建筑结构设计中框架核心筒结构应用

摘要：现如今，框架核心筒结构作为我国诸多建筑中运用较为普泛的层级体系，利用对框架核心筒结构科学地规划，能够有力地确保建筑架构的抗震能力。对此，该文将系统地综合现实的建筑结构设计案例，较为详尽地阐述框架核心筒结构在建筑结构设计中的运用情况，希冀可以给将来同类型的项目提供一定的有益的参考价值。

关键词：建筑结构;结构设计;结构布置;构建对策

框架核心筒结构即是指建筑四周都为稀柱框架（柱间距通常是8米以上），中端为钢筋混凝土制作而成的核心筒，其内部是楼电梯室或者机电室等。致力于与时俱进地契合老百姓们的工作及生活中的需求，现如今，建筑的架構呈现出日渐丰富的走势，建筑架构的效能以及使用途径较为地多元。所以在开展建筑结构规划的过程中，相关的工程人员务必要仔细地考量各种形式的受力结构层级。框架核心筒结构作为当前比较常见的新型建筑结构中一项关键形式，其拥有强度大、使用钢铁的量少等优势，所以在我国建筑结构规划中的运用得十分地普泛。经过对框架核心筒结构体系科学规划，更加能够发挥出建筑架构的抗震效能。基于此，笔者将系统地结合实际的建筑结构设计案例，详尽地阐明框架核心筒结构在建筑结构设计中的运用状况，由此希望可以给将来同类型的项目提供一定的有益的参考价值。

一、工程概况

本项目为某区域高层建筑的设计案例，这座建筑的上部分总层数是36层，而地下部分则为2层。基于建筑效能等层面的约束，最后工作人员选择了框架核心筒结构体系。在结构设计中，风荷载体型指数是1.5，风负荷是0.4kN/m2，地震烈度是7度，基础部分使用静压式预应力混凝土管桩，其整体的强度等级是C80。

二、建筑结构布局状况

在建筑结构规划过程中，结构布局务必要秉持简约、整齐的准则。在结构方案规划时期，工作人员一定要予以科学专业化的结构选取。在保证建筑美观的前提之下，结构布局需要既能够实现抗震、抗风的功能，而且还需要契合便捷合理、客观经济的总体目标，由此创造出一个品质极高的建筑形象。

（一）框架部分布局

这一项目的框架部分需要特别地规划成双向梁柱刚架体系。其中一项方位需要和核心筒紧密地联结在一块儿，另一个方位就需要和四根柱以及两个角部剪力墙紧密地联结在一块儿，进而一同构建成一个框架筒体的结构体系。框架以及剪力墙一同建构出的结构体系能够一起负荷来自两个方位上的地震效能以及风负荷效能。

这一项目的框架梁以及柱之间正在位于一个重叠的情形，这个时候梁柱处于一个俱佳的活动状态中，很少出现梁柱偏心的问题，如此就能够高效地抵御核心范围构造以及受力引发的负面效应。在这一项目中因为遭到施工技术水平上的约束，混凝土的强度等级只是处在C40之上，所以在结构规划的过程中，总是会遭受到短柱问题的困扰，只有在本项目1至7层的位置没有产生短柱，接着顺着高度的走向，会发现柱的截面也是不断在改变的，不过柱的轴线并没有发生改变。如此既能够实现顺着高度走向柱改变均衡状态的目标，也可以有效地防止产生偏心的难题。上述部分就是这一项目框架结构布局的关键一步，全部结构在整体布局上整洁、有序，还没有出现应力现象。

（二）剪力墙部分布局

在开展剪力墙布局工作的时候，致力于全面地使用剪力墙，把剪力墙聚集起来开展布局工作，进而构成核心筒结构。对于核心筒来说，具备较为大的抗侧力强度，其强度的构成通常都不是机械地将几个部分的强度予以相加。通常状况之下，核心筒的强度一般是由墙体、洞口尺寸等多个元素决定的，所以务必要运用计算机才可以精准地估量出核心筒的强度。当开展核心筒的布局工作之时，相关的工作人员一定要保证平面布局平衡，两个方位上的剪力墙强度需要，注意防止产生比较明显的差异性。

这一项目中单肢墙的直径控制在9米以下，确保纵横交叉两个方位的比重适宜，进而两个方位上的变形都能统一。在对剪力墙进行布局的过程中，其轴线和框架轴线需要维持相同，顺着高度的走向，剪力墙结构的强度处在平稳变化的状态之中。上下层剪力墙的轴线有序地的重叠在一块，如此就能够保证负荷传输的科学性。对于每片剪力墙来说，其轴压比一定要调控均衡，运用计算机软件就能够估算并获得各墙段的轴力，在此条件之下就能够对剪力墙的厚薄程度以及直径予以合理地设计。因为剪力墙的受力原理比较地繁杂，所以在开展剪力墙布局工作的时候，相关的工程人员一定要仔细地考量连梁、洞口和楼板等对它产生的作用力，经过多次重叠地计算机估量以及修正，以此保证剪力墙效能能够获得全面地发挥。在这一项目中所布局的剪力墙大致能够实现负荷中心和平面中心相互重叠，此时多个构件间都是均衡分布的。

三、剪力墙与框架的联系

通常状况下，在框架筒体结构体系之中，相关的工程人员需要安置足够数值的剪力墙。剪力墙的强度需要保证其稳定合宜性，这是由于倘若其强度偏高，就会造成剪力墙结构在地震的条件之下出现比较突出的反响，进而造成结构内部内力地上升，而且也会有损于到框架结构效用地发挥，如此就不利于总体结构体系的政策运转。通常状况下，相关的工程人员需要把剪力墙结构的强度表征值调控在2.6至1.2之间，然后再按照其估量出的结果继续下一步的环节，在这一项目中，剪力墙部分一般都要求负荷85%的水平力，框架部分一般都需要负荷15%的水平力，所以其结构强度的表征值是1.9。

四、结构抗震性能系统评估

在这一项目的结构设计环节之中，为例能够高效地保障结构布局的科学程度，相关的工程人员需要选取适宜的构造手段，进而缩减扭转不规则所引发的负面效应，以保证结构体系的抗震性能地正常发挥。在开展结构抗震性能的规划过程中，相关的工程人员要求按照不同的地震功效，实现发挥多元化性能的整体目标，这一项目的抗震规划一般是为了达到如下几项目标：

第一，小型地震。在小型地震影响之下，结构需要契合相关弹性规划的标准，而且还需要处在一个弹性工作的状况之下。所有构件的抗震负荷能力以及结构层间移动需要契合有关规范和规划标准。第二，中型地震。在中型地震影响之下，结构中较为脆弱的部分需要处在一个弹性的工作状态之中。在对结构予以非线性解析的时候，部分结构能够靠近于屈服阶段，而且各个构件细部架构需要契合中等延性的标准。第三，大型地震。在大型地震影响之下，关键部分的部件不可以处于屈服状态。通常状况下，楼层的最大层位移角需要把关在1/200以，各个部件的细部构造一定要能够契合高延性的标准。按照计算机软件的估算结果能够得出，本项目之建筑结构在7度的地震影响之下，结构中多个环节都可以契合有关的条例以及规划的标准。所以能够证明，这一项目建筑结构的抗震性能符合标准。

五、结语：

综上所述，现如今，框架核心筒结构在新型建筑结构中运用得越来越广。本文以某一高层建筑设计作为切入点，经过对框架核心筒结构体全面化地考量，同时详尽地阐述了这一结构体系的结构布局，再对此提出几点专业合理化的构造对策建议，希冀实现结构布局的科学合理性。总之，这一工程的建筑结构拥有较好的抗扭效能，由此可以实现结构抗震的目标。

参考文献：

[1]黎智鸿.框架核心筒结构在建筑结构设计中的应用[J].江西建材，2015（18）：24-24.

[2]卢凯亮.浅谈框架—核心筒结构在超限高层设计中的应用[J].中国新技术新产品，2014（3）.

[3]陈涛.某超限高层框架—核心筒结构设计中若干问题研究[D].厦门大学，2017（5）：155-155.

作者简介：涂代松  （1987-），男，工程师，本科，主要从事房建结构设计。