【摘要】：本文以某实际工程为例，介绍了框架—核心筒结构常见的核心筒一端框架梁超筋超限的问题，分析了产生这种超筋超限的主要原因，提出了协调位移差的解决思路和建议，有效改善了抗剪截面超限的问题。
　　【关键词】：框架—核心筒位移差梁端截面超筋超限 轴压比
　　中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
　　前言
　　在高层建筑结构的发展过程中，钢筋混凝土框架—核心筒结构因其特有的优势而越来越多的被采用，尤其是高度超过60米的商业办公楼。就结构体系而言，中置的核心筒和外围框架柱形成双重抗侧力体系，结构重心和刚心一般而言比较一致，受力合理，具有很好的抗震、抗风性能。
　　在钢筋混凝土框架—核心筒结构的设计中，常常会碰到与核心筒相连的框架梁梁端超筋超限的问题，相当一部分情况下属于抗剪截面超限。本文就该问题提出一些探讨和解决措施。
　　抗剪截面超限的主要原因
　　以某实际工程为例。该工程为地上26层，地下1层综合楼，建筑面积32568㎡，地上高度78.2m，结构形式为钢筋混凝土框架—核心筒结构。抗震设防烈度8度（0.20g），第二组，场地类别二类，标准层平面如图1所示，采用PKPM程序计算。
　　
　　图1
　　
　　在初始计算中，多处与核心筒相连的框架梁梁端超筋超限。以墙A与柱B之间的框架梁C（截面350x600）为例，在墙A端自5层~18层出现超筋超限的情况。查看超筋信息得知，抗剪截面超限，即不符合《抗规》6.2.9条规定。该梁所承担的剪力有三部分组合而成：地震、风荷载工况下传递核心筒和框架柱之间的不平衡弯矩；恒、活工况下承担竖向荷载产生的剪力；核心筒和框架柱的竖向位移差造成的附加剪力。竖向位移差造成的附加剪力通过恒载工况体现。给出10层顶的位置该梁位于核心筒处的梁端剪力标准值，如表2。
　　
　　
　　
　　表2 框架梁C位于墙A端的剪力标准值
　　
　　恒载工况下的梁端剪力并不完全由本层楼面恒载产生，其中一部分是由于核心筒和框架柱轴压比不同，在加荷时发生竖向弹性变形，变形不同累积位移差形成。这个一点从恒、活工况下的剪力大小比值可以得到印证，恒、活工况下的剪力比值接近4倍，明显大于本层楼面的恒、活荷载比值。尽管通用计算程序可以模拟施工加载过程、通过逐层找平的方式来消除施工过程中的不合理竖向位移（例如PKPM的模拟施工3），但是逐层加荷过程中，仍然会在下部楼层位置形成不可忽略的位移差。简单地说，框架柱相對核心筒而言，存在向下的竖向相对变形，形成以核心筒为支座的悬挂，从而对框架梁产生附加剪力，如图3。查看计算结果，毫不意外地发现：墙A轴压比明显小于柱B，恒载工况墙A竖向位移小于柱B。
　　如果能消除由位移差造成的附加剪力，自然可以减小梁端剪力设计值，从而改善梁端抗剪截面超限的问题。
　　
　　图3
　　
　　解决途径和建议
　　减小位移差可以从施工途径和设计途径两方面考虑。核心筒超前施工，加载提前于周边框架，通过施工找平的方式，可以弥补相当一部分位移差。当然，做为结构设计师，施工流程的控制往往没那么得心应手，在设计阶段解决问题还是优先考虑的。
　　以下着重从设计角度提出解决建议：1.减小剪力墙的厚度；2.降低剪力墙砼标号；3.增大框架柱截面；4.提高框架柱砼标高。与位移差直接相关的是轴压比，以上四种办法的主要思路还是弥合轴压比的差值，一方面加大核心筒的弹性变形，一方面减小框架柱的弹性变形。
　　采用上述思路，从截面和砼标号两个方面入手，本工程通过协调核心筒和框架柱的轴压比差值，有效降低了恒载工况的竖向位移差。调整后，恒载工况的梁端剪力减小，梁端剪力组合设计值相应的减小，如表4。调整后，梁端抗剪截面超限的问题得到解决，其它楼层该处的抗剪截面超限问题大部分得到满足。
　　
　　
　　表4
　　
　　结论
　　框架—核心筒结构中的框架梁在核心筒一端的抗剪截面超限问题，当存在核心筒、框架柱轴压比相差较大的情况时，一部分梁端剪力是由于竖向位移差造成的。通过协调核心筒和框架柱的竖向位移差，可以有效的减小梁端设计剪力，从而改善该梁的抗剪截面超限问题。
　　
　　参考文献：
　　[1] 陈岱林，赵兵，刘民易.PKPM结构CAD软件问题疑惑及工程应用实例解惑. 北京：中国建筑工业出版社， 2008.
　　[2] 贺世伟.高层框架-核心筒结构竖向位移差及内力分析.硕士论文，2010
　　[3] 全国民用建筑工程设计技术措施2009（结构 混凝土结构）.北京：中国计划出版社，2009.