本發(fā)明屬于超高層建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超高層鋼結(jié)構(gòu)巨型框架建筑結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

近幾年，隨著高層及超高層建筑的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)形式(如框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)等)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代高層建筑多功能、綜合用途的建筑空間要求，尋求新的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)形式成為工程設(shè)計(jì)人員所關(guān)注的問(wèn)題之一。

目前，應(yīng)用比較廣泛的超高層建筑結(jié)構(gòu)為框架-核心筒結(jié)構(gòu)，其中，框架設(shè)置在核心筒的外圍，由多根巨柱組成，對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐，以提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，其材料大多為鋼筋混凝土或鋼與鋼筋混凝土的混合，并需要配合使用大量的組合構(gòu)件進(jìn)行加固，以提高結(jié)構(gòu)的抵抗側(cè)向荷載及重力荷載能力。但是，為了保證足夠的抗風(fēng)和抗震性能，該結(jié)構(gòu)往往需要使用較多的巨柱，并使其均勻分散在核心筒的外圍，不僅使得整體重量較大，且需耗費(fèi)大量鋼材，成本較高，還降低了施工的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種抗風(fēng)和抗震性能好、用鋼量低且施工速度快的超高層鋼結(jié)構(gòu)巨型框架建筑結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種超高層鋼結(jié)構(gòu)巨型框架建筑結(jié)構(gòu)，該建筑結(jié)構(gòu)包括主結(jié)構(gòu)以及設(shè)置在主結(jié)構(gòu)上的次結(jié)構(gòu)，所述的主結(jié)構(gòu)包括核心筒以及設(shè)置在核心筒外部的鋼結(jié)構(gòu)巨型框架，該鋼結(jié)構(gòu)巨型框架包括多個(gè)布設(shè)在核心筒外部的巨柱以及將多個(gè)巨柱連接在一起的環(huán)帶桁架，所述的巨柱為鋼管混凝土巨柱，所述的次結(jié)構(gòu)包括多個(gè)設(shè)置在主結(jié)構(gòu)上的樓蓋以及設(shè)置在相鄰的兩個(gè)樓蓋之間的重力柱。所述的樓蓋沿水平方向設(shè)置，多個(gè)樓蓋沿豎直方向布設(shè)在主結(jié)構(gòu)上。樓蓋貫穿核心筒，并向外延伸，將巨柱與核心筒連接在一起。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的重力柱設(shè)置在相鄰的兩個(gè)樓蓋之間并位于核心筒內(nèi)部。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的巨柱的數(shù)量為4-12個(gè)，所述的巨柱承擔(dān)側(cè)向荷載以及鋼結(jié)構(gòu)巨型框架整體的重力荷載。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的巨柱沿豎直方向由下到上逐漸趨近于核心筒，即鋼結(jié)構(gòu)巨型框架整體呈錐形。所述的核心筒的直徑沿豎直方向由下到上逐漸減小。所述的環(huán)帶桁架沿水平方向設(shè)置，所述的環(huán)帶桁架為正多邊形環(huán)帶桁架，所述的巨柱設(shè)置在正多邊形環(huán)帶桁架的各個(gè)角處，以便最大限度地發(fā)揮巨柱的抗側(cè)剛度。

所述的環(huán)帶桁架共設(shè)有多個(gè)，且位于超高層建筑的設(shè)備層或避難層，并占據(jù)1-2層樓的高度。環(huán)帶桁架與巨柱組成的鋼結(jié)構(gòu)巨型框架能夠抵抗側(cè)向荷載，并同時(shí)承擔(dān)相鄰的兩個(gè)環(huán)帶桁架之間的重力柱傳遞過(guò)來(lái)的荷載，之后環(huán)帶桁架將荷載傳遞至巨柱。

所述的鋼管混凝土巨柱包括鋼管、設(shè)置在鋼管內(nèi)的混凝土以及設(shè)置在鋼管內(nèi)的加勁結(jié)構(gòu)。

所述的鋼管為方形鋼管。

所述的加勁結(jié)構(gòu)包括互相垂直交叉布設(shè)在方形鋼管內(nèi)的隔板，所述的隔板與方形鋼管的內(nèi)壁相連。所述的隔板將方形鋼管的內(nèi)部分隔為多個(gè)區(qū)域。

所述的加勁結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在隔板8及方形鋼管內(nèi)壁上的加勁板9。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，方形鋼管內(nèi)部的每個(gè)區(qū)域中，隔板及方形鋼管的內(nèi)壁上均設(shè)有加勁板。

所述的核心筒與巨柱之間設(shè)有伸臂桁架。伸臂桁架能夠協(xié)調(diào)核心筒和鋼結(jié)構(gòu)巨型框架之間的變形，主要用于抵抗側(cè)向荷載。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的伸臂桁架共設(shè)有多個(gè)，且與環(huán)帶桁架位于相同的樓層。

所述的樓蓋內(nèi)設(shè)有重力梁，該重力梁與重力柱相連。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的重力梁及重力柱均分區(qū)設(shè)置，相鄰的兩個(gè)環(huán)帶桁架之間為一個(gè)區(qū)段，各個(gè)區(qū)段之間相互獨(dú)立，每個(gè)區(qū)段的頂部或底部設(shè)有變形釋放裝置，以防止荷載集中聚集，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。重力梁及重力柱僅承擔(dān)本區(qū)段內(nèi)的重力荷載。

所述的核心筒上設(shè)有鋼支撐。該鋼支撐能夠提高核心筒的抗側(cè)剛度。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的核心筒為鋼核心筒，所述的重力柱為鋼柱或鋼管混凝土柱。核心筒可以承擔(dān)側(cè)向荷載，并同時(shí)承擔(dān)核心筒范圍內(nèi)的重力荷載。

本發(fā)明中，環(huán)帶桁架與巨柱組成的鋼結(jié)構(gòu)巨型框架能夠抵抗側(cè)向荷載，并同時(shí)承擔(dān)相鄰的兩個(gè)環(huán)帶桁架之間的重力柱傳遞過(guò)來(lái)的荷載，之后環(huán)帶桁架將荷載傳遞至巨柱。核心筒可以承擔(dān)側(cè)向荷載，并同時(shí)承擔(dān)核心筒范圍內(nèi)的重力荷載。重力梁及重力柱僅承擔(dān)本區(qū)段內(nèi)的重力荷載。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：

1)采用主結(jié)構(gòu)與次結(jié)構(gòu)相配合的二級(jí)巨型框架建筑結(jié)構(gòu)，減少了巨柱的數(shù)量、重力柱的截面和鋼材的用量，進(jìn)而降低了成本，不僅具有足夠的抗風(fēng)和抗震性能，同時(shí)由于巨柱數(shù)量少，既降低了整體的重量，同時(shí)減少了巨柱及其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)建筑功能的影響，適用于500m以上的超高層建筑物及超高構(gòu)筑物中，在有效解決超高層鋼結(jié)構(gòu)普遍存在的結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度問(wèn)題的同時(shí)，可顯著降低結(jié)構(gòu)的用鋼量；

2)采用鋼結(jié)構(gòu)體系，建筑結(jié)構(gòu)布置靈活，施工速度快，施工工業(yè)化程度高，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例中建筑結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例中建筑結(jié)構(gòu)的水平剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例中鋼管混凝土巨柱的水平剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)記說(shuō)明：

1—核心筒、2—巨柱、3—環(huán)帶桁架、4—樓蓋、5—重力柱、6—鋼管、7—混凝土、8—隔板、9—加勁板、10—伸臂桁架、11—重力梁。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例：

如圖1所示的一種超高層鋼結(jié)構(gòu)巨型框架建筑結(jié)構(gòu)，該建筑結(jié)構(gòu)包括主結(jié)構(gòu)以及設(shè)置在主結(jié)構(gòu)上的次結(jié)構(gòu)，如圖2所示，主結(jié)構(gòu)包括核心筒1以及設(shè)置在核心筒1外部的鋼結(jié)構(gòu)巨型框架，該鋼結(jié)構(gòu)巨型框架包括多個(gè)布設(shè)在核心筒1外部的巨柱2以及將多個(gè)巨柱2連接在一起的環(huán)帶桁架3，核心筒1上設(shè)有鋼支撐，巨柱2為鋼管混凝土巨柱，核心筒1與巨柱2之間設(shè)有伸臂桁架10。次結(jié)構(gòu)包括多個(gè)設(shè)置在主結(jié)構(gòu)上的樓蓋4以及設(shè)置在相鄰的兩個(gè)樓蓋4之間的重力柱5。樓蓋4內(nèi)設(shè)有重力梁11，該重力梁11與重力柱5相連。

如圖3所示，鋼管混凝土巨柱包括鋼管6、設(shè)置在鋼管6內(nèi)的混凝土7以及設(shè)置在鋼管6內(nèi)的加勁結(jié)構(gòu)。鋼管6為方形鋼管。加勁結(jié)構(gòu)包括互相垂直交叉布設(shè)在方形鋼管內(nèi)的隔板8，隔板8與方形鋼管的內(nèi)壁相連。加勁結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在隔板8及方形鋼管內(nèi)壁上的加勁板9。

本建筑結(jié)構(gòu)中，環(huán)帶桁架3與巨柱2組成的鋼結(jié)構(gòu)巨型框架能夠抵抗側(cè)向荷載，并同時(shí)承擔(dān)相鄰的兩個(gè)環(huán)帶桁架3之間的重力柱5傳遞過(guò)來(lái)的荷載，之后環(huán)帶桁架3將荷載傳遞至巨柱2。核心筒1可以承擔(dān)側(cè)向荷載，并同時(shí)承擔(dān)核心筒1范圍內(nèi)的重力荷載。重力梁11及重力柱5均分區(qū)設(shè)置，相鄰的兩個(gè)環(huán)帶桁架3之間為一個(gè)區(qū)段，重力梁11及重力柱5僅承擔(dān)本區(qū)段內(nèi)的重力荷載。

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。