钢框架-钢筋混凝土核心筒

钢框架_钢筋混凝土核心筒钢框架钢筋混凝土核心筒在现代建筑领域，钢框架钢筋混凝土核心筒结构因其独特的优势而被广泛应用。

这种结构体系融合了钢框架和钢筋混凝土核心筒的特点，为高层建筑提供了稳固、高效且灵活的解决方案。

首先，我们来了解一下什么是钢框架。

钢框架主要由钢梁和钢柱组成，通过节点连接形成一个稳定的框架体系。

钢材具有高强度、轻质、易于加工和安装等优点。

这使得钢框架能够提供较大的跨度和空间，并且施工速度相对较快。

而钢筋混凝土核心筒则通常位于建筑的中心位置。

它由钢筋混凝土墙体围成，内部包含电梯井、楼梯间、管道井等垂直交通和设备空间。

核心筒具有良好的抗侧力性能，能够有效地抵抗风荷载和地震作用。

钢框架钢筋混凝土核心筒结构的优势是显而易见的。

一方面，钢框架为建筑提供了灵活的大空间布局，适用于商业、办公等需要开阔空间的场所。

另一方面，核心筒能够承担大部分的水平荷载，保证了建筑在强风或地震时的稳定性。

在抗震性能方面，这种结构表现出色。

地震发生时，钢框架和核心筒协同工作，共同吸收和分散地震能量。

核心筒的混凝土墙体能够有效地限制结构的变形，而钢框架则通过其良好的延性来消耗能量，从而减少地震对建筑的破坏。

从施工角度来看，钢框架和钢筋混凝土核心筒可以同时施工，大大缩短了建筑的工期。

钢框架部分可以在工厂预制，然后运输到现场进行拼装，提高了施工效率和质量。

然而，这种结构也并非没有挑战。

例如，钢框架和钢筋混凝土核心筒之间的连接节点设计和施工要求较高。

如果处理不当，可能会影响结构的整体性和安全性。

另外，由于两种材料的物理性能不同，在温度变化时可能会产生不同程度的变形，这需要在设计和施工中加以考虑和解决。

为了确保钢框架钢筋混凝土核心筒结构的安全和可靠性，设计阶段需要进行精细的计算和分析。

设计师要根据建筑的功能、高度、地理位置等因素，合理确定钢框架和核心筒的尺寸、材料强度等参数。

同时，还要考虑风荷载、地震作用、竖向荷载等多种荷载组合，以保证结构在各种工况下都能满足设计要求。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构同步施工技术探讨摘要：现阶段，高层建筑应用现浇混凝土体系有着极高的优势，防震性能良好，建设效率高，能够规范性的布局，因此被普遍应用到了各项目中。

可是因为建设工作人员技术水平有高有低，对于具体内容掌握不全面。

所以建设过程中面临着各种各的问题，难以确保项目整体质量。

当没有加大各项问题重视程度，必定会以为后期埋下研究的安全隐患。

在本文篇文章中主要探讨了钢框架钢筋混凝土核心筒结构同步施工技术的具体应用。

关键词：钢框架-钢筋混凝土核心筒结构；同步施工技术基于人们对建筑要求的提升，通过有限的土地和规划高度建设更多楼层的矛盾也十分明显。

在这一现状下，过于单一的框架结构或者框筒结构显得已经不符合高层结构需求，钢框架钢筋混凝土核心筒结构体系随之出现，得到了人们的广泛关注，该校体系属于钢和混凝土组合结构体系，借助钢结构以及钢筋混凝土结构的优势。

全面的改进高层建筑结构体系，将各项体系应用到建筑环节中，有着一定的指导效果。

文章中重点研究的高级混凝土核心筒结构同步施工技术。

1、钢筋混凝土框架核心筒结构发展情况在框架结构中一般会设置部分剪力墙，将框架和剪力墙相互结合在一起，遵循取长补短的基本原则，有效的抵抗水平荷载，该情况被称之为框架剪力墙结构体系。

当前阶段，将剪力墙设置成筒体，围成的竖向箱形截面的薄壁筒和密度框架组合形成竖向箱形截面。

该种类型的结构体系具备一定的抗测仪刚度，在建筑中应用十分普遍。

框架剪力墙体系的侧向高度远远大于框架结构，一般情况下由简力墙承担水平力框架承受竖向荷载，因此应用在高层房屋比框架结构速度方面更为合理。

框筒结构是筒体结构的一方面，组成结构为密排柱和墙下裙梁。

尤其是在建筑中，水平荷载特别大，起着控制效果，筒体结构变是有效抵抗该项水平荷载的最佳结构体系。

另外，钢结构断面非常小，和钢筋混凝土结构相比较来看，能够拓展建筑的面积，工厂化程度高，建设周期短。

对于环境造成的污染程度小，通过对建筑结构体系内的钢结构进行研究，钢和混凝土组合结构随之形成。

钢框架-混凝土核心筒的两种连接方式摘要：对钢框架-混凝土核心筒体系中钢梁与核心筒连接的两种连接方式进行比较。

分析表明，采用刚接做法，在不提高造价前提下，能有效增强结构的抗震延性，提高结构的安全性。

关键词：钢框架-混凝土核心筒铰接刚接two connections of steel frame-concrete core wall structuresabstract:key words:mixed framehinged connectionstiff connection1 前言目前，钢框架-混凝土核心筒体系在高层建筑中应用越来越普遍：外框架采用钢管混凝土柱(或纯钢柱)+钢梁，内筒采用钢筋混凝土结构，建筑高度较高时，可设置若干道伸臂桁架，增强结构的水平刚度。

其中外框架的钢梁与混凝土核心筒的连接有两种方法：铰接、刚接。

采用铰接连接时，施工比较简便，只需在混凝土核心筒外侧设置预埋件，施工时与钢梁用高强螺栓连接；采用刚接连接时，需在混凝土核心筒内埋置钢芯柱，预留钢牛腿与钢梁连接。

下图为两种典型连接做法：a-铰接连接b-刚接连接图1本文试对这两种连接进行比较分析。

2 抗震概念分析与钢筋混凝土的框筒结构体系相似，钢框架-混凝土核心筒体系在水平荷载作用下，混凝土内筒是主要抗侧力结构，经楼板变形协调后，钢框架承担少量的水平剪力，混凝土内筒即承担大部分倾覆力矩，又承担大部分水平剪力。

由于混凝土内筒的变形曲线是弯曲型的，而钢框架是呈剪切型，因此，经楼板变形协调后，钢框架在顶部水平剪力将大于下部。

这类结构体系在地震力的持续作用下，混凝土内筒进入弹塑性阶段后，墙体产生裂缝，侧向刚度急剧下降，致使钢框架要承担比弹性阶段大的多的倾覆力矩和水平剪力。

由于钢梁与混凝土核心筒的连接方式不同，在剪力墙底部出现塑性铰之后结构体系是完全不同的：当钢梁与核心筒采用铰接时，由于核心筒底部出现裂缝形成塑性铰，侧向刚度急剧降低，而一般框架核心筒体系中，框架一般只有一跨，此时整个结构体系的水平刚度将快速降低，难以继续抵抗较大的地震力作用，整个结构体系会发生脆性破坏。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构同步施工技术摘要：为了提高钢框架钢筋混凝土核心筒结构在地震作用下的协同工作性能及减小结构在竖向荷载作用下的变形差异，可采取以下措施，在钢框架上加设大型斜撑，在钢框架和核心筒之间增设伸臂桁架以及同时增设大型斜撑和伸臂桁架，利用有限元软件完成对比分析，这几种结构形式的协同工作性能，分析结果表明在钢框架上加设大型斜撑可明显提高结构的刚度。

框架的剪力分配率更易满足规范要求，框架柱的材料利用效率更高，增设伸臂桁架对整体结构的刚度影响不大，但可有效减小钢框架和核心筒之间的竖向变形差。

同时增设大型斜撑和伸臂桁架可显著提高钢框架钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能。

关键词：钢框架；钢筋混凝土；核心筒结构；同步施工传统的钢框架与钢筋混凝土核心筒施工顺序为，核心筒施工领先于钢框架5～6层，待核心筒混凝土达到设计强度后开始钢框架安装。

中部国际设计中心项目地上仅11层，核心筒先于钢框架施工无法满足工期需要，同时核心筒楼板甩筋不利于合模，本文就高层钢框架与钢筋混凝土核心筒同时建造技术的研究与应用进行交流和总结。

随着建筑行业地飞速发展，建筑设计外观的多样化、结构设计的多元化也随之而来，建筑结构形态已不仅限于规则的、普通的钢筋混凝土结构，异形核心筒钢板剪力墙，异形外幕墙钢结构等设计形式异军突起，随之而来的是对其施工技术、施工工艺等进行除旧更新。

1钢框架钢筋混凝土核心筒结构概述钢框钢框架钢筋混凝土核心筒结构将钢框架轻质，施工速度快的特点和钢筋混凝土核心筒抗压强度高，防火性能好%抗侧刚度大的特点有机地结合起来，已被广泛应用于高层建筑中，但一些已有的工程实践和试验研究表明，钢筋混凝土核心筒结构相对来说刚度有余而强度不足，而外框架则正好相反，强度有余而刚度不足，使得这种结构体系在抗震性能上不协调，内筒和外框架无法合理分担地震荷载作用。

为了提高钢框架钢筋混凝土核心筒结构在地震作用下的协同工作性能及减小。

结构在竖向荷载作用下的变形差异，可采取以下措施$在钢框架上加设大型斜撑，在钢框架和核心筒之间增设伸臂桁架以及同时增设大型斜撑和伸臂桁架。

G．1 钢支撑-钢筋混凝土框架（抗规）G．1．1 抗震设防烈度为6～8度且房屋高度超过本规范第6．1．1条规定的钢筋混凝土框架结构最大适用高度时，可采用钢支撑-混凝土框架组成抗侧力体系的结构。

按本节要求进行抗震设计时，其适用的最大高度不宜超过本规范第6．1．1条钢筋混凝土框架结构和框架-抗震墙结构二者最大适用高度的平均值。

超过最大适用高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。

G．1．2 钢支撑-混凝土框架结构房屋应根据设防类别、烈度和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。

丙类建筑的抗震等级，钢支撑框架部分应比本规范第8．1．3条和第6．1．2条框架结构的规定提高一个等级，钢筋混凝土框架部分仍按本规范第6．1．2条框架结构确定。

G．1．3 钢支撑-混凝土框架结构的结构布置，应符合下列要求：1 钢支撑框架应在结构的两个主轴方向同时设置。

2 钢支撑宜上下连续布置，当受建筑方案影响无法连续布置时，宜在邻跨延续布置。

3 钢支撑宜采用交叉支撑，也可采用人字支撑或V形支撑；采用单支撑时，两方向的斜杆应基本对称布置。

4 钢支撑在平面内的布置应避免导致扭转效应；钢支撑之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比，宜符合本规范6．1．6条对抗震墙间距的要求；楼梯间宜布置钢支撑。

5 底层的钢支撑框架按刚度分配的地震倾覆力矩应大于结构总地震倾覆力矩的50％。

G．1. 4 钢支撑-混凝土框架结构的抗震计算，尚应符合下列要求：1 结构的阻尼比不应大于0.045，也可按混凝土框架部分和钢支撑部分在结构总变形能所占的比例折算为等效阻尼比。

2 钢支撑框架部分的斜杆，可按端部铰接杆计算。

当支撑斜杆的轴线偏离混凝土柱轴线超过柱宽1／4时，应考虑附加弯矩。

3 混凝土框架部分承担的地震作用，应按框架结构和支撑框架结构两种模型计算，并宜取二者的较大值。

4 钢支撑-混凝土框架的层间位移限值，宜按框架和框架-抗震墙结构内插。

核心筒结构体系要点核心筒是在建筑的中央部分，由电梯井道、楼梯、通风井、电缆井、公共卫生间、部分设备间围护形成中央核心筒，与外围框架形成一个外框内筒结构，以钢筋混凝土浇筑。

核心筒概况核心筒有钢筋混凝土密柱组成的束筒空腹式和钢筋混凝土剪力墙式的实腹式核心筒。

钢筋混凝土核心筒—钢框架结构中，混凝土芯筒主要用于抵抗水平侧力。

由于材料特点造成两种构件截面差异较大，钢筋混凝土核心筒的抗侧向刚度远大于钢框架，随着楼层增加，核心筒承担作用于建筑物上的水平荷载比重越大。

钢框架部分主要是承担竖向荷载及少部分水平荷载，随着楼层增加，钢框架承担作用于建筑物上的水平荷载比重越小，由于钢材强度高，可有效减少柱体截面，增加建筑使用面积。

过于增强核心筒刚度而形成弱钢框架结构体系，会造成在强震作用下，混凝土墙体开裂，结构整体抗侧向刚度迅速下降，而钢框架结构部分承担水平荷载的比重迅速增加，超越钢框架承载能力，脱离结构设计预想，其破坏是很严重的，甚至可能造成倒塌。

布置形式（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）核心筒与外柱之间若距离很大，需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，避免柱出现拉力（水平荷载作用下柱拉力大于重力荷载下压力）。

核心筒结构布置要点（1）框架-核心筒结构：由核心筒与外围稀柱框架组成的高层建筑结构。

124YAN JIUJIAN SHE高层钢框架——混凝土核心筒结构同步等高攀升施工技术Gao ceng gang kuang jia —— hun ning tuhe xin tong jie gou tong bu deng gao pan sheng shi gong ji shu胡文学 贾翊铭 陈建良 刘博 徐保全目前，建筑领域高层结构采用钢框架-混凝土核心筒结构形式较为常见。

此类结构的施工多采用核心筒结构先行、外框钢结构落后几层、同步不等高施工的方法，而采用钢框架与混凝土核心筒同步等高攀升施工则较为少见。

位于深圳市深圳技术大学建设项目，大数据与互联网学院的主体结构结合工程结构设计特点，采用钢框架与混凝土核心筒同步等高攀升施工的方法，达到缩短工期、提升质量、安全可靠、节约成本的目的。

一、高层钢框架-混凝土核心筒结构施工方法比较目前国内在建的所有“钢框架+混凝土核心筒”高层结构施工均采取核心筒先行，外框钢柱、钢梁、组合楼板（或钢筋桁架楼承板）后施工的“不等高同步攀升”的施工组织形式，而实践得出结论，在主体结构高度小于100m 时，塔楼结构出±0后，采用外围钢框架与混凝土核心筒同步等高攀升施工的组织形式，相较于前者有以下几方面的优势：（1）减少核心筒爬升式脚手架安装和拆卸的等待时间，大大缩短了结构施工工期；（2）外围水平结构与核心筒整体现浇，避免留设施工冷缝，能够更好的控制外框与核心筒交界面混凝土的施工质量，保证钢框架与混凝土核心筒的协调作用；（3）避免了交界面板筋预留带来的后续楼承板施工不便从施工质量角度来讲；（4）消除了核心筒先行、垂直交叉施工时上方混凝土凿毛坠物等对外围钢结构施工的安全隐患；（5）避免了核心筒混凝土浇筑、养护水下淌等污染下方已安装完成的钢结构构件表面，提升成品保护质量及安全文明形象；（6）核心筒无需采用爬升式脚手架，避免爬架施工的安全风险，并且大大节约了工程成本；（7）采用可周转、安拆方便的临时支撑，其材料回收率高。

混凝土核心筒和型钢框架组合结构论述目前，建筑业界高层建筑大都采用混凝土核心筒+型钢框架组合结构，其施工技术已经逐步成熟和完善，在太古城项目上，尝试采用新的施工方法在此类建筑中应用，通过探索和实践，归纳总结，进行探讨，进行改进，以期遇到同类建筑使用。

一、工程概况我司承建的深圳市太古城是一个由 3 层地下室、11 栋地上32 层塔楼及 2 栋2～3 层附楼组成的多功能建筑群。

其中塔楼地上高度106.5m，结构形式采用钢筋混凝土筒体和钢框架混合结构，总建筑面积约为23 万m2。

外框架每层有20 根方钢管柱，300 多根根钢梁组成。

外框架柱为焊接方钢管内灌自密实混凝土，方钢管壁厚从下至上为30～18 mm；柱截面尺寸900×900 mm、850×850 mm，800×800 mm，750×750 mm，650×650mm，550×550mm。

柱分由吊装施工方案决定，原则上三层高度一节，标准节长度12.3m（最长12.3 m，最短7 m）。

柱芯混凝土设计要求从下至上采用C55、C50、C45、C40、C35 自密实混凝土。

混凝土核心筒为19.8×19.8 m，墙厚逐渐变化，B=1000mm，900mm，800mm，700mm，600mm，500mm，板厚普通层H=110 mm，设备层为H=120 mm，核心筒板厚H=150 mm；设备层配筋为￠8@150 双层双向，其他层为￠8@200 双层双向，全部为三级钢，核心筒外围全部为钢框梁。

标准层层高为 4.1 m，首层7.0 m，二层5.95 m，三层5.5 m。

二、混凝土核心筒体+型钢钢框架组合结构施工方案由于混凝土核心筒体+型钢钢框架组合结构与钢筋混凝土结构的区别，所以此类建筑施工必然有不同。

1. 混凝土核心筒与钢框架整体上升施工方案目前，在此类超高层建筑施工中经常使用的方案是混凝土核心筒先施工至5～6 层，再进行外围钢框架结构施工，在此项目，采用核心筒和外围钢框架整体上升施工方案，即：钢筋混凝土核心筒和外围钢框架同时施工。