安須江

摘要：一般的高層建筑都是使用鋼筋混凝土框架-核心筒這樣的結(jié)構(gòu)，雖然它的結(jié)構(gòu)承載能力以及抗變形能力比筒中筒結(jié)構(gòu)差，但是避免著結(jié)構(gòu)堅(jiān)向抗側(cè)力構(gòu)件的轉(zhuǎn)換，這樣的話就可以滿足建筑立面效果以及使用的要求。本文主要介紹了高層建筑框架-核心筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的整體構(gòu)思，同時(shí)依據(jù)相關(guān)的規(guī)范，站在鋼管混凝土柱梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)以及剪力墻平面外來(lái)對(duì)梁斷嵌固作用的角度來(lái)分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑;框架核心筒;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

前 ?言

筒體結(jié)構(gòu)它是空間整截面工作結(jié)構(gòu)，這就如同一根豎立在地面之上的懸臂箱形梁，同時(shí)具有造型美觀、使用靈活、受力合理以及側(cè)向剛度強(qiáng)這些優(yōu)點(diǎn)，筒體結(jié)構(gòu)可以依據(jù)平面墻柱構(gòu)件的布置情況可以主要分為兩種：第一種是筒中筒結(jié)構(gòu)，由外部的框筒以及內(nèi)部的核心筒組成的高層建筑，這樣的話具有較大的抗側(cè)力剛度以及承載力，外筒則由外周邊間距一般則在3m之內(nèi)的密柱以及高度較高的裙梁組成的，密柱框筒，這是為了建筑外觀以及使用功能的需要?jiǎng)t可通過(guò)轉(zhuǎn)換層變大柱距。第二種是框架核心筒結(jié)構(gòu)、使用建筑功能的需要在內(nèi)部而組成實(shí)體筒體來(lái)作為主要的抗側(cè)力的構(gòu)件，在內(nèi)筒外布置大柱距的框架之內(nèi)，它的受力情況同框架剪力墻結(jié)構(gòu)有相同點(diǎn)，由于其平面布置的規(guī)則性與內(nèi)部核心筒的穩(wěn)定性抗側(cè)力作用的空間有效性，其力學(xué)性能優(yōu)于一般的框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體構(gòu)思

1.結(jié)構(gòu)的類型

樓蓋則使用現(xiàn)澆普通鋼筋混凝土梁板體系，它的承載力以及水平位移計(jì)算之時(shí)，其基本風(fēng)壓都可以依照重現(xiàn)期為100年的0.65kN/m2來(lái)取值。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)側(cè)向位移滿足不了限值的要求，那么的話則就可以頂層利用建筑避難層，來(lái)設(shè)置著鋼筋混凝土桁架的結(jié)構(gòu)以及加強(qiáng)層，但是也應(yīng)該看到結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層這是一把利刃劍，一面固然可以提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度，同時(shí)也可以使得結(jié)構(gòu)豎向剛度突變，因此上結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層以及相鄰層則可以依照《高規(guī)》要求進(jìn)行了加強(qiáng)的處理。

2.超限的措施

如果工程結(jié)構(gòu)平面形狀規(guī)則、剛度以及承載力分布比較均勻，其豎向體型也比較規(guī)則以及均勻、結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件上下呈現(xiàn)連續(xù)貫通，除結(jié)構(gòu)高度超過(guò)適用限值之外，其它指標(biāo)則通過(guò)調(diào)整之后都可以達(dá)到未超限。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)計(jì)超限、并且首層層高為10.0m，超限應(yīng)對(duì)措施把首層以及下部若干層的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件來(lái)當(dāng)做作為加強(qiáng)的重點(diǎn)：則可以在1～15層框架柱使用鋼管混凝土的組合柱，鋼管混凝土疊合柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS188：2005、其1～2層核心筒剪力墻四角可以附加型鋼暗柱、首層抗震等級(jí)則可以提高一級(jí)。鋼管混凝土則有著十分卓越的承載能力以及變形的能力，但是它的防腐以及防火材料不僅造價(jià)比較同時(shí)還具有一定的時(shí)效性，那么則就需要考慮之后的維修保養(yǎng)，鋼管混凝土疊加合柱以及鋼管混凝土組合柱這樣的話就可以彌補(bǔ)這方面的缺陷。核心筒剪力墻四角則附加型鋼暗柱，這樣的話就可以解決因?yàn)槭讓訉痈咻^大，而使得剪力墻端部應(yīng)力集中這樣的問(wèn)題，并提高剪力墻的承載能力以及抗變形的能力。

二、鋼管混凝土組合柱的梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

通常在建筑工程之中往往只有在框架柱中使用鋼管混凝土，但是框架梁則使用的是普通鋼筋混凝土，鋼管混凝土柱yi8ji鋼筋混凝土梁的連接節(jié)點(diǎn)則就成為了工程中難點(diǎn)之一。當(dāng)前常用的連接點(diǎn)一般都有：鋼牛腿法、環(huán)梁法、雙梁法、鋼管開(kāi)大洞之后可以補(bǔ)強(qiáng)法以及純鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)法等。在一些工程之中使用在鋼管上開(kāi)穿鋼筋小孔的連接節(jié)點(diǎn)，這樣的話則為連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)可以提供較多的一種選擇。

1.鋼管開(kāi)小孔的連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

一般而言，鋼管之上開(kāi)穿鋼筋小孔的連接節(jié)點(diǎn)的做法要點(diǎn)步驟則是樣的。鋼管開(kāi)小孔：小孔直徑D=鋼筋直徑+10mm，而小孔水平間距×D，小孔垂直間距=2×D。鋼管水平加強(qiáng)環(huán)：在梁頂面以及梁底面可以各設(shè)置一道，環(huán)板寬度：鋼管混凝土柱之時(shí)，可以取0.10倍鋼管的直徑、鋼管混凝土疊合柱之時(shí)，使用65 ～ 100mm;而環(huán)板的厚度則是=0.5t，這里的t為鋼壁的厚度，同時(shí)也應(yīng)該不小于16mm。鋼管豎向短加勁肋：應(yīng)該緊貼水平的加強(qiáng)環(huán)，而肋寬則應(yīng)該=環(huán)板寬-15mm，肋厚則和環(huán)厚的長(zhǎng)度相同，它的長(zhǎng)度為200mm，并且應(yīng)該布置在梁開(kāi)孔部位的兩側(cè)以及中間。梁鋼筋應(yīng)該盡量使用直徑比較較大的HRB400級(jí)的鋼筋，這樣的話就可以減少鋼管開(kāi)孔的數(shù)量。在鋼管混凝土疊合柱之時(shí)，部分梁鋼筋則就可以在鋼筋混凝土柱區(qū)域穿過(guò)。

2.鋼管開(kāi)小孔連接節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)

2.1鋼管開(kāi)小孔之后這對(duì)鋼管截面削弱不大，梁鋼筋穿過(guò)小孔之后剩余的縫隙則就比較小，鋼管對(duì)于管芯混凝土的約束力通?；緵](méi)有減少，這樣的話就不會(huì)影響到鋼管混凝土柱的承載能力以及它的變形能力。

2.2當(dāng)梁鋼筋可以直接穿過(guò)鋼管這幾后，梁就可以可靠的傳遞內(nèi)力，同時(shí)梁長(zhǎng)的范圍之內(nèi)的剛度則保持不變，結(jié)構(gòu)受力分析同實(shí)際相同。鋼牛腿法以及鋼管開(kāi)大洞之后補(bǔ)強(qiáng)法，并且在梁端范圍之內(nèi)則有著相當(dāng)長(zhǎng)度的型鋼，這樣的話就會(huì)使得梁剛度產(chǎn)生急劇的變化。

2.3在設(shè)置水平加強(qiáng)環(huán)以及豎向短加勁肋補(bǔ)強(qiáng)之后，鋼管它在節(jié)點(diǎn)區(qū)則是連續(xù)的，并且節(jié)點(diǎn)的剛性則不會(huì)受到影響，來(lái)滿足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”這樣的要求。

2.4 節(jié)點(diǎn)補(bǔ)強(qiáng)所使用的材料則比鋼牛腿法以及鋼管開(kāi)大洞法則會(huì)減少較多，同時(shí)造價(jià)也比較低。為進(jìn)行鋼管開(kāi)小孔之后而進(jìn)行分析研究，在上個(gè)世紀(jì)末我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)做了1：5模型的四組共計(jì)九個(gè)試件模型試驗(yàn)，同時(shí)通過(guò)多個(gè)工程實(shí)踐來(lái)證實(shí)這個(gè)方法的可靠性以及可行性。

三、剪力墻平面外則對(duì)梁端嵌固作用的分析

1.對(duì)于框架-核心筒這樣的結(jié)構(gòu)，部分框架梁則就應(yīng)該支撐在剪力墻平面外的方向，剪力墻平面外對(duì)梁端嵌固作用空間是怎樣的，它的研究文獻(xiàn)比較少，它的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范也沒(méi)有涉及。在影響剪力墻平面外對(duì)梁端嵌固作用的主要因素：墻平面外對(duì)梁端嵌固作用的墻線風(fēng)度、有效長(zhǎng)度以及梁線剛度之比同墻在該層的軸壓力等等。當(dāng)前，較為常用的計(jì)算分析軟件雖然具有墻平面外剛度分析的功能，但是并沒(méi)有考慮墻平面外它對(duì)梁端嵌固作用的有效長(zhǎng)度，同時(shí)遇到墻肢很長(zhǎng)或者筒子體墻肢空間風(fēng)度很大情況之時(shí)，應(yīng)該計(jì)算分析軟件則會(huì)高估了墻平面外對(duì)梁端的嵌固作用，這樣的話就會(huì)使得梁端負(fù)彎矩計(jì)算值則應(yīng)該大于實(shí)際的值，通常一般的高層建筑框架核心筒對(duì)策措施應(yīng)該是這樣的

2.使用梁端增加水平腋的方法，這樣的話就以直接增加墻平面外則對(duì)梁端嵌固作用則會(huì)有效長(zhǎng)度。

3.使用增加墻邊框梁的方法，可以使用以增加平面外則對(duì)梁端嵌固的局部剛度。同時(shí)墻邊框梁截面的寬度應(yīng)該大于0.4倍梁縱筋錨固的長(zhǎng)度，墻邊框架梁截面的高度則應(yīng)該大于樓面截面的高度，這樣的話就可以保證梁端剪力通過(guò)墻邊框梁均勻傳遞到墻之上，墻邊框梁寬出墻厚處用斜角過(guò)渡。這樣的話可以保證梁正截面設(shè)計(jì)則更加條例實(shí)際的受力情況，梁端計(jì)算彎矩則可以使用“調(diào)幅再調(diào)幅”這樣的方法，即就是分析計(jì)算時(shí)設(shè)定梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)之后，當(dāng)配筋之時(shí)通過(guò)局部的手算調(diào)幅。通過(guò)“調(diào)幅再調(diào)幅”之時(shí)，應(yīng)該考慮到構(gòu)件的剛度、內(nèi)力重分布的充分性、裂縫的開(kāi)展以及變形滿足的使用要求。

四、結(jié)束語(yǔ)

伴隨著我國(guó)城市建筑事業(yè)的不斷的發(fā)展，和城市建筑水平及施工技術(shù)不斷的提高，而高層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則在建筑工程的領(lǐng)域則被普遍使用，并且和傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)相比的話則就有著明顯的優(yōu)勢(shì)。鋼筋混凝土高層框架建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的整體性與靈活性。而我國(guó)城市建筑事業(yè)發(fā)展則較多的使用了高層框架建筑這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為我國(guó)的建筑事業(yè)做出了較大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李鋒.高層建筑框架—核心筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].建筑科技，2010（12）.