核心筒結構設計探究范文

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《福建建材雜志》2014年第八期

1結構方案對比及確定

1.1結構體系對比第一方案：優點：柱距均勻，約10m；核心筒中心與整體結構中心基本重合。缺點：核心筒外墻因門洞，設備孔洞等造成外墻連梁抗剪超筋；核心筒所占面積較大，所以核心筒剛度也大；框架柱的傾覆彎矩百分比基本在10%～30%，外圍框架柱作用未得到充分發揮；與核心筒相連主框架梁截面大、配筋大。A軸、D軸交4軸為辦公和商業的主入口，業主不同意在該位置有柱，且3、5軸間跨度很大（約20m），不適宜做局部轉換。最終設計方案：結合建筑功能，調整柱位保證辦公、商業主入口無柱，滿足業主要求。核心筒面積減小，核心筒剛度減小，框架柱的傾覆彎矩百分比基本在30%～450%，外圍框架柱作用得到比較充分發揮；與核心筒相連主框架梁截面及配筋減小。因核心筒減小，設備洞口基本避開核心筒設置，核心筒外墻整體性好。

1.2樓蓋體系為提高樓層使用凈高，我司向業主提出采用現澆空心樓蓋結構體系，通過框架間設置寬扁框架梁滿足剛度要求。但業主對該種樓蓋體系造價問題存在疑慮，因此最終采用了普通的混凝土梁板體系。

2主要構件截面及材料

4層裙房部分，大部分框架梁截面300mm×700mm，次梁250mm×500mm；主體核心筒部分，大部分框架梁截面500mm×700mm，次梁250mm×500mm。梁板混凝土強度等級：底板、地下一層板及頂板均為C35，其中底板為P8抗滲混凝土、頂板為P6抗滲混凝土；一層至屋面為C30，其中屋面為P6抗滲混凝土。核心筒外圍墻厚由400至上部樓層減小為300mm，內墻厚分別為300mm和200mm。4層裙房部分框架柱截面由700mm×700mm減小至500mm×500mm；與核心筒相連框架柱截面1200mm×1200mm減小至700mm×700mm，其中基礎頂面至五層框架柱內增設型鋼。墻、柱混凝土強度等級：純地下室墻、柱為C35（其中與水接觸墻、柱采用P8抗滲混凝土）；主樓部分基礎頂至7層為C50，8層至14層為C45，15層至20層為C40，21層以上為C35。鋼筋材料為HRB400、HRB335和HPB300。

3結構計算及分析

本工程計算分析采用PKPM結構設計軟件，上部采用SATWE，基礎采用JCCAD。

3.1自振周期與振型結構的前3階周期如下表1所示，分析過程振型數為18個，而且兩者的質量系數均滿足《高規》5.1.13條要求的90%以上（X向99.66%，Y向99.50%）。

3.2重要控制參數框架柱的傾覆彎矩百分比1至20計算層均小于50%，基本在30%～50%之間，這說明剪力墻的數量滿足《高規》8.1.3條的規定。5重點部位加強處理及抗震構造措施(1)核心筒四角從基礎頂面至屋頂均按約束邊緣構件；4軸交B、C軸位置設置護壁柱；5軸交B、C軸位置設置護壁柱，并核心筒角部約束邊緣構件整體設置；核心筒外墻連梁交叉鋼筋。(2)裙房部分樓層因扶梯、電梯及樓梯開洞，該部分樓層板厚均為120mm，最小配筋率取0.25%，雙層雙向配筋。六層以上標準層在方案圖示陰影部分樓板均為120mm厚，最小配筋率取0.25%，雙層雙向配筋。(3)型鋼混凝土框架柱是本工程的處理的難點，因此要求施工單位需嚴格按照《型鋼混凝土組合結構構造》04SG523施工。

4結語與理解

(1)核心筒宜貫通全高，墻肢宜均勻、對稱布置；核心筒的寬度不宜小于筒體高度的1/12，當筒體結構設置角筒、剪力墻或增強結構整體剛度的構件時，可適度放寬；筒體角部不宜開洞，不可避免時，洞角內壁至洞邊距離需不小于500mm和墻體厚度；筒體外墻厚度不應小于層高的1/20及200mm，對一、二級抗震設計的底部加強區不宜小于層高的1/16及200mm；核心筒的連梁宜配置交叉暗撐或交叉鋼筋，提高連梁延性；在核心筒截面基本確定的情況下，為控制結構的周期和位移，增大框架梁截面，可有效增加結構的抗側剛度，但也應考慮梁高對樓層凈空的影響；框架-核心筒結構的周邊柱間應設置框架梁；柱截面尺寸的變化與核心筒墻厚的變化宜錯開；采用型鋼混凝土柱時，可有效控制柱的截面尺寸，提高使用空間；核心筒剛度宜適度，以確保框架柱的作用得到較充分的發揮。(2)合理的結構設計是多方面因素綜合考慮側結果，設計過程中應根據建筑功能要求、地理環境條件及構思的結構總體系，先有一個多道防線、剛柔結合的理想剛度目標。然后根據這個目標，再從具體的結構整體設計中通過不斷的探索、比較得到最有方案。結合本工程X向采用了增設內柱的框架-核心筒結構，基礎頂面至五層主樓框架柱內設置型鋼，基礎采用靜壓沉管灌注樁基礎。本工程設計既滿足了建筑的里面效果和使用功能要求，又滿足了結構的安全性和經濟性要求。

作者：劉勝海單位：萬地聯合（廈門）工程設計有限公司