本文結(jié)合框架-剪力墻及框架-核心筒結(jié)構(gòu)的受力特性，進行簡單分析及總結(jié)，以供同行學(xué)習(xí)交流。

主要分五大塊內(nèi)容展開來講：①結(jié)構(gòu)體系的定義；②受力特點；③存在疑點；④探討焦點；⑤結(jié)論。

01 結(jié)構(gòu)體系的定義：

當(dāng)框架布置在周邊，筒體布置在中間時，成為框架-核心筒結(jié)構(gòu)。它是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的一種特例。因為它的外框架柱間距較大，柱數(shù)量一般不多，有時會很少，剪力墻組成的核心筒成為抵抗水平力的主要構(gòu)件，因此國家高規(guī)把它歸入筒體體系。實際上，它的受力變形特點與框架-剪力墻結(jié)構(gòu)相同，具有協(xié)同工作的許多優(yōu)點。

在結(jié)構(gòu)體系中，①同時布置框架和剪力墻，就形成框架-剪力墻結(jié)構(gòu)；②兩個方向的剪力墻圍成筒體，就形成框架-核心筒結(jié)構(gòu)：二者可以統(tǒng)稱為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。在國家高規(guī)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ 3-2010》第2章也有定義介紹。

▲ 高規(guī)規(guī)定

▲ 框架-剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)

▲ 框架-核心筒結(jié)構(gòu)

02 受力特點：

框架-剪力墻(筒體)結(jié)構(gòu)兼有架結(jié)布置靈活延性好的優(yōu)點和剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大、承載力大的優(yōu)點。由于框架、剪力墻的協(xié)同受力，在結(jié)構(gòu)的底部框架側(cè)移減小，在結(jié)構(gòu)的上部剪力墻的側(cè)移減小，側(cè)移曲線兼有這兩種結(jié)構(gòu)的特點，成為彎剪型。彎剪型變形曲線的層間變形沿建筑高度比較均勻，既減小了框架，也減小了剪力墻單獨抵抗水平力的層間變形，適合用于較高的建筑。

▲ a框架結(jié)構(gòu)變形曲線、b剪力墻結(jié)構(gòu)變形曲線、c框架-剪力墻（筒體）結(jié)構(gòu)變形曲線

可以說，框架-剪力墻(筒體)結(jié)構(gòu)綜合了框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)可以設(shè)計成雙重抗側(cè)力體系，一般情況下，抵抗地震作用時，剪力墻(筒體)為第一道防線，框架為第二道防線，形成多道抗震設(shè)防結(jié)構(gòu)。

▲ 多道設(shè)防結(jié)構(gòu)示意圖

03 存在疑點：

根據(jù)抗規(guī)表6.1.2可知，框架-核心筒結(jié)構(gòu)的抗震等級，普遍比框架-剪力墻要求高。根據(jù)國家高規(guī)第9.1.2條“對高度不超過60m的框架-核心筒結(jié)構(gòu)，可按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計”。

從該條文，可以看出，針對低烈度地區(qū)，似乎有不公平的對待？高烈度地區(qū)本應(yīng)該具有更高的構(gòu)造要求，但是因為高規(guī)第9.1.2條，構(gòu)造要求卻略有降低，這與結(jié)構(gòu)概念上不符。如9度區(qū)，對高度不超過60m的框架-核心筒結(jié)構(gòu)，均可按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，構(gòu)造要求明顯減弱。

▲ 抗規(guī)表6.1.2

▲ 高規(guī)第9.1.2條

根據(jù)第1節(jié)“結(jié)構(gòu)體系的定義”，第2點“結(jié)構(gòu)受力特點”，我們可知框架-核心筒結(jié)構(gòu)，屬于“特殊”的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。我們來探討下，什么情況下，框架-核心筒結(jié)構(gòu)可以按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計呢？

04 探討焦點：

根據(jù)國家高規(guī)第3.3.1條，框架-核心筒結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度要高于框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度較低時，框架-核心筒結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的房屋最大適用高度比房屋高度 60m 高很多。而在9度時，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度為50m<60m。

▲框架-核心筒，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的A級最大適用高度

規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定“對高度不超過 60m的框架-核心筒結(jié)構(gòu)，可按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計”對較低設(shè)防烈度地區(qū)的房屋要求過嚴。以7 度、8度（0.3g）為例進行分析，如下表所示：

規(guī)范對框架-核心筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求嚴于對框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。理論上，對框架-核心筒結(jié)構(gòu)的要求，應(yīng)該適用于房屋高度接近或超過框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋高度限值的結(jié)構(gòu)。

否則，在同時可采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)時，會導(dǎo)致采用較好的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系需采取更為嚴格的結(jié)構(gòu)措施，所需的結(jié)構(gòu)費用較高，而采用整體性相對較差的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)時，卻能得到規(guī)范的“獎賞”(采取相對不嚴的結(jié)構(gòu)措施，所需的結(jié)構(gòu)費用也較低)，很不合理。

05 結(jié)論：

對房屋高度不是很高的框架-核心筒結(jié)構(gòu)，可按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計。其界限高度可依據(jù)抗震設(shè)防烈度的不同及工程的具體情況確定 (房屋高度超過 60m時，應(yīng)先與施工圖審查單位溝通)，一般情況下，可參考朱炳寅《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程應(yīng)用與分析》建議，按不超過框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋最大適用高度的 80%確定。

▲可按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計框架-核心筒結(jié)構(gòu)房屋最大高度

同時可采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的工程時，應(yīng)在設(shè)計文件中對結(jié)構(gòu)體系予以明確，以有利于施工圖審查。

參考文獻：

[1]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2011；

[2] 高立人,方鄂華,錢稼茹.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2005；

[3] 傅學(xué)怡.實用高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計（第二版）.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2010；

[4] 朱炳寅.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程應(yīng)用與分析.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2013；

[5] 徐傳亮,光軍.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化及實例.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2012；

[6] 區(qū)嘉舜,唐增洪.超高層建筑結(jié)構(gòu)中框筒結(jié)構(gòu)與筒中筒結(jié)構(gòu)方案的分析.深圳土木與建筑,2008；

[7] 程懋堃.創(chuàng)新思維結(jié)構(gòu)設(shè)計.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2015。

▌作者：同辰建筑 汪蕾

▌本文僅代表作者個人分析總結(jié)，僅供參考

▌來源：同辰建筑原創(chuàng)發(fā)布，轉(zhuǎn)載請注明以上信息