高层钢结构第九章规范钢框架混凝土核心筒结构

核心筒结构核心筒结构，属于高层建筑结构。

简单的来讲就是，外围是由梁柱构成的框架受力体系，而中间是筒体（比如电梯井），因为筒体在中间，所以称为核心筒，又名“框架—核心筒结构”。

框架-核心筒与框筒是有区别的，框筒是一种筒体结构，它指的是周围密柱深梁、内部为剪力墙围合成的筒体结构，在结构上剪力滞后是它与其它结构的主要区别；可以从以下几个方面来回答：1、从定义上来讲，他们两者都是框剪结构体系（姑且把你所说的框架核心筒作为框架-核心筒而言），因而结构受力上都是框架与剪力墙变形协调的结果；2、从细分的角度，可以这样说，对于一个框剪结构，如果我们把剪力墙布置成了筒体，我们可以称之为框架-核心筒，通常来讲，如果结构高度小于60米，我们可以按框架剪力墙的抗震等级及构造措施来处理这个所谓的“框架-核心筒”，而当结构高度大于60米时，我们通常以高规中“框筒”的抗震等级及结构措施来处理；3、在SATWE中，根据试算和比较，发现在选择结构类型的时候，选择框剪和框筒对计算结果毫无影响（仅针对某一个很典型的框架-核心筒项目），至于为什么，愿意的话可以咨询PKPM项目部核心筒就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。

此种结构十分有利于结构受力，并具有极优的抗震性。

是国际上超高层建筑广泛采用的主流结构形式。

同时，这种结构的优越性还在于可争取尽量宽敞的使用空间，使各种辅助服务性空间向平面的中央集中，使主功能空间占据最佳的采光位置，并达到视线良好、内部交通便捷的效果。

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-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。

高层钢构造各种类型的优缺点分析前言随着我国在大中城市住宅建筑中制止使用黏土砖，且混凝土构造施工复杂周期长。

钢构造受到了工程界的青睐，已成为较有竞争力的民用建筑构造体系之一。

与传统的住宅建筑构造体系相比,钢构造不仅具有环保、节能、产业化等特征，而且还具有强度高、自重轻、节约能源、抗震性能好等优点。

国家建筑钢构造产业"十二五〞方案和2020年开展纲要(草案)提出，"十二五〞期间应以多高层钢构造房屋为突破点。

1. 纯框架构造体系纯框架构造是指沿房屋的纵、横两个方向均由框架作为承重和抵抗水平抗侧力的主要构件所组成的构造体系。

框架构造可以分为半刚接框架和全刚接框架两种，框架构造的梁柱宜采用刚性连接。

与其他的构造体系相比，框架构造体系可以使建筑的使用空间增大，适用于多类型使用功能的建筑。

其构造各局部的刚度比拟均匀，构件易于标准化和定型化，构造简单，易于施工，常用于不超过30层的高层建筑。

但该构造体系的弹性刚度较差且属于单一抗侧力体系，抗震能力较弱。

图1 纯钢框架构造三维模型图1.1组成及其特点典型的框架体系多层轻钢住宅由根底、H型或箱形框架梁柱、节点、轻质墙体、屋面板、楼层次梁、压型钢板楼盖等组成，常见柱距为5 m~8 m。

具有以下优势:〔1〕它是一种延性体系;〔2〕在建筑设计和平面布置上具有很大的灵活性;〔3〕各局部刚度比拟均匀，构造简单，易于施工;〔4〕自重周期较长，自重轻，对地震作用不敏感。

1.2 设计原则及注意问题1)强柱弱梁的设计原则。

这个设计原则是为了保证构造在最终破坏的时候具有较好的延性及耗能效果，保证构造的平安性，使塑性铰出现在梁端而不是发生在柱端。

2)框架节点域的验算。

节点域是钢构造框架体系的关键，其强度及刚度都要根据规要求进展保证。

主要是通过验算保证腹板厚度,防止在非线性剪切变形下发生局部失稳。

同时对柱设置加劲肋保证其翼缘不发生失稳。

3)稳定验算和二阶效应。

钢构造构件强度一般都可以满足，在设计中主要是保证其稳定性。

钢框架—钢筋混凝土核心筒结构9.1总则9.1.1钢框架—钢筋混凝土核心筒结构的设计，应祖训现行国家标准《建设抗震设计规范》GB50011的有关规定。

9.1.2钢框架-钢筋混凝土核心筒结构有双重体系和单重体系之分，取决于框架部分的剪力分担率。

二者有不同的设计要求，适用范围，最大适用高度和抗震设计等级，设计时应分别符合有关规定。

9.1.3钢框架-钢筋混凝土核心筒结构有不同的形式，其框架部分采用钢框架外，必要时也可采用钢管混凝土柱（或钢骨混凝土柱）和钢梁的组合框架；钢框架必要时可下部楼层用钢骨混凝土柱和尚不六层用钢柱，混凝土核心筒必要时可作为钢骨混凝土结构。

此外，周边钢框架必要时可设置钢支撑加强，使钢框架成为具有较高侧向承载力的支撑框架。

9.1.4钢框架-钢筋混凝土核心筒结构为双重体系时，其最大适用高度不宜超过现行国家规范《建筑结构抗震设计规范BG50011 对钢筋混凝土框架-核心筒（抗震墙）结构最大适用高度和钢框架-支撑结构最大适用高度二者的平均值。

单重体系时，不宜超过GB50011对抗震墙结构规定的最大适用高度。

9.1.5钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的抗震设计等级，钢框架部分和混凝土核心筒部分应分别符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的表6.1.2和表8.1.3的规定。

9.1.6框架下部采用钢骨混凝土柱上部采用钢柱时，应设置过渡层防止刚度突变。

过渡层的柱刚度宜为上下楼层柱刚度之和的一半。

9.2双重体系和单重体系9.2.1 钢框架—钢筋混凝土核心筒结构宜作为双重体系。

钢框架部分按刚度分配的最大楼层地震剪力，不应小于结构总剪力的10%；框架部分按刚度分配计算得到的地震层剪力应乘以的的增大系数，达到不小于结构底部地震剪力的20%和最大楼层剪力1.5倍二者较小值，且不小于结构底部地震剪力的15%。

【说明】在地震作用下，由于钢筋混凝土核心筒侧向刚度较钢框架大很多，因而承担了绝大部分地震力。

但钢筋混凝土剪力墙的弹性极限变形很小，约为1/3000，在达到极限变形时，钢筋混凝土剪力墙已开裂，而此时钢框架尚处于弹性阶段，地震作用在剪力墙和钢框架之间会实行再分配，钢框架承受的地震力会增加，而且钢钢架是重要构件，它的破坏和竖向承载力的降低，将危及房屋的安全，因而有必要对钢框架承受的地震力作更严格的要求，使其能适应强震时的大变形且保有一定的安全度。

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。

高层钢框架-混凝土核心筒结构同步等高攀升施工工法高层钢框架-混凝土核心筒结构同步等高攀升施工工法一、前言随着城市的发展和建筑高度的增加，高层建筑的施工技术也在不断提升和创新。

高层钢框架-混凝土核心筒结构是一种常见的高层建筑结构形式，其施工难度较大，但采用同步等高攀升施工工法能够显著提高施工效率和质量。

二、工法特点同步等高攀升施工工法是指在高层建筑施工过程中，同时进行外部钢结构的安装和混凝土核心筒的施工，实现两者的同步进行。

这种工法具有以下特点：1. 提高施工效率：通过两个工序的同步进行，大大缩短了施工周期，提高了施工效率。

2. 保证施工质量：同步施工可以减少因较长的施工周期带来的质量问题，确保施工质量达到设计要求。

3. 优化资源利用：同步施工可以最大程度地利用机具设备和人力资源，提高资源利用率，减少资源浪费。

4. 减少安全风险：同步施工可以减少施工对外部环境的影响，减少安全风险，保证施工人员的安全。

三、适应范围同步等高攀升施工工法适用于高层钢框架-混凝土核心筒结构的建筑，特别适用于施工周期紧张、施工难度大的项目。

四、工艺原理该工法的理论依据是通过科学的施工工艺和技术措施，将外部钢结构的安装和混凝土核心筒的施工同步进行，确保两者的同步协调和顺利进行。

具体措施包括：1. 施工计划优化：制定详细的施工计划，确保施工各个阶段的同步进行。

2. 协同施工组织：建立协同施工组织机构，协调外部钢结构施工团队和混凝土核心筒施工团队的工作，确保两者之间的配合和协调。

3. 技术措施：采用先进的施工技术和设备，如大吨位龙门架等，提高施工效率和质量。

4. 施工监控：建立有效的施工监控系统，及时发现和解决施工过程中的问题，确保施工的顺利进行。

五、施工工艺1. 钢结构安装：首先进行外部钢结构的安装，根据设计要求，采用吊装和焊接等工艺将钢结构各个部件安装到位。

2. 混凝土核心筒施工：在外部钢结构安装的同时，进行混凝土核心筒的施工，包括模板搭设、钢筋安装、混凝土浇筑等工序。

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。

关于超高层商业建筑混凝土框架-核心筒结构设计随着城市人口的增多，我国的高层商业建筑也逐渐如雨后春笋，高层建筑最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材），从而为人们提供健康、舒适的空间及环境。

更加适应城市化的进程。

一、工程概况某广场地处繁华地带，是集商业、办公、酒店式公寓等多项功能的建筑复合体，地下5层、地上42层（以及出屋面水箱间、构架等），主楼地上1层至6层为商业、餐饮；7层至14层、16层至23层用于办公；15层、25层为避难层；24层为空中会所；26层至42层为项级酒店式公寓，房屋高度160m。

地下5层主要用于机械式停车及设备机房，高度20．2m。

屋面上有钢构架围护造型。

裙房地上6层（局部7层），裙房屋顶标高为40．700m。

本工程采用框架-核心筒结构，在地面以上主楼、裙房之间设置缝宽200mm 的抗震缝。

二、地基与基础设计拟建的工程场地地形平坦，为人工开挖的基坑。

场区地貌形态类型单一，岩石种类单一，岩脉发育，岩体强度较高；场区赋存地下水，主要为基岩裂隙水，根据水质分析结果判定，在强透水层和干湿交替的条件下，按最不利因素考虑，拟建场区地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。

工程建筑场地±0．000m 相当于绝对标高5．500m 。

主楼采用筏板基础，基础底板厚度为2400mm，裙房及外围地下室也采用筏板基础，底板厚为1200mm。

另设抗浮锚杆，锚杆孔直径为180mm，锚杆孔中距为2m，长度为3．75m。

基础底板混凝土强度等级为c35，抗渗等级为1.0 mpa，添加混凝土微膨胀剂。

底板混凝土强度拟采用r60强度，按c40计算。

在主楼与裙房之间设置沉降后浇带，地下室同时设置温度后浇带。

地下室外墙采用现浇钢筋混凝土，墙厚为400mm一600mm一800mm，混凝土强度等级为c35，抗渗等级为1．2mpa~0．8mpa，添加混凝土微膨胀剂。

三、结构设计（一）设计的基本参数图1为办公标准层（层高4m）结构布置示意图，图2为公寓标准层（层高3．7m）结构布置示意图。

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