一種高層建筑的框架中空核心筒結(jié)構(gòu)體系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種建筑構(gòu)造，具體是指一種高層建筑的框架中空核心筒結(jié)構(gòu)體 系。
【背景技術(shù)】
[0002] 剪力墻筒體因其抗側(cè)力性能好被廣泛應(yīng)用于高層建筑，現(xiàn)有的高層建筑剪力墻筒 體建筑體系如圖1所示，包括剪力墻1、連梁4、外圍柱2、框架梁3、筒內(nèi)剪力墻5和樓板，剪 力墻1豎向設(shè)置，位于高層建筑的中心位置處，剪力墻1為豎向設(shè)置的多片，相鄰的剪力墻 1之間架設(shè)有連梁4,剪力墻1和連梁4環(huán)圍構(gòu)成一個(gè)中空核心筒，外圍柱2位于中空核心 筒的外圍，外圍柱2為多根豎向設(shè)置的鋼管混凝土柱，框架梁3也為多根，框架梁3的兩端 分別架設(shè)在外圍柱2與剪力墻1之間，筒內(nèi)剪力墻5內(nèi)置在中空核心筒筒內(nèi)，筒內(nèi)剪力墻5 為多個(gè)，筒內(nèi)剪力墻5與剪力墻1之間剛性連接，筒內(nèi)剪力墻5與剪力墻1剛性連接形成一 個(gè)整體剛性體。
[0003] 上述高層建筑剪力墻筒體建筑體系采用了框架-核心筒結(jié)構(gòu)，框架-核心筒結(jié)構(gòu) 是指由外圍梁柱組成的框架體系與中心筒體共同組成的結(jié)構(gòu)體系，外框架包含框架梁3以 及設(shè)置在框架梁3之間的建筑結(jié)構(gòu)，外框柱是指外圍柱2和框架梁3構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu) 的主要抗側(cè)力體系為中空核心筒，通過與外框架的協(xié)同作用，以提供結(jié)構(gòu)的足夠抗側(cè)及抗 扭剛度。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)形式有利于提高結(jié)構(gòu)整體的受力性能，從而提高高層建筑物抗震性 能?？蚣?核心筒結(jié)構(gòu)因其良好的受力性能和內(nèi)部空間的靈活性成為目前國際超高層建筑 中采用的主流結(jié)構(gòu)形式，在超高層建筑中有著廣泛的應(yīng)用。
[0004] 但上述高層建筑剪力墻筒體建筑體系也存在如下缺陷：
[0005] 其一、由于中空核心筒筒內(nèi)設(shè)置筒內(nèi)剪力墻5,筒內(nèi)剪力墻5重量過大，增大了基 礎(chǔ)負(fù)荷和結(jié)構(gòu)的地震力，同時(shí)造價(jià)高。
[0006] 其二、外框架通過框架梁3與中空核心筒連接，框架梁3與中空核心筒之間的連接 屬于半剛性連接，這里半剛性連接是指外圍的中空核心筒與中空核心筒內(nèi)的筒內(nèi)剪力墻5 之間有一定的相對位移或相對變形，只能承受部分彎矩，存在一定的轉(zhuǎn)角，而中空核心筒內(nèi) 通過筒內(nèi)剪力墻5相連接，剛度很大，屬于剛性連接，這里剛性連接是指外圍的中空核心筒 與中空核心筒內(nèi)的筒內(nèi)剪力墻之間的相對位移或相對變形很小，幾乎為零，也就是說中空 核心筒與筒內(nèi)的筒內(nèi)剪力墻連接為了一個(gè)整體，幾乎不存在相對變形，導(dǎo)致中空核心筒的 內(nèi)力過大，不利于外圍柱和框架梁構(gòu)成的外框柱二道防線的發(fā)揮。
[0007] 由于舊規(guī)范對高層結(jié)構(gòu)的防火要求，框架-核心筒結(jié)構(gòu)平面面積不能超過2000m2， 而新規(guī)范的防火分區(qū)規(guī)定樓面平面面積可超出2000mm 2,實(shí)際工程應(yīng)用中樓面面積達(dá) 3000m2以上，樓面面積大，核心筒的面積也會增大，從而造成核心筒內(nèi)的剪力墻過多，重量 過重，經(jīng)濟(jì)性不好。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型的目的是提供一種高層建筑的框架中空核心筒結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)體系 能夠降低中空核心筒的重量，減小基礎(chǔ)負(fù)荷和結(jié)構(gòu)的地震力，降低造價(jià)，還能夠充分發(fā)揮外 框柱二道防線的作用。
[0009] 本實(shí)用新型的上述目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種高層建筑的框架中空核 心筒結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)體系包括剪力墻、連梁、外圍柱、框架梁和樓板，所述的剪力墻位于高 層建筑的中心位置處，剪力墻為豎向設(shè)置的多片，相鄰的剪力墻之間架設(shè)有所述的連梁，剪 力墻和連梁環(huán)圍構(gòu)成一個(gè)中空核心筒，所述的外圍柱位于中空核心筒的外圍，外圍柱為多 根豎向設(shè)置的鋼管混凝土柱，框架梁也為多根，部分框架梁架設(shè)在外圍柱與剪力墻之間，其 余的框架梁架設(shè)在相鄰的兩根外圍柱之間，其特征在于：所述中空核心筒的內(nèi)部還交錯(cuò)設(shè) 置有多根筒內(nèi)梁，筒內(nèi)梁的兩端分別搭接在剪力墻上，以降低中空核心筒的重量，減小基礎(chǔ) 負(fù)荷和結(jié)構(gòu)的地震力，并且能夠降低造價(jià)。
[0010] 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)體系通過取消中空核心筒內(nèi)的筒內(nèi)剪力墻，改為采用筒內(nèi)梁搭 接，能夠顯著降低中空核心筒的重量，減小基礎(chǔ)負(fù)荷和結(jié)構(gòu)的地震力，并且能夠降低造價(jià)。 同時(shí)，外框架通過框架梁與中空核心筒連接，框架梁與中空核心筒之間的連接屬于半剛性 連接，而中空核心筒內(nèi)采用筒內(nèi)梁搭接，筒內(nèi)梁與中空核心筒之間形成鉸接，因此中空核心 筒的筒內(nèi)、筒外均為半剛性連接，不會出現(xiàn)局部剛度過大的情況，同時(shí)更能充分發(fā)揮外圍柱 和框架梁構(gòu)成的外框柱二道防線的作用。
[0011] 本實(shí)用新型中，所述的中空核心筒為矩形筒，所述的多根筒內(nèi)梁沿縱向、橫向呈井 字形垂直設(shè)置。
[0012] 本實(shí)用新型中，所述剪力墻中，部分剪力墻墻體設(shè)有伸向中空核心筒筒內(nèi)的墻肢， 墻肢的結(jié)構(gòu)與剪力墻相同，多根筒內(nèi)梁中，部分筒內(nèi)梁搭接在所述墻肢上，其余筒內(nèi)梁搭接 在剪力墻未設(shè)置墻肢的墻體上，架設(shè)在外圍柱與剪力墻之間的框架梁中，部分框架梁與剪 力墻設(shè)置墻肢的墻體相連接，這部分框架梁與搭接在對應(yīng)墻肢上的筒內(nèi)梁分別位于墻肢的 兩側(cè)，與對應(yīng)的墻肢以及筒內(nèi)梁位于同一直線上，同時(shí)這部分框架梁還與搭接在對應(yīng)墻肢 上的筒內(nèi)梁相連接，其余框架梁與剪力墻未設(shè)置墻肢的墻體相連接。
[0013] 本實(shí)用新型中，所述墻肢的長度為1. 5~2. 5m，能夠保證中空核心筒內(nèi)的筒內(nèi)梁 搭接在墻肢上形成較大連接剛度。
[0014] 本實(shí)用新型中，搭接在所述墻肢上的筒內(nèi)梁的截面寬度與墻肢的厚度相同，厚度 為0. 2~0. 8m，截面高度為0. 8~1. 5m，跨度越大，高度越高，跨度較少，高度可取小值。
[0015] 本實(shí)用新型中，所述的墻肢為多個(gè)，以矩形中空核心筒的中心線為中心呈中心對 稱狀分布。
[0016] 本實(shí)用新型中取消中空核心筒內(nèi)的筒內(nèi)剪力墻，并采用混凝土筒內(nèi)梁替換核心筒 內(nèi)的筒內(nèi)剪力墻，混凝土筒內(nèi)梁按現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)施工技術(shù)手段直接連接中空核心筒剪力 墻或剪力墻的墻肢，故可以有效減小中空核心筒內(nèi)的結(jié)構(gòu)自重，增加中空核心筒內(nèi)的建筑 靈活性，同時(shí)由于增加短肢墻肢，可以縮短筒內(nèi)梁的跨度，使得筒內(nèi)梁的截面高度也能得以 減小，從而有效地解決在高層建筑中由于中空核心筒內(nèi)的筒內(nèi)剪力墻過多，結(jié)構(gòu)自重過大 而使結(jié)構(gòu)造價(jià)過大之間的矛盾問題，通過取消筒內(nèi)剪力墻，并增加短肢墻肢和筒內(nèi)梁的形 式，其結(jié)構(gòu)剛度也能結(jié)構(gòu)延性和承載力要求。
[0017] 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)體系中筒內(nèi)梁、框架梁與剪力墻的連接關(guān)系較為復(fù)雜，不同位置 處的連接結(jié)構(gòu)不同，具體連接結(jié)構(gòu)如下：
[0018] 本實(shí)用新型中，位于對應(yīng)墻肢兩側(cè)的且位于同一直線上的框架梁與筒內(nèi)梁中，所 述框架梁為框架梁面筋、框架梁底筋、捆扎框架梁面筋與框架梁底筋的框架梁箍筋以及混 凝土澆筑形成的鋼筋混凝土梁，所述的筒內(nèi)梁為筒內(nèi)梁面筋、筒內(nèi)梁底筋、捆扎筒內(nèi)梁面筋 與筒內(nèi)梁底筋的筒內(nèi)梁箍筋以及混凝土澆筑形成的鋼筋混凝土梁，所述框架梁面筋與筒內(nèi) 梁面筋穿過剪力墻及墻肢后相連通，所述框架梁底筋穿過剪力墻后伸入墻肢內(nèi)，框架梁底 筋位于剪力墻與墻肢內(nèi)的長度多LabE，所述筒內(nèi)梁底筋位于框架梁底筋的下方，與框架梁 底筋呈上下交疊狀，所述筒內(nèi)梁底筋穿過墻肢后伸入剪力墻內(nèi)，筒內(nèi)梁底筋位于墻肢與剪 力墻內(nèi)的長度多LabE，所述的框架梁與剪力墻和墻肢形成剛接連接，所述的筒內(nèi)梁與剪力 墻和墻肢也形成剛接連接。
[0019] 本實(shí)用新型中，框架梁與剪力墻未設(shè)置墻肢的墻體之間的連接為剛接連接，所述 框架梁為框架梁面筋、框架梁底筋、捆扎框架梁面筋與框架梁底筋的框架梁箍筋以及混凝 土澆筑形成的鋼筋混凝土梁，所述的框架梁面筋伸入剪力墻后豎直向下彎折，其伸入剪力 墻的橫向長度多〇. 4LabE，豎直向下彎折的最下端與框架梁的底面之間的高度差多LabE， 所述的框架梁底筋伸入剪力墻后豎直向上彎折，其伸入剪力墻的橫向長度多〇. 4LabE，橫向 長度與豎直向上彎折的高度之和彡LabE。
[0020] 本實(shí)用新型中，筒內(nèi)梁與剪力墻未設(shè)置墻肢的墻體之間的搭接為鉸接連接，所述 的筒內(nèi)梁為筒內(nèi)梁面筋、筒內(nèi)梁底筋、捆扎筒內(nèi)梁面筋與筒內(nèi)梁底筋的筒內(nèi)梁箍筋以及混 凝土澆筑形成的鋼筋混凝土梁，所述的筒內(nèi)梁面筋伸入剪力墻后豎直向下彎折，其伸入剪 力墻的橫向長度多〇.4LabE，豎直向下彎折的高度為15dl，dl是筒內(nèi)梁面筋的直徑，所述筒 內(nèi)梁底筋伸入剪力墻后豎直上彎折，其伸入剪力墻的橫向長度多〇. 4LabE，豎直向上彎折的 高度為15d2, d2是筒內(nèi)梁底筋的直徑。
[0021] 本實(shí)用新型中，所述的高層建筑是指層數(shù)為20層~60層的建筑；所述中空核心筒 的面積為300m 2~600m2,所述的多根筒內(nèi)梁中，沿縱向設(shè)置的筒內(nèi)梁的跨度為7m~20m，沿 橫向設(shè)置的筒內(nèi)梁的跨度為7m~30m。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下顯著效果：
[0023] 1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)體系由于取消中空核心筒筒體內(nèi)的筒內(nèi)剪力墻，能夠有