超高层框架核心筒结构工程设计研究论文(经典3篇)

超高层框架核心筒结构工程设计研究论文 篇一

在现代城市化进程中，超高层建筑的兴起成为城市发展的重要标志之一。而超高层建筑的核心筒结构在整个建筑中起到了至关重要的作用。本文将对超高层框架核心筒结构的工程设计进行研究，探讨其在建筑领域中的重要性和设计要点。

首先，超高层建筑的核心筒结构在整个建筑中起到了支撑和稳定的作用。核心筒结构以其强大的承载能力和抗震性能，能够有效地承担建筑物的自重和外部荷载，并且在地震等自然灾害发生时能够保持建筑物的稳定性。因此，在超高层建筑的设计中，合理设计核心筒结构是确保建筑物安全的重要一环。

其次，核心筒结构的设计要点包括结构形式、材料选取和施工工艺等方面。在结构形式方面，常见的核心筒结构包括剪力墙结构、框架-剪力墙结构和框架-筒结构等。不同的结构形式在承载能力、刚度和变形能力等方面存在差异，需要根据具体的建筑要求和地震区域进行选择。在材料选取方面，核心筒结构通常采用高强度混凝土或钢筋混凝土，以确保结构的稳定性和耐久性。此外，施工工艺的选择和优化也对核心筒结构的质量和安全性有着重要的影响。

最后，本文还将对超高层框架核心筒结构的设计案例进行分析和评估。通过对已建成的超高层建筑核心筒结构进行实地调研和数据分析，可以总结出设计中的经验和教训，为今后的超高层建筑设计提供参考和借鉴。同时，还可以通过模拟分析和数值计算等手段，评估已建成建筑的结构性能和安全性，以提高设计的准确性和可靠性。

综上所述，超高层框架核心筒结构的工程设计是一个复杂而关键的过程。本文通过对该设计的研究，探讨了其在建筑领域中的重要性和设计要点，并结合实际案例进行了分析和评估。希望这些研究成果能够为今后的超高层建筑设计提供参考和指导，以确保建筑物的安全和可持续发展。

超高层框架核心筒结构工程设计研究论文 篇二

超高层框架核心筒结构作为现代城市中的代表性建筑形式之一，其在建筑设计和实施过程中面临着众多挑战和难题。本文将对超高层框架核心筒结构的工程设计进行研究，探讨如何克服这些挑战并实现设计的优化。

首先，超高层框架核心筒结构面临的首要挑战是结构稳定性和抗震性能。由于超高层建筑的高度和体量特点，其结构必须能够承受巨大的重力和地震荷载。为了提高结构的稳定性和抗震性能，设计师通常采取合理的结构布局和加强措施，例如在核心筒结构中设置剪力墙和钢筋混凝土柱等。此外，还可以借助先进的结构分析软件和模拟技术，进行结构性能评估和优化设计，以提高结构的可靠性和安全性。

其次，超高层框架核心筒结构设计过程中需要充分考虑施工可行性和经济性。由于超高层建筑的特殊性，其施工过程中存在许多技术难题和限制。例如，高空作业、混凝土浇筑和结构连接等方面都需要采取特殊的施工工艺和设备。因此，在设计过程中需要与施工方紧密合作，充分考虑施工可行性和经济性，以确保设计方案的实施顺利进行。

最后，本文还将对超高层框架核心筒结构的可持续性进行研究。超高层建筑作为城市发展中的重要标志，其建设和运营对环境和资源的消耗有着巨大影响。因此，在工程设计中需要注重节能减排和资源循环利用等方面，以降低建筑物的能耗和环境影响。

综上所述，超高层框架核心筒结构的工程设计是一个充满挑战和难题的过程。本文通过对该设计的研究，探讨了如何克服这些挑战并实现设计的优化，以实现超高层建筑的安全、可行和可持续发展。希望这些研究成果能够为超高层建筑的设计和实施提供参考和指导，推动城市建设的进步。

超高层框架核心筒结构工程设计研究论文 篇三

超高层框架核心筒结构工程设计研究论文

　　摘要：框架核心筒结构以其优异的内部空间灵活度、超高的整体稳定性、出色的抗震和力学性能成为高层建筑最优先选择的结构形式。文章结合具体工程实例对超高层框架核心筒结构在工程结构设计中的设计过程，计算控制参数等进行说明。为工程结构设计提供参考，为类似结构提供借鉴。

　　关键词：多遇地震的弹性动力时程分析；中震不屈服验算；中震弹性计算

　　1工程概况

　　地上结构40层，房屋高度为144.8米；结构型式为混凝土结构框架—核心筒体结构。外框架柱-2层～22层采用型钢混凝土结构，梁采用钢筋混凝土梁。楼层和屋面层采用现浇钢筋混凝土楼面。抗震等级：核心筒剪力墙一级，混凝土框架一级；中震时出现小偏心受拉的混凝土特一级构造。外框架平面轴线尺寸为37.1m×34.6m，长宽比值为1.07。混凝土核心筒外墙中心线尺寸为14.275m×13.8m。房屋高度为144.8m，结构高宽比值为4.2，核心筒高宽比值为10.5。一层层高为5.4m，二层层高为5.0m，公寓层层高均为3.25m，办公层层高度为3.9m。

　　2计算及分析

　　该项目分别采用SATWE、ETABS程序进行三围空间整体的内力位移计算，并采用中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所研发的SATWE程序的弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算，采用PUSHOVER程序的静力弹塑性分析方法进行罕遇地震下的结构弹塑性计算。对楼面开大洞的楼层采用弹性楼板计算。

　　2.1采用SATWE进行小震与风作用的弹性计算

　　计算结果如下：地震总质量恒载的总质量84181.297t；50%活载的总质量5472.247t；地震总质量89653.547t。有效质量系数X方向98.45%；Y方向97.25%结构周期第一平动周期3.9743s，第一扭转周期2.7928s，第一扭转周期与第一平动周期比0.703。风荷载作用下最大层间位移：X方向风1/1238，Y方向风1/1214。最大层间位移与平均值之比：X向为1.17,Y向为1.58，满足规范不应大于1.6的要求。最小剪重比规范限值：X方向1.47%，Y方向1.59%。楼层侧向刚度比（按层剪力与层间位移角之比计算）：本楼层与相邻上楼层的比值不宜小于0.9，当本楼层的层高大于相邻上楼层层高的1.5倍（2层层高5m，3层层高3.25m，层高比值为1.54）时，该比值不宜小于1.1。在规定水平力作用下，底层框架部分承受地震倾覆力矩占结构总地震倾覆力矩的百分比为：X向27.54%，Y向24.25%。

　　2.2多遇地震的弹性动力时程分析

　　该项目结构质量及刚度均匀、对称，按单向地震作用进行计算，并考虑偶然偏心的影响。多遇地震弹性时程分析采用一组人工波及两组天然波，三组地震波的平均地震影响系数曲线和阵型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线，在统计意义上相符。按GB50011-2010第5.1.2条要求，取三组加速度的`时程曲线输入时，计算结果取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值。考虑本工程到超限高层结构的安全重要性，施工图设计时按照小震弹性设计时取时程分析和反应谱法结果的包络值进行设计[1]。

　　2.3中震弹性计算

　　为了保证底部加强部位的混凝土墙肢及混凝土框架柱在中震地震力作用下受剪为弹性，采用SATWE程序进行中结构震弹性验算，具体为：地震影响系数最大值αmax=0.23及场地特征周期取0.40s且不考虑地震组合内力调整系数（即强柱弱梁、强剪弱弯等内力调整系数），构件组合内力计算中，不计入风荷载作用效应的组合；采用荷载作用的分项系数、材料的分项系数和抗震承载力调整系数；材料强度值取设计值[2]。

　　2.4中震不屈服验算

　　采用中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所研发的SATWE程序进行中震不屈服验算。地震影响系数最大值αmax=0.23,场地特征周期取0.40s，不考虑地震组合内力调整系数，构件的组合内力计算时，不计入风荷载作用效应的组合。采用荷载作用分项系数均为1.0；抗震承载力调整系数γRE=1.0；材料强度采用标准值。剪力墙墙肢和框架柱的取中震不屈服、小震弹性及风荷载作用分析的较大值进行设计。

　　2.5弹塑性静力分析

　　采用中国建筑科学研究院编制的，高层结构弹塑性分析程序EPDA/PUSH进行。PUSH程序是一个三维有限元空间弹塑性静力分析程序，程序单元库包括梁、柱元及剪力墙元两种非线性单元形式[3]。EPDA/PUSH是完全基于空间模型而设计的，尽量做到计算模型能够比较真实模拟结构实际的受力状态并最大限度的避免计算模型的计算误差。弹塑性梁、柱单元，采用标准的有限元方法进行构造，单元切线刚度是直接基于混凝土材料微元及钢筋材料微元的本构关系，这种模型通常被称为纤维束模型。弹塑性墙元的面内刚度的力学模型是采用平面应力模，并且可以考虑开洞，与梁、柱单元相同，它的单元切线刚度也是直接基于混凝土材料微元及钢筋材料微元的本构关系。墙元的面外刚度是用简化的弹塑性板元来进行考虑的。

　　3结束语

　　当今社会，几乎所有的超高层建筑都是由钢筋混凝土框架核心筒以及钢框架-混凝土核心筒结构所支撑的。超高层框架核心筒结构工程设计的重要性与日俱增。参考以上工程实例设计过程，即可完成超高层框架核心筒结构的结构初步设计。

　　参考文献：

　　[1]王来玮.基于性能抗震设计的超高层框架—核心筒结构的抗震性能分析[D].合肥工业大学,2013.

　　[2]杨文光.超高层建筑结构方案选型及抗震性能分析与优化研究[D].长安大学,2013.

　　[3]李慧.高层钢筋混凝土框架—核心筒结构体系的优化研究[D].广州大学,2012.