框筒还是框剪，如何选，大有学问

发布于：2024-02-04 16:34:04 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

本文结合框架-剪力墙及框架-核心筒结构的受力特性，进行简单分析及总结，以供同行学习交流。

主要分五大块内容展开来讲：①结构体系的定义；②受力特点；③存在疑点；④探讨焦点；⑤结论。

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结构体系的定义：

当框架布置在周边，筒体布置在中间时，成为框架-核心筒结构。它是框架-剪力墙结构的一种特例。因为它的外框架柱间距较大，柱数量一般不多，有时会很少，剪力墙组成的核心筒成为抵抗水平力的主要构件，因此国家高规把它归入筒体体系。实际上，它的受力变形特点与框架-剪力墙结构相同，具有协同工作的许多优点。

在结构体系中，①同时布置框架和剪力墙，就形成框架-剪力墙结构；②两个方向的剪力墙围成筒体，就形成框架-核心筒结构：二者可以统称为框架-剪力墙结构。在国家高规《高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 3-2010》第2章也有定义介绍。

▲ 高规规定

▲ 框架-剪力墙结结构

▲ 框架-核心筒结构

受力特点：

框架-剪力墙(筒体)结构兼有架结布置灵活延性好的优点和剪力墙结构刚度大、承载力大的优点。由于框架、剪力墙的协同受力，在结构的底部框架侧移减小，在结构的上部剪力墙的侧移减小，侧移曲线兼有这两种结构的特点，成为弯剪型。弯剪型变形曲线的层间变形沿建筑高度比较均匀，既减小了框架，也减小了剪力墙单独抵抗水平力的层间变形，适合用于较高的建筑。

▲ a框架结构变形曲线

b剪力墙结构变形曲线

c框架-剪力墙（筒体）结构变形曲线

可以说，框架-剪力墙(筒体)结构综合了框架结构和剪力墙结构的优点。框架-剪力墙结构可以设计成双重抗侧力体系，一般情况下，抵抗地震作用时，剪力墙(筒体)为第一道防线，框架为第二道防线，形成多道抗震设防结构。

▲ 多道设防结构示意图

存在疑点：

根据抗规表6.1.2可知，框架-核心筒结构的抗震等级，普遍比框架-剪力墙要求高。根据国家高规第9.1.2条“对高度不超过60m的框架-核心筒结构，可按框架-剪力墙结构设计”。

从该条文，可以看出，针对低烈度地区，似乎有不公平的对待？高烈度地区本应该具有更高的构造要求，但是因为高规第9.1.2条，构造要求却略有降低，这与结构概念上不符。如9度区，对高度不超过60m的框架-核心筒结构，均可按框架-剪力墙结构设计，构造要求明显减弱。

▲ 抗规表6.1.2

▲ 高规第9.1.2条

根据第1节“结构体系的定义”，第2点“结构受力特点”，我们可知框架-核心筒结构，属于“特殊”的框架-剪力墙结构。我们来探讨下，什么情况下，框架-核心筒结构可以按框架-剪力墙结构设计呢？

探讨焦点：

根据国家高规第3.3.1条，框架-核心筒结构房屋的最大适用高度要高于框架-剪力墙结构，抗震设防烈度较低时，框架-核心筒结构、框架-剪力墙结构的房屋最大适用高度比房屋高度 60m 高很多。而在9度时，框架-剪力墙结构房屋的最大适用高度为50m<60m。

▲框架-核心筒，框架-剪力墙结构房屋的A级最大适用高度

规范统一规定“对高度不超过 60m的框架-核心筒结构，可按框架-剪力墙结构设计”对较低设防烈度地区的房屋要求过严。以7 度、8度（0.3g）为例进行分析，如下表所示：

规范对框架-核心筒结构的设计要求严于对框架-剪力墙结构。理论上，对框架-核心筒结构的要求，应该适用于房屋高度接近或超过框架-剪力墙结构房屋高度限值的结构。

否则，在同时可采用框架-核心筒结构和框架-剪力墙结构时，会导致采用较好的抗侧力结构体系需采取更为严格的结构措施，所需的结构费用较高，而采用整体性相对较差的框架-剪力墙结构时，却能得到规范的“奖赏”(采取相对不严的结构措施，所需的结构费用也较低)，很不合理。

结论：

对房屋高度不是很高的框架-核心筒结构，可按框架-剪力墙结构设计。其界限高度可依据抗震设防烈度的不同及工程的具体情况确定 (房屋高度超过 60m时，应先与施工图审查单位沟通)，一般情况下，可参考朱炳寅《高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析》建议，按不超过框架-剪力墙结构房屋最大适用高度的 80%确定。