专利名称：一种用于高层建筑中的加强层结构的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于高层建筑中的加强层结构，特别是一种设置于超高层建筑物避难层内的加强层结构，属于高层建筑中的加强层结构的创新技术。
背景技术：
现有的超高层建筑物一般都设置有避难层，当出现意外情况(如火灾等)时可供人们进行暂时避难，以挽救生命和财产安全。考虑到当建筑物主体总高度超过一定高度时， 原有结构体系，如框架-核心筒的结构体系整体抗侧刚度较弱，使得结构体系抗震和抗风设计不能保证安全可靠。有时甚至使得重力荷载产生的二阶效应过大，会导致结构的整体失稳倒塌。若能利用避难层兼做加强层，使其加强核心筒和外围框架的联系，从而提高其整体抗侧刚度，可在不影响建筑功能和节约工程投资的前提下，有效的解决上述问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于通过加强层的设置，可增大外围框架柱抵抗的倾覆力矩， 使得结构整体抗侧刚度和刚重比等指标均能得到提高，避免结构侧向刚度太弱或产生整体失稳倒塌的用于高层建筑中的加强层结构。本实用新型满足设计规范要求，设计合理，方便实用。本实用新型的技术方案是本实用新型的用于高层建筑中的加强层结构，包括有设置于建筑中部的核心筒及设置于建筑四周的若干框架柱，其中核心筒与框架柱之间还连接有伸臂。上述伸臂包括有上弦杆、下弦杆、斜腹杆，其中上弦杆与下弦杆平行设置，斜腹杆连接在上弦杆与下弦杆之间。上述与框架柱位于同一轴线上的核心筒内部的剪力墙未设置洞口，伸臂的上弦杆、下弦杆、斜腹杆均能设置在核心筒的剪力墙内。上述核心筒的剪力墙内设置有洞口，核心筒的剪力墙内贯通有伸臂的上弦杆及下弦杆，核心筒的剪力墙内没有设置斜腹杆。上述伸臂能设置一层层高，或两层层高时。上述若干框架柱还设置有与之连接为一个整体的环向桁架。上述环向桁架与伸臂的结构形式相同，包括有上弦杆、下弦杆、斜腹杆，其中上弦杆与下弦杆平行设置，斜腹杆连接在上弦杆与下弦杆之间，环向桁架围绕外围框架柱呈周圈设置，形成一个封闭的环状桁架。上述框架柱与伸臂的设置方向相互垂直。上述伸臂和环向桁架采用钢结构。本实用新型加强层设置于超高层建筑物避难层内，其目的是当原结构体系在不满足规范要求的情况下，通过增设加强层以增强结构体系抗侧刚度。本实用新加强层由伸臂和环向桁架与原结构体系组成，伸臂设置于核心筒和框架柱之间，环向桁架沿框架柱外周全设置。但有时仅设置伸臂，不设置环向桁架，伸臂的作用是利用伸臂自身的强大刚度，起到增大框架柱轴力的作用，相应使得框架的抗倾覆力矩也得到提高，从而起到增大整体结构抗侧刚度的目的。环向桁架能加强外围框架柱的联系，起到加强结构整体性的作用。环向桁架也同时起到协调框架竖向变形，减小竖向变形差的作用，可使其受力均勻。上述由伸臂和环向桁架组成的加强层同时可以起到增大刚重比指标的作用，从而起到提高结构整体稳定的作用。本实用新型的伸臂和环向桁架通常采用钢结构，以便于施工安装。本实用新型是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的用于高层建筑中的加强层结构。
图1为本实用新型的平面布置图；图2为本实用新型实施例1的结构示意图；图3为本实用新型实施例2的结构示意图；图4为本实用新型实施例3的结构示意图；图5为本实用新型环向桁架的结构示意图；图6为本实用新型应用于实际工程的平面布置图。
具体实施方式
实施例本实用新型加强层平面布置图如图1所示，加强层设置于超高层建筑物避难层内，其目的是当原结构体系，如框架-核心筒结构在不满足规范抗侧刚度要求的情况下，通过增设加强层以增强结构体系抗侧刚度。加强层一般由伸臂3和环向桁架4与原结构体系组成，在实际应用中，有时仅设置伸臂3，不设置环向桁架4。其中，伸臂3设置于核心筒1 和框架柱2之间，环向桁架4沿框架柱2外周全设置。伸臂3的目的是增大框架柱2的轴力，使得框架的抗倾覆力矩也得到提高，从而起到增大整体结构抗侧刚度的目的。环向桁架 4能加强外围框架柱的联系，起到加强结构整体性的作用。环向桁架4也同时起到协调框架竖向变形，减小竖向变形差的作用，可使其受力均勻。一般伸臂3和环向桁架4采用钢结构较为常见，以便于施工安装。图2为加强层伸臂3的上弦杆31、下弦杆32和斜腹杆33均伸入核心筒1的立面示意图，展示了伸臂3、核心筒1、框架柱2之间的关系，三者互相联系，相当于利用一个楼层的高度，形成一个刚度很大的结构构件。该图中，与框架柱2位于同一轴线上的核心筒1内部的剪力墙11是一个完整的墙体，使得伸臂3的上弦杆31、下弦杆32和斜腹杆33均能设置，可在最大程度上保证水平力的有效传递。图3为加强层伸臂3的上弦杆31和下弦杆32伸入核心筒1的立面示意图，在伸臂3与之相连的核心筒1内部的剪力墙11需要设置门洞12时，无法实现斜腹杆33在核心筒1内部的设置，此种情况，仅能保证将上弦杆31和下弦杆32在核心筒1内部贯通。图4为伸臂3占2层层高的立面示意图，当设置一层层高的伸臂时，其增加的结构整体抗侧刚度仍旧不足以满足规范要求时，可考虑采用两层层高设置伸臂，会对结构整体抗侧刚度有较大比例提高。
4[0026]图5为环向桁架4的立面示意图，上述环向桁架4与伸臂1的结构形式基本相同， 包括有上弦杆31、下弦杆32、斜腹杆33，其中上弦杆31与下弦杆32平行设置，斜腹杆33连接在上弦杆31与下弦杆32之间，环向桁架4围绕外围框架柱2呈周圈设置，形成一个封闭的环状桁架。环向桁架4的作用就是将外围框架柱2联系为一个整体，环向桁架4与伸臂 3的设置方向相互垂直，使得加强层具备强大的整体性能，二者互相依存、共同工作。图6为具体工程实例中伸臂3设置在楼层的平面布置图，本实用新型应用于某一实际工程中，抗震设防烈度为7. 5度，场地类别IV类。该项工程地下4层，地上主体M层， 主体结构总高度237. 6m，结构体系采用带加强层框架-核心筒结构。标准层层高4. 2m,分别在15、27、42层设置三个避难层，同时兼做加强层。标准层平面尺寸为54. 7mX42. Im,高宽比为5.6。图6所示的平面布置图中，三个避难层分别在水平和垂直方向各设置2和4道伸臂构成，在水平方向为图3形式的伸臂，垂直方向为图2形式的伸臂。伸臂的设置对提高结构体系抗侧刚度较为明显，且结构体系最大弹性、弹塑性层间位移角满足规范要求。通过伸臂设置在不同楼层，多方案的优化比较，最终选择在三个避难层设置伸臂，并采取了有效的构造措施，可顺利解决抗侧刚度不足的问题。
权利要求1.一种用于高层建筑中的加强层结构，包括有设置于建筑中部的核心筒(1)及设置于建筑四周的若干框架柱O)，其特征在于核心筒(1)与框架柱(2)之间还连接有伸臂(3)。
2.根据权利要求1所述的用于高层建筑中的加强层结构，其特征在于上述伸臂(3)包括有上弦杆(31)、下弦杆(32)、斜腹杆(33)，其中上弦杆(31)与下弦杆(32)平行设置，斜腹杆(33)连接在上弦杆(31)与下弦杆(32)之间。
3.根据权利要求2所述的用于高层建筑中的加强层结构，其特征在于上述与框架柱 (2)位于同一轴线上的核心筒(1)内部的剪力墙(11)未设置洞口，伸臂(3)的上弦杆(31)、 下弦杆(32)、斜腹杆(33)均能设置在核心筒(1)的剪力墙(11)内。
4.根据权利要求2所述的用于高层建筑中的加强层结构，其特征在于上述核心筒(1) 的剪力墙(11)内设置有洞口(12)，核心筒⑴的剪力墙(11)内贯通有伸臂(3)的上弦杆 (31)及下弦杆(32)，核心筒(1)的剪力墙(11)内没有设置斜腹杆(33)。
5.根据权利要求2所述的用于高层建筑中的加强层结构，其特征在于上述伸臂(3)能设置一层层高，或两层层高时。
6.根据权利要求1至5任一项所述的用于高层建筑中的加强层结构，其特征在于上述若干框架柱( 还设置有与之连接为一个整体的环向桁架G)。
7.根据权利要求6所述的用于高层建筑中的加强层结构，其特征在于上述环向桁架 (4)与伸臂(3)的结构形式相同，包括有上弦杆(31)、下弦杆(32)、斜腹杆(33)，其中上弦杆(31)与下弦杆(32)平行设置，斜腹杆(33)连接在上弦杆(31)与下弦杆(32)之间，环向桁架围绕外围框架柱( 呈周圈设置，形成一个封闭的环状桁架。
8.根据权利要求7所述的用于高层建筑中的加强层结构，其特征在于上述框架柱(2) 与伸臂(3)的设置方向相互垂直。
9.根据权利要求8所述的用于高层建筑中的加强层结构，其特征在于上述伸臂(3)和环向桁架(4)采用钢结构。
专利摘要本实用新型是一种用于高层建筑中的加强层结构。包括设置于建筑中部的核心筒及设置于建筑四周的若干框架柱，核心筒与框架柱之间还连接有伸臂。本实用新型加强层设置于超高层建筑物避难层内，当原结构体系在不满足规范要求的情况下，通过增设加强层以增强结构体系抗侧刚度。本实用新加强层由伸臂和环向桁架与原结构体系组成，伸臂设置于核心筒和框架柱之间，环向桁架沿框架柱外周圈设置，但有时可仅设置伸臂，不设置环向桁架。伸臂的作用是借助于本身强大的刚度，在结构产生侧移时，导致外围框架柱产生拉伸或压缩，从而使得框架柱可承受较大的轴力，提高了框架的抗倾覆力矩，最终实现增大整体结构抗侧刚度的目的。环向桁架能加强外围框架柱的联系，起到加强结构整体性的作用。
文档编号E04B1/62GK201933619SQ20102064865
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者刘俊, 张伟, 曾德光, 梁莉军 申请人:香港华艺设计顾问(深圳)有限公司