章晓峰

摘要：在所有结构体系中，框架-核心筒结构较为常用。本文结合某工程的实际案例，针对框架-核心筒结构的结构选型、剖析及其设计等进行具体的介绍，仅供相似工程进行借鉴。

关键词：高层建筑；框架-核心筒结构；设计

1 工程概况

某工程地处浙江地区，整个地块的面积大概是18682m2，由三层裙楼、一层地下室、二十二层主楼构成，三者连成一体，建筑物的总面积是79020m2，共有99.5m高。地下1层设置了自行车库、双层停车库、设备机房，其有7.9m高，面积共达14750m2；地上1至3层裙楼具有餐厅、图书阅览室、门厅以及会议室等配套设施，主楼四层至20层属于工作区，而21层与22层则作为健身活动室。裙楼、地下室以及主楼的平面尺寸分别是109.8m×40.8m、196.8m×78.9m、58.8m×33.6m，1层的层高为4.8m，2层与3层的层高为4.5m，4层至22层的层高都是4.45m，大楼主体结构的主要柱网尺寸是8.4m×8.4m。

2 设计依据与主要材料

本工程结构设计使用年限是50a，地基基础设计等级是乙级，建筑结构安全等级是二级，建筑抗震设防是丙类建筑，地下室与屋面防水等级是一级。抗震设防烈度高达6度，设计地震基本加速度值是0.15g。

主楼的柱与墙混凝土强度等级会由于高度的变化慢慢从C60变为C35，地下室与全部楼层的梁板都使用了C35级混凝土。通过对其使用的钢筋的分析可知，其多使用HRB335与HRB400热轧螺纹钢筋。

3 结构设计

此工程主楼的结构属于钢筋混凝土框架-核心筒结构，不论是剪力墙还是框架或者是核心筒，其抗震等级都是二级。裙房属于框架结构，其抗震等级也是二级。地下一层区域中的抗震等级和上部结构是一样的，都是二级，而地下一层超过上部的部分、地下二层的抗震等级都是三级。

3.1 上部结构设计

从结构布置上看，以主楼中的楼梯电梯井道安设的相对封闭、独立的带边框剪力墙为核心筒，为增强结构的抗扭转作用，将两道相互垂直的剪力墙分别设置在主楼的四个拐角处。同时，将框架柱安设于其他地方，一起构成钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。剪力墙是工程中的一种重要抗侧力构件，与框架梁柱一起建立起你第二道抗侧力防线。

3.2 地下室结构设计

1）地下室设置了很多钢筋混凝防隔墙，但是内部所有结构侧向刚度KB远远比和其连接的上一层范畴中的结构楼层侧向刚度KP强，是后者的两倍，因此应把有关范畴中的楼层顶板设计成0.2m厚，从而使嵌固于顶板上的上部结构的刚度需要得到充分满足。

2）设置后浇带与结构缝

由于本工程的地下室占地面积较广，因此无需设置永久结构缝。同时，裙房与地下室都远远超过钢筋混凝土结构不设缝的最大长度。基于对建筑超长会引起很多问题，比方说由其衍生出的温度应力与混凝土收缩等均会对结构的稳定及其安全形成威胁，因此有必要采用下面这些对策：

（1）设计

①由于裙房的基础和主楼是相互连接着的，因此应对主楼的沉降量进行把控，把沉降后浇带安设于裙房和主楼之间，同时针对沉降后浇带的封闭时间进行管理与控制等，以此对裙房和主楼间的差异沉降进行调节。

②地下室的平面尺寸为196.8m×78.9m，鉴于其面积比较大，所以最终确定每间隔30到40m就设定一个宽度为1m的抗收缩后浇带。当然，必须在其两侧结构施工结束60天之后才能设置抗收缩后浇带，并选用较相应构件混凝土强度等级更高一级的微膨胀细石混凝土实施补浇操作。

③将裙房与地下室的楼屋面梁板的配筋率合理的调高，在这当中，裙房屋面板与地下室顶板都应使用双层贯通配筋。

（2）材料

①针对混凝土的浇筑温度与时间进行严格把控，从而有效减小甚至是消除由于温度应力与混凝土收缩给结构产生的负面影响。

②在开展混凝土浇筑施工工作的过程中，应当施行二次振捣。

③加大力度做好混凝土养护工作，尤其是前期养护工作。

3.3基础设计

结合下表1所示的岩土工程勘察报告结果，拟建场地土层由上到下分别是：①素填土：比较松散，薄；②粉质黏土混碎石：厚度的波动比较显著，呈连续分布，承载力欠佳；③1全风化辉绿岩：厚度不够匀称、分布的连续性差、承载力有待强化。这些都不适合作地基持力层。

相较而言，③3中风化辉绿岩、④3中风化石灰岩、③2强风化辉绿岩以及④2强风化石灰岩更适合作地基持力层，场地范围内不存在任何液化土层，且地质报告内并未提到存在融陷问题、地基土冻胀性问题及其他比较特殊的地质条件。当处钢筋混凝土结构钢筋长时间处在水中，地下水對其会产生微腐蚀；对于混凝土结构，地下水存在微腐蚀性；当处于干湿交替的环境下，其具有微腐蚀性。

此次工程选用的是平板式筏板基础，在这当中，核心筒体下筏板的厚度达3m，主楼其余位置的筏板大概有2m厚，而纯地下车库与裙楼部分的筏板的厚度大概是0.75m。

主楼核心筒部分将④3中风化石灰岩或者③3中风化辉绿岩当成基础持力层，而以③3中风化辉绿岩、④3中风化石灰岩、③2强风化辉绿岩、④2强风化石灰岩、③1全风化辉绿岩为基础持力层。

主楼部分借助自身重量抵御浮力，知识在纯地下室部分与裙房的筏板下匀称的安设了三根规格是φ 32mm@2.1m×2.1m的抗拔锚杆，以此使地下室的抗浮要求得到充分满足。

4 上部结构计算结果及其分析

在针对上部结构进行

分析计算的过程中，本文严格依据《高层建筑结构空间有限元分析与设计软件—SATWE》实施计算分析，同时顾及到扭转耦联效应。利用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系进行结构分析，针对嵌固于地下2顶板实施整体计算与研究，为主要控制性计算结果如下：（1）周期为：2.61、1.92、1.70；（2）周期比：0.65；（3）剪重比：3.06、2.85；（4）质量系数：95.08、95.48；（5）楼层刚度比最小值：1、1；（6）楼层抗剪承载力最小值：0.98、0.99；（7）最大楼层间位移比：1.24、1.37、1.24。

5 结论

在计算出本次工程地震作用之后，笔者得出了下面几点结论：

1）裙房能使主楼结构的振动大幅减小，其对主楼的低阶振型起到的影响比较显著；

2）能否科学的设置主楼内部抗侧力构件，将会对主楼的自振特性起到决定性影响；

3）在考虑到本项目的实情之后，笔者选用了相应的结构体系，仅供借鉴。