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框架-核心筒结构在工程中的应用

作者：张银芳 闫帅平

来源：《企业科技与发展》2019年第04期

【摘 要】核心筒结构是建筑中的核心部分，对建筑物的牢固与美观起着至关重要的作用。随着经济水平的不断提高和建筑事业的发展，如今人们对居住环境的要求在不断提升，与传统的审美观相比，现代人对建筑物的外观造型有了更多个性化的想法。此外，随着城市人口的增加，为了满足人们的居住需求，城市中出现越来越多的高层建筑，这就需要我们对传统的建筑物进行受力性能调整，而从框架-核心筒这一结构入手能提高整体结构的受力性能。这个结构一般是由外围的稀柱框架联合起来形成一个核心筒，从而帮助支撑整个高层建筑，不仅提高建筑物的受力性能，而且让建筑物造型更加美观，因此核心筒结构已经成为现代高层建筑工程不可缺少的一部分。

【关键词】框架-核心筒;建筑工程;应用分析

【中图分类号】TU973.17 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）04-0127-02 现代许多建筑在设计方面都很美观，这与框架-核心筒结构有很大关系，在传统的建筑中大多用钢筋水泥及砖头将建筑设计成长方体或者正方体的形状，但是随着现代对于高层建筑的需求，传统的建筑形态不仅不能满足现今社会的需求，还出现了高层建筑承受力不强的问题，一旦发生地震就很容易出現塌陷，进而出现伤亡事故。框架-核心筒结构布置形式多样化，不仅可以是方形，还可以布置成圆形及其他形状，对于增加建筑物的承受力具有非常大的作用，特别是在抗震要求方面很严谨，可以减少地震带来的人员伤亡事故。本文主要针对框架-核心筒结构在工程中的应用进行分析探讨。 1 框架-核心筒结构的时代背景

框架-核心筒结构最早应用在国外建筑，在19世纪中期，核心筒结构就已经被运用于电梯的升降，这为后期高层建筑的创建打下了很好的基础。随着技术的日益成熟，这一结构被越来越多的国家接受并应用到建筑结构中。新时代，建筑必须从量变探索转型发展的路径和方向，未来的建筑可能出现多元化的发展模式，但根据人民日益增长的美好生活的需求，虽然现今已经在控制城市人口密度，但是仍然有大量农村人口向城市迁徙，所以未来几十年内仍然会通过高层建筑来满足人口需求。现今的建筑工程设计必须以人为本，实现高质量的发展，将建筑物的使用寿命提高，现代有许多高楼大厦正如雨后春笋般出现，新时代的建筑必须展现出新时代的特性，这对建筑工程来说既是机遇，也是挑战。随着我国人口的增长及对居住环境的需求增加，高层建筑层出不穷，加上国家对建筑行业的重视和新政策的扶持，我国的建筑行业正处于一个快速上升的发展阶段，尤其是现今所使用的框架-核心筒结构，被应用在越来越多的建筑中，这是带动我国建筑行业进一步发展的关键。

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2 框架-核心筒结构应用于工程中的原因

我国的传统建筑大多是用钢筋水泥或者混凝土堆砌，但是这些材料容易受温度环境的影响，比如钢筋锈蚀与混凝土的冻融循环会对混凝土的结构造成损伤。当钢筋锈蚀时，锈迹扩展，使混凝土开裂，钢筋与混凝土之间的结合力丧失。当水穿透混凝土表面进入内部时，受冻凝结的水分体积膨胀，经过反复的冻融循环作用，混凝土产生裂缝并且不断加深，从而对混凝土造成永久性不可逆的损伤。不仅如此，有许多建筑的抗震性很差，一旦振动过大，就容易造成塌陷，从而造成人员伤亡，比如在汶川地震期间，之所以会出现大量房屋倒塌并致人员伤亡的情况，就与建筑抗震性差有直接关系。

使用框架-核心筒结构的原因有以下3点：第一，这种结构能够提高建筑的抗震性能，使结构的整体性和刚度增强，加大建筑物的承受力，提升抗震效果，这也是框架-核心筒结构在工程中应用广泛的原因之一。第二，传统建筑非常占用面积，而使用框架-核心筒结构由于钢材强度高，可以有效减少柱体截面，增加建筑使用面积。第三，框架-核心筒结构能够灵活地配合建筑物的需求获得最佳的工程施工方案，使得框架梁、柱构件更加标准，也很容易对建筑物进行定型处理。在传统的建筑工程设计当中，需要花费较大的精力去思考定型问题，有时候根本找不到解决问题的方式，工程效率降低，采用框架-核心筒结构则能快速解决工程中建筑空间的问题，缩短工期。

3 框架-核心筒结构的特点分析

在框架-核心筒结构中，核心筒结构主要是为了承担水平荷载，而框架结构则与核心筒不一样，框架则是为了承担竖向荷载，将这两个结构组合在一起就能够增加建筑物水平及竖向荷载，提高建筑物的承载力。在结构设计当中，核心筒的高度必须与建筑物的高度相等，并始终贯穿建筑物的全高，这是核心筒高度设计的核心问题;而核心筒的宽度必须大于总高度的一半，如果外部需要增加其他设计内容，则可以适当减少其宽度，但是必须注意核心筒的宽度对建筑物的影响，一旦发现问题必须提前预防。在实际工程中，框架-核心筒的设计还必须满足以下特性：首先，布置核心筒时必须均匀对称，不然很容易出现墙体角度偏移，进而出现建筑物倾斜;核心筒角部不能开洞，否则会降低建筑物的承载力，因此在工程建筑中必须避免出现这种情况。其次，在框架-核心筒结构周围必须设置框架梁，对框架-核心筒起到保护作用。不仅如此，在工程设计中，可以针对工程结构的特点，有针对性地设计框架-核心筒结构衔接节点，减少建筑物整体抗侧向刚度，对框架-核心筒之间的抗侧的刚度比进行合理分配，从而保证建筑物整体的抗侧向刚度。一旦地震来临，这个节点会自动形成一个铰节点，使框架-核心筒结构放松，降低地震对建筑物的破坏，从而降低人员伤亡率。在使用框架核心筒结构之前，必须对以上关键点进行把控，提前预防，将框架-核心筒的作用效果发挥到最佳，从而为工程建筑设计带来更好的建筑视觉效果。 4 框架-核心筒的应用分析

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随着我国建筑工程现代化进程的快速发展，为解决现有建筑工程遗留问题，人们开发了很多新技术。随着现代技术的提升，很多建筑施工企业发现，将框架-核心筒结构联合起来使用，不仅可以改变传统施工方式工期较长的问题，还能解决传统浇筑方式导致建筑品质、成本及建设速度不能满足现今社会需求的问题。因此，越来越多的企业将框架-核心筒结构运用于工程建筑当中，突破了当今工程建筑行业的瓶颈，比如广西农信社总部综合办公大楼、丽泽SOHO建筑等，都加入了框架-核心筒结构，并且取得了令人称叹的成绩，这些建筑充分展现了框架-核心筒结构的魅力，而且所表现的景观和空间视觉效果极佳，为工程建筑行业打开了新的篇章。在全球很多国家的建筑中我们都可以发现框架-核心筒结构的踪影，而且大多都被应用于高层建筑，充分展现了现代建筑艺术之美，也让我们看到框架-核心筒结构广阔的应用前景。 5 结语

现代建筑不仅是为了给人们提供一个生活或者办公场所，还应该增加抵抗灾难的功能，在灾难来临时候发挥建筑的作用，将人员伤亡降至最低水平。现在的一些工程建筑已经不能满足人们的需求，所以建筑工程师在设计工程时必须加入以人为本的元素，并让更多企业认识到框架-核心筒结构在工程建筑中重要作用。虽然框架-核心筒结构在工程设计中具有重要作用，但是很多建筑公司没有能力将此技术运用到实际工程中，对此，国家相关部门应该给予帮助。框架-核心筒结构不仅是建造方式上的重大变革，而且可以带动建筑行业进一步发展，从而提高人们的生活水平。 参 考 文 献

[1]侯鉴珊.带加强层框架-核心筒结构地震非线性响应研究[D].重庆：重庆大学，2017. [2]郭培成.框架-核心筒结构的应用与设计[J].四川建筑，2018（3）：166-167.

[3]黄春华.超高层框架-核心筒结构竖向徐变收缩效应施工模拟分析[D].长春：吉林建筑大学，2018.

[4]何政，孙丞江.应用改进非线性分层壳模型的超高层框架-核心筒结构强震响应分析[J].工程力学，2018（6）：173-181. [责任编辑：陈泽琦]