小议某工程结构设计中强弱核心筒区别
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摘 要：随着当代城镇化的建设，人们生活水平的提高，高层建筑的广泛应用的同时，针对工程结构设计中强弱核心筒区别和影响因素，采用不同的方案进行分析对比。在17层53.18米高度的随县机关事业单位建房-兴随小区4#楼结构设计中，采用剪力墙结构，仅核心筒分强弱两种布置，其余结构平面布置相同，本文将两种结构方案进行对比，小议其中差异。符合可持续发展的内在要求，为类似工程提供一定的技术借鉴指导。
关键词：城镇化 高层建筑 强弱核心筒 可持续发展
0工程概况
随县机关事业单位建房-兴随小区4#楼位于炎帝大道和烈山大道的交叉口，紧邻三六国道。该项目是带裙房的住宅的高层建筑。建筑地下为大底盘地下室，主要功能为车库、设备用房，裙房3层，功能为商场，塔楼17层，功能为住宅。结构总高度为53.18m。工程±0.000对应的绝对高度为88.500m。
1 地基与基础
根据随州市城市规划勘察设计院于2013年6月提供的《随县兴随小区C区岩土工程勘察报告》（详堪阶段），场地土层分布为①杂填土、②粉细沙、③粉质粘土、④粉土、⑤中粗砂、⑥强风化泥质粉砂岩、⑦中风化泥质粉砂岩、⑧微风化泥质粉砂岩。塔楼基础形式为钻孔灌注桩基础，桩径为Φ800，桩长14.3米，桩端持力层进入⑧微风化泥质粉砂岩1米，单桩竖向承载力特征值为3600KN。采用中国建筑科学院研究院编制的《独基、条基、钢筋混凝土地基梁、桩基础和筏板基础设计软件JCCAD》。
2 结构选型
本工程在结构方案阶段进行了结构方案比较，结构方案一为电梯井、电梯处为强核心筒（如图1）。结构方案二为去掉电梯井处的核心筒（弱核心筒），剪力墙均匀布置（如图2）。
3 结构计算对比分析
3.1周期比
强核心筒方案的扭转周期与平动周期之比为1.4642/ 1.9379=0.7556；去掉（弱）核心筒方案的扭转周期与平动周期之比为1.6034/2.0103=0.7976。两种方案周期比均不大于0.9，比高规3.4.5条的规定小很多。方案二（弱核心筒）周期已满足规范从严规定，方案一（强核心筒）没有必要。
3.2位移比、层间位移比
由上表可以看出，强核心筒方案位移比最大值为1.34，去掉（弱）核心筒方案位移比最大值为1.30，也都满足高规3.4.5条规定的1.5。从平面中明显看出，强核心筒使平面刚度中心上移，对结构位移更加不利。
3.3层间受剪承载力之比
高规3.5.3条规定，A级高度建筑的楼层层间抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%，不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。
Ratio-Bu：表示本层与上层的承载力之比，两种方案均大于0.8。由于两种方案结构竖向均没有较大突变，故对两种方案影响都不大。
3.4刚重比
方案一：X向刚重比 EJd/GH**2=3.63、Y向刚重比 EJd/GH**2= 4.42
方案二：X向刚重比 EJd/GH**2=2.76、Y向刚重比 EJd/GH**2= 3.30
该结构刚重比EJd/GH**2大于1.4，能够通过高规（5.4.4）的整体稳定验算
该结构刚重比EJd/GH**大于2.7，可以不考虑重力二阶效应，两种方案均满足规范要求。相比两种方案，方案二更加接近规范限值，显然更加经济合理。
3.5剪重比
抗震规范（5.2.5）条要求楼层X、Y向最小剪重比=0.80%，两种方案均大于0.8%。方案一最小为1.06%；方案二最小为0.98%。相比两种方案，方案二也更加接近规范限值，显然更加经济合理。
4 结论
通过对结果的比较，我们不难看出增加强核心筒的结构的整体刚度偏刚。对于本案例房屋只有17层，建筑高度53.18米，处于6度区，一味去加强核心筒，虽然满足规范要求，但影响了整个结构布置的均匀性，结构刚度偏刚，位移比计算结果反而不利。且在后期基础设计中发现，由于增加强核心筒后桩基的相互影响，桩间距不满足要求，基础局部为桩筏结构，增加了工程整体造价。
故本人建议对于建筑高度18层以下，抗震设防要求不高的地区，结构平面布置方案尽量考虑弱核心筒（由于甲方要求，本案例采用剪力墙结构，其他结构形式不在本文的考虑范围）。
参考文献
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[5]刘晶波，杜修力等.结构动力学[M].机械工业出版社，2011，06.