CN103981944B - 一种采用现浇空心楼盖的高层楼房 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，由核心筒、外框架、空心楼盖、钢网与有机物体组合空腔而成；核心筒在建筑平面中心部位由四个方向的剪力墙构成封闭的空间结构；外框架由建筑平面外沿梁柱构成的框架受力构件；主梁为钢筋混凝土组合梁或型钢梁；钢网与有机物体由钢网和有机物体相互作用；钢网形成组合空腔的空腔顶表面、空腔底表面和空腔侧面的两个侧壁；有机物体包含气囊或聚苯块；有机物体构成钢网的组合空腔侧面另两个侧壁和支撑在空腔顶表面与空腔底表面之间，控制钢网组合空腔高度。钢网与无机物体组合空腔安放完毕后，再浇注混凝土,震捣,养护,拆楼盖模板,实现了现浇空心楼盖在高层楼房中的应用。

Description

一种采用现浇空心楼盖的高层楼房

技术领域

本发明涉及一种高层建筑，具体涉及一种采用现浇空心楼盖的高层楼房。

背景技术

高层建筑结构体系包括楼盖水平结构体系和墙、柱竖向结构体系,水平结构与竖向结构组成建筑的抗侧空间结构，共同抵抗侧向力作用。刚性楼盖利用其平面内的无限刚度抵水平位移,竖向柱承受和传递竖向荷载；高层建筑的结构体系主要有框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框架—核心筒结构、筒中筒结构、型钢—混凝土组合的混合结构形式等。

目前在超高层多采用型钢混凝土建筑的特点是强度高、刚度大、截面小、延性好、柱采用型钢混凝土构件，梁为型钢结构，楼盖为钢筋混凝土,以增大建筑的刚度，减少水平荷载作用下的侧移。型钢混凝土组合结构宜在超高层建筑中应用；为了优化现有型钢混凝土组合结构技术,如发明人申报了一种现浇型钢混凝土空腔楼盖(ZL200820126232.1),有效的解决了型钢混凝土结构的防火、生锈、楼盖位移、省掉了型钢次梁和压型钢板、隔音等诸方面的问题,现正在编制JG国家标准,推广应用；但是真正用于超高层建筑,空腔成孔用的薄壁箱体质重、体积大不易高空垂直运输、单向受力的密闭槽式楼盖的形成又存在缺陷。框架核心筒结构由建筑平面中心部位的核心筒与外框架和楼盖构成。一般将楼电梯筒和服务工作间集中在核心筒内；核心筒的外沿四周布置管线和走道,外框与走道之间为实用区。核心筒实体是由四个方向的剪力墙构成筒式空间结构，它具有很好的整体性和抗侧刚度，其水平截面为单孔或多孔的箱形截面。它既可以承担竖向荷载，又可以承担任意方向的水平侧向力,在超高层上得到应用；但是:核心筒与外框架梁柱之间的楼房采用实心大板,基础荷载大,不利于抗震,除技术问题外没有一种与混凝土复合性好、成本低、高空运输和施工方便、不产生浮力、质轻、无破损、不位移、免除隔离垫块和通长固定钢筋、高层防火很好的空腔成孔的填充体来实现,导致空心楼盖用于高层建筑中受阻。

因此，研制一种现浇空心楼盖用于高层楼房,特别是框架核心筒体糸的外框架梁柱与核心筒之间的实心楼板采用空心楼盖,减轻高层自重,增强该体系的整体性能,又利于抗震；将传统的外框架梁柱与核心筒之间的实心楼板改变为下翼缘密封的双向密肋楼盖和单向槽式楼板的现浇空心楼盖,克服现有技术自重,同时优化核心筒四个角的节点和施加边柱周边的实心部份；成孔用填充体充分利用混凝土表面张力,改变钢网格形状不让混凝土砂浆渗入钢网，不产生浮力,与混凝土关联性好,增强结构受力,又采取有机物体对钢网起到支撑作用，使钢网承受施工荷载和上翼缘混凝土的正压力，两者结合,形成了钢网与有机物体组合空腔来替代空心楼盖用全密封空心填充体成孔技术,突破填充体质轻、能折叠、高空垂直运输难的瓶颈和成本高的缺陷,突破现浇空心楼盖在高层应用,已经成为高层建筑领域技术创新的急需。

发明内容

本发明的目的优化高层楼房结构,将传统的外框架梁柱与核心筒之间的实心楼板改变为下翼缘密封的双向密肋楼盖和单向槽式楼板的现浇空心楼盖,克服现有技术自重,有利于抗震和降低成本；同时优化核心筒四个角的节点和施加边柱周边的实心部份；采用质轻、能折叠、高空垂直运输和施工方便的钢网与有机物体组合空腔成孔空心楼盖；扩大现浇空心楼盖应用范围,特别是超高层楼房。

本发明的技术方案如下，一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，由核心筒、外框架、空心楼盖、钢网与有机物体组合空腔而成；所述的核心筒在建筑平面中心部位由四个方向的剪力墙构成封闭的空间结构；所述的外框架由建筑平面外沿梁柱构成的框架受力构件；所述的主梁为钢筋混凝土组合梁或型钢梁；所述的钢网与有机物体由钢网和有机物体相互作用；所述的钢网形成组合空腔的空腔顶表面、空腔底表面和空腔侧面的两个侧壁；所述的有机物体包含气囊或聚苯块；所述的有机物体构成钢网的组合空腔侧面另两个侧壁和支撑在空腔顶表面与空腔底表面之间，控制钢网组合空腔高度。

更为优选的，所述核心筒的四个外角两边设置钢筋混凝土平台,平台边沿与外角两边的垂直距离≤2.0m,平台的面积≥2·8m²；平台混凝土量≥0.7m³。

更为优选的，所述外框架柱的内侧设置钢筋混凝土平台,平台边沿与外框架柱的垂直距离≤2.0m,平台的面积≥2.0；平台混凝土量≥0.5m³。

更为优选的，所述核心筒至外框架边梁和柱之间的楼板是现浇空心楼盖；所述的现浇空心楼盖采用密闭下翼缘的双向密肋板或单向槽式楼板。

更为优选的，所述现浇空心楼盖成孔用钢网含网状板和加强肋和连接板,所述网状板和加强肋和连接板形成相互作用整体结构；所述钢网加强肋的垂直方向上压制有一排排折弯线。所述现浇空心楼盖成孔用钢网形成空腔顶表面、空腔底表面和空腔侧面的两个侧壁的空腔体,钢网首尾搭接部位在空腔顶表面或空腔底表面时,搭接量≤空腔顶表面或空腔底表面的表面积,直接构成表面加强层。

更为优选的，所述现浇空心楼盖成孔用钢网含网状板和加强肋和连接板,所述网状板和加强肋和连接板形成相互作用整体结构；所述钢网加强肋的垂直方向上压制有一排排折弯线。所述现浇空心楼盖成孔用钢网形成空腔顶表面、空腔底表面和空腔侧面的两个侧壁的空腔体,钢网首尾搭接部位在空腔顶表面或空腔底表面时,搭接量≤空腔顶表面或空腔底表面的表面积,直接构成表面加强层。

更为优选的，所述现浇空心楼盖成孔用钢网形成空腔顶表面、空腔底表面和空腔侧面的两个侧壁的空腔体中,空腔底表面与空腔侧面转角处形成直角三角形的勾、股、弦关系,弃勾边和股边,选用弦边,空腔侧面高度h＝箱体高度H-勾边高H₁；箱体底部长度L＝箱体宽度B-股边2b+弦边2b₂。

更为优选的，所述的一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，其特征在于所述现浇空心楼盖成孔用有机物体气囊、充气嘴；所述气囊中有气囊分胆胫,所述气囊分胆胫中有充气通道,所述气囊分胆胫宽度>100mm。

更为优选的，所述现浇空心楼盖成孔用聚苯块体制作两块与钢网空腔内空式样相符的薄板状块体。

更为优选的，所述外框架与核心筒之间跨距离>12m时,跨距中需增设柱；所述柱四周边设面积≥2.0m²的实心部份。

本发明的一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，由核心筒、外框架、空心楼盖、钢网与有机物体组合空腔而成；空心楼盖应用于高层楼房,必须满足两个必要条件:一是满足规范要求,采用建筑结构软件,按国家高层建筑规范标准将核心筒至外框架之间的楼板改为现浇空心楼盖；一般情况下与核心筒垂直方向至外框架范围内的实心板区域,可以改为封闭下翼缘的单向槽式楼板，核心筒在建筑平面中心部位由四个方向的剪力墙构成封闭的空间结构；核心筒四个角对应外框架的高层楼房四个角区域的四块板采用封闭下翼缘双向密肋楼板,该区域的主梁折算成较大的宽扁梁；在结构设计计算中,结构发生变化,重点在核心筒的四个外角两边设置钢筋混凝土平台,平台边沿与外角两边的最佳垂直距离是1.5m,平台的面积6.75m²；平台混凝土量2.0m³，也需在外框架柱的内侧设置钢筋混凝土平台,平台边沿与框架柱的垂直距离1.0m,平台的面积为2.0m，平台混凝土量为0.6m³；二是要满足现浇空心楼盖的条件,高层空心楼盖,除满足低层空心楼盖要求外,还必须满足施工简单、填充体质轻、零破损、抗浮、隔离、位移、支撑、防火、抗腐、规格标准、与混凝土的相融性好等要求，还要考虑高空垂直运输的效率。使用钢网与有机物体组合空腔成孔是最佳措施，钢网形成组合空腔的空腔顶表面、空腔底表面和空腔侧面的两个侧壁；有机物体气囊或聚苯块；构成钢网的组合空腔侧面另两个侧壁和支撑在空腔顶表面与空腔底表面之间，控制钢网组合空腔高度。在现浇空心楼盖的模板上划线,确定主梁、肋梁和组合空腔施工安置的位置,绑扎成型主梁和次梁,在柱与主梁构成的网柱中,在高层楼房四个角的四块双向密肋板的纵横交叉的密肋梁形成网格中,是“工”字型受力截面的空心楼盖布置下翼缘钢筋后在网格中安放钢网与有机物体组合空腔,若是“T”字型受力截面的空心楼盖直接在网格中安放钢网与有机物体组合空腔；在核心筒垂直方向至外框架范围内的封闭下翼缘的单向槽式楼板，用长方体钢网与有机物体组合空腔,长方向顺着槽式方向安放。现浇空心楼盖施工前先准备批量的钢网与有机物体组合空腔,钢网与有机物体组合空腔是用专用机器制作的钢网，钢网含网状板和加强肋和连接板,网状板和加强肋和连接板形成相互作用整体结构；按所需规格计算总长度备料,在每块钢网加强肋的垂直方向上压制有一排排折弯线,形成折弯的受压标线,便于整排加强肋顺折弯线折弯。以框架底表面线为基础,分别先折两个弦边b,再折组合空腔的两个框架侧面侧壁,尔后直角折框架顶表面,钢网首尾不应对接,搭接量一般≤框架顶表面的表面积,让首尾端在框架顶表面上叠合双层为宜,叠合双层既增强了组合空腔的框架顶表面抗施工荷载，又起到了悬在框架顶表面混凝土砂浆抗渗漏的作用,防止混凝土砂浆正向渗漏到组合空腔内；钢网形成框架顶表面、框架底表面和框架侧面的两个侧壁的多面体,钢网首尾搭接部位在侧壁时,搭接量≤侧壁的高度；钢网形成、框架底表面和框架侧面的两个侧壁的多面体中,框架底表面与框架侧面转角处形成直角三角形的勾、股、弦关系,弃勾边和股边,选用弦边；框架侧面高度h＝组合空腔高度H-勾边高H₁；框架底表面长度L＝组合空腔宽度B-股边2b+弦边2b₂，有利于混凝土注入到组合空腔的框架底表面,浇注成平滑的下翼缘顶板。当有机物体采用气囊时，充气嘴和气囊中有分气囊和分气囊胫,分气囊胫是为气囊管一管多用时实现转弯功能,用气泵输气闸口对气囊的气嘴现场充气后,气囊构成钢网与有机物体组合空腔的框架侧面另两个侧壁,同时支撑在框架顶表面与框架底表面之间，对钢网组合空腔高度控制。当有机物体是聚苯块时,聚苯块至少有两块与钢网形成的组合空腔内空式样相同,用于封堵钢网形成组合空腔的两端内侧面的侧壁,并支撑钢网形成组合空腔的框架顶表面与框架底表面,控制组合框体的实际高度；钢网和聚苯块薄块在工厂制作好后在施工现场安装组合成空心楼盖所需的成孔构件,在制作较大的组合空腔时,顺钢网加强肋垂直方向的框架内增加与框架等高的聚苯块板,支撑在钢网形成组合空腔的框架顶表面与框架底表面之间内空高度,增大承受施工荷载和混凝土正压力的能力；钢网与无机物体组合空腔安放完毕后，再铺设和绑扎上翼缘板钢筋,校正钢网与无机物体组合空腔位置，浇注混凝土,震捣,养护,拆楼盖模板,实现了现浇空心楼盖在高层楼房中的应用。

附图说明

图1为本发明第一实施例的高层楼房平面图。

图2为本发明第一实施例的钢网空腔结构图。

图3为本发明第二实施例的钢网空腔与气囊组合图。

图4为本发明第三实施例的钢网空腔与聚苯块组合图。

图5为本发明钢网与无机物体组合空腔成孔的空心楼盖截面图。

具体实施方式

下面结合附图本发明进行进一步说明。

图1为本发明第一实施例的高层楼房平面图，框架核心筒结构的高层楼房由建筑平面中心部位的核心筒11与外框架12和楼盖18构成；要掌握框架核心筒结构的高层楼房空心楼盖技术必须搞清“一框一筒、四点四面、八线多台、槽式楼面”；“一框”为外框架梁柱,边梁高度大点,最佳在1·2m,柱的数量和截面积大小根据承受竖向荷载而定；“一筒”为核心筒11,一般将楼电梯筒和服务工作间集中在核心筒内；核心筒的外沿四周布置管线和走道,核心筒11实体是由四个方向的剪力墙构成筒式空间结构，它具有很好的整体性与抗侧刚度，其水平截面为单孔或多孔的箱形截面。它既可以承担竖向荷载，又可以承担任意方向的水平侧向力；“四点”是重点在核心筒的四个外角两边设置钢筋混凝土平台13,平台边沿与外角两边的最佳垂直距离是1.5m,平台的面积6.75m²；平台混凝土量2.0m³；“四面”是核心筒四个角对应外框架的高层楼房四个角区域的四块板17采用封闭下翼缘双向密肋楼板；“八线”指四块板17每块的两根主体梁15,该区域的主体梁折算成较大的宽扁梁；“多台”指每根外框架柱的内侧设置钢筋混凝土平台,平台边沿与框架柱的垂直距离1.0m,平台的面积为2.0m，平台混凝土量为0.6m³。封闭式“槽式楼面”是空心楼盖的创新技术,目前还没有工程采用封闭的槽式楼板16作为空心楼盖的,它的特点是槽宽槽长,所需填充体大,现有填充体所承受的正压力和侧力不能满足大体积槽的要求,本发明的钢网与无机物体组合空腔正好满足要求。

图2为本发明第一实施例的钢网空腔结构图,如图2a所示，钢网与无机物体组合空腔5的钢网含网状板56和加强肋57和连接板58,网状板56和加强肋57和连接板58形成相互作用整体结构；钢网加强肋57垂直方向上压制有折弯线59；如图2b所示钢网制作成框架底表面51,弦边b₂,框架侧面侧壁531和侧壁532，框架顶表面54和框架顶表面55；其组合空腔底部长度L＝组合空腔宽度B-股边2b+弦边2b₂；钢网首尾搭接部位在框架顶表面时,搭接量≤框架顶表面的表面积,由框架顶表面54、框架顶表面55重合,用紧固件52固定，直接构成表面加强层。

图3为本发明第二实施例的钢网空腔与气囊组合图。如图3a所示，钢网与无机物体组合空腔,钢网与无机物体组合空腔钢网形成框架顶表面54和55、框架底表面51和框架侧面的两个侧壁531、532的多面体,其中组合空腔底部长度L＝组合空腔宽度B-股边2b+弦边2b₂，钢网首尾搭接部位在框架顶表面时,搭接量小于框架顶表面的表面积,由框架顶表面54、框架顶表面55重合,用紧固件52固定，直接构成表面加强层；如图3b所示，用气泵输气闸口对充气管6气嘴64现场充气后,充气管构成钢网与无机物体组合空腔的框架侧面另两个侧壁533、534，充气管胆中至少有两个分气胆胫形成三个分气胆,其分气胆在组合空腔中形成“Z”字形，“Z”字形的上下两端的两个分气胆封堵和支撑组合空腔的框架侧面另两个侧壁533、534,“Z”字形中间的分气胆62支撑、控制组合空腔内空高度和承受施工荷载及混凝土的正压力,充气管的直径等于组合空腔的高度H。

图4为本发明第四实施例的钢网空腔与聚苯块组合图,如图4a、4b所示，钢网与聚苯块组合框体的聚苯块封堵,由钢网形成组合框体的框架侧面两端口侧壁533、534,顺钢网加强筋垂直方向的框内增加与框体等高的聚苯块薄板682,支撑钢网形成组合框体框架的框架顶表面54与框架底表面51之间内空高度,增大承受施工荷载和混凝土正压力的能力。

图5为本发明钢网与无机物体组合空腔成孔的空心楼盖截面图,在现场浇注空心楼盖的建筑模板上划线,确定主梁1、肋梁4和无机物体组合空腔5施工安置的位置,绑扎成型主梁1和肋梁4,在柱与主梁构成的网柱中,纵横交叉的肋梁4形成网格,图5-1所示,“工”字型受力截面的空心楼盖布置下翼缘3钢筋后在网格中安放钢网与无机物体组合空腔5,再安放和绑扎上翼缘2钢筋7,调正钢网与无机物体组合空腔5的位置,浇注混凝土；图5-2所示采用“T”字型受力截面的空心楼盖直接在网格中安放钢网与无机物体组合空腔5,与图5-1的区别只是没有下翼缘3钢筋7,框架底表面的混凝土与框架底表面钢网复合形成下翼缘3；图5-3所示主梁采用型钢主梁,其他与图5-1和图5-2相同。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而末脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，由核心筒、外框架、空心楼盖、钢网与有机物体组合空腔构成；所述的核心筒在建筑平面中心部位由四个方向的剪力墙构成封闭的空间结构；所述的外框架由建筑平面外沿梁柱构成的框架受力构件；主梁为钢筋混凝土组合梁或型钢梁；所述的钢网与有机物体由钢网和有机物体相互作用；所述的钢网形成组合空腔的空腔顶表面、空腔底表面和空腔侧面的两个侧壁；所述的有机物体包含气囊或聚苯块；所述的有机物体构成钢网的组合空腔侧面另两个侧壁和支撑在空腔顶表面与空腔底表面之间，控制钢网组合空腔高度；

所述现浇空心楼盖成孔用有机物体气囊、充气嘴；所述气囊中有气囊分胆胫，所述气囊分胆胫中有充气通道，所述气囊分胆胫宽度>100mm。

2.如权利要求1所述的一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，其特征在于所述核心筒的四个外角两边设置钢筋混凝土平台,平台边沿与外角两边的垂直距离≤2.0m,平台的面积≥2.8m²；平台混凝土量≥0.7m³。

3.如权利要求1所述的一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，其特征在于所述外框架柱的内侧设置钢筋混凝土平台,平台边沿与框架柱的垂直距离≤2.0m,平台的面积≥2.0m²；平台混凝土量≥0.5m³。

4.如权利要求1所述的一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，其特征在于所述核心筒至外框架边梁和柱之间的楼板是现浇空心楼盖；所述的现浇空心楼盖采用密闭下翼缘的双向密肋板或单向槽式楼板。

5.如权利要求1所述的一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，其特征在于所述现浇空心楼盖成孔用钢网含网状板和加强肋和连接板,所述网状板和加强肋和连接板形成相互作用整体结构；所述钢网加强肋的垂直方向上压制有一排排折弯线；所述现浇空心楼盖成孔用钢网形成空腔顶表面、空腔底表面和空腔侧面的两个侧壁的空腔体,钢网首尾搭接部位在空腔顶表面或空腔底表面时,搭接量≤空腔顶表面或空腔底表面的表面积,直接构成表面加强层。

6.如权利要求1所述的一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，其特征在于所述现浇空心楼盖成孔用钢网形成空腔顶表面、空腔底表面和空腔侧面的两个侧壁的空腔体中,空腔底表面与空腔侧面转角处形成直角三角形的勾、股、弦关系,弃勾边和股边,选用弦边；空腔侧面高度＝箱体高度-勾边高；箱体底部长度＝箱体宽度-2股边+2弦边。

7.如权利要求1所述的一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，其特征在于所述现浇空心楼盖成孔用聚苯块体制作两块与钢网空腔内空式样相符的薄板状块体。

8.如权利要求1所述的一种采用现浇空心楼盖的高层楼房，其特征在于所述外框架与核心筒之间跨距离>12m时,跨距中需增设柱；所述柱四周边设面积≥2.0m²的实心部分。