核心筒概念布置(重要)

框架-核心筒结构布置重点注意问题（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）核心筒与外柱之间距离以10-12米为宜。如果距离很大，则需要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，避免柱子出现拉力（水平荷载作用下柱拉力大于重力荷载下压力）。1.框架-核心筒结构平面形状可以随意（筒中筒结构平面形状局限），可以不设角柱；2.框架承受的剪力较小（倾覆力矩也小），必须调整增大到规程要求3.钢筋混凝土实腹筒是框架-核心筒结构中的主要抗侧力构件，承载力和延性都要求很高，对高宽比、内力、配筋构造有许多要求；4.内筒配置钢骨，可以改善内筒的抗震性能；配置方法：墙端部或转角处，大面墙的中间·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。·周边柱距一般为8m～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。·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。·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）。·核心筒宜贯通建筑全高布置，核心筒的长短边方向应与建筑平面长短边方向一致；核心筒短边长度（宽度）不宜小于筒体总高的1／12。·核心筒宜布置在结构的中部，尽量减少偏置。·核心筒平面面积与楼层建筑面积之比宜控制在20﹪左右，低烈度时不低于15﹪，房屋高度特别大或地震烈度高时可能达到30﹪，一般80m～150m高度之间的7度设防可控制在18﹪左右。·核心筒中外墙宜厚不宜薄，内墙要尽量少；一般核心筒外墙截面面积宜占核心筒抗震墙总面积的70﹪左右。·核心筒外墙截面面积与外框柱截面面积之比宜为1:1。·核心筒四角楼板不应开洞。·外框架主梁不宜放在核心筒外墙连梁上。一、核心筒设计1.核心筒宜贯通全高。筒体高度≥全高的1/12时，位移基本能满足规定。当有其他剪力墙时，筒体宽度可以更小些。2.筒体角部不宜开洞，不可避免时，筒角内壁至洞中距离≥500mm和墙厚度。3.筒体外墙厚度≥层高的1/20及200mm，一、二级抗震时≥层高的1/16及200mm4.核心筒的连梁宜配制交叉暗撑或交叉钢筋，提高连梁延性。二、框架的设计1.为控制结构的周期和位移，在核心筒截面基本确定的情况下，墙加大梁，可有效增加结构的抗侧刚度。但当柱与核心筒相距较远时，要综合考虑梁高与楼层净空的关系。2.柱截面尺寸的变化与核心筒墙厚的变化错开。3.采用型钢砼柱时，可有效控制柱的截面尺寸。三、框架梁支撑条件的确定：1.沿梁轴线方向有墙时刚接。2.核心筒外墙厚度大于0.4Lae（满足梁的主筋锚固长度）且内侧楼板不开洞，刚接。3.梁支撑处有柱，刚接。4.不满足以上条件的梁，铰接。四、楼盖设计1.核心筒外缘楼板不宜开大洞口。2.核心筒内部楼板，厚度≥120mm，双层双向配筋。3.楼面梁不宜支承在核心筒外围的连梁上。五、除以上要点外，还需满足相应抗震等级下框架－剪力墙结构的要求。框架-核心筒结构体系的设计要点张元坤（广州容柏生建筑工程设计事务所）TEL：[phone]FAX：[phone]E-mail:[e-mail]1.框架–核心筒结构盛行原因2.典型的框架–核心筒结构的平面布置3.框架–核心筒结构的受力机理4.钢–砼混合结构的适宜条件5.框架–核心筒结构的楼面梁布置形式6.设加强层对结构在抗风抗震方面的利弊7.框架–核心筒结构设计中应注意的几个问题1.框架–核心筒结构盛行原因·外框柱柱距较大适用酒店、写字楼和地下车库要求·外框柱柱距大有利于立面处理·建筑体型有利于超高层建筑的抗风抗震要求2.典型的框架–核心筒的平面布置·核心筒居中，四周为疏布的框架柱·框架柱只两侧布置–成为框架-剪力墙体系·框架梁中间另设中柱·偏置的核心筒-通常不能采用全混凝土结构核心筒居中只两侧布置框架柱另设中柱核心筒偏置3.框架–核心筒结构的受力机理·核心筒为主要抗侧力构件，其中的连梁为抗震第一道防线·框架主要承受竖向荷载·与筒中筒结构的不同点∆筒中筒结构的要求：H60m,H/B3,A/B2,B0/H≈1/15，A0/A≈1/5~1/4，框筒柱距4m，内筒刚度要求稍松，框筒柱在其外框筒平面内形成较大的侧向刚度。∆框架–核心筒的要求：B0/H1/12，框架柱柱距≈8~9m，核心筒刚度要大，框架柱与核心筒外壁的距离10m左右，框架柱在其平面内形成较大的侧向刚度。4.钢–砼混合结构的适宜条件·梁跨度大–采用的钢梁梁截面高度较小，易满足其强度和挠度要求，保持正常的层高。·抗震设防烈度高–楼层自重轻，地震反应小，地基承载力弱–结构自重轻，基础压力小，能保持拟定的层数（高度）·施工速度快–核心筒与外框架不需同步施工5.框架–核心筒结构的楼面梁布置形式·次梁与主梁正交—层高需较大，楼层自重轻·次梁与主梁平行—层高可较小，楼层自重大·角部为井字梁和放射形梁布置–保持相同的楼层净高6.设加强层对结构在抗风抗震方面的利弊·设加强层对抗风在控制位移方面有利，尤其是超高层建筑·设加强层对抗震控制位移有利，但会造成竖向刚度突变，对抗震不利·尽量不设加强层·要设加强层宜用钢斜撑方案，且需待主体结构完成后才固定端部7.框架–核心筒结构及设计中应注意的几个问题7.1框架柱与筒体的压缩变形差影响·轴压比控制–提高筒体剪力墙的轴压比，相应降低柱的轴压比·砼强度等级取值–柱C70，筒体C60·框架柱中加型钢–对缩小柱截面和降低轴压比有利·框架梁端的处理–水平加腋7.2框架柱柱位与核心心筒外壁的相对位置·框架梁应避开核心筒的连梁位置·框架柱柱距要适应上下楼层的功能要求·角部柱距不宜大于中部柱距7.3核心筒连梁设计·不宜太强–有关交叉配筋和夹钢板形式的异议·提倡设水平缝的高连梁7.4基础底板的结构处理·核心筒与框架柱之间的底板连接要具有一定的刚度以利于调节其沉降差影响·采用桩筏基础有利于达到调节沉降差的目的7.5混合结构中的梁柱节点形式·钢梁与钢柱、钢梁与园钢管砼柱、钢梁与方钢管砼柱、钢梁与型钢砼柱–采用刚接节点·钢梁与筒体壁采用铰接节点7.6塔楼带部分裙房产生的扭转效应·塔楼本身宜优先加强外框架梁的刚度，增强结构的抗扭刚度。·不必太介意裙房角部的较大扭转位移角框架-核心筒结构体系的一些体会注：在网络上看到很多朋友讨论如何区分框架-剪力墙结构还是框架-核心筒结构这个话题，HiStruct把自己的一些认识和体会与大家一起分享。在高层商业建筑中一般把功能区域布置在建筑中部而形成筒体，而建筑外围采用框架结构以获得宽敞的使用空间。这就带来一个问题：在这种建筑意图上，结构应该怎么布置以区分框架-剪力墙结构和框架-核心筒结构呢？首先，看看规范是如何区分框架-核心筒结构的《高规》p186条文说明4.8.1~4.8.3中有解释：“在结构受力性质与变形方面，框架-核心筒结构与框架-剪力墙结构基本上是一致的，尽管框架-核心筒结构由于剪力墙组成筒体而大大提高了抗侧力能力，但周边稀柱框架较弱，设计上的处理与框架-剪力墙结构仍是基本相同的。对其抗震等级的要求不应降低，个别情况要求更严。”《震规》p41表6.1.1下面小注2“框架-核心筒结构指周边稀柱与核心筒组成的结构”其次，怎么从概念上理解规范条文的意思框架-核心筒结构实际上要求核心筒必须作为一个独立的悬臂筒体结构体系，可以分担绝大部分的剪力（一般可85%）和大部分的倾覆弯矩(一般60%)，同时外框架必须是稀柱框架，即只能承担很小一部分的剪力和相当部分的倾覆弯矩。而框架-核心筒结构的核心筒之所以抗震要求更严格，也正是由这个内力分担的特性决定的，核心筒可能过于关键，一旦发生破坏，后果比较严重。那么稀柱框架一般是什么形式的？常用的有4，8，12，16柱等沿着建筑外沿布置，柱距在8m以上。抗震设计中为了能让稀柱框架有足够的承载力潜力而起到二道防线的作用，通常要求稀柱框架承担的地震剪力不宜过小，比如大于15%（超高层也可能放松至5-10%），然后按照规范要求做框架内力调整。根据HiStruct的经验，这其实就相当于要求柱截面的面积率不宜过小。因此很重要的一个概念是稀柱框架并不意味着减小柱的面积和线刚度，而是相对减小了梁的线刚度。可见，只要把握了框架-核心筒结构以上的特性，并且理解了为什么要提高核心筒的抗震等级便可以从概念上正确的区分和判断框架-剪力墙（核心筒）结构了。最后，HiStruct认为框架+墙的结构形式，其实有很多学问，需要注意的是：（1）带加强层的框架-核心筒结构与一般的框架-核心筒结构在受力上是有一些区别的。（2）假如外框架的地震剪力分担能直接达到二道防线20%(25%)的要求，那么可以预见：柱必须有比墙大的面积率，或者外框架须做成密柱深梁的框筒形式。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