同辰原创框筒还是框剪,如何选,大有学问

本文结合框架-剪力墙及框架-核心筒结构的受力特性,进行简单分析及总结,以供同行学习交流。

主要分五大块内容展开来讲:①结构体系的定义;②受力特点;③存在疑点;④探讨焦点;⑤结论。

当框架布置在周边,筒体布置在中间时,成为框架-核心筒结构。它是框架-剪力墙结构的一种特例。因为它的外框架柱间距较大,柱数量一般不多,有时会很少,剪力墙组成的核心筒成为抵抗水平力的主要构件,因此国家高规把它归入筒体体系。实际上,它的受力变形特点与框架-剪力墙结构相同,具有协同工作的许多优点。

在结构体系中,①同时布置框架和剪力墙,就形成框架-剪力墙结构;②两个方向的剪力墙围成筒体,就形成框架-核心筒结构:二者可以统称为框架-剪力墙结构。在国家高规《高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 3-2010》第2章也有定义介绍。

▲ 高规规定

▲ 框架-剪力墙结结构

▲ 框架-核心筒结构

框架-剪力墙(筒体)结构兼有架结布置灵活延性好的优点和剪力墙结构刚度大、承载力大的优点。由于框架、剪力墙的协同受力,在结构的底部框架侧移减小,在结构的上部剪力墙的侧移减小,侧移曲线兼有这两种结构的特点,成为弯剪型。弯剪型变形曲线的层间变形沿建筑高度比较均匀,既减小了框架,也减小了剪力墙单独抵抗水平力的层间变形,适合用于较高的建筑。

▲ a框架结构变形曲线、b剪力墙结构变形曲线、c框架-剪力墙(筒体)结构变形曲线

可以说,框架-剪力墙(筒体)结构综合了框架结构和剪力墙结构的优点。框架-剪力墙结构可以设计成双重抗侧力体系,一般情况下,抵抗地震作用时,剪力墙(筒体)为第一道防线,框架为第二道防线,形成多道抗震设防结构。

▲ 多道设防结构示意图

根据抗规表6.1.2可知,框架-核心筒结构的抗震等级,普遍比框架-剪力墙要求高。根据国家高规第9.1.2条“对高度不超过60m的框架-核心筒结构,可按框架-剪力墙结构设计”。

从该条文,可以看出,针对低烈度地区,似乎有不公平的对待?高烈度地区本应该具有更高的构造要求,但是因为高规第9.1.2条,构造要求却略有降低,这与结构概念上不符。如9度区,对高度不超过60m的框架-核心筒结构,均可按框架-剪力墙结构设计,构造要求明显减弱。

▲ 抗规表6.1.2

▲ 高规第9.1.2条

根据第1节“结构体系的定义”,第2点“结构受力特点”,我们可知框架-核心筒结构,属于“特殊”的框架-剪力墙结构。我们来探讨下,什么情况下,框架-核心筒结构可以按框架-剪力墙结构设计呢?

根据国家高规第3.3.1条,框架-核心筒结构房屋的最大适用高度要高于框架-剪力墙结构,抗震设防烈度较低时,框架-核心筒结构、框架-剪力墙结构的房屋最大适用高度比房屋高度 60m 高很多。而在9度时,框架-剪力墙结构房屋的最大适用高度为50m<60m。

▲框架-核心筒,框架-剪力墙结构房屋的A级最大适用高度

规范统一规定“对高度不超过 60m的框架-核心筒结构,可按框架-剪力墙结构设计”对较低设防烈度地区的房屋要求过严。以7 度、8度(0.3g)为例进行分析,如下表所示:

规范对框架-核心筒结构的设计要求严于对框架-剪力墙结构。理论上,对框架-核心筒结构的要求,应该适用于房屋高度接近或超过框架-剪力墙结构房屋高度限值的结构。

否则,在同时可采用框架-核心筒结构和框架-剪力墙结构时,会导致采用较好的抗侧力结构体系需采取更为严格的结构措施,所需的结构费用较高,而采用整体性相对较差的框架-剪力墙结构时,却能得到规范的“奖赏”(采取相对不严的结构措施,所需的结构费用也较低),很不合理。

对房屋高度不是很高的框架-核心筒结构,可按框架-剪力墙结构设计。其界限高度可依据抗震设防烈度的不同及工程的具体情况确定 (房屋高度超过 60m时,应先与施工图审查单位沟通),一般情况下,可参考朱炳寅《高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析》建议,按不超过框架-剪力墙结构房屋最大适用高度的 80%确定。

▲可按框架-剪力墙结构设计框架-核心筒结构房屋最大高度

同时可采用框架-核心筒结构和框架-剪力墙结构的工程时,应在设计文件中对结构体系予以明确,以有利于施工图审查。

参考文献:

[1]《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010.北京:中国建筑工业出版社,2011;

[2] 高立人,方鄂华,钱稼茹.高层建筑结构概念设计.北京:中国建筑工业出版社,2005;

[3] 傅学怡.实用高层建筑结构设计(第二版).北京:中国建筑工业出版社,2010;

[4] 朱炳寅.高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析.北京:中国建筑工业出版社,2013;

[5] 徐传亮,光军.建筑结构设计优化及实例.北京:中国建筑工业出版社,2012;

[6] 区嘉舜,唐增洪.超高层建筑结构中框筒结构与筒中筒结构方案的分析.深圳土木与建筑,2008;

[7] 程懋堃.创新思维结构设计.北京:中国建筑工业出版社,2015。

THE END
0.12筒体结构 筒体结构 ►筒体结构体系主要有核心筒结构和框筒结构所组 ►筒体结构体系主要有核心筒结构和框筒结构所组 成 成 ►筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心柱 ►筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心柱 体,结构空间刚度极大,抗扭性能也好 体,结构空间刚度极大,抗扭性能也好 筒体的基本jvzquC41oc~/dxtm33>/exr1jvsm1;5381624:455997;<70ujzn
1.筒体结构体系的特点是什么?筒体结构体系的特点是什么? 简体结构包括框架一核心筒结构与筒中筒结构。 框架一核心筒结构由实体的核心筒和外框架构成。一般将楼电梯间及一些服务用房集中在核心筒内;其他需较大空间的办公用房、商业用房等布置在外框架部分。由于核心简实际上是两个方向的剪力墙构成封闭的空间结构,具有更好的整体性与抗侧刚度jvzquC41yy}/lrfpujk:;7hqo1rvp€jp1souc8j37652<82374tj}rn
2.筒体结构体系.pptx大厦采用由钢框架构成的束筒结构体系,外部用黑铝和镀层玻璃幕墙围护。 ;1、筒体结构体系的定义 2、筒体的基本形式 3、筒体结构体系特点与适用范围 4、筒体结构体系的分类 5、总结 ;一、筒体结构体系的定义;二、筒体的基本形式;三、筒体结构体系特点与适用范围;四、筒体结构分类;四、筒体结构分类;四、筒体结构分类;四、筒体结构分类;重点:1、筒 jvzquC41oc~/dxtm33>/exr1jvsm1;5431723=4938<14<6772652=70ujzn
3.筒中筒结构的5种类型分别是什么?筒中筒结构由心腹筒、框筒及桁架筒组合,一般心腹筒在内,框筒或桁架筒在外,由内外筒共同抵抗水平力作用.由剪力墙围成的筒体称为实腹筒,在实腹筒墙体上开有规则排列的窗洞形成的开孔筒体称为框筒;筒体四壁由竖杆和斜杆形成的桁架组成则称为桁架筒. 结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式.在高层建筑中jvzquC41sd4{wx~gdcth0lto1zlf/zzguvopp8vwguzjqw4:2378:;g27f>2f;6c22:ggkghe6jcemk0jvsm