一種應(yīng)用于高層結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)體系的制作方法

本實(shí)用新型屬于結(jié)構(gòu)工程的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種建筑結(jié)構(gòu)體系，尤其適合但并不局限于高層和超高層建筑，具體涉及一種巨型柱外框架-鋼纜斜撐 -核心筒體系。

背景技術(shù)：

目前，高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，巨型柱-斜撐-核心筒體系是一種常用而且有效的結(jié)構(gòu)體系，在這種結(jié)構(gòu)體系中，斜撐不僅需要承受豎向荷載，同時(shí)也需要承受較大的水平荷載，因此斜撐通常會(huì)采用型鋼結(jié)構(gòu)或者型鋼內(nèi)部填充混凝土結(jié)構(gòu)，通常這種斜撐結(jié)構(gòu)的截面尺寸都會(huì)介于1米左右甚至更大，這種斜撐不僅會(huì)大幅度增加鋼材用量、提高建筑成本，而且由于如此大尺寸的斜撐連續(xù)設(shè)置于多層立面，對(duì)建筑內(nèi)部的使用者的向外景觀會(huì)造成極大的妨礙和干擾。

鑒于上述原因，很多時(shí)候高層和超高層建筑的投資方經(jīng)過(guò)各方面綜合考慮之后，不得不放棄結(jié)構(gòu)上很有效的巨型柱-斜撐-核心筒體系。

本實(shí)用新型通過(guò)提供一種新型的建筑結(jié)構(gòu)體系來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種應(yīng)用于高層結(jié)構(gòu)的新型建筑結(jié)構(gòu)體系10，主要構(gòu)件包括核心筒2；巨型柱1，巨型柱1在建筑結(jié)構(gòu)體系10的結(jié)構(gòu)平面上對(duì)稱地布置在核心筒2 的四周；多組桁架層4，多組桁架層4的每一組沿建筑高度方向間隔地布置，并和巨型柱1連接形成閉合桁架；多組斜撐3，多組斜撐3的每一組由兩條相互交叉的斜撐3組成，斜撐3的每一組在結(jié)構(gòu)平面上設(shè)置于相鄰的兩條巨型柱1之間，且在建筑結(jié)構(gòu)體系10的結(jié)構(gòu)立面上設(shè)置于相鄰的兩個(gè)桁架層4之間及建筑結(jié)構(gòu)體系10的首層和多組桁架層4的第一桁架層4a之間中的至少一處；其中，斜撐3由鋼纜或鋼絞線組成，且每條斜撐3具有不小于800MPa的高抗拉強(qiáng)度。

優(yōu)選地，多組斜撐3在結(jié)構(gòu)立面上設(shè)置于建筑結(jié)構(gòu)體系10的首層和第一桁架層4a之間。

優(yōu)選地，多組斜撐3在結(jié)構(gòu)立面上同時(shí)設(shè)置于相鄰的兩個(gè)桁架層4之間及首層和第一桁架層4a之間。

優(yōu)選地，多組桁架層4的每一組相隔不大于50米。

優(yōu)選地，至少一組斜撐3的第一末端3a和第二末端3b分別固定在相鄰的兩條巨型柱1和相鄰的兩個(gè)桁架層4的交叉位置。

更優(yōu)選的是，斜撐3的第一末端3a和第二末端3b分別通過(guò)一對(duì)錨具5 與鋼連接板7經(jīng)高強(qiáng)螺栓6連接。

值得注意的是，鋼連接板7分別與巨型柱1的鋼構(gòu)件8以及桁架層4的鋼構(gòu)件9以焊接方式連接。

優(yōu)選地，至少一組斜撐3的第一末端3a分別固定在相鄰的兩條巨型柱 1的柱腳位置，且第二末端3b則分別固定在相鄰的兩條巨型柱1和第一桁架層4a的交叉位置。優(yōu)選地，斜撐3的每條斜撐在安裝時(shí)可施加預(yù)張拉力。

優(yōu)選地，巨型柱1由鋼管混凝土或鋼骨混凝土(SRC)制成。

優(yōu)選地，巨型柱1的鋼構(gòu)件8為鋼管混凝土柱的鋼管或者鋼骨混凝土柱內(nèi)的鋼柱。

優(yōu)選地，建筑結(jié)構(gòu)體系10為巨型柱1外框架-鋼纜斜撐3-核心筒2體系。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參考附圖并借助示例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更具體的描述，其中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的建筑結(jié)構(gòu)體系的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)平面示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的建筑結(jié)構(gòu)體系的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)立面示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的建筑結(jié)構(gòu)體系的斜撐端部連接的局部示意圖；以及

圖4是沿著圖3中線條A-A的截面圖，顯示了建筑結(jié)構(gòu)體系的斜撐端部與連接板之間的連接。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的目的是在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提出一種新型巨型柱-鋼纜斜撐-核心筒體系，通過(guò)采用高強(qiáng)鋼纜或高強(qiáng)鋼絞線，例如具有抗拉強(qiáng)度不小于800MPa的鋼纜或鋼絞線，以取代普通的型鋼結(jié)構(gòu)或型鋼內(nèi)部填充混凝土結(jié)構(gòu)作為斜撐結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮高強(qiáng)鋼纜或高強(qiáng)鋼絞線的高強(qiáng)度性能，從而不僅能夠大幅度減少斜撐的截面尺寸、為建筑內(nèi)部的使用者提供更加優(yōu)質(zhì)的向外景觀和舒適度、提高建筑整體的商業(yè)價(jià)值，而且還能夠大幅度降低鋼材用量、減少建筑成本、縮短施工時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)投資方和建筑內(nèi)部使用者的雙贏局面。

首先參考附圖1，本實(shí)用新型提出一種應(yīng)用于高層結(jié)構(gòu)的新型建筑結(jié)構(gòu)體系10，其包括核心筒2；巨型柱1，所述巨型柱1在建筑結(jié)構(gòu)體系10的結(jié)構(gòu)平面上對(duì)稱地布置在所述核心筒2的四周；多組桁架層4，所述多組桁架層4的每一組沿建筑高度方向間隔地布置，并和所述巨型柱1連接形成閉合桁架；多組斜撐3，所述斜撐3的每一組由兩條相互交叉的斜撐3組成，所述斜撐3的每一組在結(jié)構(gòu)平面上設(shè)置于相鄰的兩條所述巨型柱1之間，且在所述建筑結(jié)構(gòu)體系10的結(jié)構(gòu)立面上設(shè)置于相鄰的兩個(gè)桁架層4之間及所述建筑結(jié)構(gòu)體系10的首層和所述多組桁架層4的第一桁架層4a之間中的至少一處，所述斜撐3由鋼纜或鋼絞線組成，且每條所述斜撐3具有不小于800MPa的高抗拉強(qiáng)度。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，如附圖1所示的結(jié)構(gòu)平面示意圖，建筑結(jié)構(gòu)體系10具有巨型柱1、通常在結(jié)構(gòu)平面上對(duì)稱地布置在所述核心筒 2的四周、多組斜撐3及通常沿建筑高度方向間隔地布置的多組桁架層4。優(yōu)選地，多組桁架層4的每一組相隔不大于50米。巨型柱1及核心筒2分別通過(guò)地下結(jié)構(gòu)被固定在地面并延伸至建筑高度，并且，巨型柱1通過(guò)和核心筒2連接的徑向鋼梁以及和相鄰巨型柱1之間連接的環(huán)向鋼梁形成框架。巨型柱1通常由鋼管混凝土或鋼骨混凝土(SRC)組成，而核心筒2則為通常由鋼筋混凝土或鋼骨混凝土組成的墻體。在核心筒2的內(nèi)部區(qū)域通常設(shè)置運(yùn)輸設(shè)備，例如升降機(jī)、樓梯、走火通道或天井等。從核心筒2外側(cè)到巨型柱1的區(qū)域則為可使用范圍、可提供工作、居住以及放置機(jī)械設(shè)備等空間。

參考附圖2所示的結(jié)構(gòu)立面示意圖，巨型柱1通過(guò)地下結(jié)構(gòu)被固定在地面并延伸至建筑高度，沿建筑高度方向且相鄰于地面及建筑結(jié)構(gòu)體系10首層(即在地面上興建的第一層建筑結(jié)構(gòu))起始布置多組桁架層4的第一桁架層4a，再沿建筑高度方向每隔50米左右就布置另一組的桁架層4。每一層桁架層4均與同一高度的所有巨型柱1相連接并形成閉合桁架，并從而提供一個(gè)穩(wěn)定的建筑結(jié)構(gòu)體系10。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，建筑結(jié)構(gòu)體系10通常應(yīng)用于具有一定層數(shù)的高層或超高層建筑，通常這種建筑不僅需要承受巨型柱1、核心筒2、桁架層4等的重量以及各種樓面固定荷載和活荷載，而且還需要承受在強(qiáng)風(fēng)、地震等作用下產(chǎn)生的水平載荷。

為了確保建筑結(jié)構(gòu)安全性和提高結(jié)構(gòu)有效性，通常會(huì)在建筑結(jié)構(gòu)體系10四周的巨型柱1相應(yīng)位置上按設(shè)計(jì)需要設(shè)置多組斜撐3。這些斜撐組3 的每一組由兩條相互交叉的斜撐3組成。示例性地，在附圖1中所示的結(jié)構(gòu)平面上，斜撐3的每一組設(shè)置于相鄰的兩條巨型柱1之間。同時(shí)，在附圖2 中所示的結(jié)構(gòu)立面上，斜撐3可選地設(shè)置于相鄰的兩個(gè)桁架層4之間、建筑結(jié)構(gòu)體系10的首層和第一桁架層4a之間，或更優(yōu)選地同時(shí)設(shè)置于相鄰的兩個(gè)桁架層4之間及建筑結(jié)構(gòu)體系10的首層和第一桁架層4a之間。

如附圖2所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，每組斜撐3通常由兩條相互交叉的斜撐3組成，每條斜撐3的第一末端3a和第二末端3b分別固定在所述相鄰的兩條巨型柱1和相鄰的兩個(gè)桁架層4的交叉位置。有利地，本實(shí)施例還具有另一組斜撐3，該斜撐組3中的每條斜撐3的第一末端3a 分別固定在相鄰的兩條巨型柱1的柱腳位置，且斜撐3的第二末端3b分別固定在相鄰的兩條巨型柱1和第一桁架層4a的交叉位置，通過(guò)斜撐有效地負(fù)擔(dān)傳遞荷載，從而更進(jìn)一步確保建筑結(jié)構(gòu)安全性和提高結(jié)構(gòu)有效性。可選地，每條斜撐在安裝時(shí)可按設(shè)計(jì)需要施加預(yù)張拉力。

如附圖3所示的斜撐3端部連接局部示意圖，斜撐3的第一末端3a和第二末端3b分別通過(guò)一對(duì)錨具5與所述鋼連接板7經(jīng)高強(qiáng)螺栓6連接。鋼連接板7包括加勁板7a和加勁板7b。通過(guò)焊接方式，分別把加勁板7a與巨型柱1的鋼構(gòu)件8連接，以及把加勁板7b與桁架層4的鋼構(gòu)件9連接，從而使鋼連接板7分別與鋼構(gòu)件8及鋼構(gòu)件9連接。

可選地，巨型柱1的鋼構(gòu)件8為鋼管混凝土柱的鋼管或者鋼骨混凝土柱內(nèi)的鋼柱。

參考附圖4所示為圖3中沿著線條A-A的截面圖，斜撐3可以是由鋼纜或鋼絞線組成，這種鋼纜或鋼絞線不僅具有不小于800MPa的高抗拉強(qiáng)度，而且重量輕截面小，從而可減輕重量、節(jié)約建筑成本。值得注意的是，為了確保結(jié)構(gòu)效率，以及對(duì)高層或超高層建筑提供足夠支撐，本技術(shù)方案必須使用800MPa或以上的高抗拉強(qiáng)度物料，以在達(dá)到減輕重量、節(jié)約建筑成本的目標(biāo)的同時(shí)，無(wú)需對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全性和提高結(jié)構(gòu)有效性作任何取舍。

如上所述的建筑結(jié)構(gòu)體系10的施工安裝方法可概括為以下幾個(gè)基本步驟：

A.首先進(jìn)行巨型柱1、核心筒2、桁架層4等的安裝施工；

B.然后進(jìn)行斜撐3的安裝施工。

在步驟B中進(jìn)行斜撐3的端部連接時(shí)，可把斜撐3的第一末端3a和第二末端3b分別通過(guò)一對(duì)錨具5與鋼連接板7通過(guò)高強(qiáng)螺栓6連接。鋼連接板7通過(guò)焊接方式把加勁板7a與巨型柱1的鋼構(gòu)件8連接，把加勁板7b 與桁架層4的鋼構(gòu)件9連接。

有利地，本實(shí)用新型在以下不同范疇均有良好效果：

1.構(gòu)造合理、性能良好：由于高強(qiáng)鋼纜或高強(qiáng)鋼絞線強(qiáng)度極高，在大震時(shí)也能保持在彈性狀態(tài)，確保結(jié)構(gòu)安全性。

2.充分發(fā)揮高強(qiáng)鋼纜或高強(qiáng)鋼絞線在強(qiáng)度上的優(yōu)勢(shì)，可以節(jié)約大量型鋼鋼材，從而不僅可以降低建筑成本，而且可以大幅度縮小斜撐尺寸，改善室內(nèi)向外的景觀和舒適度，提高建筑的商業(yè)價(jià)值。

3.高強(qiáng)鋼纜或高強(qiáng)鋼絞線及其端部固定連接件均可按照設(shè)計(jì)要求，在工廠預(yù)先加工制作，可以確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

4.由于斜撐截面和重量均大幅度降低，吊裝工作也較為輕便，與巨型柱和桁架層構(gòu)件的連接簡(jiǎn)單，施工便捷，使得現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)大幅度減少，不僅可確保施工質(zhì)量，而且可以加快施工工期。

5.本實(shí)用新型適用于高層、超高層建筑，具有廣闊的適用范圍和發(fā)展空間。

本實(shí)用新型僅通過(guò)實(shí)施例展示出來(lái)，在不脫離附加權(quán)利要求規(guī)定的本實(shí)用新型的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行其他各種修改和/或改變。