淺談型鋼混凝土框架—混凝土核心筒設計

摘 要：框架—核心筒結構，利用建筑功能的需要在內部組成實體筒作為主要抗側力構件，在內筒外布置大柱距的框架，具有一定的可利用空間，由于平面的規則性與內部核心筒的穩定性抗側力作用的空間有效性，其力學性功能優于一般的框架剪力墻結構。是常用的高層結構體系之一。

關鍵詞：型鋼混凝土 核心筒 框架

中圖分類號：TU99文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（c）-0084-01

1 工程概況

本工程為中心廣場北擴綜合安置區項目（BCD#樓），位于西寧市城中區長江路以東，西寧市地稅局以南，地上45層，一～六層為商業及辦公大堂，7層以上功能為辦公，其中11，26，36層為避難層，地下4層，地下三、4層為地下停車，地下一，2層為主要的設備機房及商業，結構高度185.400 m，地下一層及以上：框架一級， 剪力墻一級地下1層以下：框架二級，剪力墻一級?；A采用筏板基礎+后壓漿混凝土灌注樁。標準層平面圖見圖1。

本工程為丙類，場地地震基本烈度7度，設計基本地震加速度：0.10 g，設計地震分組：第三組，建筑場地類別：Ⅱ類，場地特征周期值：0.45（s）。

計算結果主要指標。

初步確定結構方案為框筒結構。框筒結構可采用鋼筋混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒結構以及型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒兩種結構形式，即所謂的混凝土結構和混合結構?；旌辖Y構質量小，地震效應小，延性較混凝土結構要好，故本工程方案設計采用鋼筋混凝土型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒結構體系。

框架柱尺寸由軸壓比控制，為了增加結構延性，本工程框架柱軸壓比控制在0.65。為減小柱截面，采用型鋼混凝土柱，含鋼量在4%～6%，型鋼混凝土柱截面底層最大為1800×1800，沿樓層逐漸收縮至1000×1000。剪力墻厚度底層最大為1100，沿樓層逐漸收至500，由于建筑平面為長方形，為了減少結構的扭轉效應，盡量將剪力墻布置在外圈，已滿足扭轉周期與平動周期的比值要求?？蚣苤g距以及與核心筒之間間距為9 m左右，框架梁采用型鋼梁，尺寸取為500×650～500×850。

混合結構外圍框架剛度較小，需要加強混凝土核心筒的側向承載能力，以保證核心筒的抗震性能。為提高核心筒的延性，需在核心筒角部設置型鋼，并加強角部配筋，以保證筒體角部的延性和受力性能。但由于本工程結構主要由層間位移角控制設計，使得混合結構的優勢不能充分發揮，且結構總高度不到200 m，也可以采用鋼筋混凝土結構體系。

（1）對于100～200 m的超高層建筑，混合結構體系與混凝土結構體系兩種結構體系均適用?；旌辖Y構體系與混凝土結構體系相比，總質量減小約20%，風載效應增大約10%，地震效應減小約15%～25%，梁柱構件尺寸減小，有效使用面積增加。

（2）外圍框架部分的剛度，能否起到二道防線作用，是這兩種結構形式設計的核心問題?？蚣懿糠职磦认騽偠确峙涞臉菍拥卣鸺袅藴手档淖畲笾挡灰诵∮诮Y構底部總剪力標準值的10%?；炷两Y構可達12%～23%，而混合結構只有8%～13.4%?；旌辖Y構外圍框架的剛度設計應具體斟酌，不應過弱，當不滿足10%的要求時，各層框架地震剪力標準值應按結構底部總剪力標準值的15%進行調整。

（3）混合結構體系應更加重視和加強核心筒的設計。兩種結構形式內部核心筒的尺度、剛度相差不大，變化大的僅是外圍框架部分?；旌峡蚣鼙然炷量蚣軇偠刃?，分擔的地震剪力更小，整個建筑的抗震性能很大程度取決于核心筒，保證核心筒的延性十分重要。當框架按剛度計算分配的最大樓層地震剪力小于結構總地震剪力的10%時，核心筒承擔的地震作用應加大，甚至讓筒體具有承擔100%的地震剪力的能力。規范規定此時核心筒墻體地震剪力宜乘以1.1增大系數，而且將核心筒抗震等級提高一級

本項目的結構整體分析采用的是中國建筑科學研究院PKPM系列軟件SATWE，采用了中國建筑科學研究院PKPM系列軟件PMSAP進行了分析比較。并進行了多遇地震下彈性時程分析和罕遇地震下彈塑性靜力分析。