9.1.1 本章适用于钢筋混凝土框架-核心筒结构和筒中筒结构,其他类型的筒体结构可参照使用。筒体结构各种构件的截面设计和构造措施除应遵守本章规定外,尚应符合本规程第6~8章的有关规定。
9.1.2 筒中筒结构的高度不宜低于80m,高宽比不宜小于3。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。
9.1.3 当相邻层的柱不贯通时,应设置转换梁等构件。转换构件的结构设计应符合本规程第10章的有关规定。
9.1.4 筒体结构的楼盖外角宜设置双层双向钢筋(图9.1.4),
单层单向配筋率不宜小于0.3%,钢筋的直径不应小于8mm,间距不应大于150mm,配筋范围不宜小于外框架(或外筒)至内筒外墙中距的1/3和3m。
9.1. 5 核心筒或内筒的外墙与外框柱间的中距,非抗震设计大于15m、抗震设计大于12m时,宜采取增设内柱等措施。
9.1.6 核心筒或内筒中剪力墙截面形状宜简单;截面形状复杂的墙体可按应力进行截面设计校核。
9.1.7 筒体结构核心筒或内筒设计应符合下列规定:
1 墙肢宜均匀、对称布置;
2 筒体角部附近不宜开洞,当不可避免时,筒角内壁至洞口的距离不应小于500mm和开洞墙截面厚度的较大值;
3 筒体墙应按本规程附录D验算墙体稳定,且外墙厚度不应小于200mm,内墙厚度不应小于160mm,必要时可设置扶壁柱或扶壁墙;
4 筒体墙的水平、竖向配筋不应少于两排,其最小配筋率应符合本规程第7.2.17条的规定;
5 抗震设计时,核心筒、内筒的连梁宜配置对角斜向钢筋或交叉暗撑;
6 筒体墙的加强部位高度、轴压比限值、边缘构件设置以及截面设计,应符合本规程第7章的有关规定。
9.1.8 核心筒或内筒的外墙不宜在水平方向连续开洞,洞间墙肢的截面高度不宜小于1.2m;当洞间墙肢的截面高度与厚度之比小于4时,宜按框架柱进行截面设计。
9.1.9 抗震设计时,框筒柱和框架柱的轴压比限值可按框架-剪力墙结构的规定采用。
9.1.10 楼盖主梁不宜搁置在核心筒或内筒的连梁上。
9.1.11 抗震设计时,筒体结构的框架部分按侧向刚度分配的楼层地震剪力标准值应符合下列规定:
1 框架部分分配的楼层地震剪力标准值的最大值不宜小于结构底部总地震剪力标准值的10%。
2 当框架部分分配的地震剪力标准值的最大值小于结构底部总地震剪力标准值的10%时,各层框架部分承担的地震剪力标准值应增大到结构底部总地震剪力标准值的15%;此时,各层核心筒墙体的地震剪力标准值宜乘以增大系数1.1,但可不大于结构底部总地震剪力标准值,墙体的抗震构造措施应按抗震等级提高一级后采用,已为特一级的可不再提高。
3 当框架部分分配的地震剪力标准值小于结构底部总地震剪力标准值的20%,但其最大值不小于结构底部总地震剪力标准值的10%时,应按结构底部总地震剪力标准值的20%和框架部分楼层地震剪力标准值中最大值的1.5倍二者的较小值进行调整。
按本条第2款或第3款调整框架柱的地震剪力后,框架柱端弯矩及与之相连的框架梁端弯矩、剪力应进行相应调整。有加强层时,本条框架部分分配的楼层地震剪力标准值的最大值不应包括加强层及其上、下层的框架剪力。
条文说明
9.1 一般规定
9.1.1 筒体结构具有造型美观、使用灵活、受力合理,以及整体性强等优点,适用于较高的高层建筑。目前全世界最高的100幢高层建筑约有2/3采用筒体结构;国内100m以上的高层建筑约有一半采用钢筋混凝土筒体结构,所用形式大多为框架-核心筒结构和筒中筒结构,本章条文主要针对这两类筒体结构,其他类型的筒体结构可参照使用。
本条是02规程第9.1.1条和9.1.12条的合并。
9.1.2 研究表明,筒中筒结构的空间受力性能与其高度和高宽比有关,当高宽比小于3时,就不能较好地发挥结构的整体空间作用;框架-核心筒结构的高度和高宽比可不受此限制。对于高度较低的框架-核心筒结构,可按框架-抗震墙结构设计,适当降低核心筒和框架的构造要求。
9.1.3 筒体结构尤其是筒中筒结构,当建筑需要较大空间时,外周框架或框筒有时需要抽掉一部分柱,形成带转换层的筒体结构。本条取消了02规程有关转换梁的设计要求,转换层结构的设计应符合本规程第10.2节的有关规定。
9.1.4 筒体结构的双向楼板在竖向荷载作用下,四周外角要上翘;但受到剪力墙的约束,加上楼板混凝土的自身收缩和温度变化影响,使楼板外角可能产生斜裂缝。为防止这类裂缝出现,楼板外角顶面和底面配置双向钢筋网,适当加强。
9.1.5 筒体结构中筒体墙与外周框架之间的距离不宜过大,否则楼盖结构的设计较困难。根据近年来的工程经验,适当放松了核心筒或内筒外墙与外框柱之间的距离要求,非抗震设计和抗震设计分别由02规程的12m、10m调整为15m、12m。
9.1.7 本条规定了筒体结构核心筒、内筒设计的基本要求。第3款墙体厚度是最低要求,同时要求所有筒体墙应按本规程附录D验算墙体稳定,必要时可增设扶壁柱或扶壁墙以增强墙体的稳定性;第5款对连梁的要求主要目的是提高其抗震延性。
9.1.8 为防止核心筒或内筒中出现小墙肢等薄弱环节,墙面应尽量避免连续开洞,对个别无法避免的小墙肢,应控制最小截面高度,并按柱的抗震构造要求配置箍筋和纵向钢筋,以加强其抗震能力。
9.1.9 在筒体结构中,大部分水平剪力由核心筒或内筒承担,框架柱或框筒柱所受剪力远小于框架结构中的柱剪力,剪跨比明显增大,因此其轴压比限值可比框架结构适当放松,可按框架-剪力墙结构的要求控制柱轴压比。
9.1.10 楼盖主梁搁置在核心筒的连梁上,会使连梁产生较大剪力和扭矩,容易产生脆性破坏,应尽量避免。
9.1.11 对框架-核心筒结构和筒中筒结构,如果各层框架承担的地震剪力不小于结构底部总地震剪力的20%,则框架地震剪力可不进行调整;否则,应按本条的规定调整框架柱及与之相连的框架梁的剪力和弯矩。
设计恰当时,框架-核心筒结构可以形成外周框架与核心筒协同工作的双重抗侧力结构体系。实际工程中,由于外周框架柱的柱距过大、梁高过小,造成其刚度过低、核心筒刚度过高,结构底部剪力主要由核心筒承担。这种情况,在强烈地震作用下,核心筒墙体可能损伤严重,经内力重分布后,外周框架会承担较大的地震作用。因此,本条第1款对外周框架按弹性刚度分配的地震剪力作了基本要求;对本规程规定的房屋最大适用高度范围的筒体结构,经过合理设计,多数情况应该可以达到此要求。一般情况下,房屋高度越高时,越不容易满足本条第1款的要求,通常,筒体结构外周框架剪力调整的方法与本规程第8章框架-剪力墙结构相同,即本条第3款的规定。当框架部分分配的地震剪力不满足本条第1款的要求,即小于结构底部总地震剪力的10%时,意味着筒体结构的外周框架刚度过弱,框架总剪力如果仍按第3款进行调整,框架部分承担的剪力最大值的1.5倍可能过小,因此要求按第2款执行,即各层框架剪力按结构底部总地震剪力的15%进行调整,同时要求对核心筒的设计剪力和抗震构造措施予以加强。
对带加强层的筒体结构,框架部分最大楼层地震剪力可不包括加强层及其相邻上、下楼层的框架剪力。