基于PKPM程序的框架-核心筒结构设计

何 雨 杨 昶

1.成都理工大学；2.国网四川省电力公司建设工程咨询分公司

1 引言

本文运用PKPM 程序对框架－核心筒结构模型进行计算，并根据《高层建筑混凝土结构技术规程》[1]（下称《高规》）和《建筑抗震设计规范》[2]（下称《抗规》）中相关规定进行判别，得到一些对框架-核心筒结构设计有益的结论。

2 工程概况

本工程位于成都市高新区，结构总高115.7m，地上28层，地下1 层，顶部附有塔楼；抗震设防烈度为7°；框架和核心筒的抗震等级均为二级；场地类别为类；设计地震分组为第三组；特征周期Tg为0.45s；基本风压为0.35；地面粗燥类别为B类。

图1 结构整体模型

3 计算结果分析

3.1 轴压比

《高规》表6.4.2 规定二级抗震等级下框架-核心筒结构中框架柱轴压比限值为0.85，表7.2.13 规定二级抗震等级下框架-核心筒结构中剪力墙轴压比限值为0.6。本工程框架柱的轴压比最大为0.68，核心筒墙的轴压比最大为0.47，均满足《高规》二级抗震等级下框架-核心筒结构中框架柱和剪力墙轴压比限值的要求。

3.2 刚度比

《高规》3.5.2-2 条规定：对于非框架结构，本楼层与其相邻上层的侧向刚度比，本层与相邻上层的比值不宜小于0.9；对结构底部嵌固层，该比值不宜小于1.5。

从表1 中可以看出，结构上部各层刚度比均满足《高规》最小值规定。因此，本工程并无侧向刚度不规则的情况。

表1 楼层刚度比

3.3 结构周期及振型方向

由表2可知：结构以扭转为主的第一自振周期为Tt=3.0797s，以平动为主的第一自振周期为T1=3.1173s，Tt/T1=0.987，小于规范要求0.9的限值，因此满足规《高规》4.3.5条规定。

表2 结构周期及振型方向

综上可得，本工程再所有工况下的位移比及层间位移比均满足现行规范之要求。

3.4 位移比

所有工况下层间位移比及位移比见图1，均满足《高层建筑混凝土结构技术规程》3.4.5条要求，即结构在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移。对于本工程来说，则应当不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。

按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大水平位移与层高之比∆u/h 不宜大于1/800。本工程所有工况下最大层间位移角如图2，满足规范要求。

图2 位移比简图

图3 最大层间位移角简图

4 结束语

本文依据现行规范要求，采用PKPM 程序对成都市高新区某写字楼进行计算，通过对轴压比、周期比、刚度比及弹性层间位移角等一系列相关参数的控制，分析比对SATWE 输出结果，针对不满足规范要求的情况进行构件平面布置及截面大小的调整，最终得到了比较合理的模型方案。