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1、核心筒(Core-Tube) 结构：就是在建筑的中央部分，由电梯井道、楼梯、通风井、电缆井、公共卫生间、部分设备间围护形成中央核心筒，与外围框架形成一个外框内筒结构，以钢筋混凝土浇筑。此种结构十分有利于结构受力，并具有极优的抗震性。是国际上超高层建筑广泛采用的主流结构形式。同时，这种结构的优越性还在于可争取尽量宽敞的使用空间，使各种辅助服务性空间向平面 的中央集中，使主功能空间占据最佳的采光位置，并达到视线良好、内部交通便捷的效果。核 心 筒 有 钢 筋 混 凝 土 密 柱 组 成 的 束 筒 空 腹 式 和 钢 筋 混 凝 土 剪 力 墙 式 的 实腹 式 核 心 筒 。 钢 筋 混 凝 土
2、 核 心 筒 钢 框 架 结 构 中 ， 混 凝 土 芯 筒 主 要 用 于 抵 抗 水 平 侧 力 。由 于 材 料 特 点 造 成 两 种 构 件 截 面 差 异 较 大 ， 钢 筋 混 凝 土 核 心 筒 的 抗 侧 向 刚 度远 远 大 于 钢 框 架 ， 随 着 楼 层 增 加 ， 核 心 筒 承 担 作 用 于 建 筑 物 上 的 水 平 荷 载 比重 越 大 。 钢 框 架 部 分 主 要 是 承 担 竖 向 荷 载 及 少 部 分 水 平 荷 载 ， 随 着 楼 层 增 加 ，钢 框 架 承 担 作 用 于 建 筑 物 上 的 水 平 荷 载 比 重 越 小 ， 由 于 钢 材
3、 强 度 高 ， 可 以 有效 减 少 柱 体 截 面 ， 增 加 建 筑 使 用 面 积 。 采 用 钢 筋 混 凝 土 核 心 筒 钢 框 架 结构 方 案 ， 可 以 有 效 地 设 计 框 架 梁 与 核 心 筒 连 接 为 铰 接 ， 这 是 混 凝 土 框 架 难 以做 到 的 ， 设 计 时 可 以 根 据 工 程 特 点 ， 有 针 对 性 地 设 计 铰 接 节 点 ， 减 少 建 筑 物整 体 抗 侧 向 刚 度 ， 合 理 分 配 芯 筒 和 框 架 之 间 的 抗 侧 力 刚 度 比 ； 也 可 以 设 置 弱刚 接 节 点 ， 即 在 正 常 适 用 状 态 下 和
4、风 荷 载 控 制 状 态 下 ， 节 点 为 刚 性 连 接 ， 保持 整 体 抗 侧 向 刚 度 ； 当 强 震 来 临 时 ， 使 该 节 点 主 动 形 成 铰 节 点 ， 放 松 结 构 刚度 ， 降 低 地 震 作 用 。 过 于 增 强 核 心 筒 刚 度 而 形 成 弱 钢 框 架 结 构 体 系 ， 会 造 成 在 强 震 作 用 下 ，混 凝 土 墙 体 开 裂 ， 结 构 整 体 抗 侧 向 刚 度 迅 速 下 降 ， 而 钢 框 架 结 构 部 分 承 担 水平 荷 载 的 比 重 迅 速 增 加 ， 超 越 钢 框 架 承 载 能 力 ， 脱 离 结 构 设 计 人
5、员 设 计 预想 ， 其 破 坏 是 很 严 重 的 甚 至 倒 塌 。 抗 震 设 计在 美 国 这 种 结 构 体 系 被 认 为 是 不 适 宜 用 于 地 震 区 高 层 建 筑 的 ， 因 为 已 有工 程 曾 经 发 生 过 在 地 震 中 倒 塌 中 国 馆 核 心 筒的 实 例 ； 日 本 整 个 国 家 处 于 高 烈 度 地 区 ， 这 种 结 构 体 系 受 到 很 大 限 制 ， 若 建造 45 米 以 上 的 钢 筋 混 凝 土 核 心 筒 钢 框 架 结 构 ， 需 严 格 审 批 做 针 对 性 研 究 ，谨 慎 实 施 。 从 两 国 的 态 度 上 来 看 ，
6、 在 高 烈 度 地 震 区 采 用 这 种 形 式 需 三 思 。 抛 开 地 震 影 响 ， 如 果 建 筑 物 的 水 平 作 用 主 要 是 风 荷 载 的 话 ， 由 于 混 凝 土剪 力 墙 的 存 在 ， 该 结 构 体 系 可 以 有 效 地 控 制 风 荷 载 作 用 下 的 顺 风 向 和 横 风 向最 大 加 速 度 ， 较 纯 钢 框 架 结 构 容 易 满 足 层 间 位 移 限 制 要 求 ， 在 结 构 造 价 上 也可 获 得 很 好 的 经 济 效 益 。 回 到 抗 震 设 计 上 ， 我 国 高 层 规 范 里 要 求 ： 钢 框 架 -钢 筋 混 凝 土
7、 筒 体 结 构各 层 框 架 柱 所 承 担 的 地 震 剪 力 不 应 小 于 结 构 底 部 总 剪 力 的 25%和 框 架 部 分地 震 剪 力 最 大 值 的 1.8 倍 二 者 的 较 小 值 。 与 之 对 应 的 混 凝 土 框 架 -剪 力 墙 结构 的 要 求 ： 各 层 框 架 柱 所 承 担 的 地 震 剪 力 不 应 小 于 结 构 底 部 总 剪 力 的 20%和 框 架 部 分 地 震 剪 力 最 大 值 的 1.5 倍 二 者 的 较 小 值 。 在 我 们 国 家 抗 震 设 计 有一 个 特 点 ， 就 是 很 多 地 方 强 制 提 高 抗 震 等 级
8、， 例 如 北 京 大 部 分 地 区 本 属 于七 度 设 防 ， 从 政 治 需 要 定 为 八 度 设 防 ， 所 以 我 国 的 规 范 从 经 济 适 用 的 角 度 出发 ， 还 是 对 这 种 结 构 给 予 支 持 态 度 的 ， 不 过 作 为 设 计 人 员 要 了 解 这 种 结 构 的特 点 ， 根 据 所 在 地 区 的 情 况 针 对 设 计 。 我 国 规 范 属 于 强 制 性 文 件 ， 其 中 很 多条 款 也 是 社 会 利 益 集 团 博 弈 的 结 果 ， 从 公 开 的 文 件 和 言 论 来 看 ， 即 使 是 高钢 规 、 高 层 规 、 抗 震
9、 规 的 主 编 人 员 对 这 种 结 构 体 系 也 存 在 一 定 分 歧 。 核 心 筒 绑 扎如 果 外 围 钢 架 柱 采 用 密 柱 方 案 ， 即 采 用 内 钢 筋 混 凝 土 核 心 筒 外 钢 框 架 密柱 筒 中 筒 结 构 ， 可 以 有 效 的 增 加 钢 框 架 抗 侧 向 刚 度 ， 大 幅 减 少 芯 筒 承 担 地 震倾 覆 力 矩 ， 有 效 降 低 混 凝 土 墙 体 受 压 区 高 度 和 压 应 力 ， 减 少 混 凝 土 发 生 剪 压脆 性 破 坏 ， 提 高 混 凝 土 延 性 指 标 ， 避 免 在 地 震 作 用 下 引 起 刚 度 退 化
10、 。 除 此 以 外 ， 采 用 钢 筋 混 凝 土 核 心 筒 钢 框 架 结 构 方 案 ， 可 以 有 效 地 设计 框 架 梁 与 核 心 筒 连 接 为 铰 接 ， 这 是 混 凝 土 框 架 难 以 做 到 的 ， 设 计 时 可 以 根据 工 程 特 点 ， 有 针 对 性 地 设 计 铰 接 节 点 ， 减 少 建 筑 物 整 体 抗 侧 向 刚 度 ， 合 理分 配 芯 筒 和 框 架 之 间 的 抗 侧 力 刚 度 比 ； 也 可 以 设 置 弱 刚 接 节 点 ， 即 在 正 常 适用 状 态 下 和 风 荷 载 控 制 状 态 下 ， 节 点 为 刚 性 连 接 ， 保
11、 持 整 体 抗 侧 向 刚 度 ； 当强 震 来 临 时 ， 使 该 节 点 主 动 形 成 铰 节 点 ， 放 松 结 构 刚 度 ， 降 低 地 震 作 用 。 当然 做 到 这 一 点 需 要 对 结 构 进 行 多 次 设 计 ， 满 足 各 种 工 况 需 要 ， 只 怕 现 在 很 多情 况 下 甲 方 容 不 得 你 做 这 些 。 核 心 筒 结 构1、 核 心 筒 宜 贯 通 建 筑 物 全 高 。 核 心 筒 的 宽 度 不 宜 小 于 筒 体 总 高 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 ，
12、 核 心 筒的 宽 度 可 适 当 减 小 。 2、 核 心 筒 应 具 有 良 好 的 整 体 性 ， 并 满 足 下 列 要 求 ： （ 1） 墙 肢 宜 均 匀 、 对 称 布 置 ； （ 2） 筒 体 角 部 附 近 不 宜 开 洞 ， 当 不 可 避 免 时 ， 筒 角 内 壁 至 洞 口 的 距 离不 应 小 于 500mm 和 开 洞 墙 的 截 面 厚 度 ； （ 3） 核 心 筒 外 墙 的 截 面 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 部 位 不 宜 小 于 层 高 的 1/16 及 200mm
13、， 不 满 足 时 ，应 按 本 规 程 附 录 D 计 算 墙 体 稳 定 ， 必 要 时 可 增 设 扶 壁 柱 或 扶 壁 墙 ； 在 满 足 承载 力 要 求 以 及 轴 压 比 限 值 （ 仅 对 抗 震 设 计 ） 时 ， 核 心 筒 内 墙 可 适 当 减 薄 ， 但不 应 小 于 160mm； （ 4） 筒 体 墙 的 水 平 、 竖 向 配 筋 不 应 少 于 两 排 ； 5 抗 震 设 计 时 ， 核 心 筒 的 连 梁 ， 宜 通 过 配 置 交 叉 暗 撑 、 设 水 平 缝 或 减 小梁 截 面 的 高 宽 比 等 措 施 来 提 高 连 梁 的 延 性 。 3、 抗 震 设 计 时 ， 各 层 框 架 柱 的 地 震 剪 力 应 参 照 本 规 程 第 8 1 4 条 的规 定 予 以 调 整 。 4、 框 架 /核 心 筒 结 构 的 周 边 柱 间 必 须 设 置 框 架 梁 。 5、 核 心 筒 连 梁 的 受 剪 截 面 应 符 合 本 规 程 第 9 3 6 条 的 要 求 ， 其构 造 设 计 应 符 合 本 规 程 第 9 3 7 9 3 8 条 的 规 定 。 1
