引 言
筒體結構具有造型美觀、受力合理以及整體性強等優點，適用于高層建筑。目前全世界最高的 100幢高層建筑約有 2/3 采用筒體結構；國內 100 m以上的高層建筑約有一半采用鋼筋混凝土筒體結構。筒體結構是由豎向筒體為主組成的承受豎向和水平作用的高層建筑結構。筒體結構主要包含以下 2 種：筒中筒結構；框架 - 核心筒結構?？蚣?- 核心筒結構由核心筒與外圍的框架柱組成的高層建筑結構?？蚣?- 核心筒結構周邊柱子的柱距比較大，一般為 8~12 m，它和周邊的梁構成了外框架，中間為電梯井、樓梯間、管道井等構成的核心筒受力特點，類似框架剪力墻結構。
1 綜合介紹
某研發中心（A 樓、B 樓），A 樓地上 26 層；B樓地上 12 層，裙房 3 層，地下室 2 層。A 樓標準層平面布置圖如圖 1 所示。A 樓高度為 97 m，B 樓高度為 46.6 m。該場地類別為Ⅱ類；地面粗糙度為B；結構設計使用年限為 50 a；抗震設防烈度為 7度，設計地震分組及加速度為第二組，0.1 g?；撅L壓：高層 0.40 kN/m2，多層 0.35 kN/m2，基本雪壓為 0.35 kN/m2。建筑抗震設防類別為丙類；基礎設計等級為甲級。A 樓下基礎為樁基，其余為筏板基礎。該工程的結構安全等級為二級。結構體系:A樓為框架 - 核心筒結構；B 樓為框架 - 抗震墻結構；裙房部分為框架結構?？拐鸬燃墸旱叵露蛹袅θ?、框架三級；地下一層及裙房剪力墻二級、框架二級；A 樓剪力墻二級、框架二級；B 樓剪力墻二級、框架三級。
2 計算分析
2.1 結構設計優化分析
某研發中心 A 樓標準層平面布置圖如圖 1所示，剪力墻底部加強部位墻厚 350 mm，框架柱截面為 900 mm×900 mm，底部混凝土強度為C50，底部加強區位置為負一層至 5 層樓面，經SATWE 計算結構框架樓層地震剪力如表 1 所示?！颈?】
表 1 中的數據不滿足《高層建筑混凝土結構技術規程》9.1.11條及 《建筑抗震設計規范》中6.7.1.2 條對筒體結構的“框架部分各層地震剪力的最大值不宜小于結構底部總地震剪力的 10%”的要求。
分析該結構，由于外周框架柱的柱距過大，柱截面偏小，梁高偏小，造成其剛度過低、核心筒剛度過高，結構底部剪力主要由核心筒承擔。在強烈地震作用下，核心筒墻體可能損傷嚴重，經內力重新分布后，外周框架會承擔較大的地震力作用。
結構設計不合理?，F將底部框架柱截面改為1 100 mm×1 100 mm,并適當增大梁截面后，計算結果如表 2所示?！颈?】
調整后柱承受的剪力百分比滿足要求規范“不小于結構底部總地震剪力的 10%”要求。結構體系合理。
2.2 角柱的概念設計
角柱因受力較小，底部框架柱增大截面后，角柱截面仍為 900 mm×900 mm，小于一般框架柱截面，此時周期、地震力與振型輸出文件結果如表3 所示?！颈?】
由表 3 可知，結構扭轉為主的第一自陣周期Tt=2.034 9；結構平動為主的第一自陣周期 T1=2.742 0。周期比 Tt/T1=2.034 9/2.742 0=0.74<0.85，滿足規范要求。
但研究《高層建筑混凝土結構技術規程》9.1.4條“筒體結構的樓蓋外角宜設置雙層雙向鋼筋”，是由于筒體結構的雙向樓板在豎向荷載的作用下，四周外角要上翹，為了防止樓板裂縫的產生，所以規范提出應該加強構造。結合框架 - 核心筒模型的結構整體空間振動簡圖分析，框架 - 核心筒結構在受扭轉為主的陣型下，角柱平面外變形最大，是結構最容易破壞的地方，也是概念設計中最應該加強的地方。受建筑功能限制，角柱只能加大到與框架柱相同 1 100 mm×1 100 mm。加大角柱后的周期、地震力與振型輸出文件結果如表4 所示?！颈?】
周期比 Tt/T1=2.018 0/2.649 7=0.76<0.85，滿足規范要求。
同時角柱應按雙向偏心受壓構件計算，縱向鋼筋面積宜乘以增大系數 1.3。
3 總結
框筒設計的體會（1）框架 - 核心筒設計應注意框架部分的合理設計，避免出現由于外周框架柱的柱距過大，柱截面偏小，梁高偏小，造成其剛度過低、核心筒剛度過高，結構底部剪力主要由核心筒承擔的情況產生。
（2）為控制結構的周期和位移，在核心筒截面基本確定的情況下，墻加大梁柱的截面，可有效增加結構的抗側剛度。但當柱與核心筒相距較遠時，要綜合考慮梁高與樓層凈空的關系。
（3）注重概念設計，加大角柱截面。文中對角柱加大前后，結構整體計算結果進行了細致的分析。發現角柱是否加大對實際的計算結果影響甚微。但應考慮到角柱應力滯后，結合《高層建筑混凝土結構技術規程》9.1.4 條“筒體結構的樓蓋外角宜設置雙層雙向鋼筋”的設置原因是由于筒體結構的雙向樓板在豎向荷載的作用下，四周外角要上翹，為了防止樓板裂縫的產生，所以規范提出應該加強構造。
4 加強框架 - 核心筒結構的抗震措施
（1）筒體角部不宜開洞，不可避免時，筒角內壁至洞中距離≥500 mm 和墻厚度。
（2）角柱截面尺寸的變化與核心筒墻厚的變化錯開。
（3）核心筒外緣樓板不宜開大洞口。
（4）核心筒內部樓板，厚度≥120 mm，雙層雙向配筋。
（5）樓面梁不宜支承在核心筒外圍連梁上。
（6）筒體結構的樓蓋外角宜設置雙層雙向鋼筋。
［參 考 文 獻］
［1］JGJ3-2010，高層建筑混凝土結構技術規程［S］.
［2］GB50011-2010，建筑抗震設計規范［S］.
［3］GB50011-2010，混凝土結構設計規范［S］.
