某超限高层框架-核心筒结构优化设计.docx

          某超限高层框架-核心筒结构优化设计                    摘要：合理的框架-核心筒结构的设计，将直接影响到建筑物的安全使用与技术经济指标的高低在结构设计初步阶段，框架-核心筒结构布置的合理性，不但可以减少大量重复工作，还可以达到预期经济目标本文详细介绍了实例工程的结构选型、平面及竖向结构布置、构造措施以及结构概念设计等；通过对该框架-核心筒结构实例进行计算分析，总结了笔者在超限结构设计中的经验，为同类结构设计提供参考一、核心筒结构工程概况T2基地位于郑州郑东新区核心区东广场的东端，北靠釐融创新集聚区，南面釐融后台区，北侧正对着郑州东站，总用地面积9875平方米，建筑面积151277平方米；T3基地位于郑州郑东新区核心区东广场的东端，北靠釐融创新集聚区，南面釐融后台区，西侧对着郑州东站，总用地面积15744平方米，建筑面积193499平方米图1郑州国际金贸中心总效果图T2塔楼为49层办公楼，建筑高度为240m，结构屋面标高220.80m；标准层层高4.2m，避难层层高6.0m，共设置4个避难层；塔楼布置在整个用地的四层地下室之上（详图1)T3塔楼为51层办公楼，建筑高度为240m，结构屋面标高229.20m；标准层层高4.2m，避难层层高6.0m，共设置4个避难层；塔楼布置在整个用地的四层地下室之上（详图1)。

由于T2塔楼49层以下结构竖向构件尺寸及平面布置和各层水平构件尺寸及平面布置均与T3塔楼相同，且建筑功能、平面布置均相同故本文只对其中的T3结构优化设计做如下分析二、核心筒结构方案对比T3结构条件：抗震设防烈度：7度抗震设防类别：重点设防类（乙类）建筑高度类别:超B级基本地震加速度峰值：0.15g设计地震分组：第二组场地类别：III类场地采取抗震措施烈度：8度采用型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒（方案1）和钢框架-钢筋混凝土核心筒（方案2）两种结构形式对比，两中结构主要构件信息见下表：图2钢框架-钢筋混凝土核心筒平面布置图图3型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒平面布置图三、核心筒结构方案计算结果对比为对两种结构方案在受到地震作用后的响应进行分析，确认能否满足现行规范具体要求，本文采用专业软件建模，将模型1、2分别确定为型钢柱和钢管柱然后通过计算，对比各项指标，以确定最终的优化设计方案3.1结构动力特性因篇幅有限，故值选取前六个周期实施对比，相关计算结果见表1表1振型周期由表3可知，钢管柱层间位移角的最大值和规范要求限值十分接近，说明其刚度合适风荷载最大层间位移角为1/1036，比地震作用条件下的位移角1/578小，所以地震作用为主要控制作用。

3.2.3层间位移比两方案最大层间位移之比如表4所示表4两方案最大层间位移之比结束语由于传统的结构设计方法存在过于保守的局限性,对框架一核心筒结构进行优化设计很有必要,对框架一核心筒结构的合理选型和优化布置对于节约建设成本具有指导性意义通过以上试算与对比可以看出，对超高层建筑，型钢柱与钢管柱两种框架-核心筒体系都可以满足现行技术规范的要求型钢柱属于大刚度体系，其周期相对较短，且位移、位移比均很小，容易产生浪费钢管柱刚度经过局部调整，从而减小结构周期，能在安全性与经济性间选择理想点，最后形成最佳结构方案因此，在实际的设计中应协调框架与核心筒的变形，充分利用核心筒刚度，减小框架与核心筒变形不协调的不利影响，确定框架和核心筒的使用比例和形式，以此来保证框架-核心筒在高层抗震建筑中起到应有的安全作用及经济性参考文献：[1]王魁.高层钢筋砼结构整体稳定与倾覆的结构.工程管理2017.3[2]张树捷.高层建筑结构整体抗震性能影响的分析.建筑经济2018.2[3]罗贺.刚性楼板假定的工作原理及其选用方法.建筑经济.2015.9[4]张学.建筑结构计算中进行SATWE设计应注意的问题.建筑经济,2018.4[5]韩才.有限元方法在高层建筑结构风荷载分析.施工技术,2014.9?[6]田蓉.框架结构抗震设计中抗震等级的确定.中国建材科技,2017.3[7]赵明.合理假定楼板的刚度.建筑技术开发,2013.4  -全文完-。