问题。 1.3重视建筑的抗震设计 在所有建筑物的设计中,建筑物的抗震设计都有一个非常重要的通道,特别是对于复杂的高层和超高层建筑的结构设计,其抗震设计将直接影响到建筑物的安全。在抗震救灾规划的选择过程中,必须首先对建筑材料进行有效的选择,但必须保证材料的质量。同时要减少地震中的能量膨胀,检查验收楼成员的承载能力。在地震环境下计算建筑物结构的位移值也是必要的。 2复杂高层与超高层建筑结构设计中存在的不足之处 2.1抗风结构中出现的问题 复杂的高层和超高层建筑具有楼层较多的特点,建筑高度也高于正常建筑许多。这样,建筑表面的风蚀面积将会增加,高层和超高层建筑表面的风的流动性将会改变建筑表面的质量。这种情况的出现会在高层建筑的表面和空气之间造成动态的影响。在这样的动力作用下,风力会在高层和超高层建筑的软结构中产生静态或动态振动。这种振动将对整个建筑产生更大的影响。因此,在设计抗风结构时,必须科学合理,以保证高层和超高层建筑的质量。 2.2做好地基基础 地基相当于建筑物的地基。对于不同的地区,由于地质不同,对地基的要求不同,但必须在任何地区奠基。例如,在地质较软的地区,复杂的高层和超高层建筑需要用桩箱作为地基;在有岩层的地区,需要根据岩层的年代采取不同的地基建造措施。混凝土桩一般用来加固岩层。对于地下地基条件较好的底层,通常选用筏型进行地基加固。根据不同的地形选择不同的地基,对整个工程的施工具有重要的意义。 2.3建筑消防在结构设计中出现的问题 在建筑物中,特别是高层与超高层建筑物中,消防结构的设计是整个建筑结构设计过程中需要重点设计的内容。在我国的建筑行业相关标准中,对高层与超高层建筑物的消防结构提出了明确的要求。规定在高层与超高层建筑物中,必须确保高层结构具有科学性以及合理性。但是,据当前的状况来看,在高层与超高层建筑物结构的设计中还存在着许多问题。例如:在高层与超高层建筑物中,所使用的材料具有易燃性,一旦发生火灾,极易在高层及超高层建筑物中蔓延,造成不可挽回的损失。 3复杂高层与超高层建筑结构设计的要点 3.1合理的使用高强钢筋 高强钢筋的使用在高层及超高层建筑中的使用情况,在很大程度上影响着工程造价。故在进行高层及超高层建筑的结构设计时,应当合理的利用高强钢筋,将建筑工程造价降到最低,并减少钢筋的使用量。当建筑的地基出现深厚软弱时,应当适当的将高强钢筋的尺寸进行优化,以减小地基的承载量,这样,不仅方便了施工,还为建筑企业带来了经济效益。与此同时,高层及超高层建筑减少自身的重量可降低地震对建筑物的干扰,为高层建及超高层筑提供了保障。 3.2提升结构设计的舒适度 随着人们生活水平的不断提高,对建筑的要求也在不断提高,尤其体现在建筑的外观和结构舒适性的要求上。因此,在复杂的高层和超高层建筑的结构设计过程中,不仅要保证建筑的整体安全性和可靠性,而且要让人们充分满足建筑的结构舒适性。这些实际要求促使相关人员在高层建筑设计过程中确保了混凝土规则、钢规则等结构设计的保护,同时保证了结构设计的质量和水平。满足人们对结构设计舒适性的要求。 3.3抗震性能设计 对于一些地震频繁发生的地区而言,该地区的复杂高层与超高层建筑面临的抗震压力更大,这些地区的抗震目标也相对高一些,主要包括两个目标。其一是使用水准。比如说,强度较低的地震对事物造成的危害较小,对建筑物的影响也无足轻重,这对建筑的结构设计要求也不高,保证基本的弹性反应状态就可以。其二是倒塌水准。首先,不同强度地震的破坏力不同,为了更好地应对不同强度的地震,应该对复杂高层与超高层建筑非延性部件提出更高的标准。其次,针对建筑物的控制构件而言,应当保证大部分的复杂高层与超高层建筑具

高层钢结构第九章规范钢框架混凝土核心筒结构

钢框架—钢筋混凝土核心筒结构 9.1总则 9.1.1钢框架—钢筋混凝土核心筒结构的设计,应祖训现行国家 标准《建设抗震设计规范》GB50011的有关规定。 9.1.2钢框架-钢筋混凝土核心筒结构有双重体系和单重体系之 分,取决于框架部分的剪力分担率。二者有不同的设计要 求,适用范围,最大适用高度和抗震设计等级,设计时应 分别符合有关规定。 9.1.3钢框架-钢筋混凝土核心筒结构有不同的形式,其框架部分 采用钢框架外,必要时也可采用钢管混凝土柱(或钢骨混 凝土柱)和钢梁的组合框架;钢框架必要时可下部楼层用 钢骨混凝土柱和尚不六层用钢柱,混凝土核心筒必要时可 作为钢骨混凝土结构。此外,周边钢框架必要时可设置钢 支撑加强,使钢框架成为具有较高侧向承载力的支撑框架。 9.1.4钢框架-钢筋混凝土核心筒结构为双重体系时,其最大适用 高度不宜超过现行国家规范《建筑结构抗震设计规范 BG50011 对钢筋混凝土框架-核心筒(抗震墙)结构最大 适用高度和钢框架-支撑结构最大适用高度二者的平均值。 单重体系时,不宜超过GB50011对抗震墙结构规定的最大 适用高度。

9.1.5钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的抗震设计等级,钢框架部 分和混凝土核心筒部分应分别符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的表6.1.2和表8.1.3的规定。 9.1.6框架下部采用钢骨混凝土柱上部采用钢柱时,应设置过渡 层防止刚度突变。过渡层的柱刚度宜为上下楼层柱刚度之和的一半。 9.2双重体系和单重体系 9.2.1 钢框架—钢筋混凝土核心筒结构宜作为双重体系。钢框架部分按刚度分配的最大楼层地震剪力,不应小于结构总剪力的10%;框架部分按刚度分配计算得到的地震层剪力应乘以的的增大系数,达到不小于结构底部地震剪力的20%和最大楼层剪力1.5倍二者较小值,且不小于结构底部地震剪力的15%。 【说明】在地震作用下,由于钢筋混凝土核心筒侧向刚度较钢框架大很多,因而承担了绝大部分地震力。但钢筋混凝土剪力墙的弹性极限变形很小,约为1/3000,在达到极限变形时,钢筋混凝土剪力墙已开裂,而此时钢框架尚处于弹性阶段,地震作用在剪力墙和钢框架之间会实行再分配,钢框架承受的地震力会增加,而且钢钢架是重要构件,它的破坏和竖向承载力的降低,将危及房屋的安全,因而有必要对钢框架承受的地震力作更严格的要求,使其能适应强震时的大变形且保有一定的安全度。

核心筒设计要求

高层核心筒设计注意事项 1.核心筒的结构以剪力墙为主,也可以用密柱 2.高层剪力墙的厚度一般都大于等于250.((8度及以上地区上地区)),所以画图最好至少画到300,一般底层厚顶层薄,逐渐过渡逐渐过渡。画图时,内边线不动,向外扩边。 3.若使用若使用V A V小型中央空调系统,需要加空调机房机房,风机盘管系统,不需要加空调机房,室内净高最少2.4米。 4.强电弱电有自己的管井,最好上下楼层对齐,至少要有一个900*300相重叠。 5.水有冷冻水和冷却水,可以合并,能节省点面积 6.消防管井消防管井高层要单独做,靠近消火栓,用防火门,供给消防栓喷淋 7.残疾人的卫生间门要双向开,新建的1400*1800,老的是1000*2000的规格 8.如果往室外排风的话,排风和新风最好不靠在一起 9.卫生间管道井里的水管数有8根 10.消防电梯的数量设置:15001500平方米以下,设置1个; 1500-2000平方米,设置两个(面积各地算法不同,上海是楼层的建筑面积减去管道井的面积来计算) 11.防烟楼梯间若和防烟电梯合用前室,面积要大于等于10平方米,前室和楼梯间里都要有正压送风,楼梯间的压强要大于前室的,用乙级防火门;不合用,即仅是防烟楼梯间的前室,面积大于等于6

平米平米,楼梯间加送风,前室不加送风。 12.卫生间里的(大便器+小便器))/洗手盆=2:1 13.管弄井可以放马桶水箱,宽400 14.消防电梯下要有消防水池 15.一般塔式高层办公楼标准层建筑面积大约1000m2~1500m2,有两个独立疏散楼梯就足够了,以1500m2一个标准层来计算,办公楼一般差不多20m2一个人(按北京公布的办公楼使用面积:办公人均6m2;会议2.3m2;;辅助用房1.8m2;服务用房1.4m2;人均使用面积人均使用面积是是11.5m2,合建筑面积大约是是16.5m2),即使以10m/人计算的话,每层最多150人,只需要1.5m宽的楼梯,根据《高层民用建筑设计防火规范宽的楼梯》规定楼梯净宽应不小于1.2m,所以设计两个净宽1.2m的楼梯即可。防烟楼梯间也要约0.8m2的正压送风风道及6m2的前室,其中一个楼梯可与消防电梯合用一个10m2的前室。 16.《办公建筑设计规范》也规定建筑高度超过75mm的办公建筑电梯应分区或分层使用。根据多年的设计经验,为了有效使用电梯,一组电梯的提升高度不宜超过50m。按《高层民用建筑设计防火规范》规定100m以上的建筑应设置避难层的要求,50m左右开始设一个避难层是一个合理的分段。50m高度大约是15层,这一高度还相当于两个24m低层防火规范的高度。人们遇到火灾时,向上或向下走24m也是合理的。 17.没有必要所有的电梯都通到地下室,除货梯和消防梯有功能

高层建筑框架一核心筒结构设计分析

高层建筑框架一核心筒结构设计分析 摘要:文章根椐筒体结构的特点,结合工程案例对简体结构特别是框架一核心筒结构从概念设计、计算程序选取、结构计算参数的选取、平面布置、构造要求等方面进行了探析,以完善框架一核心筒结构设计。 关键词:框架一核心筒结构,高层建筑,设计,构造 引言 简体结构是由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构。筒体结构主要包含以下两种: (1)筒结构:由核心筒与外围框筒组成的高层建筑结构; (2)框架一核心筒结构:由核心筒与外围的稀柱框架组成的高层建筑结构。 框架一核心筒结构周边柱子的柱距比较大,一般为8m~12m,它和沿周边的梁构成了外框架,中间为电梯井、楼梯间、管道井等构成的核心筒,受力特点类似框架一剪力墙。某工程建筑面积。地下2层为车库,地上3层为商业,地上4层—22层为写字楼或公寓。檐口高度,装饰构件高度为。该工程的抗震设防烈度为8度,抗震设防类别为丙类,结构抗震等级为剪力墙一级,框架一级。 1计算程序选取 框架核心筒的结构分析应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称为《高规》)和《建筑抗震设计规范》的有关规定,采用三维空问分析方法进行内力分析,对B类高度或体型复杂的筒体结构应采用两个或两个以上不同力学模型的空间分析程序进行内力分析和比较,考虑双向水平地震下的扭转地震作用效应,并应采用时程分析进行多遇地震下的补充计算。本工程为A类建筑高度,结构整体分析采用SATWE和TAT两种软件分析计算结构,并优化了结构方案。 2结构计算参数的选取 (1)设计基准期50年,使用年限50年,安全等级为二级,地基设计等级为乙级; (2)本工程抗震设防烈度为8度,地震分组为第一组,设计基本地震加速度为,建筑抗震设防类别为丙类; (3)基本风压为m2,对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑(一般高度大于60m的高层建筑),其基本风压应按100年重现期的风压值。因此基本风压取/m2,地面粗糙为C类,风压体形系数、风压高度变化系数及风振系数均按GB50009—2001建筑结构荷载规范的规定采用,楼面活荷载标准值按荷载规范取值。 3主要结构构件截面 核心筒框架柱和边框架梁截面尺寸与混凝土等级见表1

结构设计基本知识及要点

结构设计基本知识

主要内容 1.结构设计基本知识简介 ?建筑结构体系及结构型式 ?框架结构 ?框架剪力墙结构 ?转换层结构 2.案例分析 ?案例一地铁螳螂山 ?案例二天津某住宅 ?案例三华润酒店 ?案例四平安中心投标 ?案例五住宅设计中经常与建筑需要协调的问题?案例六世纪中心

结构设计基本知识简介 结构型式: 按结构材料划分有: ?砌体结构(包括加构造柱圈梁) ?钢筋砼结构 ?钢结构 ?混合结构(钢管混凝土柱、型钢混凝土柱+钢梁) 结构体系: 框架结构、框架剪力墙体系,剪力墙体系,巨型框架、框架筒体结构、筒中筒结构体系等

结构体系的定义 框架结构体系 由梁(包括桁架)、柱等杆系组成的能承受垂直和 水平力作用的空间结构(可含少量墙肢)。剪力墙结构体系 主要由双向墙肢和连梁组成的空间结构(包括短肢 剪力墙和壁式框架结构)框架剪力墙体系由框架、剪力墙共同组成的结构体系,但以剪力墙 为主承受水平力。 一般由筒和板梁组成的结构,可分为内筒外框(或 筒体结构体系 称核心筒)、筒中筒、框架-核心筒和多筒体结构。 由密排柱及楼层上的裙梁构成的筒体称为框筒。 其他结构体系 以上体系以外的体系如板柱结构体系,悬挂结构 体系,侧向支撑体系,膜结构体系、空间网架等。

结构型式选择原 则 ) a) 结构体系与结构型式的合理选择是结构设计的重要环节。结构选型必须在建筑物的使用要求,工程特点,自然环境,材料供应,施工技术条件,抗震设防,地质地形等情况充分调查研究和综合分析的基础上进行,必要时还应做多方案比较,择优选用。基础上进行必要时还应做多方案比较择优选用。 b) 同结构单元中,钢筋砼结构不宜与砖砌体结构b)同一结构单元中钢筋砼结构不宜与砖砌体结构混合使用(混用是指平面方向的承力构件不同材料而言,而底层为钢筋砼框架,其上为砖砌体结构的而言而底层为钢筋砼框架其上为砖砌体结构的竖向布置不在列中)。在抗震要求时,不宜选用砌体结构 体结构。

超高层建筑结构设计要点

超高层建筑结构设计要点 随着新时期建筑工程技术的快速发展,超高层建筑的建设活动面临着更加复杂的客观环境考验。因此,对超高层建筑的建筑结构设计应用活动进行研究总结,是确保超高层建筑的综合性建设质量得到全面优化的关键。 1超高层建筑结构设计存在的不足 (1)超高层建筑消防设计存在的不足。超高层建筑的安全控制机制是决定超高层建筑使用质量的关键,因此,消防设计技术的优化是维护建筑消防设计质量的重点。另外,消防设计工作在推进的过程中,必须保证所有的设计理念都可以全面的实现自身的价值,以便所有与高层设计相关的工作都可以得到优化。但是,一些超高层建筑在结构设计参考依据研究的过程中,缺乏对关键性技术难点的重视,并没有按照材料的易燃性特点进行合理的建筑消防设计,这就使得超高层建筑难以在出现火灾的情况下,无法凭借对易燃性较高的物质资源的技术处理实现对火灾的合理控制,很大程度上降低了建筑消防设计水平。还有部分超高层建筑对于人员疏散效率缺乏关注,并没有为消防通道预留关于宽松的大量人员疏散空间,很多与建筑结构相关的排烟系统也并未得到特殊关注,使得超高层建筑在居住人口过多的情况下,难以实现有效的人员疏散。

(2)超高层建筑抗震结构设计存在的不足。虽然地震灾害的频率并不是很高,但依然是影响超高层建筑使用人员安全水平的关键性因素。目前,一些超高层建筑的结构设计人员存在灵活性不足的问题,并没有对常规的超高层建筑结构进行规划设计方案的改良。还有部分建筑结构设计人员对于超高层建筑承重的复杂性重视程度不足,缺乏对抗震计算活动的关注,导致很大一部分超高层建筑在实施结构设计的过程中,无法为抗震性能优化提供帮助。 (3)超高层建筑抗风结构设计存在的不足。目前,一些超高层建筑在抗风结构设计的技术应用方面,依然沿用传统的建筑结构设计特征,并没有按照空气动力效应的特点进行超高层建筑设计理念的明确控制,导致超高层建筑无法凭借对建筑结构的有效处理实现对建筑支撑结构的优化处置。 2提升超高层建筑结构设计合理性 (1)提升超高层建筑消防设计质量。首先,超高层建筑在进行具体设计的过程中,必须加强对设计性质因素的规范性的关注,保证所有的超高层建筑设计工作都可以足够完整的实现与建筑结构设计 需要的对接,为消防设计技术价值的完整变现创造足够成熟的基础条件。要加强对消防设计环节科学性的关注,根据高层设计设计的技术特征,对不同设计环节的技术难点加以总结,保证超高层建筑的结构设计可以更大程度上满足建筑的安全性应用要求。要从超高层建筑的

高层建筑框架核心筒结构设计

高层建筑框架核心筒结构设计 1工程概况湖南某大厦由一栋30层写字楼、2层商业附楼和3层地下室组成,占地面积13800 m2,总建筑面积45146m2,屋面结构高度达131.60m。2结构设计总体构思2.1 结构类型本工程采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,虽然其结构承载能力和抗变形能力比筒中筒结构差,但避免了结构坚向抗侧力构件的转换,满足了建筑立面效果和使用要求。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。承载力和水平位移计算时,基本风压均按重现期为100年的0.65kN/m2取值。由于结构侧向位移不满足限值要求,在第30层利用建筑避难层,设置了钢筋混凝土桁架的结构加强层,结构加强层是一把利刃剑,虽然可提高结构抗侧移刚度,也使得结构竖向刚度突变,所以结构加强层及相邻层按《高规》要求进行了加强处理。2.2超限措施本工程结构平面形状规则、刚度和承载力分布均匀,竖向体型也规则和均匀、结构抗侧力构件上下连续贯通,除结构高度超过适用限值外,其它指标通过调整后均达到未超限。由于结构设计超限、而且首层层高10.0m,超限应对措施把首层及下部若干层的结构抗侧力构件作为加强的重点:1~15层框架柱采用钢管混凝土组合柱(钢管混凝土叠合柱结构技术规程CECS188:2005)、1~2层核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱、首层抗震等级提高一级。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。核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱,以解决由于首层层高较大,使得剪力墙端部应力集中的问题,并提高剪力墙的承载能力和抗变形能力。3钢管混凝土组合柱的梁柱节点设计在建筑工程中往往仅在框架柱中采用钢管混凝土,而框架梁则采用普通钢筋混凝土,钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的连接节点成为工程中难点之一。目前常用的连接点有:钢牛腿法、双梁法、环梁法、钢管开大洞后补强法及纯钢筋混凝土节点法等,本工程采用在钢管上开穿钢筋小孔的连接节点,为连接节点的设计提供多一种选择。3.1钢管开小孔的连接节点构造钢管上开穿钢筋小孔的连接节点做法要点如下:3.1.1钢管开小孔:小孔直径D=钢筋直径10mm,小孔水平间距-D,小孔垂直间距=2-D。3.1.2钢管水平加强环:梁顶面和梁底面各设置一道,环板宽度:钢管混凝土柱时,取0.10倍钢管直径、钢管混凝土叠合柱时,取65~100mm;环板厚度=0.5t且≥16mm(t为钢管壁厚)。3.1.3钢管竖向短加劲肋:紧贴水平加强环,肋宽=环板宽-15mm,肋厚=环厚,长度为200mm,布置在梁开孔部位的两侧和中间。3.1.4梁钢筋尽量采用直径较大的HRB400级钢筋,以减少钢管开孔数量。在钢管混凝土叠合柱时,部分梁钢筋可以在钢筋混凝土柱区域穿过。3.2钢管开小孔连接节点的优点3.2.1钢管开小孔后对钢管截面削弱不大,梁钢筋穿过小孔后剩余的缝隙很小,钢管对管芯混凝土的约束力基本没减少,不影响钢管混凝土柱的承载能力和变形能力。3.2.2梁钢筋直接穿过钢管后,梁可以可靠

高层建筑结构课程设计

土木工程专业 高层建筑结构设计课程设计 学生姓名:学生班级: 学生学号:指导教师: 任务参数:序号一序号二 设计时间:年月日至年月日 湖北文理学院建筑工程学院

多层框架结构课程设计 一、课程设计性质及目的 多层框架结构课程设计是土木工程专业重要的实践性教学环节,学生运用所学的框架结构设计的专业知识进行课程设计实践,巩固和进一步掌握多层框架结构设计的知识,并为今后毕业设计做必要准备。通过课程设计使学生掌握结构设计从收集资料、方案比较、设计理论、设计计算、绘图的全过程,培养学生的工程结构设计能力。 二、课程设计的任务、内容及要求 某市某小型办公楼,为现浇钢筋混凝土框架结构,1层层高3.6m ,2、3层层高为3.3m ,建筑平面如图1。该办公楼所在地的设计地震动参数16.0max =α,s T g 30.0=,基本风压20/50.0m kN =ω,地面粗糙度类别为C 类,计算简图中底层柱的计算高度为4.2m ,如下图2。 图1 框架结构平面布置图

图2 ③轴一榀框架结构计算简图 选择③轴线所对应的一榀框架作为计算单元 1.结构布置 确定混凝土的强度等级和梁、板、柱的截面尺寸。 2.荷载汇集 ★竖向荷载 楼面荷载: 恒荷:按楼面做法实际材料计算; 活荷:2/0.2m kN 。 屋面荷载:恒荷:按屋面做法实际材料计算; 活荷:活荷2/7.0m kN ;雪荷2/4.0m kN 。 ★水平荷载:水平风荷载:2 0/55.0m kN =ω 水平地震作用:kN G 89001=,kN G 76002=,kN G 69003= 3.水平荷载作用下框架侧移验算 D 值法∑= ij pj j D V δ计算层间侧移,验算最大层间侧移m ax δ是否满足规范要求。 不满足要求所采取的措施: 4.水平荷载作用下框架内力计算――反弯点法或D 值法。 5.竖向荷载作用下框架内力计算――分层力矩分配法。 6.内力组合:QK GK S S S 4.12.1+= ()EK QK GK S S S S 3.15.02.1++= ()wK QK GK S S S S ++=26.12.1 7.框架设计。强柱弱梁、强剪弱弯,该框架抗震等级为二级。 三、课程设计应完成成果 课程设计应完成以下成果: 1.绘制一榀框架施工图 2.图纸必须达到施工图的深度、绘图应符合《制图标准》,应满足布置匀称、表达明确、线条清晰、图面整洁。

超高层建筑的混凝土钢框架-核心筒结构设计

超高层建筑的混凝土钢框架-核心筒结构设计 发表时间:2018-08-14T09:39:21.060Z 来源:《建筑模拟》2018年第12期作者:梁卓尧 [导读] 混合结构在我国高层及超高层建筑结构中得到了广泛的应用,常见的钢框架-混凝土核心筒结构外框架存在着强度有余而刚度不足的特点,设置加强层时会遇到各种问题,研究核心筒结构的设计具有十分重要的意义。 广东国通物流城有限公司广东佛山 528000 摘要:混合结构在我国高层及超高层建筑结构中得到了广泛的应用,常见的钢框架-混凝土核心筒结构外框架存在着强度有余而刚度不足的特点,设置加强层时会遇到各种问题,研究核心筒结构的设计具有十分重要的意义。本文依据实际工程概况,结合模型、布设方案的计算与基底剪力时程分析,希望得出最适宜的设计方案。 关键词:超高层;结构;模型 1.工程概况 本工程为某核心商务区一幢超高层办公楼,地下2层,地上60层,总高度270m。建筑设计使用年限为50年,超高层主塔楼耐久性为100年[1]。抗震设防类别为乙类,8度设防,第二组,场地类别II类,阻尼比取0.04。 2.模型 2.1 基本假定 根据工程实际情况,为便于计算分析,将实际结构进行了一定的简化,采用如下假定:1)结构处于线弹性阶段;2)水平加强层伸臂桁架、周边带状桁架与内筒体刚性连接,与外柱铰接,即只在外柱产生轴向力;3)设有水平加强层的核心筒体剪力墙及外柱间楼板采用弹性板。 2.2 加强层布设方案 根据本工程下部大底盘、上部斜角收进的实际情况,采用水平伸臂桁架,并在同层配合设置周边带状桁架作为加强层。水平加强层的设置会产生应力集中现象,但随着加强层数量的增多,结构整体受力将越趋于合理。而且,从侧移控制角度来讲,由于受加强层作用递减率的影响,加强层数量也不宜过多[2]。因此,应该从合理和经济两个方面综合考虑来选择合适的加强层数量。 3.各布设方案的计算 3.1 各布设方案的模态分析 对加强层的不同布设方案,分别采用三维有限元程序SATWE和ETABS进行多遇地震作用下弹性整体计算,得出其周期如表1、表2所示,方案7振型模态如图1所示,进而对其基本周期和振型进行分析比较。 图1 方案7结构振型模态 把方案7与方案1进行比较,从表1、表2及图2可以看出:1)第1振型为Y向平动,加强层影响第1振型改变3.5%。2)第2振型为X向平动,加强层影响第2周期改变3.3%。3)第3振型为扭转周期,加强层影响第3周期改变1.7%。4)加强层的设置对结构前3个周期影响较大,对后面的周期影响减小。5)两种软件计算的周期有所不同,ETABS计算结果较SATWE大,相差在7%以内。JGJ3—2010要求Tt/T1不应大于

探究框架核心筒结构设计

探究框架核心筒结构设计 摘要:伴随着我国城市建筑事业的不断的发展,和城市建筑水平及施工技术不断的提高,框架核心筒结构设计在建筑工程领域被普遍使用,并且和传统建筑结构相比的有着明显的优势。本文就框架核心筒结构设计进行了探讨。 关键词:建筑;框架核心筒;结构设计 一、框架核心筒结构合理设计的概念 1、双重抗侧力构件 双重抗侧力构件是抗震结构最为合理的结构形式,其特点是:由两种受力和变形性能不同的超静定抗侧力结构组成,每种抗侧力结构都具备足够的刚度和承载力,可以承受一定比例的水平荷载,并通过楼板连接而协同工作,共同抵抗外力。在地震作用下,当一部分有损伤时,另一部分有足够的刚度和承载力能够承受较多的地震作用,损伤部分可以与它共同担当抗震任务,或它能够单独抵抗后期余震。因此设计为双重抗侧力体系可以实现多道设防,是安全可靠的抗震结构体系。 2、筒中筒结构 筒中筒结构是一种双重抗侧力体系,当地震作用时,它是由框筒和实腹筒共同抵抗侧向力的结构,但因其外框筒柱距较小,梁截面较高,采光面积小,建筑立面不好处理,近年来使用的较少。 3、框架核心筒结构 框架核心筒是由筒中筒结构延伸而来,筒中筒结构在空间受力时,由于水平荷载的作用,其密柱深梁框筒的翼缘框架柱承受较大轴力;当柱距加大、裙梁的跨高比加大时,剪力滞后加重,柱轴力将随着框架柱距的加大而减小,但它仍然会有一些轴力,有一些空间作用,因这一特点,称其为“稀柱筒体”。当筒中筒结构外筒柱距增大到与普通框架相似时,除角柱外,其他柱轴力将很小,通常可忽略沿翼缘框架柱传递轴力的作用,直接称其为框架区别于框筒。框架核心筒结构由于周边框架柱数量少、柱距大而受到建筑师的青睐,但是外围框架分担的剪力和倾覆力矩少,核心筒成为抗侧力的主要构件,所以框架一核心筒结构不是双重抗侧力体系。为了将框架核心筒结构设计成双重抗侧力结构,必须采取措施。 二、工程概况及结构布置 1、工程概况 本高层建筑工程项目功能为商业办公,主体为商业办公楼,包括沿街商业裙房,地下2层停车场,地面以下深度8.1m,地上21层,功能为商业办公,结构屋面高度78.2m,出屋面包含机房和设备间,机房屋面高度83.00m。高层办公楼

核心筒结构体系要点

核心筒结构体系要点 核心筒是在建筑的中央部分,由电梯井道、楼梯、通风井、电缆井、公共卫生间、部分设备间围护形成中央核心筒,与外围框架形成一个外框内筒结构,以钢筋混凝土浇筑。 核心筒概况 核心筒有钢筋混凝土密柱组成的束筒空腹式和钢筋混凝土剪力墙式的实腹式核心筒。 钢筋混凝土核心筒—钢框架结构中,混凝土芯筒主要用于抵抗水平侧力。由于材料特点造成两种构件截面差异较大,钢筋混凝土核心筒的抗侧向刚度远大于钢框架,随着楼层增加,核心筒承担作用于建筑物上的水平荷载比重越大。钢框架部分主要是承担竖向荷载及少部分水平荷载,随着楼层增加,钢框架承担作用于建筑物上的水平荷载比重越小,由于钢材强度高,可有效减少柱体截面,增加建筑使用面积。 过于增强核心筒刚度而形成弱钢框架结构体系,会造成在强震作用下,混凝土墙体开裂,结构整体抗侧向刚度迅速下降,而钢框架结构部分承担水平荷载的比重迅速增加,超越钢框架承载能力,脱离结构设计预想,其破坏是很严重的,甚至可能造成倒塌。 布置形式 (1)框架布置形式多样,可以是方形、长方形、圆形或其他形状;结构布置尽可能规则,平面刚度布置宜均匀、对称,以减小扭转影响。质量分布均匀,内筒尽可能居中。

(2)在钢筋混凝土框架-核心筒结构中,外框架构件截面不宜过小,框架承担的剪力和弯矩需要按规范和规程的要求调整增大。在混合结构中,如果采用钢骨混凝土、钢管混凝土柱,则较容易达到双重抗侧力体系的要求;如果采用外钢框架,其总高度不宜太大。 (3)在纵横墙相交的地方设置钢骨,在楼板标高设置钢骨暗梁,可形成小钢框架以提高核心筒的承载力和抗震性能。 (4)核心筒与外柱之间若距离很大,需另设内柱或采用预应力混凝土楼盖。否则导致楼层梁太大,不利于减小层高。 (5)一般要布置楼板大梁。在楼盖布置中,需要注意使竖向荷载集中传递到大柱子上去,避免柱出现拉力(水平荷载作用下柱拉力大于重力荷载下压力)。 核心筒结构布置要点 (1)框架-核心筒结构:由核心筒与外围稀柱框架组成的高层建筑结构。 (2)周边柱距一般为8~12m,柱与周边梁形成外框架,外框架通过梁和楼板与中间核心筒形成整体。 (3)核心筒内的功能主要为电梯间、楼梯间、管道井和消防前室,必要时也可将公共卫生间等放在核心筒内。 (4)框架核心筒结构一般为正方形或接近正方形的矩形和多边形(也有双核心筒的长矩形)。

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