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核心筒结构设计探究范文

时间:2022-09-12 10:40:28

核心筒结构设计探究

《福建建材杂志》2014年第八期

1结构方案对比及确定

1.1结构体系对比第一方案:优点:柱距均匀,约10m;核心筒中心与整体结构中心基本重合。缺点:核心筒外墙因门洞,设备孔洞等造成外墙连梁抗剪超筋;核心筒所占面积较大,所以核心筒刚度也大;框架柱的倾覆弯矩百分比基本在10%~30%,框架柱作用未得到充分发挥;与核心筒相连主框架梁截面大、配筋大。A轴、D轴交4轴为办公和商业的主入口,业主不同意在该位置有柱,且3、5轴间跨度很大(约20m),不适宜做局部转换。最终设计方案:结合建筑功能,调整柱位保证办公、商业主入口无柱,满足业主要求。核心筒面积减小,核心筒刚度减小,框架柱的倾覆弯矩百分比基本在30%~450%,框架柱作用得到比较充分发挥;与核心筒相连主框架梁截面及配筋减小。因核心筒减小,设备洞口基本避开核心筒设置,核心筒外墙整体性好。

1.2楼盖体系为提高楼层使用净高,我司向业主提出采用现浇空心楼盖结构体系,通过框架间设置宽扁框架梁满足刚度要求。但业主对该种楼盖体系造价问题存在疑虑,因此最终采用了普通的混凝土梁板体系。

2主要构件截面及材料

4层裙房部分,大部分框架梁截面300mm×700mm,次梁250mm×500mm;主体核心筒部分,大部分框架梁截面500mm×700mm,次梁250mm×500mm。梁板混凝土强度等级:底板、地下一层板及顶板均为C35,其中底板为P8抗渗混凝土、顶板为P6抗渗混凝土;一层至屋面为C30,其中屋面为P6抗渗混凝土。核心筒墙厚由400至上部楼层减小为300mm,内墙厚分别为300mm和200mm。4层裙房部分框架柱截面由700mm×700mm减小至500mm×500mm;与核心筒相连框架柱截面1200mm×1200mm减小至700mm×700mm,其中基础顶面至五层框架柱内增设型钢。墙、柱混凝土强度等级:纯地下室墙、柱为C35(其中与水接触墙、柱采用P8抗渗混凝土);主楼部分基础顶至7层为C50,8层至14层为C45,15层至20层为C40,21层以上为C35。钢筋材料为HRB400、HRB335和HPB300。

3结构计算及分析

本工程计算分析采用PKPM结构设计软件,上部采用SATWE,基础采用JCCAD。

3.1自振周期与振型结构的前3阶周期如下表1所示,分析过程振型数为18个,而且两者的质量系数均满足《高规》5.1.13条要求的90%以上(X向99.66%,Y向99.50%)。

3.2重要控制参数框架柱的倾覆弯矩百分比1至20计算层均小于50%,基本在30%~50%之间,这说明剪力墙的数量满足《高规》8.1.3条的规定。5重点部位加强处理及抗震构造措施(1)核心筒四角从基础顶面至屋顶均按约束边缘构件;4轴交B、C轴位置设置护壁柱;5轴交B、C轴位置设置护壁柱,并核心筒角部约束边缘构件整体设置;核心筒外墙连梁交叉钢筋。(2)裙房部分楼层因扶梯、电梯及楼梯开洞,该部分楼层板厚均为120mm,最小配筋率取0.25%,双层双向配筋。六层以上标准层在方案图示阴影部分楼板均为120mm厚,最小配筋率取0.25%,双层双向配筋。(3)型钢混凝土框架柱是本工程的处理的难点,因此要求施工单位需严格按照《型钢混凝土组合结构构造》04SG523施工。

4结语与理解

(1)核心筒宜贯通全高,墙肢宜均匀、对称布置;核心筒的宽度不宜小于筒体高度的1/12,当筒体结构设置角筒、剪力墙或增强结构整体刚度的构件时,可适度放宽;筒体角部不宜开洞,不可避免时,洞角内壁至洞边距离需不小于500mm和墙体厚度;筒体外墙厚度不应小于层高的1/20及200mm,对一、二级抗震设计的底部加强区不宜小于层高的1/16及200mm;核心筒的连梁宜配置交叉暗撑或交叉钢筋,提高连梁延性;在核心筒截面基本确定的情况下,为控制结构的周期和位移,增大框架梁截面,可有效增加结构的抗侧刚度,但也应考虑梁高对楼层净空的影响;框架-核心筒结构的周边柱间应设置框架梁;柱截面尺寸的变化与核心筒墙厚的变化宜错开;采用型钢混凝土柱时,可有效控制柱的截面尺寸,提高使用空间;核心筒刚度宜适度,以确保框架柱的作用得到较充分的发挥。(2)合理的结构设计是多方面因素综合考虑侧结果,设计过程中应根据建筑功能要求、地理环境条件及构思的结构总体系,先有一个多道防线、刚柔结合的理想刚度目标。然后根据这个目标,再从具体的结构整体设计中通过不断的探索、比较得到最有方案。结合本工程X向采用了增设内柱的框架-核心筒结构,基础顶面至五层主楼框架柱内设置型钢,基础采用静压沉管灌注桩基础。本工程设计既满足了建筑的里面效果和使用功能要求,又满足了结构的安全性和经济性要求。

作者:刘胜海单位:万地联合(厦门)工程设计有限公司

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