章曉峰

摘要：在所有結構體系中，框架-核心筒結構較為常用。本文結合某工程的實際案例，針對框架-核心筒結構的結構選型、剖析及其設計等進行具體的介紹，僅供相似工程進行借鑒。

關鍵詞：高層建筑；框架-核心筒結構；設計

1 工程概況

某工程地處浙江地區(qū)，整個地塊的面積大概是18682m2，由三層裙樓、一層地下室、二十二層主樓構成，三者連成一體，建筑物的總面積是79020m2，共有99.5m高。地下1層設置了自行車庫、雙層停車庫、設備機房，其有7.9m高，面積共達14750m2；地上1至3層裙樓具有餐廳、圖書閱覽室、門廳以及會議室等配套設施，主樓四層至20層屬于工作區(qū)，而21層與22層則作為健身活動室。裙樓、地下室以及主樓的平面尺寸分別是109.8m×40.8m、196.8m×78.9m、58.8m×33.6m，1層的層高為4.8m，2層與3層的層高為4.5m，4層至22層的層高都是4.45m，大樓主體結構的主要柱網(wǎng)尺寸是8.4m×8.4m。

2 設計依據(jù)與主要材料

本工程結構設計使用年限是50a，地基基礎設計等級是乙級，建筑結構安全等級是二級，建筑抗震設防是丙類建筑，地下室與屋面防水等級是一級?？拐鹪O防烈度高達6度，設計地震基本加速度值是0.15g。

主樓的柱與墻混凝土強度等級會由于高度的變化慢慢從C60變?yōu)镃35，地下室與全部樓層的梁板都使用了C35級混凝土。通過對其使用的鋼筋的分析可知，其多使用HRB335與HRB400熱軋螺紋鋼筋。

3 結構設計

此工程主樓的結構屬于鋼筋混凝土框架-核心筒結構，不論是剪力墻還是框架或者是核心筒，其抗震等級都是二級。裙房屬于框架結構，其抗震等級也是二級。地下一層區(qū)域中的抗震等級和上部結構是一樣的，都是二級，而地下一層超過上部的部分、地下二層的抗震等級都是三級。

3.1 上部結構設計

從結構布置上看，以主樓中的樓梯電梯井道安設的相對封閉、獨立的帶邊框剪力墻為核心筒，為增強結構的抗扭轉作用，將兩道相互垂直的剪力墻分別設置在主樓的四個拐角處。同時，將框架柱安設于其他地方，一起構成鋼筋混凝土框架-核心筒結構體系。剪力墻是工程中的一種重要抗側力構件，與框架梁柱一起建立起你第二道抗側力防線。

3.2 地下室結構設計

1）地下室設置了很多鋼筋混凝防隔墻，但是內部所有結構側向剛度KB遠遠比和其連接的上一層范疇中的結構樓層側向剛度KP強，是后者的兩倍，因此應把有關范疇中的樓層頂板設計成0.2m厚，從而使嵌固于頂板上的上部結構的剛度需要得到充分滿足。

2）設置后澆帶與結構縫

由于本工程的地下室占地面積較廣，因此無需設置永久結構縫。同時，裙房與地下室都遠遠超過鋼筋混凝土結構不設縫的最大長度?；趯ㄖL會引起很多問題，比方說由其衍生出的溫度應力與混凝土收縮等均會對結構的穩(wěn)定及其安全形成威脅，因此有必要采用下面這些對策：

（1）設計

①由于裙房的基礎和主樓是相互連接著的，因此應對主樓的沉降量進行把控，把沉降后澆帶安設于裙房和主樓之間，同時針對沉降后澆帶的封閉時間進行管理與控制等，以此對裙房和主樓間的差異沉降進行調節(jié)。

②地下室的平面尺寸為196.8m×78.9m，鑒于其面積比較大，所以最終確定每間隔30到40m就設定一個寬度為1m的抗收縮后澆帶。當然，必須在其兩側結構施工結束60天之后才能設置抗收縮后澆帶，并選用較相應構件混凝土強度等級更高一級的微膨脹細石混凝土實施補澆操作。

③將裙房與地下室的樓屋面梁板的配筋率合理的調高，在這當中，裙房屋面板與地下室頂板都應使用雙層貫通配筋。

（2）材料

①針對混凝土的澆筑溫度與時間進行嚴格把控，從而有效減小甚至是消除由于溫度應力與混凝土收縮給結構產生的負面影響。

②在開展混凝土澆筑施工工作的過程中，應當施行二次振搗。

③加大力度做好混凝土養(yǎng)護工作，尤其是前期養(yǎng)護工作。

3.3基礎設計

結合下表1所示的巖土工程勘察報告結果，擬建場地土層由上到下分別是：①素填土：比較松散，??；②粉質黏土混碎石：厚度的波動比較顯著，呈連續(xù)分布，承載力欠佳；③1全風化輝綠巖：厚度不夠勻稱、分布的連續(xù)性差、承載力有待強化。這些都不適合作地基持力層。

相較而言，③3中風化輝綠巖、④3中風化石灰?guī)r、③2強風化輝綠巖以及④2強風化石灰?guī)r更適合作地基持力層，場地范圍內不存在任何液化土層，且地質報告內并未提到存在融陷問題、地基土凍脹性問題及其他比較特殊的地質條件。當處鋼筋混凝土結構鋼筋長時間處在水中，地下水對其會產生微腐蝕；對于混凝土結構，地下水存在微腐蝕性；當處于干濕交替的環(huán)境下，其具有微腐蝕性。

此次工程選用的是平板式筏板基礎，在這當中，核心筒體下筏板的厚度達3m，主樓其余位置的筏板大概有2m厚，而純地下車庫與裙樓部分的筏板的厚度大概是0.75m。

主樓核心筒部分將④3中風化石灰?guī)r或者③3中風化輝綠巖當成基礎持力層，而以③3中風化輝綠巖、④3中風化石灰?guī)r、③2強風化輝綠巖、④2強風化石灰?guī)r、③1全風化輝綠巖為基礎持力層。

主樓部分借助自身重量抵御浮力，知識在純地下室部分與裙房的筏板下勻稱的安設了三根規(guī)格是φ 32mm@2.1m×2.1m的抗拔錨桿，以此使地下室的抗浮要求得到充分滿足。

4 上部結構計算結果及其分析

在針對上部結構進行

分析計算的過程中，本文嚴格依據(jù)《高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件—SATWE》實施計算分析，同時顧及到扭轉耦聯(lián)效應。利用鋼筋混凝土框架-核心筒結構體系進行結構分析，針對嵌固于地下2頂板實施整體計算與研究，為主要控制性計算結果如下：（1）周期為：2.61、1.92、1.70；（2）周期比：0.65；（3）剪重比：3.06、2.85；（4）質量系數(shù)：95.08、95.48；（5）樓層剛度比最小值：1、1；（6）樓層抗剪承載力最小值：0.98、0.99；（7）最大樓層間位移比：1.24、1.37、1.24。

5 結論

在計算出本次工程地震作用之后，筆者得出了下面幾點結論：

1）裙房能使主樓結構的振動大幅減小，其對主樓的低階振型起到的影響比較顯著；

2）能否科學的設置主樓內部抗側力構件，將會對主樓的自振特性起到決定性影響；

3）在考慮到本項目的實情之后，筆者選用了相應的結構體系，僅供借鑒。