高层钢结构第九章规范钢框架混凝土核心筒结构

钢框架—钢筋混凝土核心筒结构9.1总则9.1.1钢框架—钢筋混凝土核心筒结构的设计，应祖训现行国家标准《建设抗震设计规范》GB50011的有关规定。

9.1.2钢框架-钢筋混凝土核心筒结构有双重体系和单重体系之分，取决于框架部分的剪力分担率。

二者有不同的设计要求，适用范围，最大适用高度和抗震设计等级，设计时应分别符合有关规定。

9.1.3钢框架-钢筋混凝土核心筒结构有不同的形式，其框架部分采用钢框架外，必要时也可采用钢管混凝土柱（或钢骨混凝土柱）和钢梁的组合框架；钢框架必要时可下部楼层用钢骨混凝土柱和尚不六层用钢柱，混凝土核心筒必要时可作为钢骨混凝土结构。

此外，周边钢框架必要时可设置钢支撑加强，使钢框架成为具有较高侧向承载力的支撑框架。

9.1.4钢框架-钢筋混凝土核心筒结构为双重体系时，其最大适用高度不宜超过现行国家规范《建筑结构抗震设计规范BG50011 对钢筋混凝土框架-核心筒（抗震墙）结构最大适用高度和钢框架-支撑结构最大适用高度二者的平均值。

单重体系时，不宜超过GB50011对抗震墙结构规定的最大适用高度。

9.1.5钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的抗震设计等级，钢框架部分和混凝土核心筒部分应分别符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的表6.1.2和表8.1.3的规定。

9.1.6框架下部采用钢骨混凝土柱上部采用钢柱时，应设置过渡层防止刚度突变。

过渡层的柱刚度宜为上下楼层柱刚度之和的一半。

9.2双重体系和单重体系9.2.1 钢框架—钢筋混凝土核心筒结构宜作为双重体系。

钢框架部分按刚度分配的最大楼层地震剪力，不应小于结构总剪力的10%；框架部分按刚度分配计算得到的地震层剪力应乘以的的增大系数，达到不小于结构底部地震剪力的20%和最大楼层剪力1.5倍二者较小值，且不小于结构底部地震剪力的15%。

【说明】在地震作用下，由于钢筋混凝土核心筒侧向刚度较钢框架大很多，因而承担了绝大部分地震力。

但钢筋混凝土剪力墙的弹性极限变形很小，约为1/3000，在达到极限变形时，钢筋混凝土剪力墙已开裂，而此时钢框架尚处于弹性阶段，地震作用在剪力墙和钢框架之间会实行再分配，钢框架承受的地震力会增加，而且钢钢架是重要构件，它的破坏和竖向承载力的降低，将危及房屋的安全，因而有必要对钢框架承受的地震力作更严格的要求，使其能适应强震时的大变形且保有一定的安全度。

9.2.2 当钢框架部分按刚度计算分配逇最大楼层地震剪力小于10%时，钢框架-钢筋混凝土核心筒为单重体系。

单重体系的混凝土核心筒的墙体应承担100%的结构总剪力，钢框架部分按刚度计算分配的剪力不宜小于结构总剪力的4%。

【说明】非双重体系的结构在美国称为房屋框架，是广泛采用的结构形式之一，有施工方便的优点，我国有广大的非地震区和6度设防区，而钢框架-钢筋混凝土核心筒结构是目前应用较多的一种结构形式，对100m以下高度的房屋可适当降低设计要求，但此时框架部分仍宜用一定的承载储备。

9.2.3 钢框架-混凝土核心筒结构双重体系设计时，可采取下列一项或多项措施，以提高钢框架的剪力分担率：1）框架柱的间距不宜过大，混凝土核心筒尺寸应合理；2）采用钢骨混凝土或钢管混凝土柱的组合框架；3）周边被刚框架用支撑加强。

【说明】为了满足双重体系的设计要求，钢框架的柱距不宜过大。

设计表明，当框架柱距不大于6m左右时，双重体系要求不难满足。

9.3结构布置9.3.1钢框架-钢筋混凝土核心筒结构建筑平面的外形宜简单规则，宜采用方形、矩形等规则对称平面，并尽量使结构的抗侧力中心与水平合力中心重合。

建筑的开间、进深宜统一。

9.3.2钢框架-钢筋混凝土核心筒结构，当高度超过150m时，宜设置伸臂架，必要时尚可在周边框架角部设置巨形SRC 柱，与伸臂架相连。

【说明】对于高度较大的超高层建筑，周边钢架增设巨形柱时提高框架部分剪力担率的有效方法。

通过与伸臂架相连，能有效地提高部分的剪力分担率。

9.3.3钢框架-钢筋混凝土核心筒结构设置地下室时，框架柱应至少延伸至地下室一层，框架柱竖向荷载应直接传至基础。

刚框架部分采用支撑时，二级及以上抗震等级宜采用偏心支撑和耗能支撑。

支撑在竖向应连续布置，在地下部分应延伸至基础。

9.3.4钢框架-钢筋混凝土核心筒结构中，混凝土核心筒为主要抗侧结构，应根据具体情况采取有效措施，保证核心筒的延性。

9.3.5钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的楼盖，应具有良好的刚度和整体性。

跨度大的楼面梁不宜支承在核心筒连梁上。

9.4结构分析和计算9.4.1高层建筑刚框架-钢筋混凝土核心筒结构在风荷和多遇地震作用下的内力和位移应按弹性方法计算。

9.4.2 钢框架-钢筋混凝土核心筒结构弹性分析的荷载和荷载效应组合，应按下列规定执行:1 竖向荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定取值。

当露面活荷载大于4Kn/m2时应考虑其不利分布。

2 风荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规定》GB50009规定采用。

对于特别重要的，承载力计算时基本风压应按100重现期的风压值采用；位移计算时，基本风压可按50年重现期的风压值采用。

3 当房屋高度大于200m 时，或当房屋高度大于150m 且有下列情况之一时，宜进行风洞实验；1）平面形状不规则或立面形状复杂；2）立面开洞或连体建筑；3）周围地形和环境复杂；4）当多栋建筑间距较近，又没有可提供参考的类似资料以了解其群体效应的互相影响。

4 在单向地震作用下应考虑偶然偏心的影响，每层楼面质心沿垂直于地震作用方向的附加偏心距可按下式计算:0.05i i e L =±式中i e —第i 层质心偏心距，各楼偏移方向相同；i L ——第i 层垂直于地震作用方向的建筑物总长度。

9.4.3 钢框架—钢筋混凝土核心筒结构抗震计算时，机构的阻尼比不应大于0.045，也可按钢筋混凝土核心筒体（墙体）部分和钢框架部分在结构总变形中多占的比例折算为等效阻尼比。

9.4.4 钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在地震作用下的内力和位移计算所采用的结构自振周期，应考虑非结构构件的影响予以修正。

修正时要考虑非结构构件的材料、数量及其与主题结构的连接方式，修正系数可取0.8~1.0.9.4.5 在行进弹性阶段的结构整体内力和变形分析时，钢骨混凝土构件及钢管混凝土柱的刚度可按下列方法确定； 1 钢骨混凝土梁，柱及钢管混凝土柱截面的轴向刚度、抗弯度和抗剪刚度，才可采取钢骨或钢管部分的刚度与钢筋混凝土部分的刚度之和，即：c c s sc c s sC C S S EA E A E A EI E I E I GA G A G A =+=+=+式中c c E A ——钢筋混泥土部分的轴向刚度；s s E A ——钢骨（或钢管）部分的轴向刚度；c c E I ——钢筋混凝土部分的抗弯刚度；s s E I ——钢骨（或钢管）部分的抗弯度 C C G A ——钢筋混泥土部分的抗剪刚度，只计入与受力方向平行的腹板部分面积；S S G A ——钢骨（或钢管）部分的抗剪刚度，只计入腹板部分面积。

2无端柱钢骨混凝土剪力墙可按相同截面的钢筋混凝土剪力墙计算轴向、抗弯、抗剪刚度。

有端柱钢骨混凝土剪力墙，可按工形截面混凝土墙计算轴向和抗弯刚度，端柱中的钢骨可折算为等效混凝土面积后，计入工形截面的翼缘面积。

墙的抗剪刚度可只计入腹板混凝土面积。

3考虑混凝土的开裂及徐变影响时，以及对于结构受力较大部分，在进行结构变形计算时，宜适当降低钢筋混凝土部分的抗弯刚度，降低系数可取0.6~0.8，但不得小于相同截面尺寸的钢筋混凝土的抗弯刚度。

不明确9.4.6当没有地下室或地下室顶板处不能作为嵌固端，而钢柱又采用埋入式柱脚时，钢柱的嵌固端取在基础定面向下 1.5倍柱截面高度处。

9.4.7高度超过100m的钢框架—钢筋混凝土核心筒结构，宜进行模拟施工过程计算。

当部分结构先施工时，应考虑其独立承受外部荷载的能力并确保其稳定，或视其承载能力确定允许现行施工的楼层数。

9.4.8高度超过100m的钢框架-钢筋混凝土核心筒结构，宜进考虑混凝土后期徐变、收缩和不同材料构件压缩变形差的影响，并应采取相应措施进行措施进行调整。

【说明】超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒结构安装时，应对每节钢柱上端标高进行调整，可采用设置填片或调整焊缝高度的方法，其数值可参考中国工程建设协会标准《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》CECS230:2008第9章的条文说明。

9.4.9 钢框架-钢筋混凝土核心筒结构层间位移限值，可采用钢筋混凝土结构的限值。

9.5 构件设计9.5.1 二级及以上的钢框架梁柱连接，应采用考虑塑性铰外移的加强型连接。

加强型连接可采用梁翼局部加宽式、翼缘板式、盖板等形式。

9.5.2 采用钢骨混凝土柱和钢梁组成的框架时，柱骨与钢梁咋受弯平面的刚度比，宜符合传力要求。

9.5.3 圆形钢管混凝土柱和矩形钢管混凝土柱的轴向受压承载力应符合下列规定：无地震作用组合时u N N ≤ CFT 柱条文需与新规程核对 有地震作用组合时 /u R E N N γ≤式中 N ——轴压力设计值；0N ——钢管混凝土柱的轴向受压承载力；RE γ ——轴向受压承载力抗震调整系数，取0.8【说明】《建筑抗震设计规范》规定，承载力抗震调整系数RE γ对混凝土柱，当轴压比小于0.15时为0.75，轴压比不小于0.75时为0.80；对钢柱当强度破坏时为0.75，屈曲失稳时为0.80.钢管混凝土柱以前对此作出规定，据此，建议对钢管混凝土柱取0.80.9.5.4 圆形钢管混凝土柱的轴向受压承载力应按下公式计算；10u e N N ϕϕ= 当θξ≤时 00.9(1)c c N A f αθ=+当θξ>时 00.9)c c N A f θ= 0/()a a c c A f A f θ=式中 0N ——钢管混凝土短柱的轴心受压承载力θ——钢管混凝土套箍系数α——与混凝土强度等级有关的系数，混凝土强度等级不大于C50时可取2.00，混凝土强度等于大于C50时可取1.80；ξ——与混凝土强度等级有关的系数，混凝土强度等级不大于C50可取1.00，混凝土强度等于大于C50时可取1.56. a f ——钢管材料的抗拉、抗压强度设计值；c f ——钢管内混凝土的轴心抗压强度设计值；a A ——钢管的横截面面积；c A ——钢管内混凝土的横截面的面积；1ϕ——考虑长细比影响的轴必受承载力折减系数，按表9.5.4采用；e ϕ——考虑偏心影响的轴心受压承载力减折系数，按9.5.5条的规定计算。

表9.5.4 圆形钢管混凝土柱考虑长细比影响的轴心受压承载力折减系数9.5.5 圆形钢管混凝土柱考虑偏心影响的轴心手压承载力折减系数e ϕ，可按下式计算；当0/ 1.55c e r ≤时 01/11.85/)e c e r ϕ=+（ 当0/ 1.55c e r ≥时 00.4/(/)e ce r ϕ= 02/e M N =式中0e ——偏心距；c r ——钢管内横截面的半径；2M ——柱端弯矩设计值得较大者N ——柱轴压力设计值9.5.6 圆形钢管混凝土柱的受剪承载力应符合下列规定：无地震作用组合时 u V V ≤有地震作用组合时 /u R E V V γ≤式中V ——剪力设计值；u V ——钢管混凝土柱的受剪承载力；RE γ——受剪承载力抗震调整系数，取0.8.9.6 连接计算和构造措施9.6.1 楼面梁与钢框架柱可采用刚性连接，与混凝土核心筒体应采用铰连接。