框架核心筒结构设计步骤详解，图文并茂！

 NO.1 概况
关于框架-核心筒

【1】框架-核心筒结构常用于高层或超高层写字楼、公寓，单体大多较高。
【2】随着建筑物高度的增加，建筑专业的重要性相对下降，而结构专业、设备专业的话语权逐渐增大。
【3】尤其是结构专业，可以根据概念设计及计算的需要，对其它专业提出要求。
【4】结构专业方案应尽量常规化、简单化。 

结构方案需要确定：

❖梁柱结构形式（混凝土或钢、组合结构）
❖柱子、剪力墙、梁的截面尺寸
❖竖向构件的调整要求

NO.2 建筑提图之后

确定计算数据

【1】第一轮提图一般会比较粗略，可能仅有标准层，其它的信息尚待确定。下图为某实际项目的第一轮提图:

图中需要调整的地方较多，本文将逐个进行说明。
需要注意的是：建筑专业的很多数据也尚未确定，所以可以通过沟通来了解大体意向、方向，例如净高要求、总高度限值、底商层数层高及业态、空调形式、采暖形式等等，做到心中有数，便于留好裕量。

【2】确定如下建筑专业数据：
❖标准层层高
层高是电算的基本数据，须将结构内部梁高（先估算一个梁高，例 如650左右）提供给建筑专业。
❖底商层数、层高
底商部位荷载大，且很可能有车库入口、扶梯、内部楼梯等对平面有削弱的设施。层高较高，无数值时可按5m估算。
❖屋面上的设施
屋面设施对电算结果有较大影响，包括是水箱间、擦窗机、电信塔、装饰架、花园、直升机起落平台等；提前问清，做到心中有数。

❖墙体材料、地面营造
没有准确数值的话，提供意向做法也可。

【3】确定建筑类别
查阅《建筑抗震设防分类标准》，确定建筑类别是丙类还是乙类。搞错了建筑类别会颠覆既定方案。

归纳总结：
❖上述均为影响结构计算的重要数据
❖尚未确定的数据可要求建筑专业进行估算
❖数据取偏保守些，为未来调整留好富裕量

NO.3 结构方案确定

方案确定原则

下面要正式对建筑平面进行方案性调整，原则为：
【1】确定墙、柱平面时，墙、柱均外边取齐。

保证建筑外轮廓不变，内筒外轮廓不变（走道宽度不变）。
【2】确定筒体范围
内筒不要偏置，如下图红色区域所示，不是所有交通核的墙体都要设置成混凝土墙的。

【3】在筒体四角设柱子，可为700x700全楼通高，与门有干涉时应要求建筑专业移门。

❖优点1：便于搭梁。
❖优点2：筒体角部柱子成为边缘构件的端柱，有可能放松筒体角部开洞的规范要求（前提是图审机构同意）。
【4】布置内筒外框梁，如果内筒支座为洞口，则应要求建筑、设备专业移洞口，保证梁支座落在墙体上（见下图）。
❖情况1：支座为设备门口时，要求门口移位或变换开启位置。
❖情况2：支座为通道或不可变位的梁时，调整支座至墙体上，此时梁为斜梁。

【5】连接内筒-外框的框架梁（下文简称内筒外框梁），应以墙、柱为支座。尽量避免下图的布置方式。

注：业主有强烈要求时才考虑梁搭梁，但要有保证措施。
【6】核心筒角部距内边缘500mm内不应开洞，有洞口则应移位。

归纳总结：

❖方案性调整主要是要求其它专业进行配合
❖如加柱子、移门、变换管井位置等
❖以消除锚固不足、框架不能形成榀等不安全因素

NO.4 电算调整步骤

梁柱断面原则

电算调整与框架结构、剪力墙结构有诸多不同，步骤如下：
【1】先按某一截面（如800或700）统一布外框柱。柱子尽量为方柱。
注：为什么尽量是方柱呢，因为裙房以上的几层，层高较小，柱断面较大，柱子长向很容易成为极短柱。
【2】调整柱子断面。
❖根据电算结果中的轴压比数值，对柱子截面进行换算，并将新的断面输入电算。建议用Excel做一个柱子断面换算表，如下图：

注：表中混凝土标号可选，混凝土fc随着标号变化自动变数。
❖换算原则是：保证新柱子的轴压比接近规范限值；这个限值，应考虑井字复合箍及设置芯柱对轴压比限值的提高。
❖标号最大可为C50，再大时，需要征得业主同意，并考虑当地供货能力。
❖柱子断面内收单边差值尽量不超过100mm。
❖顶层轴压比不控制的层，柱子断面也不可过小，可设定一个最小值，如600x600。
【3】柱子断面对功能影响较大，一旦按轴压比限值确定后，尽量不再做调整；参数不满足时以调整梁高、墙厚的方式调整，万不得已时再考虑加大柱子。
【4】按同样方法调整内筒周圈墙厚。
❖外筒墙最小墙厚建议不小于400，利于抗侧及保证梁支座锚固。
❖筒体内部厚度不满足稳定的墙体可先去掉，按荷载输入，但在施工图设计中加上。内筒墙各层可输统一值，如300、250，应与建筑专业协调、争取。
【5】框梁
❖内筒外框梁做宽扁梁，梁宽不宜超过柱子，满足挠度要求。
❖周圈梁高主要是按侧移调整，力争周圈梁高统一。
【6】电算调整时，为了一目了然，可做一个项目信息一览表，对电算调整过程及施工图阶段划分构件标准层都有帮助。见下图：

归纳总结：

❖外框柱、内筒墙均按轴压比原则确定截面
❖内筒墙厚取值时还应兼顾梁锚固、稳定性
❖内筒外框梁尽量宽扁

NO.5 电算敏感点

电算经验总结

某些模型的层间位移角调整过程会比较艰辛，在不想对墙、柱做过大调整时，需要一点点地调整。下面列出层间位移角的电算敏感点。
【1】平动系数：电算目标当然是平动系数为1.00，这种情况下模型的状态是最优的。
【2】荷载：对电算结果的影响很明显。层间位移角不满足时，可尝试细化楼面荷载、墙体荷载，甚至减小顶部几层的剪力墙厚度都会有正向效果；混凝土容重取到合理值即可、不宜过大。
【3】需要注意的设计参数
❖土层水平抗力系数的比例系数。
❖中梁刚度放大。
❖设计参数：梁墙自重扣除与柱重叠部分、楼板自重扣除与梁重叠部分。
❖其它参数：梁柱刚域（一般只考虑梁刚域，不考虑柱刚域）。
注：下篇将对总信息进行详述。
【4】周圈梁高、偏心设置：电算中应将梁柱偏心按实际取齐。
【5】柱子断面的概念调整
❖如果上述手段无法达到预期，可对内筒墙厚、外框柱断面进行调整。
❖墙、柱不是越厚/大越好，断面增大到正确的位置，才会起到最大的作用。
❖具体加大哪几层，可参考位移变化曲线，简言之，侧移变化曲率较大的层，加大墙、柱断面的效果最明显。
❖见下图：

依据上图可以大致确定增大哪些层的竖向构件截面（箭头所指位置）。

小贴士：

❖框架-核心筒结构电算结果不一定对墙柱尺寸敏感
❖一味加大竖向构件尺寸效益并不高
❖须多种手段并举，逐步调整至满意结果

NO.6 施工图设计

需要关注的设计点

如果设计人对框架结构、剪力墙结构都熟悉的话，则施工图设计上难度并不大。几个需要关注的点有：
【1】墙体需要加边框，也就是暗梁（与框剪结构相同）。
【2】内筒角部通高为约束边缘构件。
【3】底部加强部位筒角边缘构件长度要取墙长的1/4。
【4】外框角部楼板加钢筋网片。
【5】内筒楼板板厚120，如果内部开洞过多应加厚至140.