1 加强层的设置对
超高层框筒结构水平位移的影响
摘 要：分析了加强层对控制结构水平位移的力学过程，建立了8个带有水平加强层的框架—核心筒高层结构模型（本文的基本模型是以西安市某大厦为背景，主体结构37层，塔楼2层，地下2层；结构总高度158.80m。下部采用桩筏基础。在这个模型基础上稍作改动，将其中的第4层，17层，37层做成加强层，产生七个新模型。），并用有限元软件分析了水平地震荷载作用下结构的顶点位移和最大层间位移，并根据理论分析和一系列数值比较，得出了加强层的设置数量和最优位置的结论。另外提出了对梁式加强层提高结构抗侧刚度的有效手段。研究结果可供实际工程参考。
关 键 词： 高层框—筒结构； 水平加强层； 水平位移；抗侧刚度
1.前言
随着城市用地紧张和社会经济水平的快速发展，高层建筑甚至超高层建筑快速出现。从结构的角度上看，对于高层建筑的设计，除了满足结构承载力以外，最主要的就是要保证满足结构的 顶层水平位移和层间位移的要求。高层建筑的水平顶点位移△与建筑高度H的4次方成正比，而对于超高层建筑，总的结构高度一般均较大，那么在水平荷载（主要是地震荷载和风载）的作用下，会表现出比一般的高层结构更加显著的侧向位移量。因此，在超高层结构的设计过程中，如何保证结构在水平地震荷载或风荷载的作用下满足合理的顶点位移和层间位移其实是我们设计的一个重点和难点问题。当前，面对超高层框架一核心筒结构的抗侧力刚度不能满足设计要求时，常考虑利用建筑设备层和避难层的空间，布置结构加强层。加强层的设置可使周边框架柱有效地发挥作用，使结构的内筒和外框架协同工作，提高结构整体抗侧刚度，共同抵抗水平荷载，从而达到减小结构侧移的目的。
2．加强层对控制结构水平位移的受力分析
在水平荷载作用下，（超）高层框架—核心筒结构的内筒和外框架共同承担水平剪力。但由于筒体的抗侧刚度远大于框架，因此大量的水平剪力由筒体来承担。而结构水平荷载产生的弯矩则由以下三种力矩来平衡：（1）混凝土内筒的弯矩；（2）外框架柱的弯矩；（3）外框架柱中轴向拉压力形成的整体力偶矩。当结构无加强层时，整体力偶矩的产生是由于建筑的整体弯曲效应，其大小取决于内筒与外框架间联系梁及裙梁的刚度。当结构设置水平加强层后，将引起结构构件如：内筒、剪力墙、框架柱和梁的内力大小及方向发生重大的显著变化，而这种内力变化则是朝着有利于减小结构侧移的总方向变化，从而达到减小结构侧移的目的。如果能让所有外柱均参与整体抗弯，使外柱产生拉伸或压缩，由于外柱离中和轴的距离比芯筒翼缘离中和轴的距离要大，在外柱中产生较大拉压应力，柱的轴向刚度又很大，较小的轴向变形就会在柱中产生很大的轴向拉(压)力，因此，设置刚性加强层后就会使加强层下面的外柱的轴向拉(压)力增大许多，加强层上下外柱的压力差(即加强层端部剪力)就对结构形成了一个数值较大的力偶矩，而这个力偶矩与水平外载产生的倾覆力矩方向正好相反这使得结构产生反方向的弯曲，从而使结构侧移减小。其外，设置水平加强层后，由于加强层自身刚度很大，弯曲变形非常小，可以有效地从剪力墙向外框柱传递竖向剪力，强迫外柱与剪力墙趋向按平截面假定的方式共同工作，避免了竖向剪力墙和外框架不能共同形成一个整体抗弯构件。这样以整个建筑宽度抗侧力，自然大大提高了结构抗侧刚度和抗倾覆能力，从而减小了结构的侧移。
科技创新 ２０１７年第１１期ｆ科技创新与应用
关于框架一核心筒结构０．２Ｖ０调整的思考
彭炎德
（重庆市设计院，重庆４０００１３）
摘要：框架一核心筒结构是高层或超高层建筑常用的一种结构体系，布置在四周的稀疏柱和集中在中部的楼电梯间筒体组成了
双重结构抗侧力体系。不仅很好地满足了建筑功能使用，同时又提供了足够大的抗侧刚度来满足建筑物的抗风、抗震要求，故而
被广泛应用。文章针对混凝土高规中关于框架一核心筒结构Ｏ．２Ｖ。地震剪力调整的相关条文规定，结合工程实例，对规范条文的
具体应用做了较为详尽的介绍，并结合新旧规范进行了一定的对比、
关键词：框架一核心筒结构；抗侧力体系；Ｏ．２Ｖ。地震剪力调整
引言 框架一核心筒结构因其良好的抗侧力刚度和经济性，而被高层
或超高层建筑普遍采用。《高层建筑混凝土结构技术规程》（ＪＧＪ３—
２０１０）（简称高规）第９．１．１１条对简体结构框架部分地震剪力做出了
规定，明确了除加强层及其上、下层外，框架部分分配的楼层地震剪
力标准值的最大值不宜小于结构底部总地震剪力标准值的１０％，并
对简体结构各层框架部分分配的地震剪力标准值的最大值大于和
小于结构底部总地震剪力标准值的１０％两种情况分别规定了框架
地震剪力调整方法。
框架一核心筒结构为外周框架与核心筒协同工作的双重抗侧力
体系，在强烈地震作用下，南于简体的抗侧刚度比较大，结构底部剪
力主要由核心筒承担。作为第一道防线的核心筒首先开裂或者破
坏，经过塑性内力重分布，作为第二道防线的外周框架按照侧向刚
度分配的剪力会增大。为保证第二道防线具有一定的抗侧力能力，
需要对第二道防线承担的地震剪力予以适当调整。
１调整方法
高规８．１．４条规定，抗震设计时，当框架一剪力墙结构对应于地
震作用标准值的各层框架总剪力满足公式８．１．４时，即Ｖ ≥０．２Ｖ 其
框架总剪力不比调整；不满足此公式要求的楼层，其框架总剪力应
按０．２Ｖ。和１．５Ｖ ～二者的较小值采用，此要求是在满足高规４．３．１２
高层建筑框筒理系统的优化设计
摘要：随着社会不断地发展，越来越多的高层建筑拔地而起，为了更好地适应我国的国情发展，给人们提供更加舒适的生活空间，提高高层建筑的安全性和稳定性，高层建筑的施工技术以及结构设计都需要不断的加强。本文分析了框架-核心筒的结构技术特点，以及高层建筑中有哪些应用、框架剪力调整的问题，最后提出了结构优化设计。
关键词：高层建筑；框架核心筒；优化；
引言：现在的人口越来越多，用地也变得越来越紧张，就更加促进了高层建筑的应用与推广。在设计高层建筑时，常用的结构形式就是框架-核心筒结构，运用框架-核心筒结构，可以把高层建筑的设计高度提高，使高层建筑的稳定性、抗震性以及安全性等性能目标都得到提高。但是，为了提高城市用地使用率以及把框架-核心筒结构的优势发挥的更好，我们应该积极寻找这其中还有那些可以进行优化的设计，不断改进，不断提高。
1 框架-核心筒结构技术特点分析
运用楼梯建筑内的卫生间、电梯井道以及通风井等进行建造构成中央核心筒，然后再用外围框架进行建造，就产生了框架核心筒结构。框架-核心筒结构提高了楼体抗震性，是运用了核心筒的抗侧向刚度，而且框架结构承担较多的是竖向荷载，以及少部分的水平荷载。在现在高层建筑设计中，框架-核心筒的结构有着非常重要的运用，它可以运用自身优势随着楼层不断增多，也逐渐减少框架水平荷载的承担比重，进而使楼体抗震性得到提高，增加空间的利用率，增大楼梯内部的空间面积，还可以增大建筑工程的投资效益。
2 框架-核心筒结构在超限高层设计中的应用
2.1 针对现代高层设计抗震性能的框架-核心筒结构设计
在国际上，有一些国家觉得框架-核心筒结构并不适合运用在地震区的高层建筑。但是，通过收集、整理有关资料，我们可以发现倒塌建筑较多的原因是过于强化核心筒强度，进而造成框架与核心筒结构的刚度不能进行合理分配，从而使框架结构发生裂缝，降低了稳定性以及抗震性能，所以发生了许多的高层建筑倒塌事件。
框架核心筒结构框筒梁超筋原因分析及解决办法探究
摘要：目前，在高层建筑、超高层建筑工程领域，框架核心筒结构体系得到广泛实践，凭借自身平面布置灵活、自重较轻、受力简洁清晰，抗震性能优异，施工方便等优势，得以在建筑设计领域被广泛采用。笔者在实际工作中发现，框架核心筒结构中，连接外部框架和核心筒的梁（本文简称“框筒梁”）很容易出现超筋现象。本文主要阐述框架核心筒结构设计的主要特点，分析该结构体系中常见框筒梁出现超筋问题的原因，并尝试提出一些解决办法。
关键词：框架核心筒结构；超筋问题；调整；徐变
1 框架核心筒结构特点分析
从框架核心筒结构的实际应用来看，整体结构的技术特点主要是以建筑物固有功能区域为依托，例如，通风井、电梯井道、公共卫生间等构建中央核心筒，采用建筑中央核心筒与外围框架形式，共同构成框架核心筒结构。框架核心筒结构技术特点，主要包括以下两个方面：一方面，框架核心筒结构的核心筒可以方便的布置楼电梯间，设备管井等辅助用房，且核心筒和外框之间有较大的开敞空间，有利于建筑内部空间的布置与有效利用，较为节省使用面积。另一方面框架核心筒结构中，核心筒抗侧向刚度较好，使得建筑体系的抗震性能大幅提高。不仅能够承担整个建筑物的竖向荷载，同时也能够在实际应用中较好的承担水平荷载。
2 框架核心筒结构框筒梁超筋问题的解决办法
2.1 0.2V0调整
通过对相关部门所修订《高层建筑混凝土结构技术规程》的研究分析得知，规程中第9.1.11条规定“框架柱的地震剪力按规定调整后，框架柱端弯矩及与之相连的框架梁端弯矩、剪力应进行相应的调整”。但就规程中这一调整，不同区域因建设背景与建设条件的不同，对规定的执行力度也不尽相同，例如，按照规定将框架柱的地震剪力进行适当的调整之后，应根据地震剪力调整前以及调整后的比值，对不同框架柱的端部弯矩以及剪力进行科学合理的调整，但值得注意的是，其中有两项内容不得采取调整措施，即框架柱的轴力以及与其相连的框架梁端弯矩和剪力。一般情况下，框架柱的配筋主要是通过抗震结构进行控制，框架柱剪力无法实现对大柱实际配筋的调整，对框架柱实际承载能力的提升效果尚不明显。而框架梁端弯矩、纯弯的调整，配筋比例成倍增长，使得框架梁实际承受能力大幅度提升。在日本、美国、台湾等近期的震害试验中表明，楼盖整浇的钢筋混凝土结构的竖向构件墙以及竖向构件柱，产生严重的破坏现象，而由于框架梁受到整浇楼盖的“卸荷”、“增强”等效应的影响，在某种程度上降低了楼盖梁板受损现象的产生几率。因此，为保证节点力系的平衡性，框架梁实际结构的承载能力将不同程度的发展为强梁弱柱，对于整个结构强柱弱梁的延性抗震造成不利影响。对于内核心筒外稀疏框架柱的此类结构，由于外围框架刚度非常弱，其分配的地震剪力常常很小，为满足规范要求其框架柱的剪力调整系数非常大。如果此时相应的调整框架梁端的弯矩则经常会出现超筋现象。
