核心筒结构设计探究范文

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《福建建材杂志》2014年第八期

1结构方案对比及确定

1.1结构体系对比第一方案：优点：柱距均匀，约10m；核心筒中心与整体结构中心基本重合。缺点：核心筒外墙因门洞，设备孔洞等造成外墙连梁抗剪超筋；核心筒所占面积较大，所以核心筒刚度也大；框架柱的倾覆弯矩百分比基本在10%～30%，外围框架柱作用未得到充分发挥；与核心筒相连主框架梁截面大、配筋大。A轴、D轴交4轴为办公和商业的主入口，业主不同意在该位置有柱，且3、5轴间跨度很大（约20m），不适宜做局部转换。最终设计方案：结合建筑功能，调整柱位保证办公、商业主入口无柱，满足业主要求。核心筒面积减小，核心筒刚度减小，框架柱的倾覆弯矩百分比基本在30%～450%，外围框架柱作用得到比较充分发挥；与核心筒相连主框架梁截面及配筋减小。因核心筒减小，设备洞口基本避开核心筒设置，核心筒外墙整体性好。

1.2楼盖体系为提高楼层使用净高，我司向业主提出采用现浇空心楼盖结构体系，通过框架间设置宽扁框架梁满足刚度要求。但业主对该种楼盖体系造价问题存在疑虑，因此最终采用了普通的混凝土梁板体系。

2主要构件截面及材料

4层裙房部分，大部分框架梁截面300mm×700mm，次梁250mm×500mm；主体核心筒部分，大部分框架梁截面500mm×700mm，次梁250mm×500mm。梁板混凝土强度等级：底板、地下一层板及顶板均为C35，其中底板为P8抗渗混凝土、顶板为P6抗渗混凝土；一层至屋面为C30，其中屋面为P6抗渗混凝土。核心筒外围墙厚由400至上部楼层减小为300mm，内墙厚分别为300mm和200mm。4层裙房部分框架柱截面由700mm×700mm减小至500mm×500mm；与核心筒相连框架柱截面1200mm×1200mm减小至700mm×700mm，其中基础顶面至五层框架柱内增设型钢。墙、柱混凝土强度等级：纯地下室墙、柱为C35（其中与水接触墙、柱采用P8抗渗混凝土）；主楼部分基础顶至7层为C50，8层至14层为C45，15层至20层为C40，21层以上为C35。钢筋材料为HRB400、HRB335和HPB300。

3结构计算及分析

本工程计算分析采用PKPM结构设计软件，上部采用SATWE，基础采用JCCAD。

3.1自振周期与振型结构的前3阶周期如下表1所示，分析过程振型数为18个，而且两者的质量系数均满足《高规》5.1.13条要求的90%以上（X向99.66%，Y向99.50%）。

3.2重要控制参数框架柱的倾覆弯矩百分比1至20计算层均小于50%，基本在30%～50%之间，这说明剪力墙的数量满足《高规》8.1.3条的规定。5重点部位加强处理及抗震构造措施(1)核心筒四角从基础顶面至屋顶均按约束边缘构件；4轴交B、C轴位置设置护壁柱；5轴交B、C轴位置设置护壁柱，并核心筒角部约束边缘构件整体设置；核心筒外墙连梁交叉钢筋。(2)裙房部分楼层因扶梯、电梯及楼梯开洞，该部分楼层板厚均为120mm，最小配筋率取0.25%，双层双向配筋。六层以上标准层在方案图示阴影部分楼板均为120mm厚，最小配筋率取0.25%，双层双向配筋。(3)型钢混凝土框架柱是本工程的处理的难点，因此要求施工单位需严格按照《型钢混凝土组合结构构造》04SG523施工。

4结语与理解

(1)核心筒宜贯通全高，墙肢宜均匀、对称布置；核心筒的宽度不宜小于筒体高度的1/12，当筒体结构设置角筒、剪力墙或增强结构整体刚度的构件时，可适度放宽；筒体角部不宜开洞，不可避免时，洞角内壁至洞边距离需不小于500mm和墙体厚度；筒体外墙厚度不应小于层高的1/20及200mm，对一、二级抗震设计的底部加强区不宜小于层高的1/16及200mm；核心筒的连梁宜配置交叉暗撑或交叉钢筋，提高连梁延性；在核心筒截面基本确定的情况下，为控制结构的周期和位移，增大框架梁截面，可有效增加结构的抗侧刚度，但也应考虑梁高对楼层净空的影响；框架-核心筒结构的周边柱间应设置框架梁；柱截面尺寸的变化与核心筒墙厚的变化宜错开；采用型钢混凝土柱时，可有效控制柱的截面尺寸，提高使用空间；核心筒刚度宜适度，以确保框架柱的作用得到较充分的发挥。(2)合理的结构设计是多方面因素综合考虑侧结果，设计过程中应根据建筑功能要求、地理环境条件及构思的结构总体系，先有一个多道防线、刚柔结合的理想刚度目标。然后根据这个目标，再从具体的结构整体设计中通过不断的探索、比较得到最有方案。结合本工程X向采用了增设内柱的框架-核心筒结构，基础顶面至五层主楼框架柱内设置型钢，基础采用静压沉管灌注桩基础。本工程设计既满足了建筑的里面效果和使用功能要求，又满足了结构的安全性和经济性要求。

作者：刘胜海单位：万地联合（厦门）工程设计有限公司