CN104818772B - 一种大跨度长悬臂连体结构及施工工艺 - Google Patents

一种大跨度长悬臂连体结构及施工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明是一种大跨度长悬臂连体结构及施工工艺,其结构平面布置呈矩形,标准层以下分为两个塔楼,其中,一个塔楼为筒体(4),在其左右两侧分别支撑上部大跨度和长悬臂楼层,筒体(4)宽度小于上部楼层宽度,塔楼立面形成上宽下窄的造型;另一个塔楼为框架剪力墙结构。大跨度和长悬臂区域通过设置贯通的边跨钢桁架(1)、中间跨钢桁架(2)连接两栋塔楼。边跨钢桁架(1)在筒体(4)范围,支撑在沿垂直方向自筒体(4)伸出的支撑钢桁架(3)上。在上部楼层,通过在楼层处等间距设置钢框架梁(7)和钢次梁(8),形成楼盖支撑体系,楼盖采用钢筋桁架楼承板。本发明解决了立面造型为上宽下窄连体结构的技术问题,适用于多层、高层建筑,具有很强的通用性和适用范围。

Description

一种大跨度长悬臂连体结构及施工工艺
技术领域
本发明涉及一种用于多层、高层建筑中的新型连体结构,特别涉及一种大跨度长悬臂连体结构及施工工艺,属于大跨度、长悬臂领域内的创新技术。
背景技术
在大中型城市,高层建筑往往受城市规划、场地条件、建筑功能、容积率、限高、消防、通风采光等多方面因素限制,在客观上为建筑立面造型多样化提供了客观条件。相应,新型结构体系的不断创新为种类繁多的建筑造型提供了技术支持。当建筑物在底部分为二个塔楼,且两栋塔楼之间存在较大跨度,在标准层2栋楼层连为一体,且在塔楼一侧存在长悬挑,导致对应的结构体系形成大跨度和长悬臂连体结构。常见落地的塔楼在宽度方向不小于上部楼层楼层宽度,使得连接大跨度楼层和长悬臂楼层区域的钢桁架在两侧支座处能直接支撑在下部楼层,能够做到传力直接、构造简单,此类结构体系是目前较为常见的连体结构方案之一。近年来,随着建筑造型日益的多样化和复杂化,连体楼层以下的落地塔楼在楼层宽度方向可能会出现小于上部楼层宽度的情况,这势必导致以往解决大跨度和长悬臂方案的设计经验不便于直接应用于这种新情况。即在大跨度和长悬臂楼层对应的支座位置没有直接对应的落地墙柱作为其支撑的情况,现有的技术和工程经验尚不足以妥善解决该问题。
发明内容
本发明的目的在于针对多层、高层建筑存在大跨度和长悬臂楼层时,当上部连体楼层宽度大于下部落地楼层宽度时,设计一种大跨度长悬臂连体结构,本发明确保上部大跨度和长悬臂楼层能在合理位置设置可靠支撑点,确保结构体系的可行性和合理性。
本发明的目的在于提供一种方便实用的大跨度长悬臂连体结构的施工工艺。
本发明的技术方案是:本发明的本发明的大跨度长悬臂连体结构,其结构平面布置在标准层为矩形,标准层以下分为两个塔楼,其中,一个塔楼为筒体,在其左右两侧分别支撑大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域,且在筒体宽度方向每侧均小于上部楼层宽度,从而在塔楼宽度方向形成上宽下窄的立面造型;其中,大跨度楼层区域由边跨钢桁架、中间跨钢桁架、钢框架梁、钢次梁、钢柱和钢筋桁架楼承板组成;长悬臂楼层区域由边跨钢桁架、中间跨钢桁架、钢框架梁、钢次梁、钢柱、楼面斜撑和钢筋桁架楼承板组成,支撑大跨度楼层区域的另一侧塔楼包括有钢筋混凝土剪力墙、型钢混凝土柱、型钢混凝土梁、钢筋混凝土柱、钢筋混凝土梁和钢筋混凝土楼板,上部楼层包括有钢框架梁、钢次梁、钢柱和钢筋桁架楼承板,边跨钢桁架、中间跨钢桁架两侧分别支撑在型钢混凝土和筒体上,钢框架梁、钢次梁、楼面斜撑支撑在边跨钢桁架、中间跨钢桁架、钢柱上,形成楼盖的支撑系统,钢筋桁架楼承板设置于边跨钢桁架、中间跨钢桁架、钢框架梁、钢次梁、楼面斜撑上,边跨钢桁架和中间跨钢桁架起到支撑上部楼层的作用,钢筋混凝土剪力墙、型钢混凝土柱、钢筋混凝土柱作为竖向构件,根据受力和构造的需求,起到对楼层的支撑作用,钢筋混凝土梁和钢筋混凝土楼板支撑在钢筋混凝土剪力墙、钢筋混凝土柱、型钢混凝土柱上。
上述边跨钢桁架在筒体的范围之内,由筒体延伸出的支撑钢桁架提供支撑点。
上述中间跨钢桁架在大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域均由上弦杆、下弦杆、斜腹杆和钢柱组成,其中上弦杆、下弦杆在筒体支撑的一侧,均与筒体内设置的型钢混凝土暗梁或连梁中心线重合,且贯通设置。上弦杆、下弦杆在型钢混凝土柱支撑的另一侧,均向塔楼延伸1~2跨,转化为型钢混凝土梁,与之相交的墙柱为型钢混凝土柱和带型钢暗柱的剪力墙。
上述上弦杆、下弦杆在大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域贯通设置,且与筒体内设置的型钢混凝土暗梁或连梁连为一体。
上述位于长悬臂楼层区域的边跨钢桁架、中间跨钢桁架在上弦杆、下弦杆所在楼层,由钢框架、钢次梁组成楼盖支撑体系,并且须增设十字交叉的楼面斜撑,支撑钢桁架在支撑钢桁架上弦杆、支撑钢桁架下弦杆所在楼层,在2榀支撑钢桁架之间,在楼面位置增设人字形楼面斜撑。
上述支撑钢桁架由支撑钢桁架上弦杆、支撑钢桁架下弦杆、斜向拉杆、支撑钢桁架斜撑、型钢混凝土暗梁、型钢暗柱、钢柱组成,其中,支撑钢桁架斜撑上端与钢柱、斜向拉杆、支撑钢桁架下弦杆汇交,支撑钢桁架斜撑下端与在楼层处预埋的型钢混凝土暗梁相交,共同组成受力体系,钢柱与钢框架梁组成标准层支撑体系。
上述筒体平面形式为矩形,是利用楼梯间、电梯间隔墙和外墙,组成一个四边封闭的钢筋混凝土筒体,筒体在边角位置设置型钢暗柱,且在楼层位置设置型钢混凝土暗梁,二者形成筒体的钢结构骨架,筒体在平面布置的中间跨位置增设墙肢,要求墙肢与上弦杆、下弦杆中心线重合,以作为中间跨钢桁架在大跨度和长悬臂区域的支座;同时,在垂直于大跨度和长悬臂方向,边跨墙肢须分别与2榀支撑钢桁架中心线重合,以作为支撑钢桁架的支座。
上述长悬臂楼层区域钢桁架上弦杆与筒体交界处的节点由型钢暗柱、上弦杆、型钢混凝土暗梁、斜腹杆汇交而成,并在型钢混凝土暗梁、钢桁架上弦杆的根部位置设置暗柱纵筋连接板和暗柱纵筋连接套筒;在上弦杆与筒体交接的根部位置,在上弦杆的顶面位置增设附加翼缘板和附加加劲肋。
上述悬臂区域钢桁架下弦杆与筒体交界处节点由型钢暗柱、下弦杆、型钢混凝土暗梁、斜腹杆汇交而成,并在型钢混凝土暗梁、钢桁架下弦杆的根部位置设置暗柱纵筋连接板和暗柱纵筋连接套筒,在下弦杆与筒体交接的根部位置,在下弦杆的底面位置增设附加翼缘板和附加加劲肋;上述钢筋桁架楼承板体系由钢筋桁架、钢板组成,且在钢框架梁、钢次梁的顶部沿跨度方向等间距设置栓钉,钢筋桁架、钢板同步安装,同时,钢板兼做模板,浇筑混凝土后,形成钢筋桁架楼承板。
本发明的大跨度长悬臂连体结构的施工工艺,包括如下步骤:
1)先施工2栋独立塔楼混凝土部分至屋面层,并在楼层位置预留钢结构构件的接头;
2)将从钢结构加工厂运输到现场的钢结构构件进行预拼装,并在大跨度和长悬臂下方设置临时支撑,然后吊装边跨钢桁架、中间跨钢桁架和支撑钢桁架,待边跨钢桁架、中间跨钢桁架和支撑钢桁架所在楼层安装完毕后,依次吊装上部楼层钢构件楼层;
3)绑扎钢筋桁架和楼面钢筋,并浇筑楼面混凝土;
4)待混凝土强度等级达到100%后,拆除临时支撑;
5)确定整体结构安全可靠,满足各项设计要求,经过沉降观测,其沉降值满足规范要求后,浇筑后浇带区域的楼面混凝土,即主体结构施工完毕。
本发明提供一种大跨度长悬臂连体结构的解决方案,特别是上部大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域宽度大于下部落地楼层宽度的情况。提出在落地楼层利用楼梯间、电梯间隔墙和外墙,组成一个四边封闭的由钢筋混凝土剪力墙组成的筒体,筒体须居中布置,其宽度方向不宜小于上部楼层总宽度的60%。分别在边跨和中间跨设置贯通大跨度和长悬臂楼层区域的钢桁架。其中,边跨钢桁架在筒体的范围之内,由筒体延伸出的支撑钢桁架提供支撑点。边跨钢桁架和中间跨钢桁架的上弦杆、下弦杆在大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域贯通设置,且与筒体内设置的型钢混凝土暗梁或连梁连为一体。上部楼层由钢柱、钢框架梁、钢次梁和钢筋桁架楼承板组成。本发明与现有技术比较,具有如下有益效果:
1、在满足建筑立面造型和使用功能的前提下,确保结构体系安全可靠,构造合理,满足抗震性能要求。
2、从设计角度充分考虑施工的可行性以及具体的施工工艺流程,事先执定详细的施工步骤,降低施工难度,确保工程质量。
3、利用钢、混凝土两种材料的力学性能,在大跨度和长悬臂区域采用钢结构,其他区域采用钢筋混凝土结构,做到经济合理、物尽其用。
4、钢构件断面全部采用实腹式工字形,确保节点的连接简单可靠,减少钢构件焊接难度,并确保混凝土浇筑密实。
本发明适用于多层、高层建筑,特别适用于建筑立面造型上宽下窄,且有大跨度和长悬臂的工程项目,具有广阔的适用范围和发展空间。
附图说明
图1为本发明典型楼层结构的平面布置示意图;
图2为本发明实施例1结构体系中间跨的纵向剖面示意图;
图3为本发明实施例1结构体系在筒体位置的横向剖面示意图;
图4为本发明实施例1筒体平面的布置示意图;
图5为本发明实施例1悬臂区域钢桁架上弦杆与筒体交界处节点的示意图;
图6为本发明实施例1悬臂区域钢桁架下弦杆与筒体交界处节点的示意图;
图7为本发明实施例1钢筋桁架楼承板的示意图;
图8为本发明实施例应用于实际工程的标准层结构的平面布置图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细描述。
本发明的一种大跨度长悬臂混合结构,如图1所示。其结构平面布置在标准层为矩形,标准层以下分为两个塔楼,其中,一个塔楼为筒体4,在其左右两侧分别支撑上部大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域。其中,大跨度楼层区域由边跨钢桁架1、中间跨钢桁架2、钢框架梁7、钢次梁8、钢柱9和钢筋桁架楼承板33组成;长悬臂楼层区域由边跨钢桁架1、中间跨钢桁架2、钢框架梁7、钢次梁8、钢柱9、楼面斜撑12和钢筋桁架楼承板33组成。
上述筒体4须居中布置,且在筒体4的宽度方向每侧均小于上部楼层宽度,从而在塔楼宽度方向形成上宽下窄的立面造型,其宽度方向不宜小于上部楼层总宽度的60%。另一侧塔楼为框架剪力墙结构,由钢筋混凝土剪力墙5、型钢混凝土柱6、型钢混凝土梁10、钢筋混凝土柱30、钢筋混凝土梁11和钢筋混凝土楼板32组成。
分别在边跨和中间跨设置贯通大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域的边跨钢桁架1、中间跨钢桁架2。其中,边跨钢桁架1在筒体4的范围之内,由筒体4延伸出的支撑钢桁架3提供支撑点。边跨钢桁架1和中间跨钢桁架2的上弦杆14、下弦杆15在大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域贯通设置。中间跨钢桁架2与筒体4内设置的型钢混凝土暗梁或连梁13连为一体。
上部楼层由钢柱9、钢框架梁7、钢次梁8和钢筋桁架楼承板33组成。位于长悬臂楼层区域的边跨钢桁架1、中间跨钢桁架2在上弦杆14、下弦杆15所在楼层,由钢框架梁7、钢次梁8组成楼盖支撑体系,并且须增设十字交叉的楼面斜撑12。支撑钢桁架3在支撑钢桁架上弦杆17、支撑钢桁架下弦杆18所在楼层,在2榀支撑钢桁架3之间,在楼面位置增设人字形楼面斜撑12。
图2为结构体系中间跨纵向剖面示意图。其中,中间跨钢桁架2在大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域均由上弦杆14、下弦杆15、斜腹杆16和钢柱9组成。其中,上弦杆14、下弦杆15在与筒体4相连一侧,与筒体4内设置的型钢混凝土暗梁或连梁13中心线重合,且贯通设置。上弦杆14、下弦杆15在另一侧支撑于型钢混凝土柱6上,且均向落地塔楼延伸1~2跨,转化为型钢混凝土梁10,与之相交的墙柱为型钢混凝土柱6和带型钢暗柱21的剪力墙5。
图3为结构体系在筒体4位置的横向剖面示意图。其中,支撑钢桁架3由支撑钢桁架上弦杆17、支撑钢桁架下弦杆18、斜向拉杆19、支撑钢桁架斜撑20、型钢混凝土暗梁13、型钢暗柱21、钢柱9组成。其中,支撑钢桁架斜撑20上端与钢柱9、斜向拉杆19、支撑钢桁架下弦杆18汇交,支撑钢桁架斜撑20下端与在楼层处预埋的型钢混凝土暗梁13相交,共同组成受力体系。
图4为筒体平面详图布置示意图。筒体4平面形式为矩形,是利用楼梯间、电梯间隔墙和外墙,组成一个四边封闭的钢筋混凝土筒体4。筒体4在边角位置设置型钢暗柱21,且在楼层位置设置型钢混凝土暗梁13,二者形成筒体4的钢结构骨架。筒体4在平面布置的中间跨位置增设墙肢26,要求墙肢26与上弦杆14、下弦杆15中心线重合,以作为中间跨钢桁架2在大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域的支座。同时,在垂直于大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域的方向,钢筋混凝土柱30须分别与2榀支撑钢桁架3中心线重合,以作为支撑钢桁架3的支座。
图5为悬臂区域钢桁架上弦杆与筒体交界处节点示意图。该节点由型钢暗柱21、上弦杆14、型钢混凝土暗梁13、斜腹杆16汇交而成,并在型钢混凝土暗梁13、钢桁架上弦杆14的根部位置设置暗柱纵筋连接板24和暗柱纵筋连接套筒25。在上弦杆14与筒体4交接的根部位置,可根据受力分析结果,在上弦杆14的顶面位置增设附加翼缘板22和附加加劲肋23。
图6为悬臂区域钢桁架下弦杆与筒体交界处节点示意图。该节点由型钢暗柱21、下弦杆15、型钢混凝土暗梁13、斜腹杆16汇交而成,并在型钢混凝土暗梁13、钢桁架下弦杆15的根部位置设置暗柱纵筋连接板24和暗柱纵筋连接套筒25。在下弦杆15与筒体4交接的根部位置,可根据受力分析结果,在下弦杆15的底面位置增设附加翼缘板22和附加加劲肋23。
图7为钢筋桁架楼承板详图示意图。钢筋桁架楼承板33由钢筋桁架27、钢板29组成,且在钢框架梁7、钢次梁8的顶部沿跨度方向等间距设置栓钉28。钢筋桁架27、钢板29同步安装,同时,钢板29兼做模板,浇筑混凝土后,形成钢筋桁架楼承板33。
图8为实际工程的标准层结构平面布置图,本发明应用于某实际工程中,抗震设防烈度7度,设计地震分组第一组,场地类别Ⅱ类。该项工程地下2层,地上8层,地上结构主体总高度35.65m,结构体系采用型钢混凝土框架剪力墙大跨度长悬臂连体混合结构。两栋结构平面布置相同,分别位于场地的对角位置,呈反对称布置。层高如下:1层5.25m;2~屋面层均为4.5m。1~4层分为两个塔楼,位于左侧的塔楼为框架剪力墙结构,右侧为带型钢暗柱的钢筋混凝土筒体4,居中布置,且该筒体4自5层以下通高设置。在5层及5层以上,将两栋塔楼连为一体,且在筒体4右侧存在长悬臂楼层区域,其中,大跨度尺寸为32.6m,长悬臂最大尺寸为21.3m。5层以上楼层宽度为19.95m,筒体4宽度为11.95m,每侧各内退4m,筒体4宽度为塔楼宽度的60%。
在大跨度和长悬臂楼层区域分别设置2道边跨钢桁架1和1道中间跨钢桁架2,边跨钢桁架1、中间跨钢桁架2均沿大跨度和长悬臂方向贯通设置。其中,边跨钢桁架1、中间跨钢桁架2左侧支撑于型钢混凝土柱6上,且上弦杆14、下弦杆15均向左侧延伸1~2跨,其截面形式转化为型钢混凝土梁10。设置型钢混凝土梁10的区域内对应的框架柱均为型钢混凝土柱6或设置型钢暗柱21的剪力墙5,不在此范围的框架部分均为钢筋混凝土柱30和钢筋混凝土梁11。型钢混凝土柱6内置型钢截面形式为实腹式工字形,其强轴方向与大跨度方向一致。
边跨钢桁架1在位于筒体4范围之内,由筒体4延伸出的支撑钢桁架3提供支撑点。边跨钢桁架1和中间跨钢桁架2的上弦杆14、下弦杆15在大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域贯通设置,且与筒体4内设置的型钢混凝土暗梁或连梁13连为一体。上部楼层由钢柱9、钢框架梁7、钢次梁8和钢筋桁架楼承板33组成。
在5层及5层以上楼层,通过在楼层处等间距设置钢框架梁7和钢次梁8,形成楼盖支撑体系。型钢混凝土柱6和筒体4对边跨钢桁架1、中间跨钢桁架2、支撑钢桁架3提供支撑点。
位于长悬臂区域的边跨钢桁架1、中间跨钢桁架2在上弦杆14、下弦杆15所在楼层,由钢框架梁7、钢次梁8组成楼盖支撑体系,并且须增设十字交叉的楼面斜撑12。支撑钢桁架3在支撑钢桁架上弦杆17、支撑钢桁架下弦杆18所在楼层,在2榀支撑钢桁架3之间,在楼面位置增设人字形楼面斜撑12。
基于建筑平面布置和建筑功能的需要,在由边跨钢桁架1、中间跨钢桁架2形成的长悬臂楼层区域的基础之上,又增设了部分悬挑区域。故根据结构平面布置图,增设悬挑钢梁31,悬挑根部位置为刚接。
本发明充分考虑建筑功、立面造型,以及大跨度和长悬臂的多重需求,通过和建筑专业充分配合,确定筒体4的平面位置和最小尺寸要求。同时,利用楼层高度设置边跨钢桁架1、中间跨钢桁架2和支撑钢桁架3,明确传力途径和构造措施,确保结构体系的合理性,并充分考虑施工的可行性以及施工工艺要求,做到建筑功能和结构体系受力合理的协调一致。此外,墙柱内的型钢截面形式选择力求简单,也是最大程度简化节点构造,便于施工,保证质量的原则。本发明适用于对底层有大空间要求,且在上部楼层需要设置较大跨度悬挑,特别是当落地塔楼的宽度小于上部连体楼层宽度时的情况,具有较大的普遍性和适用性。
本发明实例所列举上述实施方式,但是由于建筑功能和立面造型的变化,相应的结构体系也会做适当的改动,除非引起结构体系改动超过本发明的范围,否则都应该包括在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大跨度长悬臂连体结构,其特征在于其结构平面布置在标准层为矩形,标准层以下分为两个塔楼,其中,一个塔楼为筒体(4),在其左右两侧分别支撑大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域,且在筒体(4)宽度方向每侧均小于上部楼层宽度,从而在塔楼宽度方向形成上宽下窄的立面造型;其中,大跨度楼层区域由边跨钢桁架(1)、中间跨钢桁架(2)、钢框架梁(7)、钢次梁(8)、钢柱(9)和钢筋桁架楼承板(33)组成;长悬臂楼层区域由边跨钢桁架(1)、中间跨钢桁架(2)、钢框架梁(7)、钢次梁(8)、钢柱(9)、楼面斜撑(12)和钢筋桁架楼承板(33)组成,支撑大跨度楼层区域的另一侧塔楼包括有钢筋混凝土剪力墙(5)、型钢混凝土柱(6)、型钢混凝土梁(10)、钢筋混凝土柱(30)、钢筋混凝土梁(11)和钢筋混凝土楼板(32),上部楼层包括有钢框架梁(7)、钢次梁(8)、钢柱(9)和钢筋桁架楼承板(33),边跨钢桁架(1)、中间跨钢桁架(2)两侧分别支撑在型钢混凝土柱(6)和筒体(4)上,钢框架梁(7)、钢次梁(8)、楼面斜撑(12)支撑在边跨钢桁架(1)、中间跨钢桁架(2)、钢柱(9)上,形成楼盖的支撑系统,钢筋桁架楼承板(33)设置于边跨钢桁架(1)、中间跨钢桁架(2)、钢框架梁(7)、钢次梁(8)、楼面斜撑(12)上,边跨钢桁架(1)和中间跨钢桁架(2)起到支撑上部楼层的作用,钢筋混凝土剪力墙(5)、型钢混凝土柱(6)、钢筋混凝土柱(30)作为竖向构件,根据受力和构造的需求,起到对楼层的支撑作用,钢筋混凝土梁(11)和钢筋混凝土楼板(32)支撑在钢筋混凝土剪力墙(5)、钢筋混凝土柱(30)、型钢混凝土柱(6)上;上述中间跨钢桁架(2)在大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域均由上弦杆(14)、下弦杆(15)、斜腹杆(16)和钢柱(9)组成,其中上弦杆(14)、下弦杆(15)在筒体(4)支撑的一侧,均与筒体(4)内设置的型钢混凝土暗梁或连梁(13)中心线重合,且贯通设置,上弦杆(14)、下弦杆(15)在型钢混凝土柱(6)支撑的另一侧,均向塔楼延伸1~2跨,转化为型钢混凝土梁(10),与之相交的墙柱为型钢混凝土柱(6)和带型钢暗柱(21)的剪力墙(5);上述边跨钢桁架(1)在筒体(4)的范围之内,由筒体(4)延伸出的支撑钢桁架(3)提供支撑点。
2.根据权利要求1所述的大跨度长悬臂连体结构,其特征在于上述上弦杆(14)、下弦杆(15)在大跨度楼层区域和长悬臂楼层区域贯通设置,且与筒体(4)内设置的型钢混凝土暗梁或连梁(13)连为一体。
3.根据权利要求1所述的大跨度长悬臂连体结构,其特征在于上述位于长悬臂楼层区域的边跨钢桁架(1) 、中间跨钢桁架(2)在上弦杆(14)、下弦杆(15)所在楼层,由钢框架梁(7)、钢次梁(8)组成楼盖支撑体系,并且须增设十字交叉的楼面斜撑(12),支撑钢桁架(3)在支撑钢桁架上弦杆(17)、支撑钢桁架下弦杆(18)所在楼层,在2榀支撑钢桁架(3)之间,在楼面位置增设人字形楼面斜撑(12)。
4.根据权利要求2所述的大跨度长悬臂连体结构,其特征在于上述支撑钢桁架(3)由支撑钢桁架上弦杆(17)、支撑钢桁架下弦杆(18)、斜向拉杆(19)、支撑钢桁架斜撑(20)、型钢混凝土暗梁(13)、型钢暗柱(21)、钢柱(9)组成,其中,支撑钢桁架斜撑(20)上端与钢柱(9)、斜向拉杆(19)、支撑钢桁架下弦杆(18)汇交,支撑钢桁架斜撑(20)下端与在楼层处预埋的型钢混凝土暗梁(13)相交,共同组成受力体系,钢柱(9)与钢框架梁(7)组成标准层支撑体系。
5.根据权利要求1所述的大跨度长悬臂连体结构,其特征在于上述筒体(4)平面形式为矩形,是利用楼梯间、电梯间隔墙和外墙,组成一个四边封闭的钢筋混凝土筒体(4),筒体(4)在边角位置设置型钢暗柱(21),且在楼层位置设置型钢混凝土暗梁(13),二者形成筒体(4)的钢结构骨架,筒体(4)在平面布置的中间跨位置增设墙肢(26),要求墙肢(26)与上弦杆(14)、下弦杆(15)中心线重合,以作为中间跨钢桁架(2)在大跨度和长悬臂区域的支座;同时,在垂直于大跨度和长悬臂方向,钢筋混凝土柱(30)须分别与2榀支撑钢桁架(3)中心线重合,以作为支撑钢桁架(3)的支座。
6.根据权利要求1所述的大跨度长悬臂连体结构,其特征在于上述长悬臂楼层区域钢桁架上弦杆(14)与筒体(4)交界处的节点由型钢暗柱(21)、上弦杆(14)、型钢混凝土暗梁(13)、斜腹杆(16)汇交而成,并在型钢混凝土暗梁(13)、钢桁架上弦杆(14)的根部位置设置暗柱纵筋连接板(24)和暗柱纵筋连接套筒(25);在上弦杆(14)与筒体(4)交接的根部位置,可根据受力分析结果,在上弦杆(14)的顶面位置增设附加翼缘板(22)和附加加劲肋(23)。
7.根据权利要求1所述的大跨度长悬臂连体结构,其特征在于上述悬臂区域钢桁架下弦杆(15)与筒体(4)交界处节点由型钢暗柱(21)、下弦杆(15)、型钢混凝土暗梁(13)、斜腹杆(16)汇交而成,并在型钢混凝土暗梁(13)、钢桁架下弦杆(15)的根部位置设置暗柱纵筋连接板(24)和暗柱纵筋连接套筒(25),在下弦杆(15)与筒体(4)交接的根部位置,在下弦杆(15)的底面位置增设附加翼缘板(22)和附加加劲肋(23);上述钢筋桁架楼承板体系由钢筋桁架(27)、钢板(29)组成,且在钢框架梁(7)、钢次梁(8)的顶部沿跨度方向等间距设置栓钉(28),钢筋桁架(27)、钢板(29)同步安装,同时,钢板(29)兼做模板,浇筑混凝土后,形成钢筋桁架楼承板(33)。
8.一种大跨度长悬臂连体结构的施工工艺,其特征在于包括如下步骤:
1)先施工2栋独立塔楼混凝土部分至屋面层,并在楼层位置预留钢结构构件的接头;
2)将从钢结构加工厂运输到现场的钢结构构件进行预拼装,并在大跨度和长悬臂下方设置临时支撑,然后吊装边跨钢桁架(1)、中间跨钢桁架(2)和支撑钢桁架(3),待边跨钢桁架(1)、中间跨钢桁架(2)和支撑钢桁架(3)所在楼层安装完毕后,依次吊装上部楼层钢构件楼层;
3)绑扎钢筋桁架(27)和楼面钢筋,并浇筑楼面混凝土;
4)待混凝土强度等级达到100%后,拆除临时支撑;
5)确定整体结构安全可靠,满足各项设计要求,经过沉降观测,其沉降值满足规范要求后,浇筑后浇带区域的楼面混凝土,即主体结构施工完毕。
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