CN108755966B - 装配式超高层核心筒悬挂结构体系 - Google Patents

装配式超高层核心筒悬挂结构体系 Download PDF

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    • E04B1/19—Three-dimensional framework structures

Abstract

本发明公开了一种装配式超高层核心筒悬挂结构体系，包括呈矩阵分布的至少一个核心筒；核心筒呈正四棱柱状，沿其轴线依次设有多个悬臂主梁组；悬臂主梁组包括与所述核心筒的四个侧棱一一对应的四对悬臂主梁，相邻所述悬臂主梁组之间的所述核心筒的侧面通过多个减震装置与悬挂结构耗能连接。本发明的主体结构采用传统现浇混凝土，保证结构的刚度和整体性；悬挂结构采用装配式混凝土结构，实现装配式结构在超高层建筑结构的应用；悬挂结构采用模块化结构(盒形单元)，实现装配式结构的构件标准化，减少模板数量，提高经济性；盒形单元相互之间以及悬挂结构与主体结构之间采用可拆卸连接，提高了结构的震后可恢复性能。

Description

装配式超高层核心筒悬挂结构体系
技术领域
本发明涉及装配式混凝土建筑结构抗震领域，特别涉及一种装配式超高层核心筒悬挂结构体系。
背景技术
装配式混凝土建筑结构具有构件质量高、施工速度快、环境影响小等优势，加上国家政策的推动，近年来得了广泛的应用和推广。由于国家标准和相关设计规范的对装配式混凝土结构适用高度的限制，再加上相关研究工作的不足，我国目前的装配式混凝土结构主要应用于多层及高层建筑，尚缺乏在超高层建筑中的应用。
装配式混凝土结构在构件预制、运输等方面产生的费用导致其建造成本始终高于传统现浇混凝土结构，在低层装配式混凝土结构中表现的尤为明显。经济性成为制约装配式混凝土结构广泛应用的一个重要因素。而将装配式混凝土结构向超高层建筑推广有利于提高经济效益，从而推到装配式结构进一步发展，是未来装配式混凝土结构的发展方向。
因此，基于现有超高层建筑结构体系，结合装配式混凝土结构的特点，开发一种方便安装和拆卸且抗震性能较高的装配式超高层结构体系具有重要意义。
发明内容
根据上述问题，提出一种施工方便、抗震性能高且震后可修复的装配式超高层核心筒悬挂结构体系。本发明采用的技术手段如下：
一种装配式超高层核心筒悬挂结构体系，包括呈矩阵分布的至少一个核心筒；
所述核心筒呈正四棱柱状，沿其轴线依次设有多个悬臂主梁组；
所述悬臂主梁组包括与所述核心筒的四个侧棱一一对应的四对悬臂主梁，每对所述悬臂主梁垂直于所对应的所述核心筒侧棱；
每对所述悬臂主梁中的两个所述悬臂主梁分别垂直于位于所对应的所述核心筒的侧棱两侧的所述核心筒的侧面；
若所述核心筒的一侧具有与其相邻的所述核心筒，则所述核心筒通过这一侧的所述悬臂主梁与与其相邻的所述核心筒所对应的所述悬臂主梁连接；
若所述核心筒的一侧没有与其相邻的所述核心筒，则所述核心筒这一侧的所述悬臂主梁与延长悬臂主梁连接；
位于同一横的所述悬臂主梁上方和位于同一横的所述延长悬臂主梁上方分别设有沿横向延伸第一次梁；
位于同一纵的所述悬臂主梁上方和位于同一纵的所述延长悬臂主梁上方分别设有沿纵向延伸第二次梁；
所述第一次梁和所述第二次梁分别通过隔震装置与所对应的所述悬臂主梁或所述延长悬臂主梁连接；
相邻所述悬臂主梁组之间的所述核心筒的侧面通过多个减震装置与悬挂结构耗能连接；
所述悬挂结构上端通过吊杆与其上方所对应的所述第一次梁或所述第二次梁连接。
所有所述核心筒、所有所述悬臂主梁和所述延长悬臂主梁整体(整体为所述装配式超高层核心筒悬挂结构体系的主体结构)采用现浇混凝土，保证结构的刚度及整体性。
所述吊杆为高强型钢制成。
所述悬挂结构包括多个呈矩阵分布的盒形单元；
相邻所述盒形单元之间通过水平接缝或竖向接缝贴合；
沿所述水平接缝两侧以及所述竖向接缝两侧依次设有多对预埋钢板，每对所述预埋钢板分别预埋在所述水平接缝或所述竖向接缝所对应的两个所述盒形单元外壁内；
每对所述预埋钢板上设有连接钢板并通过高强螺栓固定连接。
所述吊杆下端设有吊杆预埋钢板；
所述吊杆预埋钢板通过高强螺栓与所述悬挂结构上端与所述吊杆预埋钢板相对应的所述连接钢板连接。
所述盒形单元的水平接缝、竖向接缝、以及其与主体结构之间的连接均采用螺栓连接，属于干式连接，方便安装和拆卸，实现震后可更换。此外，通过在所述悬挂结构与主体结构的连接处设置减震装置、隔震装置，提高结构整体抗震性能。
所述悬挂结构采用装配式混凝土结构。
所述竖向接缝与所对应的所述核心筒的侧面平行；
所述减震装置位于所述悬挂结构侧面上端靠近所对应的所述核心筒的侧面一侧以及所述水平接缝靠近所对应的核心筒的侧面一侧。
当所述悬挂结构与所述核心筒之间产生横向相对位移及竖向相对错动时，所述减震装置发挥减震作用。
所述隔震装置为橡胶隔震支座、滑动隔震支座或摇摆隔震支座。
所述减震装置有金属屈服耗能装置、摩擦耗能装置、粘滞耗能装置或粘弹性耗能装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)主体结构采用传统现浇混凝土，保证结构的刚度和整体性。
(2)悬挂结构采用装配式混凝土结构，实现装配式结构在超高层建筑结构的应用。
(3)悬挂结构采用模块化结构(盒形单元)，实现装配式结构的构件标准化，减少模板数量，提高经济性。
(4)盒形单元相互之间以及悬挂结构与主体结构之间采用可拆卸连接，提高了结构的震后可恢复性能。
(5)悬挂结构可同时用作调谐质量阻尼器，再加上减震装置与隔震装置的应用，三种振动控制方案的结合使本发明的抗震性能得到显著提高。
基于上述理由本发明可在装配式混凝土建筑结构抗震等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的具体实施方式中装配式超高层核心筒悬挂结构体系的结构示意图(一个核心筒)。
图2是本发明的具体实施方式中装配式超高层核心筒悬挂结构体系的结构示意图(两个核心筒)
图3是本发明的具体实施方式中装配式超高层核心筒悬挂结构体系的结构示意图(四个核心筒)
图4是本发明的具体实施方式中第一次梁、第二次梁平面布置示意图。
图5是图4中A-A剖面图。
图6是本发明的具体实施方式中第二次梁与主体结构连接示意图。
图7是本发明的具体实施方式中悬挂结构示意图。
图8是本发明的具体实施方式中盒形单元结构示意图。
图9是本发明的具体实施方式中盒形单元水平接缝连接示意图。
图10是本发明的具体实施方式中盒形单元竖向接缝连接示意图。
图11是本发明的具体实施方式中盒形单元与吊杆连接示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图11所示，一种装配式超高层核心筒悬挂结构体系，包括呈矩阵分布的至少一个核心筒1，该结构体系在实际应用中根据需要采用单核心筒1或双(多)核心筒1布置形式，如图1-3所示；
所述核心筒1呈正四棱柱状，沿其轴线依次设有多个悬臂主梁组；
所述悬臂主梁组包括与所述核心筒1的四个侧棱一一对应的四对悬臂主梁2，即每对所述悬臂主梁2对应一个侧棱，每对所述悬臂主梁2垂直于所对应的所述核心筒1侧棱；
每对所述悬臂主梁2中的两个所述悬臂主梁2分别垂直于位于所对应的所述核心筒1的侧棱两侧的所述核心筒1的侧面；
若所述核心筒1的一侧具有与其相邻的所述核心筒1，则所述核心筒1通过这一侧的所述悬臂主梁2与与其相邻的所述核心筒1所对应的所述悬臂主梁2连接；
若所述核心筒1的一侧没有与其相邻的所述核心筒1，则所述核心筒1这一侧的所述悬臂主梁2与延长悬臂主梁3连接；
位于同一横的所述悬臂主梁2上方和位于同一横的所述延长悬臂主梁3上方分别设有沿横向延伸第一次梁4；
位于同一纵的所述悬臂主梁2上方和位于同一纵的所述延长悬臂主梁3上方分别设有沿纵向延伸第二次梁5；
所述第一次梁4两端分别穿过所对应的所述第二次梁5，同样的所述第二次梁5两端分别穿过所对应的所述第一次梁4；
所述第一次梁4和所述第二次梁5分别通过隔震装置6与所对应的所述悬臂主梁2或所述延长悬臂主梁3连接；
相邻所述悬臂主梁组之间的所述核心筒1的侧面通过多个减震装置7与悬挂结构8耗能连接；
所述悬挂结构8上端通过吊杆9与其上方所对应的所述第一次梁4或所述第二次梁5连接。
所有所述核心筒1、所有所述悬臂主梁2和所述延长悬臂主梁3整体采用现浇混凝土。
所述吊杆9为高强型钢制成。
所述悬挂结构8包括多个呈矩阵分布的盒形单元10；
相邻所述盒形单元10之间通过水平接缝11或竖向接缝12贴合；
沿所述水平接缝11两侧以及所述竖向接缝12两侧依次设有多对预埋钢板13，每对所述预埋钢板13分别预埋在所述水平接缝11或所述竖向接缝12所对应的两个所述盒形单元10外壁内；
每对所述预埋钢板13上设有连接钢板14(将两个所述预埋钢板13连接)并通过高强螺栓15固定连接。
所述吊杆9下端设有吊杆预埋钢板16；
所述吊杆预埋钢板16通过高强螺栓15与所述悬挂结构8上端与所述吊杆预埋钢板16相对应的所述连接钢板14连接。
所述悬挂结构8采用装配式混凝土结构。
所述竖向接缝12与所对应的所述核心筒1的侧面平行；
所述减震装置7位于所述悬挂结构8侧面上端靠近所对应的所述核心筒1的侧面一侧以及所述水平接缝11靠近所对应的核心筒1的侧面一侧。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种装配式超高层核心筒悬挂结构体系，其特征在于，包括呈矩阵分布的至少一个核心筒；
所述核心筒呈正四棱柱状，沿其轴线依次设有多个悬臂主梁组；
所述悬臂主梁组包括与所述核心筒的四个侧棱一一对应的四对悬臂主梁，每对所述悬臂主梁垂直于所对应的所述核心筒侧棱；
每对所述悬臂主梁中的两个所述悬臂主梁分别垂直于位于所对应的所述核心筒的侧棱两侧的所述核心筒的侧面；
若所述核心筒的一侧具有与其相邻的所述核心筒，则所述核心筒通过这一侧的所述悬臂主梁与与其相邻的所述核心筒所对应的所述悬臂主梁连接；
若所述核心筒的一侧没有与其相邻的所述核心筒，则所述核心筒这一侧的所述悬臂主梁与延长悬臂主梁连接；
位于同一横的所述悬臂主梁上方和位于同一横的所述延长悬臂主梁上方分别设有沿横向延伸第一次梁；
位于同一纵的所述悬臂主梁上方和位于同一纵的所述延长悬臂主梁上方分别设有沿纵向延伸第二次梁；
所述第一次梁和所述第二次梁分别通过隔震装置与所对应的所述悬臂主梁或所述延长悬臂主梁连接；
相邻所述悬臂主梁组之间的所述核心筒的侧面通过多个减震装置与悬挂结构耗能连接；
所述悬挂结构上端通过吊杆与其上方所对应的所述第一次梁或所述第二次梁连接；
所述悬挂结构包括多个呈矩阵分布的盒形单元；
相邻所述盒形单元之间通过水平接缝或竖向接缝贴合；
沿所述水平接缝两侧以及所述竖向接缝两侧依次设有多对预埋钢板，每对所述预埋钢板分别预埋在所述水平接缝或所述竖向接缝所对应的两个所述盒形单元外壁内；
每对所述预埋钢板上设有连接钢板并通过高强螺栓固定连接；
所述吊杆下端设有吊杆预埋钢板；
所述吊杆预埋钢板通过高强螺栓与所述悬挂结构上端与所述吊杆预埋钢板相对应的所述连接钢板连接；
所述悬挂结构采用装配式混凝土结构。
2.根据权利要求1所述的装配式超高层核心筒悬挂结构体系，其特征在于：所有所述核心筒、所有所述悬臂主梁和所述延长悬臂主梁整体采用现浇混凝土。
3.根据权利要求1所述的装配式超高层核心筒悬挂结构体系，其特征在于：所述吊杆为高强型钢制成。
4.根据权利要求1所述的装配式超高层核心筒悬挂结构体系，其特征在于：所述竖向接缝与所对应的所述核心筒的侧面平行；
所述减震装置位于所述悬挂结构侧面上端靠近所对应的所述核心筒的侧面一侧以及所述水平接缝靠近所对应的核心筒的侧面一侧。
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