CN106996153B - 一种整体张拉悬挂系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种整体张拉悬挂系统，包括主体结构和悬挂结构，悬挂结构悬挂于主体结构中，悬挂结构包括若干按层依次竖向设置的楼面板，最顶层楼面板固定于主体结构顶部，最底层楼面板通过稳定索杆锚固支撑于地面，中间每相邻两层楼面板之间均通过索杆锚固支撑；所述索杆与相应楼面板板面的法线不平行且有夹角，同一层的同一侧面两个索杆对称设置，并且与相应锚固点的连线呈等腰梯形状；同一侧面两根稳定索杆与最底层楼面板以及地面之间也形成等腰梯形状。本发明能够通过应力刚化作用提高楼面板的侧向刚度，减小地震作用下悬挂楼面板的动力响应，避免采用消能器带来的设计复杂、费用昂贵等问题。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种整体张拉悬挂系统。
背景技术
研究更加安全、经济、可靠、适应建筑功能要求的结构新体系是高层及超高层建筑结构研究的主要课题之一。当前高层、超高层建筑结构体系主要有框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-筒体结构、筒中筒结构、巨型框架结构等，这些传统抗震结构体系是延性结构体系，容许结构构件在地震作用下进入非弹性状态，并具有较好的延性，可以有效耗散地震能量，减轻地震反应，使结构“摇而不损”，“裂而不倒”。此类抗震结构体系在多数情况下是有效的，但也存在局限性：其主体结构非弹性变形震后难以修复或在强震中严重破坏，其破坏程度难以控制，虽然能够避免整体倒塌，但非结构构件及结构内部的仪器和设备会遭受严重损坏。因此，抗震性能优良的高层建筑结构新体系以及结构振动控制和震后的可修复性成为当前高层建筑结构研究的重大问题。
20世纪50年代出现的悬挂建筑结构作为一种新型建筑结构体系，有着良好的建筑功能适应性，能够充分利用高强材料的性能，并且具有良好的美学效果，引起建筑师和结构师的共同关注。现阶段悬挂结构通过吊索或者吊杆悬挂楼面板，索或杆垂直于楼面，且在各楼层均匀布置。
上述悬挂楼面的吊挂方式会导致：(1)在地震作用下悬挂楼层均会发生较大的层间位移，从而导致悬挂楼层内非结构构件的破损严重；(2)虽然可在悬挂楼层的层间或者悬挂楼面与主体结构之间设置消能器，从而降低悬挂楼面板的动力响应和悬挂楼层的层间位移，但是消能器的设置位置和数量都会直接影响悬挂楼面的减震效果，而消能器的总费用也是影响悬挂结构能否推向工程实践的重要因素。
因此，提出一种能够有效控制楼面振动响应的悬挂结构体系是悬挂结构研究的重要问题之一。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种整体张拉悬挂系统。
技术方案：本发明所述的一种整体张拉悬挂系统，包括主体结构和悬挂结构，悬挂结构悬挂于主体结构中，悬挂结构包括若干按层依次竖向设置的楼面板，最顶层楼面板固定于主体结构顶部，最底层楼面板通过稳定索杆锚固支撑于地面，中间每相邻两层楼面板之间均通过索杆锚固支撑；所述索杆与相应楼面板板面的法线不平行且有夹角，同一层的同一侧面两个索杆对称设置，并且与相应锚固点的连线呈等腰梯形状(即同一侧面两个索杆成为相应等腰梯形的两个腰线)；所述同一侧面两根稳定索杆与最底层楼面板以及地面之间也均形成等腰梯形状。
进一步的，所述同一侧面两个索杆与同一楼面板对应锚固点之间预埋有刚性杆，当索杆与刚性杆的夹角为锐角时，该刚性杆采用刚性压杆，当索杆与刚性杆的夹角为钝角时，该刚性杆采用刚性拉杆。
进一步的，所述同一个刚性杆与对应上下两层的索杆形成的夹角中，一侧为钝角另一侧为锐角，即基于锚固点的连续性，相邻楼层共用一个边使得两个相邻等腰梯形分别为正等腰梯形和倒等腰梯形。
进一步的，所述同一侧面两个索杆与对应刚性压杆和刚性拉杆形成面的法线与楼面板不平行，且相邻两层的索杆与对应刚性压杆和刚性拉杆的形成面也不互相平行。
进一步的，所述主体结构整体呈长方体框架结构，包括框架梁和框架柱，框架梁整体呈矩形，框架梁四个边角处均向下竖直安装有框架柱，最顶层楼面板直接固定于框架梁底部。
进一步的，所述主体结构包括竖直立于地面的核心筒体，核心筒体的顶端悬挑设置有外伸刚臂，最顶层楼面板直接固定于外伸刚臂底部。
有益效果：本发明中，倾斜布置同一侧的索杆，将悬挂结构的上下两端分别锚固于主体结构的顶端和地面，再张拉预应力，使得索杆和稳定索杆都受到拉力作用，与楼面板形成新型的整体张拉悬挂结构体系，特别是通过应力刚化作用进一步增加悬挂楼面板的侧向刚度，可以减小地震作用下悬挂楼面板的动力响应，避免了采用消能器带来的设计复杂、费用昂贵等问题。
附图说明
图1为实施例1的整体结构示意图；
图2为实施例4的结构示意图；
图3为实施例2的结构示意图；
图4为实施例3的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：
如图1所示，本实施例的整体张拉悬挂系统，包括主体结构1和悬挂结构2，悬挂结构2悬挂于主体结构1中，悬挂结构2包括若干按层依次竖向设置的楼面板2-1，最顶层楼面板2-1固定于主体结构1顶部，最底层楼面板2-1通过稳定索杆2-3锚固支撑于地面，中间每相邻两层楼面板2-1之间均通过两根索杆2-2锚固支撑；所述索杆2-2与相应楼面板2-1板面的法线不平行且有夹角，同一层的同一侧面两个索杆2-2对称设置，并且与相应锚固点的连线呈等腰梯形状(即同一侧面两个索杆2-2成为相应等腰梯形的两个腰线)；同一侧面两根稳定索杆2-3与最底层楼面板2-1以及地面之间也均形成等腰梯形结构(通过张拉预应力，使得索杆2-2和稳定索杆2-3都受到拉力作用，从而通过应力刚化作用提供悬挂结构2中楼面板2-1的侧向刚度)。
为减小索杆2-2中内力对悬挂楼面板2-1平面内受力的影响，减小悬挂楼面板2-1的设计难度，同一侧面两个索杆2-2与同一楼面板2-1对应锚固点之间预埋有刚性杆，当索杆2-2与刚性杆的夹角为锐角时，该刚性杆采用刚性压杆2-1-1，当索杆2-2与刚性杆的夹角为钝角时，该刚性杆采用刚性拉杆2-1-2；同一个刚性杆与对应上下两层的索杆2-2形成的夹角中，一侧为钝角另一侧为锐角，即基于锚固点的连续性，相邻楼层共用一个边使得两个相邻等腰梯形分别为正等腰梯形和倒等腰梯形。
实施例2：
如图3所示，本实施例与实施例1其余部分相同，不同之处在于：本实施例中，同一侧面两个索杆2-2与对应刚性压杆2-1-1和刚性拉杆2-1-2形成面的法线与楼面板2-1不平行，且相邻两层的索杆2-2与对应刚性压杆2-1-1和刚性拉杆2-1-2的形成面也不互相平行。索杆在上下层的锚固点并不在楼面板2-1的垂直面上，使得通过稳定索杆2-3的张拉形成空间整体张拉悬挂结构2体系。
实施例3：
如图4所示，本实施例与实施例1其余部分相同，不同之处在于：本实施例中的主体结构1包括竖直立于地面的核心筒体1-1，核心筒体1-1的顶端悬挑设置有外伸刚臂1-2，最顶层楼面板2-1直接固定于外伸刚臂1-2底部。
实施例4：
如图2所示，本实施例中的主体结构1整体呈长方体框架结构，包括框架梁1-3和框架柱1-4，框架梁1-3整体呈矩形，框架梁1-3四个边角处均向下竖直安装有框架柱1-4，最顶层楼面板2-1直接固定于框架梁1-3底部。
Claims (6)
1.一种整体张拉悬挂系统，其特征在于：包括主体结构和悬挂结构，悬挂结构悬挂于主体结构中，悬挂结构包括若干按层依次竖向设置的楼面板，最顶层楼面板固定于主体结构顶部，最底层楼面板通过稳定索杆锚固支撑于地面，中间每相邻两层楼面板之间均通过索杆锚固支撑；所述索杆与相应楼面板板面的法线不平行且有夹角，同一层的同一侧面两个索杆对称设置，并且与相应锚固点的连线呈等腰梯形状；所述同一侧面两根稳定索杆与最底层楼面板以及地面之间也均形成等腰梯形状。
2.根据权利要求1所述的整体张拉悬挂系统，其特征在于：所述同一侧面两个索杆与同一楼面板对应锚固点之间预埋有刚性杆，当索杆与刚性杆的夹角为锐角时，该刚性杆采用刚性压杆，当索杆与刚性杆的夹角为钝角时，该刚性杆采用刚性拉杆。
3.根据权利要求2所述的整体张拉悬挂系统，其特征在于：所述同一个刚性杆与对应上下两层的索杆形成的夹角中，一侧为钝角另一侧为锐角。
4.根据权利要求2所述的整体张拉悬挂系统，其特征在于：所述同一侧面两个索杆与对应刚性压杆和刚性拉杆形成面的法线与楼面板不平行，且相邻两层的索杆与对应刚性压杆和刚性拉杆的形成面也不互相平行。
5.根据权利要求1所述的整体张拉悬挂系统，其特征在于：所述主体结构整体呈长方体框架结构，包括框架梁和框架柱，框架梁整体呈矩形，框架梁四个边角处均向下竖直安装有框架柱，最顶层楼面板直接固定于框架梁底部。
6.根据权利要求1所述的整体张拉悬挂系统，其特征在于：所述主体结构包括竖直立于地面的核心筒体，核心筒体的顶端悬挑设置有外伸刚臂，最顶层楼面板直接固定于外伸刚臂底部。
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