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摘要：伴随我国经济建设的不断发展，我国的建筑工程领域在近些年取得了突飞猛进的发展，高层建筑如雨后春笋，拔地而起，逐渐成为城市建筑发展中的主角，并且在当前建筑用地越发紧张的状态下，开始发挥越来越重要的作用。框架核心筒结构是高层建筑设计结构中的重要组成部分，本文通过对于高层建筑框架核心筒结构的设计理念、钢管混凝土梁柱节点等重要组成结构设计的详实阐述，以期更好的确保核心筒结构的稳定性，为保障高层建筑的框架结构质量奠定基础。
关键词：高层建筑框架核心筒结构设计
中图分类号：TU97文献标识码： A
前言：高层建筑是我国经济建设发展过程中的必然趋势，更是我国建筑行业走线新时期的重要标准。随着城市发展速度的不断加快，城市规模越来越大，特别是在一些大中型城市，城市人口激增，导致建筑用地日益紧张，这在一定程度上给工程建筑就提出了更高的要求。高层建筑对于解决建筑用地紧张问题提供了重要的保障。框架核心筒结构设计是高层建筑结构设计中的重要组成部分，对于高层建筑主体结构具有重要的支撑作用，建设单位应给与高度重视，并采取科学且合理的方式全面保障核心筒结构的设计施工标准化、规范化。
一、框架一核心筒结构合理设计的概念
l、双重抗侧力构件
双重抗侧力构件是抗震结构最为合理的结构形式, 其特点是: 由两种受力和变形性能不同的超靜定抗侧力结构组成, 每种抗侧力结构都具备足够的刚度和承载力, 可以承受一定比例的水平荷载, 并通过楼板连接而协同工作, 共同抵抗外力。在地震作用下, 当一部分有损伤时, 另一部分有足够的刚度和承载力能够承受较多的地震作用, 损伤部分可以与它共同担当抗震任务, 或它能够单独抵抗后期余震。因此设计为双重抗侧力体系可以实现多道设防, 是安全可靠的抗震结构体系。
2、筒中筒结构
筒中筒结构是一种双重抗侧力体系, 当地震作用时, 它是由框筒和实腹筒共同抵抗侧向力的结构,但因其外框筒柱距较小, 梁截面较高, 采光面积小,建筑立面不好处理, 近年来使用的较少。
3、框架一核心筒结构
框架一核心筒是由筒中筒结构延伸而来, 筒中筒结构在空间受力时, 由于水平荷载的作用, 其密柱深梁框筒的翼缘框架柱承受较大轴力; 当柱距加大、裙梁的跨高比加大时, 剪力滞后加重, 柱轴力将随着框架柱距的加大而减小, 但它仍然会有一些轴力, 有一些空间作用, 因这一特点, 称其为“稀柱筒体” 。
当筒中筒结构外筒柱距增大到与普通框架相似时, 除角柱外, 其他柱轴力将很小, 通常可忽略沿翼缘框架柱传递轴力的作用, 直接称其为框架区别于框筒。框架一核心筒结构由于周边框架柱数量少、柱距大而受到建筑师的青睐, 但是外围框架分担的剪力和倾覆力矩少, 核心筒成为抗侧力的主要构件, 所以框架一核心筒结构不是双重抗侧力体系。
二、钢管混凝土组合柱的梁柱节点设计
通常在建筑工程之中往往只有在框架柱中使用钢管混凝土, 但是框架梁则使用的是普通钢筋混凝土, 钢管混凝土柱、钢筋混凝土梁的连接节点则就成为了工程中难点之一。当前常用的连接点一般都有: 钢牛腿法、环梁法、双梁法、钢管开大洞之后可以补强法以及纯钢筋混凝土节点法等。在一些工程之中使用在钢管上开穿钢筋小孔的连接节点, 这样的话则为连接节点的设计可以提供较多的一种选择。
1、钢管开小孔的连接节点构造
（1）钢管开小孔: 小孔直径D= 钢筋直径 +10mm, 而小孔水平间距×D, 小孔垂直间距 =2×D。
（2）钢管水平加强环:在梁顶面以及梁底面可以各设置一道,环板宽度: 钢管混凝土柱之时,可以取0.10 倍钢管的直径、钢管混凝土叠合柱之时,使用 65～100mm； 而环板的厚度则是=0.5t，这里的t为钢壁的厚度，同时也应该不小于16mm。
（3）钢管竖向短加劲肋: 应该紧贴水平的加强环,而肋宽则应该=环板宽-15mm, 肋厚则和环厚的长度相同,它的长度为200mm,并且应该布置在梁开孔部位的两侧以及中间。
（4） 梁钢筋应该尽量使用直径比较较大的HRB400级的钢筋, 这样的话就可以减少钢管开孔的数量。在钢管混凝土叠合柱之时, 部分梁钢筋则就可以在钢筋混凝土柱区域穿过。
2、钢管开小孔连接节点的优势
（1）钢管开小孔之后这对钢管截面削弱不大, 梁钢筋穿过小孔之后剩余的缝隙则就比较小, 钢管对于管芯混凝土的约束力通常基本没有减少, 这样的话就不会影响到钢管混凝土柱的承载能力以及它的变形能力。
（2）当梁钢筋可以直接穿过钢管这几后, 梁就可以可靠的传递内力, 同时梁长的范围之内的刚度则保持不变, 结构受力分析同实际相同。钢牛腿法以及钢管开大洞之后补强法, 并且在梁端范围之内则有着相当长度的型钢, 这样的话就会使得梁刚度产生急剧的变化。
（3）在设置水平加强环以及竖向短加劲肋补强之后, 钢管它在节点区则是连续的,并且节点的刚性则不会受到影响, 来满足“强节点弱构件”这样的要求。
（4）现场施工比较方便, 即便是圆弧梁钢筋则也可顺利的穿过。
（5）节点补强所使用的材料则比钢牛腿法以及钢管开大洞法则会减少较多, 同时造价也比较低。为进行钢管开小孔之后而进行分析研究,在上个世纪末我国钢结构协会钢-混凝土组合结构协会做了1: 5 模型的四组共计九个试件模型试验, 同时通过多个工程实践来证实这个方法的可靠性以及可行性。
三、剪力墙平面外则对梁端嵌固作用的分析
1、对于框架-核心筒这样的结构, 部分框架梁则就应该支撑在剪力墙平面外的方向, 剪力墙平面外对梁端嵌固作用空间是怎样的, 它的研究文献比较少, 它的设计标准以及规范也没有涉及。
在影响剪力墙平面外对梁端嵌固作用的主要因素: 墙平面外对梁端嵌固作用的墙线风度、有效长度以及梁线刚度之比同墙在该层的轴压力等等。
当前，较为常用的计算分析软件虽然具有墙平面外刚度分析的功能, 但是并没有考虑墙平面外它对梁端嵌固作用的有效长度, 同时遇到墙肢很长或者筒子体墙肢空间风度很大情况之时,应该计算分析软件则会高估了墙平面外对梁端的嵌固作用,这样的话就会使得梁端负弯矩计算值则应该大于实际的值,通常一般的高层建筑框架核心筒对策措施应该是这样的。
这在框架核心筒结构设计中是相当重要的，为了更好的确保剪力墙作用，并强化框架核心筒结构的抗侧力的稳定性，做好剪力墙的影响因素分析能够更好的确保剪力墙的保障作用。
2、使用梁端增加水平腋的方法, 这样的话就以直接增加墙平面外则对梁端嵌固作用则会有效长度。
3、使用增加墙边框梁的方法, 可以使用以增加平面外则对梁端嵌固的局部刚度。同时墙边框梁截面的宽度应该大于0.4 倍梁纵筋锚固的长度, 墙边框架梁截面的高度则应该大于楼面截面的高度, 这样的话就可以保证梁端剪力通过墙边框梁均匀传递到墙之上, 墙边框梁宽出墙厚处用斜角过渡。
这样的话可以保证梁正截面设计增加实际的受力情况, 梁端计算弯矩则可以使用“调幅再调幅”这样的方法, 即就是分析计算时设定梁端负弯矩调幅系数之后,当配筋之时通过局部的手算调幅。通过“调幅再调幅”之时,应该考虑到构件的刚度、内力重分布的充分性、裂缝的开展以及变形满足的使用要求。
结语：综上所述，针对于高层建筑框架核心筒结构设计而言，其作为主要的抗侧力结构，确保其整体性以及稳定性对于高层建筑整体结构质量具有重要的意义。伴随城市建筑工程事业的更进一步发展，建筑工程设计工艺以及科学化水平还将不断提高，框架核心筒结构设计也会随着建筑工程事业的不断发展而不断进步，并发挥其重要的基础作用，为确保建筑工程质量以及工程安全提供重要的保障。
参考文献：
[1] 李锋.高层建筑框架———核心筒结构设计分析[J].建设科技，2010，（08）.
[2] 孙垚.框架- 核心筒结构设计分析探讨[J].工程建设与设计，2011，（07）.
[3] 阮永辉,吕西林. 带水平加强层的超高层结构的力学性能分析[J]. 结构分
析, 2000，( 4).
[4] 李亚春.高层建筑框架核心筒结构设计分析探讨[J].中外建筑,2008，(6).
关键词：高层建筑框架核心筒结构设计
中图分类号：TU97文献标识码： A
前言：高层建筑是我国经济建设发展过程中的必然趋势，更是我国建筑行业走线新时期的重要标准。随着城市发展速度的不断加快，城市规模越来越大，特别是在一些大中型城市，城市人口激增，导致建筑用地日益紧张，这在一定程度上给工程建筑就提出了更高的要求。高层建筑对于解决建筑用地紧张问题提供了重要的保障。框架核心筒结构设计是高层建筑结构设计中的重要组成部分，对于高层建筑主体结构具有重要的支撑作用，建设单位应给与高度重视，并采取科学且合理的方式全面保障核心筒结构的设计施工标准化、规范化。
一、框架一核心筒结构合理设计的概念
l、双重抗侧力构件
双重抗侧力构件是抗震结构最为合理的结构形式, 其特点是: 由两种受力和变形性能不同的超靜定抗侧力结构组成, 每种抗侧力结构都具备足够的刚度和承载力, 可以承受一定比例的水平荷载, 并通过楼板连接而协同工作, 共同抵抗外力。在地震作用下, 当一部分有损伤时, 另一部分有足够的刚度和承载力能够承受较多的地震作用, 损伤部分可以与它共同担当抗震任务, 或它能够单独抵抗后期余震。因此设计为双重抗侧力体系可以实现多道设防, 是安全可靠的抗震结构体系。
2、筒中筒结构
筒中筒结构是一种双重抗侧力体系, 当地震作用时, 它是由框筒和实腹筒共同抵抗侧向力的结构,但因其外框筒柱距较小, 梁截面较高, 采光面积小,建筑立面不好处理, 近年来使用的较少。
3、框架一核心筒结构
框架一核心筒是由筒中筒结构延伸而来, 筒中筒结构在空间受力时, 由于水平荷载的作用, 其密柱深梁框筒的翼缘框架柱承受较大轴力; 当柱距加大、裙梁的跨高比加大时, 剪力滞后加重, 柱轴力将随着框架柱距的加大而减小, 但它仍然会有一些轴力, 有一些空间作用, 因这一特点, 称其为“稀柱筒体” 。
当筒中筒结构外筒柱距增大到与普通框架相似时, 除角柱外, 其他柱轴力将很小, 通常可忽略沿翼缘框架柱传递轴力的作用, 直接称其为框架区别于框筒。框架一核心筒结构由于周边框架柱数量少、柱距大而受到建筑师的青睐, 但是外围框架分担的剪力和倾覆力矩少, 核心筒成为抗侧力的主要构件, 所以框架一核心筒结构不是双重抗侧力体系。
二、钢管混凝土组合柱的梁柱节点设计
通常在建筑工程之中往往只有在框架柱中使用钢管混凝土, 但是框架梁则使用的是普通钢筋混凝土, 钢管混凝土柱、钢筋混凝土梁的连接节点则就成为了工程中难点之一。当前常用的连接点一般都有: 钢牛腿法、环梁法、双梁法、钢管开大洞之后可以补强法以及纯钢筋混凝土节点法等。在一些工程之中使用在钢管上开穿钢筋小孔的连接节点, 这样的话则为连接节点的设计可以提供较多的一种选择。
1、钢管开小孔的连接节点构造
（1）钢管开小孔: 小孔直径D= 钢筋直径 +10mm, 而小孔水平间距×D, 小孔垂直间距 =2×D。
（2）钢管水平加强环:在梁顶面以及梁底面可以各设置一道,环板宽度: 钢管混凝土柱之时,可以取0.10 倍钢管的直径、钢管混凝土叠合柱之时,使用 65～100mm； 而环板的厚度则是=0.5t，这里的t为钢壁的厚度，同时也应该不小于16mm。
（3）钢管竖向短加劲肋: 应该紧贴水平的加强环,而肋宽则应该=环板宽-15mm, 肋厚则和环厚的长度相同,它的长度为200mm,并且应该布置在梁开孔部位的两侧以及中间。
（4） 梁钢筋应该尽量使用直径比较较大的HRB400级的钢筋, 这样的话就可以减少钢管开孔的数量。在钢管混凝土叠合柱之时, 部分梁钢筋则就可以在钢筋混凝土柱区域穿过。
2、钢管开小孔连接节点的优势
（1）钢管开小孔之后这对钢管截面削弱不大, 梁钢筋穿过小孔之后剩余的缝隙则就比较小, 钢管对于管芯混凝土的约束力通常基本没有减少, 这样的话就不会影响到钢管混凝土柱的承载能力以及它的变形能力。
（2）当梁钢筋可以直接穿过钢管这几后, 梁就可以可靠的传递内力, 同时梁长的范围之内的刚度则保持不变, 结构受力分析同实际相同。钢牛腿法以及钢管开大洞之后补强法, 并且在梁端范围之内则有着相当长度的型钢, 这样的话就会使得梁刚度产生急剧的变化。
（3）在设置水平加强环以及竖向短加劲肋补强之后, 钢管它在节点区则是连续的,并且节点的刚性则不会受到影响, 来满足“强节点弱构件”这样的要求。
（4）现场施工比较方便, 即便是圆弧梁钢筋则也可顺利的穿过。
（5）节点补强所使用的材料则比钢牛腿法以及钢管开大洞法则会减少较多, 同时造价也比较低。为进行钢管开小孔之后而进行分析研究,在上个世纪末我国钢结构协会钢-混凝土组合结构协会做了1: 5 模型的四组共计九个试件模型试验, 同时通过多个工程实践来证实这个方法的可靠性以及可行性。
三、剪力墙平面外则对梁端嵌固作用的分析
1、对于框架-核心筒这样的结构, 部分框架梁则就应该支撑在剪力墙平面外的方向, 剪力墙平面外对梁端嵌固作用空间是怎样的, 它的研究文献比较少, 它的设计标准以及规范也没有涉及。
在影响剪力墙平面外对梁端嵌固作用的主要因素: 墙平面外对梁端嵌固作用的墙线风度、有效长度以及梁线刚度之比同墙在该层的轴压力等等。
当前，较为常用的计算分析软件虽然具有墙平面外刚度分析的功能, 但是并没有考虑墙平面外它对梁端嵌固作用的有效长度, 同时遇到墙肢很长或者筒子体墙肢空间风度很大情况之时,应该计算分析软件则会高估了墙平面外对梁端的嵌固作用,这样的话就会使得梁端负弯矩计算值则应该大于实际的值,通常一般的高层建筑框架核心筒对策措施应该是这样的。
这在框架核心筒结构设计中是相当重要的，为了更好的确保剪力墙作用，并强化框架核心筒结构的抗侧力的稳定性，做好剪力墙的影响因素分析能够更好的确保剪力墙的保障作用。
2、使用梁端增加水平腋的方法, 这样的话就以直接增加墙平面外则对梁端嵌固作用则会有效长度。
3、使用增加墙边框梁的方法, 可以使用以增加平面外则对梁端嵌固的局部刚度。同时墙边框梁截面的宽度应该大于0.4 倍梁纵筋锚固的长度, 墙边框架梁截面的高度则应该大于楼面截面的高度, 这样的话就可以保证梁端剪力通过墙边框梁均匀传递到墙之上, 墙边框梁宽出墙厚处用斜角过渡。
这样的话可以保证梁正截面设计增加实际的受力情况, 梁端计算弯矩则可以使用“调幅再调幅”这样的方法, 即就是分析计算时设定梁端负弯矩调幅系数之后,当配筋之时通过局部的手算调幅。通过“调幅再调幅”之时,应该考虑到构件的刚度、内力重分布的充分性、裂缝的开展以及变形满足的使用要求。
结语：综上所述，针对于高层建筑框架核心筒结构设计而言，其作为主要的抗侧力结构，确保其整体性以及稳定性对于高层建筑整体结构质量具有重要的意义。伴随城市建筑工程事业的更进一步发展，建筑工程设计工艺以及科学化水平还将不断提高，框架核心筒结构设计也会随着建筑工程事业的不断发展而不断进步，并发挥其重要的基础作用，为确保建筑工程质量以及工程安全提供重要的保障。
参考文献：
[1] 李锋.高层建筑框架———核心筒结构设计分析[J].建设科技，2010，（08）.
[2] 孙垚.框架- 核心筒结构设计分析探讨[J].工程建设与设计，2011，（07）.
[3] 阮永辉,吕西林. 带水平加强层的超高层结构的力学性能分析[J]. 结构分
析, 2000，( 4).
[4] 李亚春.高层建筑框架核心筒结构设计分析探讨[J].中外建筑,2008，(6).