CN112982757A - 一种降低高层建筑水平风荷载的机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种降低高层建筑水平风荷载的机构，属于建筑领域，所述降低高层建筑水平风荷载的机构包括导风幕墙和钢衔架，所述的导风幕墙呈圆弧面形，所述导风幕墙安装在高层建筑的外围，所述导风幕墙在高层建筑的每一层组合成圆形的封闭结构，高层建筑的外墙体上固定钢筋混凝土预埋件，所述钢衔架的一端与所述钢筋混凝土预埋件固定连接，所述钢衔架的另一端与所述导风幕墙通过固定件连接。可以使高层建筑所承受的巨大高空风荷载包括风力级别特别大的台风水平作用力大大降低，可以使高层建筑的顶部“鞭梢效应”大大减弱，从而使高层建筑的结构安全有了更加可靠的保障。

Description

一种降低高层建筑水平风荷载的机构
技术领域
本发明涉及一种降低高层建筑水平风荷载的机构，属于建筑技术领域。
背景技术
随着我国经济实力的提高，高层建筑在建筑领域得到越来越多的广泛应用。高层建筑虽然具有节约大量土地的优点，但也存在一个结构上影响安全的问题，那就是高层建筑由于建筑高度高，受高空中气流影响大即建筑设计规范中的水平风荷载作用力太大，这个巨大水平风荷载作用力会使高层建筑的顶部产生较大的水平位移，这在建筑学上被称为“鞭梢效应”。
通常建筑物的结构设计由于受使用方便的限制，建筑物的外形大多数都是“平面形状”，如矩形、方形、品字形等等。建筑物这种平面形状设计，使得建筑物外围的迎风面积大大增加。高空中，当风吹来时，遇到建筑物直线型平面外形，风荷载就可以持续不断作用于建筑物表面，产生巨大的水平作用力，更容易出现“鞭梢效应”。
因此高层建筑结构设计时就需要提高建筑物的强度和刚度，以此来达到抵抗高层建筑水平方向所产生巨大风荷载的目的。而提高高层建筑物的强度和刚度，就需要消耗大量钢材和混凝土，使得高层建筑物的结构成本大大增大；同时在高空巨大的风荷载特别是台风作用下，高层建筑所产生的“鞭梢效应”，也会影响高层建筑的结构安全，对居民心里产生不安的阴影。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种降低高层建筑水平风荷载的机构，可以使高层建筑所承受的巨大高空风荷载包括风力级别特别大的台风水平作用力大大降低，可以使高层建筑的顶部水平位移即“鞭梢效应”大大减弱，甚至消失，从而使高层建筑的结构安全有了更加可靠的保障。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种降低高层建筑水平风荷载的机构，所述降低高层建筑水平风荷载的机构包括导风幕墙和钢衔架，所述的导风幕墙呈圆弧面形，所述导风幕墙安装在高层建筑的外围，所述导风幕墙在高层建筑的每一层组合成圆形的封闭结构，高层建筑的外墙体上固定钢筋混凝土预埋件，所述钢衔架的一端与所述钢筋混凝土预埋件固定连接，所述钢衔架的另一端与所述导风幕墙通过固定件连接；
所述固定件包括幕墙钢托件和幕墙紧固板，所述导风幕墙的下端置于所述幕墙钢托件内，所述钢衔架与所述幕墙钢托件固定连接，所述幕墙紧固板安装于所述导风幕墙的上端，所述钢衔架与所述幕墙紧固板固定连接。
进一步的，所述钢衔架靠近所述导风幕墙的一端安装有翼板，高层建筑的外墙上固定有预埋吊件，所述翼板与所述预埋吊件之间链接有碳纤维绞线。将导风幕墙与高层建筑物的主体结构牢固的连接在一起。
进一步的，所述的碳纤维绞线由多股碳纤维丝制作而成。
进一步的，所述的翼板上设有通孔和连接孔，所述钢衔架插入所述通孔内，所述钢衔架与所述翼板之间焊接有焊缝，所述碳纤维绞线与所述连接孔连接。
进一步的，所述的预埋吊件包括钢吊环和螺纹钢棒，所述螺纹钢棒安装在高层建筑的外墙上，所述碳纤维绞线与所述钢吊环连接。
进一步的，所述的导风幕墙为高强度抗压亚克力板材料制成，所述的亚克力板为透明的，既可减弱或消除水平风荷载的作用力，同时又可满足高层建筑物采光的生活需要。
进一步的，高层建筑上安装的导风幕墙，每层导风幕墙之间设有空隙，所述导风幕墙上设有通气孔，以保证高层建筑通风换气需要。
进一步的，所述钢衔架与钢筋混凝土预埋件之间通过角支架固定连接，所述钢衔架为钢管结构，既可以减重又能够保证强度，所述角支架为槽钢托架焊制，所述钢衔架置于所述槽钢托架内。
进一步的，所述幕墙钢托件呈U形，所述幕墙钢托件中部设有通孔，所述钢衔架插入所述通孔内，所述钢衔架与所述幕墙钢托件之间焊接有焊缝。
本发明所述降低高层建筑水平风荷载的机构应用于高度＞100米的平面形状高层建筑物。高空100米以上风力较大，气流风速不断加强，水平风荷载对高层建筑物的作用力不断加大，开始对高层建筑物形成一定破坏力，因此在高层建筑结构设计中加入本发明所述降低高层建筑水平风荷载的机构，可以对高层建筑起到很好的保护作用。
本发明的有益效果是：导风幕墙在高层建筑的每一层组合成圆形的封闭结构，可以引导分散高空气流，减弱或消除水平风荷载对高层建筑物所产生的巨大水平作用力，当高空气流从任意方向吹来时，遇到高层建筑外围的导风幕墙板时，由于导风幕墙是“圆形”，气流会沿着圆形幕墙表面向四周扩散，从而使得气流不会对幕墙产生持续性、巨大的水平作用力，同时也大大减少水平方向风荷载对高层建筑内部结构的水平作用力。圆形的封闭结构，使任意方向都能对高空气流起到“引导分流”的作用；
本发明所提供的导风幕墙，既可减弱或消除水平风荷载的作用力，同时又可满足高层建筑物采光通风的生活需要；所增加的导风幕墙结构既是高层建筑的保护层，又是高层建筑的最外部的结构设计组成部分，与建筑物内部“窗户“的功能是完全不同。
附图说明
图1为高层建筑的“鞭梢效应”结构示意图；
图2为实施例中所述降低高层建筑水平风荷载的机构俯视图；
图3为导风幕墙与高层建筑外墙体的安装结构示意图；
图4为幕墙钢托件的主视图；
图5为图4的A-A向剖视图；
图6为幕墙钢托件与钢衔架的安装结构示意图；
图7为幕墙紧固板的主视图；
图8为幕墙紧固板与钢衔架的安装结构示意图；
图9为翼板的主视图；
图10为翼板与钢衔架的安装结构示意图；
图11为角支架的结构示意图；
图12为槽钢托架与钢衔架的安装结构示意图；
图13为预埋吊件的结构示意图；
图14为碳纤维绞线的截面图；
图中，1导风幕墙，2钢衔架，3钢筋混凝土预埋件，4幕墙钢托件，5幕墙紧固板，6翼板，7预埋吊件，8碳纤维绞线，9通孔，10连接孔，11焊缝，12钢吊环，13螺纹钢棒，14角支架，15槽钢托架，16高层建筑，17外墙体。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
如图所示，一种降低高层建筑水平风荷载的机构，所述降低高层建筑水平风荷载的机构包括导风幕墙1和钢衔架2，所述的导风幕墙1呈圆弧面形，所述导风幕墙1安装在高层建筑16的外围，所述导风幕墙1在高层建筑16的每一层组合成圆形的封闭结构，高层建筑16的外墙体17上固定钢筋混凝土预埋件3，所述钢衔架2的一端与所述钢筋混凝土预埋件3固定连接，所述钢衔架2的另一端与所述导风幕墙1通过固定件连接；
所述固定件包括幕墙钢托件4和幕墙紧固板5，所述导风幕墙1的下端置于所述幕墙钢托件4内，所述钢衔架2与所述幕墙钢托件4固定连接，所述幕墙紧固板5安装于所述导风幕墙1的上端，所述钢衔架2与所述幕墙紧固板5固定连接。
所述钢衔架2靠近所述导风幕墙1的一端安装有翼板6，高层建筑16的外墙上固定有预埋吊件7，所述翼板6与所述预埋吊件7之间链接有碳纤维绞线8。所述的碳纤维绞线8由多股碳纤维丝制作而成。
所述的翼板6上设有通孔9和连接孔10，所述钢衔架2插入所述通孔9内，所述钢衔架2与所述翼板6之间焊接有焊缝11，所述碳纤维绞线8与所述连接孔10连接。所述的预埋吊件7包括钢吊环12和螺纹钢棒13，所述螺纹钢棒13安装在高层建筑16的外墙上，所述碳纤维绞线8与所述钢吊环12连接。
所述的导风幕墙1为高强度抗压亚克力板材料制成，所述的亚克力板为透明的。高层建筑16上安装的导风幕墙1，每层导风幕墙1之间设有空隙，所述导风幕墙1上设有通气孔。
所述钢衔架2与钢筋混凝土预埋件3之间通过角支架14固定连接，所述钢衔架2为钢管结构，所述角支架14为槽钢托架15焊制，所述钢衔架2置于所述槽钢托架15内。
所述幕墙钢托件4呈U形，所述幕墙钢托件4中部设有通孔9，所述钢衔架2插入所述通孔9内，所述钢衔架2与所述幕墙钢托件4之间焊接有焊缝11。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种降低高层建筑水平风荷载的机构，其特征在于，所述降低高层建筑水平风荷载的机构包括导风幕墙(1)和钢衔架(2)，所述的导风幕墙(1)呈圆弧面形，所述导风幕墙(1)安装在高层建筑(16)的外围，所述导风幕墙(1)在高层建筑(16)的每一层组合成圆形的封闭结构，高层建筑(16)的外墙体(17)上固定钢筋混凝土预埋件(3)，所述钢衔架(2)的一端与所述钢筋混凝土预埋件(3)固定连接，所述钢衔架(2)的另一端与所述导风幕墙(1)通过固定件连接；
所述固定件包括幕墙钢托件(4)和幕墙紧固板(5)，所述导风幕墙(1)的下端置于所述幕墙钢托件(4)内，所述钢衔架(2)与所述幕墙钢托件(4)固定连接，所述幕墙紧固板(5)安装于所述导风幕墙(1)的上端，所述钢衔架(2)与所述幕墙紧固板(5)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种降低高层建筑水平风荷载的机构，其特征在于，所述钢衔架(2)靠近所述导风幕墙(1)的一端安装有翼板(6)，高层建筑(16)的外墙上固定有预埋吊件(7)，所述翼板(6)与所述预埋吊件(7)之间链接有碳纤维绞线(8)。
3.根据权利要求2所述的一种降低高层建筑水平风荷载的机构，其特征在于，所述的碳纤维绞线(8)由多股碳纤维丝制作而成。
4.根据权利要求2所述的一种降低高层建筑水平风荷载的机构，其特征在于，所述的翼板(6)上设有通孔(9)和连接孔(10)，所述钢衔架(2)插入所述通孔(9)内，所述钢衔架(2)与所述翼板(6)之间焊接有焊缝(11)，所述碳纤维绞线(8)与所述连接孔(10)连接。
5.根据权利要求2所述的一种降低高层建筑水平风荷载的机构，其特征在于，所述的预埋吊件(7)包括钢吊环(12)和螺纹钢棒(13)，所述螺纹钢棒(13)安装在高层建筑(16)的外墙上，所述碳纤维绞线(8)与所述钢吊环(12)连接。
6.根据权利要求1所述的一种降低高层建筑水平风荷载的机构，其特征在于，所述的导风幕墙(1)为高强度抗压亚克力板材料制成，所述的亚克力板为透明的。
7.根据权利要求1所述的一种降低高层建筑水平风荷载的机构，其特征在于，高层建筑(16)上安装的导风幕墙(1)，每层导风幕墙(1)之间设有空隙，所述导风幕墙(1)上设有通气孔。
8.根据权利要求1所述的一种降低高层建筑水平风荷载的机构，其特征在于，所述钢衔架(2)与钢筋混凝土预埋件(3)之间通过角支架(14)固定连接，所述钢衔架(2)为钢管结构，所述角支架(14)为槽钢托架(15)焊制，所述钢衔架(2)置于所述槽钢托架(15)内。
9.根据权利要求1所述的一种降低高层建筑水平风荷载的机构，其特征在于，所述幕墙钢托件(4)呈U形，所述幕墙钢托件(4)中部设有通孔(9)，所述钢衔架(2)插入所述通孔(9)内，所述钢衔架(2)与所述幕墙钢托件(4)之间焊接有焊缝(11)。
10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的一种降低高层建筑水平风荷载的机构，其特征在于，所述降低高层建筑水平风荷载的机构应用于高度＞100米的平面形状高层建筑(16)。
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