高层建筑框架核心筒结构设计分析探讨

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1、高层建筑框架核心筒结构设计分析探讨摘要：本文结合工程实例，简要介绍了某高层建筑框架-核心筒结构设计方案的整体构思，并依据相关规范，从钢管混凝土柱梁节点设计、剪力墙平面外对梁断嵌固作用分析、核心筒外墙的连梁设计等设计要点，对大厦整体结构设计进行了详细分析阐述，并对设计心得作了总结。 关键词：高层建筑；框架-核心筒结构；钢管混凝土；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

2、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

3、力构件上下连续贯通（见图示1），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：115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）、12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

4、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（见图示2） 钢管上开穿钢筋小孔的连接节点做法要点如下： 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=2D。 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.

5、10倍钢管直径、钢管混凝土叠合柱时，取65100mm；环板厚度=0.5t且16mm（t为钢管壁厚）。 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。 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 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。 梁钢筋直接穿过钢管后，梁可以可靠的传递内力，梁长范围内的刚度保持不变，结构受力