巨型混合框架_核心筒结构的性能分析
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框架核心筒结构经济性分析和结构性能比较胡时猛;尤军;成鑫磊【摘要】框架-核心筒结构体系同时具有框架结构和剪力墙结构的优点,被大量应用在我国民用建筑设计中.该文基于某超高层实例工程,分别以普通钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱及型钢混凝土柱为不同竖向构件建立模型,在不同竖向构件的情况下,针对框架-核心筒结构形式从结构形式、SATWE计算结果以及经济性统计等多个方面进行比较,以加深对框架-核心筒结构布置的理解和认识.【期刊名称】《重庆建筑》【年(卷),期】2017(016)004【总页数】3页(P61-63)【关键词】框架-核心筒结构;竖向构件;经济指标【作者】胡时猛;尤军;成鑫磊【作者单位】中机中联工程有限公司,重庆 400039;中机中联工程有限公司,重庆400039;中机中联工程有限公司,重庆 400039【正文语种】中文【中图分类】TU973我国已经至少有3座超过600m的超高层建筑建成或待建,分别是于2014年8月3日结构封顶2015年投入使用的上海中心大厦(632m),以及待建的武汉绿地中心(636m)和深圳平安国际金融中心(660m)。
这表明了超高层建筑在我国的发展现状及趋势。
在结构高度增加的同时,建筑结构设计不仅要考虑风和地震作用,也要使结构平面布局有较大的灵活性。
在框架结构中将剪力墙布置成筒体形式,使得结构体系同时具有框架结构和剪力墙结构的特性,此类结构体系可以广泛满足一般建筑功能的要求,通常被定义为框架-核心筒结构体系[1]。
此外,框架-核心筒结构可以广泛应用在钢-混凝土混合结构之中,形成如钢管混凝土框架-混凝土核心筒、钢框架-混凝土核心筒结构等结构形式,这也是其优点之一。
本文旨在不同竖向构件的情况下,针对框架-核心筒结构形式做出多个方面的比较,以加深对框架-核心筒结构布置的理解和认识。
实例工程位于重庆,工程场地大部分地段基岩出露,场地类别为II类,设计特征周期为s,抗震设防烈度为6度。
浅谈框架核心筒结构设计要点摘要:随着城市化和经济的高速发展,建筑用地越发紧张,因此高楼大厦随处可见,而在高层商业建筑中,框架核心筒结构的体系经常应用于办公楼等高层建筑,框架核心筒结构具有结构布置均为对称、受力清晰、以及整体性强等优点,适用于较高的高层建筑。
框架核心筒结构设计关键在与概念设计和抗震构造设计。
关键词:结构设计、框架核心筒、概念设计、构造设计前言:框架核心筒是由核心筒和外围柱框架组合的一种结构体系,周边柱距一般为8~12米,柱与周边梁形成外框架,外框架通过梁和楼板与中间核心筒形成整体。
其大部分剪力由核心筒承担,框架柱受到的剪力远少于框架结构中的柱剪力。
一、框架核心筒在结构建模时的计算要点在框架核心筒建模计算阶段,其主要技术指标为控制结构的位移比、位移角、周期比、剪重比、刚重比、刚度比等满足规范的要求,现以某一高层核心筒建筑为例:建筑高度95.6米,22层,抗震7度0.1g,Ⅱ类场地,在可研阶段,业主要求采用图A的(普通核心筒)和图B的(框架核心筒偏置型)两种方案进行对比分析。
图A(普通框架核心筒)图B(框架核心筒偏置型)现采用PKPM计算结果得:由计算结果可知:相对于图B内筒偏置的框架核心筒结构,图A的框架核心筒结构的参数更理想,且按《高层建筑混凝土结构技术规程》要求,对于内筒偏置的框架核心筒结构周期比不应大于0.85,位移比不应大于1.4,由此可知,内筒偏置较不合理,最终确定采用图A的普通框架核心筒。
二、框架核心筒结构的设计难点框筒结构的设计难点,基本就一条,结构的抗扭的问题,体现在结构的属性上,就是周期比,也即是结构的抗侧刚度与抗扭刚度的相对关系问题,从材料力学的知识当中,结构的抗扭,最理想的就是在结构的四周布置足够的材料,但是框架核心筒结构,正好相反,中间混凝土结构刚度极大,四周的框架柱刚度相对又小,所以,框架核心筒要做好,就是通过合理的结构布置,调整结构的周期比,以满足规范的要求。
高层建筑框架核心筒结构设计框架一核心筒结构是现代高层建筑结构中较为常用的结构形式。
该技术利用外围梁柱形成框架受力体系,中间使用筒体。
框架一核心筒结构能够使超限高层具有较高的结构性能,提高建筑的稳定性、抗震性、安全性等使用性能。
本文就框架一核心筒结构在高层建筑设计中的应用进行了简要论述。
标签:高层建筑;框架核心筒;结构设计现代城市用地的紧张加快了高层建筑的应用与推广。
在现代城市改建、扩建过程中,高层建筑已经成为我国城市建筑设计中首选技术方式。
在高层建筑的设计过程中,框架一核心筒结构是较为常用的结构形式。
通过框架一核心筒结构的应用提高高层建筑的设计高度,实现高层建筑结构稳定性、安全性、抗震性等性能目标。
为了更好的发挥框架一核心筒结构优势、促进我国城市用地使用率的提高。
一、高层建筑框架核心筒结构的概述框架核心筒结构是近十年来世界各国较普遍采用并且具有广阔发展前景的一种重要高层建筑结构体系。
这种体系通常是由中央核心筒与周边稀柱框架构成。
国外多采用钢结构,此时楼面多采用钢梁铰接支撑于周边钢柱、钢框架梁和核心筒的钢柱、钢梁上,核心筒、钢柱多多采用钢-混凝土组合,楼板大多为压型钢板混凝土组合楼板。
整个结构的侧移刚度来源于核心筒和周边的稀柱外框筒的协同工作,若侧移刚度不够,常在设备层、避难层设外伸刚臂构成刚性加强层或在周边布置支撑体系予以加强,其建筑高度已达100层、400m左右。
它的优点有利于减少工地劳动力,降低建造成本,加快施工进度;缺点是面广量大的楼面梁铰接未能发挥其侧移作用。
核心筒基本元素包括楼梯、电梯、前室、候梯厅、公共走道、管道井等,其中楼梯,电梯、管道井根据规范限定和使用需求等原因,设计的数据基本趋于标准化,而前室、候梯厅、公共走道等组成部分则由于关系到外立面形象,套型布局的朝向、采光、通风等因素,决定了核心筒设计的品质,影响居民居住环境。
二、高层建筑设计中框架核心筒结构设计要点国内多采用现浇钢筋混凝土结构,此时楼面多采用现浇钢筋混凝土梁刚接整浇支撑于周边钢筋混凝土柱或钢混凝土组合柱、钢筋混凝土框架梁和钢筋混凝土或钢混凝土组合的核心筒上,楼板多为现浇钢筋混凝土,整体结构的侧移刚度来源于核心筒楼面梁周边框架柱,简称框筒结构,它与两边稀柱外框架协同工作,此时结构的抗侧传力直接,充分发挥了楼面梁的刚度参与工作,克服了稀柱外框筒的剪力滞后效应,在超高层建筑高宽比较大时,也常在设备层、避难层另加设外伸刚臂构成刚性加强层,对结构侧移刚度予以加强。