摘要：本文主要对框架核心筒结构技术特点及布置设计注意问题进行分析，并通过设计实例进行论证，以供同仁参考。
关键词：高层建筑；框架-核心筒结构；技术特点；注意问题；实例论证
一、前言
近年来，随着城镇化建设的快速推进，城市人口增长迅速，为了满足人们的居住需求，各类高层建筑建设越来越多，建筑功能形态越来越多样化，这就为建筑结构的设计提出了更高的要求。高层建筑框架—核心筒结构体系中的框架部分与框架—剪力墙体系一样可以满足建筑的灵活布置及较大的空间，另外，由于框架部分通常距核心筒不远，且沿核心筒周边布置，其空间效应也优于框架剪力墙结构，使得高层建筑框架核心筒结构能够承担较大的水平效应，并在经济上优于框架剪力墙结构。下面就框架核心筒结构技术特点及布置设计注意问题进行分析，并通过设计实例进行论证，以供同仁参考。
二、高层建筑框架核心筒结构技术特点
框架—核心筒结构是利用楼梯建筑内的电梯井道、通风井、公共卫生间等构建中央核心筒，同时采用外围框架形成框架核心筒结构。这一结构形式有利于结构的受力、以此提高了楼体结构的抗震性。框架—核心筒结构是目前国际高层建筑中采用的主流结构形式，而且该结构还能够提高楼体内部的空间、提高空间利用率。框架—核心筒结构的应用利用了核心筒的抗侧向刚度以提高楼体的抗震性能。框架结构更多的承担竖向荷载与少部分水平荷载。框架一核心筒的结构优势在现代超限高层设计中有着重要的应用，这一结构能够利用自身优势在楼层增加的过程中减少框架水平荷载的承担比重，实现建筑使用面积的增加，提高城市土地利用率、提高建筑工程建设投资效益。框架—核心筒结构的优势使得其在现代超限高层建筑中有着极为重要的应用，是目前高层建筑设计的主流结构形式。
三、高层建筑框架核心筒结构设计布置时应注意的问题
（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）。
四、高层建筑框架核心筒结构设计实例分析
某高层建筑商住楼项目，地上26层，地下2层，地面以下深度8.1m，结构屋面高度96.7m，出屋面包含机房和设备间，机房屋面高度99.7m。建筑面积地上部分为31377㎡，地下部分为5700㎡。
（1）结构布置。根据建筑平面布置结构体系采用框架－核心筒结构。其中核心筒部分采用现浇钢筋混凝土筒体，外围框架柱采用钢筋混凝土柱，楼面梁采用普通梁，楼板采用现浇实心板。
核心筒作为抵抗水平作用的主要构件，外围框架柱主要承受竖向荷载。在筒体洞口的布置上，尽量使洞口远离筒体角部，洞口间筒体墙肢均匀分布。框架柱考虑到剪力滞后效应的影响，加大角柱的截面和配筋。
（2）框架—核心筒布置。①核心筒宜贯通建筑物全高。核心筒的宽度不宜小于简体总高的1/12，当筒体结构设置角筒、剪力墙或增强结构整体刚度的构件时，核心筒的宽度可适当减小。②核心筒的周边宜闭合，楼梯、电梯间应布置混凝土内墙；核心筒应具有良好的整体性；③核心筒外墙的截面厚度不应小于层高的1/0及200mm，对一、二级抗震设计的底部加强部位不宜小于层高的1/16及200mm，不满足时，应按相关规定计算墙体稳定，必要时可增设扶壁柱；在满足承载力要求以及轴压比限值（仅对抗震设计）时，核心筒内墙可适当减薄，但不应小于160mm。又因为有框架梁支承在核心筒上，核心筒的外墙厚度宜大于0.4LAE（梁纵向受力钢筋的锚固长度），工程中框架梁钢筋最大为25mm，抗震等级为一级。工程核心筒外墙的截面厚度为400mm，满足以上要求；④核心筒外墙较大的门洞宜上下竖向连续布置，以使其内力变化保持连续性。
（3）超限情况分析及抗震措施。在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层的最大弹性水平位移大于该楼层两端弹性水平位移平均值的1.2倍，小于1.5倍，为平面扭转不规则；首层为大底盘商业，存在单塔质心与大底盘质心有一定的偏心距情况。二十一层处立面收进，收进尺寸与相邻下一层之比为68.6%，竖向不规则。针对上述超限情况该工程采取了如下的抗震构造和计算措施：①对于大底盘单塔，加厚大底盘顶板至250mm，并双层双向配筋；加强大底盘及上一层竖向构件配筋，并严格控制轴压比满足规范要求，以提高竖向构件的延性。②对于扭转不规则，采用考虑扭转耦联的振型分解反应谱法，计及扭转影响，并控制楼层最大的弹性水平位移和层间位移的分别不大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.4倍。③对于竖向构件局部收进引起的侧向刚度不规则，考虑突变楼层相交竖向构件在上下一层范围内配筋予以加强，故计算时人为规定20，21层为薄弱层，对薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数，对竖向构件配筋予以加强以提高柱延性，并严格控制柱轴压比小于规范限值；另加厚20，21层楼板厚度，取为150mm，并加强楼板的配筋，以增强结构抗剪承载力，提高整体刚度，确保水平力的有效传递。
五、结语
综上所述，核心筒系框架-核心筒结构的主要抗侧力构件，应尽量贯通建筑物全高，并要求具有较大的侧向刚度，其刚度沿竖向宜均匀变化，否则结构的侧移和内力将发生急剧变化，一般来说，当核心筒的宽度不小于筒体结构高度的 1/12 时，结构的层间位移就能满足规定，当外框架范围内设置角筒、剪力墙或增强结构整体刚度的构件时，核心筒的宽度可适当减小。在筒体结构中，大部分水平剪力由核心筒或内筒承担，框架柱或框筒柱所受剪力远小于框架结构中的柱剪力，剪跨比明显增大，因此其轴压比限值可比框架结构适当放松，可按框架-剪力墙结构的要求控制柱轴压比。框架-核心筒结构在强烈地震作用下，框架柱的损坏程度远大于核心筒，故必须按规范调整各框架柱的地震剪力。同时框架-核心筒结构外周框架的柱距较大，为了保证其整体性，外周框架柱间必须要设置框架梁，形成周边框架。框架设计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。
参考文献?
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