專利名稱：一種新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高層或超高層建筑結(jié)構(gòu)及其施工方法。
背景技術(shù)：
巨型結(jié)構(gòu)是由巨型梁、巨型柱和巨型支撐等大型構(gòu)件組成的高層或超高層建筑結(jié)構(gòu)，是主結(jié)構(gòu)與常規(guī)結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的次結(jié)構(gòu)共同工作的一種結(jié)構(gòu)體系。巨型結(jié)構(gòu)從平面整體上看，巨型結(jié)構(gòu)的材料使用正好滿足了盡量開展的原則，可以充分發(fā)揮材料性能；從結(jié)構(gòu)角度看，巨型結(jié)構(gòu)是一種超常規(guī)的具有巨大抗側(cè)剛度及整體工作性能的大型結(jié)構(gòu)，是一種非常合理的超高層結(jié)構(gòu)形式；從建筑角度看。巨型結(jié)構(gòu)可以滿足許多具有特殊形態(tài)和使用功能的建筑平立面要求。使建筑師們的許多天才想象得以實施。巨型結(jié)構(gòu)作為高層或超高層建筑的一種嶄新體系。由于其自身的優(yōu)點及特點，已越來越被人們重視，并越來越多地應(yīng)用于工程實際，是一種很有發(fā)展的結(jié)構(gòu)形式。但是，目前巨型結(jié)構(gòu)常用的形式為在結(jié)構(gòu)角部設(shè)置四個巨型柱，巨型角柱之間通過巨型支撐連接，此結(jié)構(gòu)形式由于巨型支撐的存在，存在阻擋視線，影響景觀效果的缺陷。 還有一種形式為兩個巨型角柱之間的巨型支撐替換為巨型中柱，此種結(jié)構(gòu)又存在結(jié)構(gòu)剛度相對較低，在地震中位移較大，抗震性能較差的問題。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)及其施工方法，要解決在保證結(jié)構(gòu)剛度的同時，提高結(jié)構(gòu)抗震性能的同時，滿足超高層部分對景觀要求的技術(shù)問題；并解決這種新型結(jié)構(gòu)在實際工程的施工方法的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)，包括外框架筒、內(nèi)核心筒和連接外框架筒與內(nèi)核心筒的伸臂桁架，所述外框架筒包括主框架和次框架，所述次框架支撐在主框架上，其中，所述主框架包括位于主框架外圍角部的巨型角柱、位于主框架外圍中部的巨型中柱和每隔若干樓層設(shè)置的巨型梁，所述次框架由次框架柱和次框架梁連接而成，所述主框架自下而上至少分為下、中、上三個區(qū)段，其中下區(qū)段在上下兩個巨型梁之間連接巨型支撐，所述巨型支撐的上端位于上層巨型梁的端部，巨型支撐的下端位于下層巨型梁相反方向的端部，中區(qū)段作為過渡區(qū)段，在上下兩個巨型梁之間連接巨型斜柱，所述巨型斜柱的下端位于下層巨型梁的端部，且與下區(qū)段中的巨型支撐上端對接，所述巨型斜柱的上端與上層巨型梁的中部連接，且與上區(qū)段中的巨型中柱下端對接。所述巨型角柱在每個角部為一根或兩根。所述巨型斜柱為八字柱、人字柱或兩者以上的組合。所述八字柱或人字柱為鋼柱、鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土柱或兩者以上的組合。所述上區(qū)段中的巨型中柱在每個立面為一根以上，兩根巨型中柱之間設(shè)置有柱間支撐。
所述次框架柱之間設(shè)置有柱間支撐。所述柱間支撐為單斜桿支撐、剪刀撐、人字撐或兩者以上的組合。所述巨型梁為巨型鋼桁架、巨型鋼梁或兩者的組合。所述內(nèi)核心筒為鋼骨混凝土剪力墻、鋼筋混凝土剪力墻、鋼桁架、鋼板剪力墻或以上任意組合。所述的新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟
步驟一，施工若干層內(nèi)核心筒；
步驟二，施工若干層主框架的巨型角柱和巨型梁以及次框架的次框架柱和次框架梁； 步驟三，施工主框架下區(qū)段的巨型支撐以及伸臂桁架，在其上根據(jù)需要留預(yù)留縫； 步驟四，重復(fù)步驟一至三，直至主框架的中區(qū)段底面；
步驟五，繼續(xù)施工若干層內(nèi)核心筒；
步驟六，施工若干層主框架的巨型角柱、巨型斜柱和巨型梁以及次框架的次框架柱和次框架梁；
步驟七，施工主框架中區(qū)段的伸臂桁架，在其上根據(jù)需要留預(yù)留縫；
步驟八，重復(fù)步驟五至七，直至主框架的上區(qū)段底面；
步驟九，繼續(xù)施工若干層內(nèi)核心筒；
步驟十，施工若干層主框架的巨型角柱、巨型中柱和巨型梁以及次框架的次框架柱和次框架梁；
步驟十一，施工主框架上區(qū)段的伸臂桁架，在其上根據(jù)需要留預(yù)留縫；
步驟十二，重復(fù)步驟九至十一，直至整個結(jié)構(gòu)封頂，在整棟結(jié)構(gòu)施工過程中對沉降變形進行觀測，并根據(jù)觀測成果，焊接預(yù)留縫。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果
首先，本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)由于在上區(qū)段設(shè)置了巨型中柱，便于外部裝飾和使用，同時提高了景觀效果，具有較好的視野。其次，本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)相對于單純在巨型角柱之間設(shè)置巨型中柱的結(jié)構(gòu)形式，減少巨型框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的位移，提高抗震性能。另外，本發(fā)明在上區(qū)段和中間區(qū)段設(shè)置其過渡作用的巨型斜柱，使得剛度和剪力緩變，傳力更加平緩和直接，從而更利于提高抗震性能。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于高層和超高層巨型建筑結(jié)構(gòu)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)的說明。圖I是本發(fā)明立面布置實施例一示意圖。圖2是本發(fā)明立面布置實施例二示意圖。圖3是本發(fā)明立面布置實施例三示意圖。圖4是本發(fā)明立面布置實施例四示意圖。圖5是本發(fā)明立面布置實施例五示意圖。圖6是本發(fā)明立面布置實施例六示意圖。圖7是本發(fā)明平面布置實施例一示意圖。
圖8是本發(fā)明平面布置實施例二示意圖。圖9是本發(fā)明平面布置實施例三示意圖。圖10是本發(fā)明平面布置實施例四示意圖。圖11是本發(fā)明平面布置實施例五示意圖。附圖標(biāo)記1 —巨型中柱、2 —巨型角柱、3 —巨型梁、4 —巨型支撐、5 —次框架柱、 6 —次框架梁、7 —內(nèi)核心筒、8 —伸臂祐1架、9 一柱間支撐、10 —巨型斜柱。
具體實施例方式
實施例一參見圖I及圖7至圖11任意一圖結(jié)合所不,包括外框架筒、內(nèi)核心筒7和連接外框架筒與內(nèi)核心筒7的伸臂桁架8，所述外框架筒包括主框架和次框架，所述次框架支撐在主框架上,其中，所述主框架包括位于主框架外圍角部的巨型角柱2、位于主框架外圍中部的巨型中柱I和每隔若干樓層設(shè)置的巨型梁3，所述次框架由次框架柱5和次框架梁 6連接而成，所述主框架自下而上至少分為下、中、上三個區(qū)段，其中下區(qū)段在上下兩個巨型梁3之間連接巨型支撐4，所述巨型支撐4的上端位于上層巨型梁的端部，巨型支撐4的下端位于下層巨型梁相反方向的端部，中區(qū)段作為過渡區(qū)段，在上下兩個巨型梁3之間連接巨型斜柱10，所述巨型斜柱10的下端位于下層巨型梁的端部，且與下區(qū)段中的巨型支撐上端對接，所述巨型斜柱10的上端與上層巨型梁的中部連接，且與上區(qū)段中的巨型中柱下端對接。所述巨型角柱2在每個角部為一根或兩根，巨型斜柱10為八字柱，所述八字柱為鋼柱、鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土柱或兩者以上的組合。所述上區(qū)段中的巨型中柱為兩根，兩根巨型中柱之間設(shè)置有柱間支撐9所述柱間支撐9為單斜桿支撐、剪刀撐、人字撐或以上兩者的組合。所述內(nèi)核心筒7為剪力墻上帶有洞口，參見圖8和圖11，所述內(nèi)核心筒7為剪力墻內(nèi)暗藏框架，參見圖7和圖10，所述內(nèi)核心筒7為由兩個疊套的筒體組成，外筒為剪力墻暗藏框架結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒為框架結(jié)構(gòu)，參見圖9。下區(qū)段下半部通過在次框架柱5之間設(shè)置柱間支撐9來增加底部剛度，僅在靠近中區(qū)段的上半部設(shè)置巨型支撐4，可有效節(jié)約材料和施工成本。上述剪力墻為鋼骨混凝土剪力墻、鋼筋混凝土剪力墻、鋼桁架、鋼板剪力墻或以上任意組合。其中，上區(qū)段的范圍為整棟結(jié)構(gòu)高度的1% 90%。下區(qū)段的范圍為整棟結(jié)構(gòu)高度的1% 90%。中區(qū)段的范圍1% 50%。實施例二參見圖2及圖7至圖11任意一圖結(jié)合所示，與實施例一不同的是，底部區(qū)段上半部為兩個巨型支撐4。實施例三參見圖3及圖7至圖11任意一圖結(jié)合所示，與實施例二不同的是，每個立面上的兩根巨型角柱2之間的頂部區(qū)段設(shè)置有一根巨型中柱1，中間區(qū)段設(shè)置有連接巨型中柱I和巨型支撐4的兩根巨型斜柱10，所述巨型斜柱10為人字柱人字柱，所述人字柱為鋼柱、鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土柱或以上兩者的組合。實施例四參見圖4及圖7至圖11任意一圖結(jié)合所示，與實施例三不同的是，中間區(qū)段設(shè)置有連接巨型斜柱10為人字柱和八字柱的組合，其中，人字柱在下半部，八字柱在上半部。人字柱為鋼柱、鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土柱或以上兩者的組合。實施例五參見圖5及圖7至圖11任意一圖結(jié)合所示，與實施例三不同的是,所述巨型斜柱10之間設(shè)置有柱間支撐9，所述柱間支撐9為剪刀撐。實施例六參見圖6及圖7至圖11任意一圖結(jié)合所示，與實施例五不同的是，所述柱間支撐9為單斜桿支撐。另外，根據(jù)工程實際，所述柱間支撐9還可為人字撐，或單斜桿支撐、剪刀撐、人字撐兩者或兩者的結(jié)合使用。上述的新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括如下步驟
步驟一，施工若干層內(nèi)核心筒7 ；
步驟二，施工若干層主框架的巨型角柱2和巨型梁3以及次框架的次框架柱5和次框架梁6 ;
步驟三，施工主框架下區(qū)段的巨型支撐4以及伸臂桁架8，在其上根據(jù)需要留預(yù)留縫； 步驟四，重復(fù)步驟一至三，直至主框架的中區(qū)段底面；
步驟五，繼續(xù)施工若干層內(nèi)核心筒7 ;
步驟六，施工若干層主框架的巨型角柱2、巨型斜柱10和巨型梁3以及次框架的次框架柱5和次框架梁6 ；
步驟七，施工主框架中區(qū)段的伸臂桁架8，在其上根據(jù)需要留預(yù)留縫；
步驟八，重復(fù)步驟五至七，直至主框架的上區(qū)段底面；
步驟九，繼續(xù)施工若干層內(nèi)核心筒7 ；
步驟十，施工若干層主框架的巨型角柱2、巨型中柱I和巨型梁3以及次框架的次框架柱5和次框架梁6 ；
步驟十一，施工主框架上區(qū)段的伸臂桁架8，在其上根據(jù)需要留預(yù)留縫；
步驟十二，重復(fù)步驟九至十一，直至整個結(jié)構(gòu)封頂，在整棟結(jié)構(gòu)施工過程中對沉降變形進行觀測，并根據(jù)觀測成果，焊接預(yù)留縫。上述實施例僅為本發(fā)明的典型實施例，實際工程中根據(jù)結(jié)構(gòu)高度和具體要求進行靈活組合，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，在此不再展開敘述。
權(quán)利要求
1.一種新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)，包括外框架筒、內(nèi)核心筒(7)和連接外框架筒與內(nèi)核心筒(7)的伸臂桁架(8)，所述外框架筒包括主框架和次框架，所述次框架支撐在主框架上，其中，所述主框架包括位于主框架外圍角部的巨型角柱(2)、位于主框架外圍中部的巨型中柱(I)和每隔若干樓層設(shè)置的巨型梁(3)，所述次框架由次框架柱(5)和次框架梁(6) 連接而成，其特征在于所述主框架自下而上至少分為下、中、上三個區(qū)段，其中下區(qū)段在上下兩個巨型梁(3)之間連接巨型支撐(4)，所述巨型支撐(4)的上端位于上層巨型梁的端部，巨型支撐(4)的下端位于下層巨型梁相反方向的端部，中區(qū)段作為過渡區(qū)段，在上下兩個巨型梁(3)之間連接巨型斜柱(10)，所述巨型斜柱(10)的下端位于下層巨型梁的端部， 且與下區(qū)段中的巨型支撐上端對接，所述巨型斜柱(10)的上端與上層巨型梁的中部連接， 且與上區(qū)段中的巨型中柱下端對接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)，其特征在于所述巨型角柱(2)在每個角部為一根或兩根。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)，其特征在于所述巨型斜柱(10) 為八字柱、人字柱或兩者以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)，其特征在于所述八字柱或人字柱為鋼柱、鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土柱、鋼筋混凝土柱或兩者以上的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上區(qū)段中的巨型中柱在每個立面為一根以上，兩根巨型中柱之間設(shè)置有柱間支撐(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)，其特征在于所述次框架柱(5)之間設(shè)置有柱間支撐(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)，其特征在于所述柱間支撐(9)為單斜桿支撐、剪刀撐、人字撐或兩者以上的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)，其特征在于所述巨型梁(3)為巨型鋼桁架、巨型鋼梁、巨型鋼筋混凝土梁、巨型鋼骨混凝土梁或上述任意兩者的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)，其特征在于所述內(nèi)核心筒(7)為鋼骨混凝土剪力墻、鋼筋混凝土剪力墻、鋼桁架、鋼板剪力墻或以上任意組合。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括如下步驟步驟一，施工若干層內(nèi)核心筒(7)；步驟二，施工若干層主框架的巨型角柱(2)和巨型梁(3)以及次框架的次框架柱(5)和次框架梁(6);步驟三，施工主框架下區(qū)段的巨型支撐(4)以及伸臂桁架(8)，在其上根據(jù)需要留預(yù)留步驟四，重復(fù)步驟一至三，直至主框架的中區(qū)段底面；步驟五，繼續(xù)施工若干層內(nèi)核心筒(7)；步驟六，施工若干層主框架的巨型角柱(2)、巨型斜柱(10)和巨型梁(3)以及次框架的次框架柱(5)和次框架梁(6);步驟七，施工主框架中區(qū)段的伸臂桁架(8)，在其上根據(jù)需要留預(yù)留縫；步驟八，重復(fù)步驟五至七，直至主框架的上區(qū)段底面；步驟九，繼續(xù)施工若干層內(nèi)核心筒(7)；步驟十，施工若干層主框架的巨型角柱(2)、巨型中柱(I)和巨型梁(3)以及次框架的次框架柱(5)和次框架梁(6)；步驟十一，施工主框架上區(qū)段的伸臂桁架(8)，在其上根據(jù)需要留預(yù)留縫；步驟十二，重復(fù)步驟九至十一，直至整個結(jié)構(gòu)封頂，在整棟結(jié)構(gòu)施工過程中對沉降變形進行觀測，并根據(jù)觀測成果，焊接預(yù)留縫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型混合式巨型抗震結(jié)構(gòu)及其施工方法，包括外框架筒、內(nèi)核心筒和連接外框架筒與內(nèi)核心筒的伸臂桁架，所述外框架筒包括主框架和次框架，所述次框架支撐在主框架上，其中，所述主框架包括位于主框架外圍角部的巨型角柱、位于主框架外圍中部的巨型中柱和每隔若干樓層設(shè)置的巨型梁，所述次框架由次框架柱和次框架梁連接而成，所述主框架自下而上至少分為下、中、上三個區(qū)段，其中下區(qū)段在上下兩個巨型梁之間連接巨型支撐，中區(qū)段作為過渡區(qū)段，在上下兩個巨型梁之間連接巨型斜柱。使結(jié)構(gòu)的高層部分具有更好的視野和景觀效果，同時具有良好的抗震性能?？蓮V泛應(yīng)用于高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)。
文檔編號E04B1/98GK102535672SQ201210033748
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者姚攀峰 申請人:姚攀峰