专利名称：整体倾斜相互链接结构体系及其施工方法
技术领域：
本实用新型涉及一种建筑结构体系及其施工方法，尤其是一种整体倾斜相互链接 结构体系及其施工方法。属于建筑结构技术领域。
背景技术：
倾斜结构是一种特殊的复杂体型建筑，与垂直建筑相比，需要抵抗由于倾斜产生 的重力倾覆弯矩，这种重力倾斜弯矩往往比所处环境的风、地震作用产生的水平倾覆弯矩 要大得多。目前，在社会上的建筑大多为直线或折线形结构，如电视塔、无线电塔、微波塔、 输电线路塔、旅游观光纪念塔，从外观上看具有稳定性，与之相比，倾斜结构则是一种特殊 的复杂体型建筑，需要抵抗由于倾斜产生的重力倾覆弯矩，这种重力倾斜弯矩往往比所处 环境的风、地震作用产生的水平倾覆弯矩要大得多，具有一定的建造技术难度，其基础、主 体各分段加工和安装具有较复杂的变形控制设施，需要进行精确的工厂加工定位和现场安 装加工定位，常常引起建筑师构想出各种不同类型的倾斜建筑。因此，建筑师在具体的工程 设计中，要通过分析了解倾斜框架在重力、水平荷载作用下的构件内力、整体变形特点，同 时需要研究如何建造的施工方法，解决施工阶段结构构件受力、变形及结构在顶部合拢形 成整体的复杂问题。
发明内容
本发明的第一个目的，是为了解决现有技术的问题，提供一种可建造出不同形式 的倾斜建筑体形且安全的整体倾斜相互链接结构体系。本发明的第二个目的，是为了提供一种整体倾斜相互链接结构体系的施工方法。本发明的第一个目的是通过以下技术方案实现的整体倾斜相互链接结构体系，包括相向倾斜的塔楼之一和塔楼之二，塔楼之一、塔 楼之二分别设有横向框架和纵向框架，其特征在于1)塔楼之一、塔楼之二的底部通过框架结构连接成整体，位于底部之上的横向框 架由下向上呈逐层向内倾斜；至少在塔楼之一和塔楼之二的顶层分别设有万向轴承式支 座，通过所述万向轴承式支座与链杆的两端固定，形成倾斜链接的整体结构体系；2)所述倾斜链接的整体结构体系，其横向为顶部链杆连接的向内侧倾斜的横向框 架，其纵向为两栋塔楼的纵向框架。本发明的第一个目的还可以通过以下技术方案实现实现本发明第一个目的的一种实施方案是所述万向轴承式支座与分别与塔楼之 一和塔楼之二顶层的横向框架固定连接，链杆的两端通过与万向轴承式支座铰接，将塔楼 之一和塔楼之二顶层的横向框架连接成整体。实现本发明第一个目的的一种实施方案是整体倾斜相互链接结构体系是采用框 架结构形式倾斜，建筑底部分成两栋塔楼，塔楼之一和塔楼之二的横向框架对齐，从首层起 根据设定的倾斜角相互向内倾斜，倾斜角沿纵向逐渐增大。
实现本发明第一个目的的一种实施方案是所述塔楼之一的横向框架由单跨倾斜 框架、双垮倾斜框架和带竖向桁架的倾斜框架组合而成；所述塔楼之二的横向框架由多垮 倾斜框架组成。实现本发明第一个目的的一种实施方案是所述横向框架和纵向框架的结构构件 为型钢混凝土构件、钢管混凝土构件或钢构件。实现本发明第一个目的的一种实施方案是所述塔楼之一和塔楼之二顶层的链杆 为钢结构，截面形状为箱形。实现本发明第一个目的的一种实施方案是所述万向轴承式支座承受压力和拉 力，沿上下、左右在控制范围小角度转动，放松切向水平力和弯矩。实现本发明第一个目的的一种实施方案是所述的倾斜角范围在6度 14度之 间。本发明的第二个目的是通过以下技术方案实现的整体倾斜相互链接结构体系的施工方法，在设定的倾斜角范围内，对塔楼之一和 塔楼之二逐层向上施工，使两座塔楼相互向内倾斜，直到顶层采用链杆铰接连接形成整体 倾斜横向框架，同时放松两座塔楼纵向变形不协调，加强倾斜横向框架外侧抗弯配筋。本发明的第二个目的还可以通过以下技术方案实现在设定的倾斜角范围，结构施工不加倾斜方向竖向、水平施工阶段支撑，用常规的 逐层向上施工，采用加强塔楼横向框架底部抗倾覆钢筋、控制施工进度和构件施工阶段裂 缝、仿真计算验证并实施过程监测的施工方法。本发明具有如下突出的有益效果1、本发明所提供的整体倾斜链接结构体系，在达到结构安全和采用常规的逐层向 上施工方法下，可建造出不同形式的倾斜建筑体形。2、本发明所提供的整体倾斜链接结构体系，与现有技术的直线或折线形建筑结构 相比，能给人带来震撼感，同时解决了施工阶段结构构件受力、变形及结构在顶层合拢形成 整体的问题。
图1为本发明整体倾斜链接结构体系的平面示意图；图2为本发明整体倾斜链接结构体系单跨倾斜框架的立面示意图；图3为本发明整体倾斜链接结构体系双垮倾斜框架的立面示意图；图4为本发明整体倾斜链接结构体系带竖向桁架的倾斜框架的立面示意图；其中，1-塔楼之一，2-塔楼之二，3-横向框架，4-纵向框架，5-链杆，6-万向轴承 式支座。
具体实施例方式具体实施例1 图1、图2、图3和图4构成本发明的具体实施例1。 参照图1、图2、图3和图4，本实施例包括相向倾斜的塔楼之一 1和塔楼之二 2，塔 楼之一 1、塔楼之二 2分别设有横向框架3和纵向框架4，
1)塔楼之一 1、塔楼之二 2的底部通过框架结构连接成整体，位于底部之上的横向框架3由下向上呈逐层向内倾斜；至少在塔楼之一 1和塔楼之二 2的顶层分别设有万向轴 承式支座6，通过所述万向轴承式支座6与链杆5的两端固定，形成倾斜链接的整体结构体 系；2)所述倾斜链接的整体结构体系，其横向为顶部链杆连接的向内侧倾斜的横向框 架3，其纵向为两栋塔楼的纵向框架4。本实施例中，所述万向轴承式支座6与分别与塔楼之一 1和塔楼之二 2顶层的横 向框架3固定连接，链杆5的两端通过与万向轴承式支座6铰接，将塔楼之一 1和塔楼之二 2顶层的横向框架3连接成整体。整体倾斜相互链接结构体系是采用框架结构形式倾斜，建 筑底部分成两栋塔楼，塔楼之一 1和塔楼之二 2的横向框架对齐，从首层起根据设定的倾斜 角相互向内倾斜，倾斜角沿纵向逐渐增大。所述塔楼之一 1的横向框架3由单跨倾斜框架 3-1、双垮倾斜框架3-2和带竖向桁架的倾斜框架3-3组合而成；所述塔楼之二 1的横向框 架3由多垮倾斜框架3-4组成。所述横向框架3和纵向框架4的结构构件为型钢混凝土构 件、钢管混凝土构件或钢构件。所述万向轴承式支座6承受压力和拉力，沿上下、左右在控 制范围小角度转动，放松切向水平力和弯矩。所述的倾斜角范围在6度 14度之间。本实施例的施工方法是在设定的倾斜角范围内，对塔楼之一 1和塔楼之二 2逐层 向上施工，使两座塔楼相互向内倾斜，直到顶层采用链杆5铰接连接形成整体倾斜横向框 架3，同时放松两座塔楼纵向变形不协调，加强倾斜横向框架3外侧抗弯配筋。在设定的倾斜角范围，结构施工不加倾斜方向竖向、水平施工阶段支撑，用常规的 逐层向上施工，采用加强塔楼横向框架3底部抗倾覆钢筋、控制施工进度和构件施工阶段 裂缝、仿真计算验证并实施过程监测的施工方法。其他具体实施例本发明的其他具体实施例的主要特点是根据柱距的不同，所述塔楼之一 1的横向框架3可以由单跨倾斜框架3-1或双垮 倾斜框架3-2或带竖向桁架的倾斜框架3-3组成，又或者由前述框架两两组合而成。除了 可以在塔楼之一 1和塔楼之二 2的顶层分别设有万向轴承式支座6外，还可以在其他楼层 分别设置一个或多个万向轴承式支座6，与之对应，所涉及的链杆5数量与万向轴承式支座 6的对数相同，即应该为多；通过所述万向轴承式支座6与链杆5的两端固定，形成倾斜链 接的整体结构体系其余同具体实施例1。本发明应用于工程实践的实施例中国广州——广州新图书馆。该工程已于2008年完成施工图设计，2009年底完成 结构封顶，其塔楼为10层，高49. 5米，平面尺寸(非矩形)长约144米，宽约72米。南塔 楼横向框架倾斜角度范围是6度 14度，横向框架形式为单跨、双跨和带竖向桁架的倾斜 框架。北塔楼横向框架倾斜角度由9度 11度，横向框架形式为单跨和多跨倾斜框架。在 两塔楼八层采用链杆连接成整体，链杆采用钢结构箱型梁(主要截面为800X500X30X30)， 与塔楼横向框架采用万向转动轴承支座铰接，轴承支座按不同内力分为A、B、C三种型号， A、B型用于八层；C型用于九层及屋面层。轴承支座设计承载力见附表1。附表1轴承支座设计承载力
权利要求
1.整体倾斜相互链接结构体系，包括相向倾斜的塔楼之一(1)和塔楼之二0)，塔楼之 一(1)、塔楼之二( 分别设有横向框架C3)和纵向框架G)，其特征在于1)塔楼之一(1)、塔楼之二( 的底部通过框架结构连接成整体，位于底部之上的横向 框架(3)由下向上呈逐层向内倾斜；至少在塔楼之一(1)和塔楼之二 O)的顶层分别设有 万向轴承式支座(6)，通过所述万向轴承式支座(6)与链杆(5)的两端固定，形成倾斜链接 的整体结构体系；2)所述倾斜链接的整体结构体系，其横向为顶部链杆连接的向内侧倾斜的横向框架 (3)，其纵向为两栋塔楼的纵向框架0)。
2.根据权利要求1所述的整体倾斜相互链接结构体系，其特征在于所述万向轴承式 支座(6)与分别与塔楼之一(1)和塔楼之二( 顶层的横向框架(3)固定连接，链杆(5) 的两端通过与万向轴承式支座(6)铰接，将塔楼之一(1)和塔楼之二( 顶层的横向框架 (3)连接成整体。
3.根据权利要求1或2所述的整体倾斜相互链接结构体系，其特征在于整体倾斜相 互链接结构体系是采用框架结构形式倾斜，建筑底部分成两栋塔楼，塔楼之一(1)和塔楼 之二 O)的横向框架对齐，从首层起根据设定的倾斜角相互向内倾斜，倾斜角沿纵向逐渐 增大。
4.根据权利要求1或2所述的整体倾斜相互链接结构体系，其特征在于所述塔楼之 一⑴的横向框架⑶由单跨倾斜框架(3-1)、双垮倾斜框架(3-2)和带竖向桁架的倾斜框 架(3- 组合而成；所述塔楼之二(1)的横向框架(3)由多垮倾斜框架(3-4)组成。
5.根据权利要求1或2所述的整体倾斜相互链接结构体系，其特征在于所述横向框 架(3)和纵向框架的结构构件为型钢混凝土构件、钢管混凝土构件或钢构件。
6.根据权利要求1或2所述的整体倾斜相互链接结构体系，其特征在于所述塔楼之 一 (1)和塔楼之二(2)顶层的链杆(5)为钢结构，截面形状为箱形。
7.根据权利要求1或2所述的整体倾斜相互链接结构体系，其特征在于所述万向轴 承式支座(6)承受压力和拉力，沿上下、左右在控制范围小角度转动，放松切向水平力和弯 矩。
8.根据权利要求1或2所述的整体倾斜相互链接结构体系，其特征在于所述的倾斜 角范围在6度 14度之间。
9.整体倾斜相互链接结构体系的施工方法，其特征在于在设定的倾斜角范围内，对 塔楼之一(1)和塔楼之二( 逐层向上施工，使两座塔楼相互向内倾斜，直到顶层采用链杆 (5)铰接连接形成整体倾斜横向框架(3)，同时放松两座塔楼纵向变形不协调，加强倾斜横 向框架C3)外侧抗弯配筋。
10.根据权利要求9所述的整体倾斜相互链接结构体系的施工方法，其特征在于在 设定的倾斜角范围，结构施工不加倾斜方向竖向、水平施工阶段支撑，用常规的逐层向上施 工，采用加强塔楼横向框架C3)底部抗倾覆钢筋、控制施工进度和构件施工阶段裂缝、仿真 计算验证并实施过程监测的施工方法。
全文摘要
本发明公开了一种整体倾斜相互链接结构体系及其施工方法，所述整体倾斜相互链接结构体系整体倾斜相互链接结构体系，包括相向倾斜的塔楼之一(1)和塔楼之二(2)，塔楼之一(1)、塔楼之二(2)分别设有横向框架(3)和纵向框架(4)，塔楼之一(1)、塔楼之二(2)的底部通过框架结构连接成整体，位于底部之上的横向框架(3)由下向上呈逐层向内倾斜；至少在塔楼之一(1)和塔楼之二(2)的顶层分别设有万向轴承式支座(6)，通过所述万向轴承式支座(6)与链杆(5)的两端固定，形成倾斜链接的整体结构体系。本发明所提供的整体倾斜链接结构体系，解决了施工阶段结构构件受力、变形及结构在顶层合拢形成整体的问题。
文档编号E04B1/38GK102094459SQ20101057997
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者余永辉, 卓瑜, 周定, 彭水力, 杨汉伦 申请人:广州市设计院