框架核心筒结构抗震设计

丁文斌+孟琳

摘要：地震不仅会危害到人们的财产，更会对人们的人身安全造成巨大的威胁，因此在进行建筑结构设计时，一定需要将抗震性能考虑在内，通过增加建筑结构的抗震性来有效的提升建筑结构的安全性。本文主要讲述了框架核心筒结构抗震设计的一些具体问题。

关键词：框架核心筒结构；抗震；设计

引言

核心筒结构具有受力比较合理，整体性比较强而且造型比较美观等优势，框架核心筒结构主要是由外围的框架以及内部的核心筒两部分组成，一旦受到地震的侵袭，造成的危害非常的巨大，因此需要我们充分的意识到框架核心筒结构抗震设计的重要性。

1框架核心简结构体系设计

本文以一个地上37层，地下2层，高为161.21米，建筑面积67700.64平方米的工程为例讲述框架核心筒结构抗震体系的具体构成，从而达到抗震效果。

1.1核心筒设计。核心筒设计是建筑主要的抗侧力结构设计。在进行浸提的核心筒设计时，可以利用钢筋缓凝土墙的方式，钢筋混凝土墙可以使核心筒的刚度以及延展性得到很大的提升，这样就可以使整个建筑的刚度得到提升，从而提高建筑的抗侧力。在进行核心筒设计时，核心筒结构不仅仅承担着抗侧力的作用，同时还是建筑竖向荷载的非常重要的支撑部位，所以核心筒的设计对提升建筑竖向稳定性也有着非常重要的意义，因此核心筒墙的设计需要利用现浇钢筋混凝土来进行合成，因为现浇钢筋混凝土的耐火性能比较好，刚度也非常大，而且工程造价的成本比较低，在后期进行维护时费用也比较低。

1.2桁架设计。核心筒的水平像平面的尺寸相对比较小，因此建筑结构的抗侧刚度就会哦相对比较弱。因此在进行桁架抗震设计时，可以采用加强层的方式来进行伸臂桁架的设计，例如，在对一个地上37层，地下2层，高为161.21米的建筑的桁架进行加强层的设计时，可以选择再12楼或者24楼安装伸臂桁架，这样可以有效的提高建筑的整体刚度，避免建筑形成变形。

1.3连梁设计。核心筒结构抗震设计中能够发挥关键作用的一项设计就是对连梁的设计，建筑在正常的风荷载以及使用荷载的情况下，核心筒的结构应该处于一种弹性的工作状态，即连梁不会产生塑性铰。然而一旦发生地震，核心筒结构在地震的作用下会进入弹性的工作状态，这时候连梁就会产生塑性铰。所以，在进行剪力墙的设计时，需要保证结构域不发生剪切破坏，同时连梁以及墙肢的设计都应该满足强剪弱弯的条件，同时连梁发生屈服的时间一定要早于墙肢发生屈服，并且无论是墙肢还是连梁都需要保持有非常良好的延展性，从而达到核心简抗震设计功效。

2核心简结构抗震设计目标

2.1在多于地震的作用下。在进行核心筒结构抗震设计时，在经常地震地区，需要让核心筒机构在多震情况下抗震性能的标准达到一，即核心筒结构保持完好无损，结构需要在振型分解放映谱法的基础上展开具体的计算以及设计，同时需要运用弹性时程对抗震性能进行二次核查。

2.2在防烈度的地震作用下。核心筒的底部加强区，核心筒的外框架的底部加强区以及上部角柱，开大洞区域的框架梁都需要达到3性能标准。普通的框架梁，连梁以及竖向构件都需要达到第4性能标准。为了能够实现强剪弱弯，强柱弱梁的抗震设计理念，则可以允许连梁的不能弯的部分发生屈服现象，但是屈服时间不能过早，在水平地震的实际影响系数的最大值已经达到0.45时，连梁以及框架梁的抗剪截面一定药满足要求。

2.3预计的非常罕见的地震作用下。核心筒的底部加强区，核心筒的外框架的底部加强区以及上部角柱，开大洞区域的框架梁需要满足第4性能标准，其中一些比较普通的竖件需要达到第5性能标准。

3建筑抗震设计分析

在对核心筒结构抗震效果进行分析时，可以采用MIDAS以及SATWE的不同的结构分析软件进行分析，同时将弹性时程分析法作为一个补充计算方法。

利用振型反应谱法计算核心筒结构抗震效果时，首选对两个不同主方向的水平震力以及5%的偶然离心率进行考虑，将地震的双向作用计算出来，从而计算地震对建筑的扭转作用进行计算，建筑的剪重，墙柱轴压比以及地震的最大层间位移等的一些参数都基本相同，其中的误差非常小，例如，x向风荷载同地震最大层间位移角之间的差异分别为14.8%以及0.64%，Y向风荷载同地震的最大层间位移角之间的差异分别为0.14%以及2.02%，这时在风的荷载以及地震的作用下，楼层间的最大位移角符合抗震要求，可以得到抗震效果。

4框架核心简结构抗震设计的原则

4.1坚持维持性原则。对于抗震性由于发生降低导致不能满足抗震水平性能的核心筒结构，需要按照原来的设计结构对核心筒结构进行优化从而提升核心筒结构的抗震性能，尤其针对承载力出现下降以及核心筒结构功能出现弱化的地方要进行维修加固。

4.2坚持提升性的原则。对于抗震性能原本就不能满足抗震要求的核心筒结构，这些建筑设计标准低于现阶段对抗震結构的设计标准，则不能按照原本的设计标准来进行设计，而是要在现代的抗震标准下对建筑抗震水平存在差异的部分进行加固。

5结语

伴随着现阶段人们对建筑安全性以及抗震性的要求在不断提高，这就需要我们在进行核心筒结构设计时充分的考虑到抗震设计要求，从而提高建筑的抗震性能，使人们有效的将地震的危害降到最低。

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现代物业杂志社

2019-09-02