一种Y形柱柱顶支撑钢桁架的转换结构的制作方法

本发明涉及一种应用于高层建筑的转换结构，特别涉及一种y形柱柱顶支撑钢桁架的转换结构，属于高层建筑转换结构领域的创新技术。

背景技术：

转换结构在实际工程案例中应用较多，常见的转换结构是底部楼层基于对大空间需求（如大厅、商业等），柱网尺寸较大，上部楼层建筑功能为小开间（如：酒店客房、住宅等），使得上下楼层的墙柱存在无法贯通设置的情况，故通过设置转换层，以实现上下楼层柱网的转换。基于底部楼层建筑立面造型的需求，底部楼层端跨区域转换柱沿着塔楼宽度方向设置单柱，且单柱沿侧立面方向呈y形，有别于常规转换柱（或墙）采用竖向垂直设置的转换形式，无法直接套用原有的技术成果，须根据实际工程需求，深入研究此类型情况的转换结构形式。

技术实现要素：

本发明的目的在于基于上述情况提供一种y形柱柱顶支撑钢桁架的转换结构。本发明构造形式合理，符合建筑立面造型需求，充分发挥钢结构和型钢混凝土构件抗震性能良好的优势，施工便利，有利于在同类项目中推广。

本发明的技术方案是：本发明是一种y形柱柱顶支撑钢桁架的转换结构，应用于底部楼层为单柱，上部楼层为多排柱的转换结构，包括y形柱、钢桁架、钢框架柱、钢框架梁，其中，位于底部楼层的单柱沿楼层宽度方向居中布置，沿楼层侧立面方向形成y形柱，y形柱、钢桁架、钢框架柱按照自下而上顺序依次连接为一体，钢框架柱在标准层通高设置，钢框架梁设置于每个楼层位置，钢框架梁与钢框架柱相连组成楼层支撑体系。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1）本发明y形柱截面形式采用型钢混凝土，既保证结构构件具备良好抗震性能，又兼顾建筑造型需求，为实现独特建筑外立面要求创造条件；

2）本发明充分发挥钢桁架通过节点传力的特点，在每个钢桁架上弦杆节点位置支撑框架柱，以实现标准层结构平面布置，介于y形柱和钢框架柱之间的钢桁架可顺利实现上下层之间柱网的转化；

3）本发明钢桁架和标准层框架梁柱均采用钢构件，截面选型发挥钢结构强度高、延性好的特点，底层y形柱采用型钢混凝土，即实现结构体系合理的构造措施和传力途径，又能实现建筑外立面对柱截面形式造型要求；

4）本发明沿着塔楼高度方向，框架柱由单排转化为多排，构件截面形式由型钢混凝土过渡为钢结构，其构造合理、施工便利，且抗震性能优良。

本发明适用于高层建筑，特别适用于塔楼部分区域底层为单排柱，标准层为多排柱的工程项目，具有很强的灵活性和适用性。

附图说明

图1为本发明的剖面示意图；

图2为图1中a-a剖面图，是本发明实施例1应用于实际工程y形柱中的型钢混凝土竖向柱的剖面配筋示意图；

图3为图1中b-b剖面图，是本发明实施例1应用于实际工程y形柱中的型钢混凝土斜柱的剖面配筋示意图；

图4为本发明实施例1应用于实际工程的标准层结构平面图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细描述。

如图1所示，本发明是一种y形柱柱顶支撑钢桁架的转换结构，是一种适用于高层建筑的转换结构，应用于底部楼层为单柱，上部楼层为多排柱的转换结构，包括y形柱1、钢桁架2、钢框架柱3、钢框架梁4，其中，位于底部楼层的单柱沿楼层宽度方向居中布置，沿楼层侧立面方向形成y形柱1，y形柱1、钢桁架2、钢框架柱3按照自下而上顺序依次连接为一体，钢框架柱3在标准层通高设置，钢框架梁4设置于每个楼层位置，钢框架梁4与钢框架柱3相连组成楼层支撑体系。

本实施例中，上述y形柱1包括型钢混凝土竖向柱5、型钢混凝土斜柱6、顶端拉梁7，顶端拉梁7两端分别与对称设置的型钢混凝土斜柱6连为一体，且连接位置位于型钢混凝土斜柱6的顶端。

本实施例中，上述型钢混凝土竖向柱5包括混凝土竖向柱8、型钢竖向柱9，型钢混凝土斜柱6包括混凝土斜柱10、型钢斜柱11，其中型钢竖向柱9与型钢斜柱11，混凝土竖向柱8与混凝土斜柱10均沿着高度方向上下连续设置。

本实施例中，上述型钢竖向柱9的截面形状是由若干个工字形组合而成。

本实施例中，上述混凝土竖向柱8内设置若干纵筋20、箍筋21、拉筋22，型钢竖向柱9的侧面等间距设置有若干个栓钉23和穿孔24，拉筋22在穿孔22内贯通穿过。

本实施例中，上述呈对称设置的2个型钢混凝土斜柱6之间的夹角为20~30度，且型钢混凝土斜柱6在型钢斜柱11的分叉起始位置设置有水平向加劲肋17，水平向加劲肋17将两侧的型钢斜柱11连接在一起。

本实施例中，上述水平向加劲肋17设置有2道。

本实施例中，上述顶端拉梁7包括混凝土梁18、型钢梁19，混凝土梁18、型钢梁19两端分别与对称设置的混凝土斜柱10、型钢斜柱11连为一体。

本实施例中，上述钢桁架2沿着楼层高度方向占2~4个楼层，视具体情况确定所占楼层数。钢桁架2沿着楼层高度方向介于y形柱1和钢框架柱3之间，是上、下楼层的竖向转换构件。

本实施例中，上述钢桁架2包括钢上弦杆12、钢下弦杆13、钢斜腹杆14，钢上弦杆12、钢下弦杆13分别设置于所占楼层的顶部和底部位置，钢斜腹杆14两端分别与钢上弦杆12、钢下弦杆13连接，且与各楼层水平方向之间的角度介于30~60度之间。

上述钢斜腹杆14的设置在满足结构受力前提下，可根据建筑功能的需求灵活设置，钢斜腹杆14可以在两侧端跨内采取十字交叉型、单向斜腹杆，中间跨斜腹杆可不设置。

本实施例1中，所述钢框架柱3、钢框架梁4组成上部楼层支撑体系，上部楼层层数根据需要设置。

本实施例中，所述型钢混凝土竖向柱5的横截面形式为矩形，且截面尺寸取值在满足y形柱1立面造型尺寸要求前提下，兼顾受力和构造要求。

图4为本发明实施例1应用于实际工程的局部标准层结构平面图。本发明应用于某实际工程中，抗震设防烈度7度，设计地震分组第一组，场地类别ⅱ类。该项工程地下1层，地上14层，裙房3层，地上结构主体总高度60.55m。塔楼平面布置呈扇形，结构体系为右侧边跨带y形柱1支撑转换的框架-剪力墙结构。其中，在1~4层右侧端跨居中位置设置一根型钢混凝土竖向柱5，在1层楼面以上1.0m高度分别向左右两侧对称分叉为2根型钢混凝土斜柱6，二者夹角20度，塔楼右侧立面形成y形柱1。钢桁架2设置于4~5层，其底部支撑于y形柱1之上，钢桁架2的顶部支撑钢框架柱3，共计4根，6层及6层以上的楼层位置，钢框架柱3双向均与钢框架梁4相连，共同组成楼盖结构体系，6~14层为标准层，该区域端跨标准层均采用钢框架结构体系。

本发明针对底部楼层局部区域设置单柱情况，提供一种立面形式呈y形的转换柱，能满足建筑立面独特造型需要，y形柱和其顶部钢桁架的设置，可实现底部楼层为单柱向上部楼层为多排柱的转换，同时，兼顾各层建筑功能需要，使得传力途径合理有效。

技术特征：

技术总结
本发明是一种Y形柱柱顶支撑钢桁架的转换结构体系，应用于底部楼层为单柱，上部楼层为多排柱的转换结构，包括Y形柱（1）、钢桁架（2）、钢框架柱（3）、钢框架梁（4），其中，位于底部楼层的单柱沿楼层宽度方向居中布置，沿楼层侧立面方向形成Y形柱（1），Y形柱（1）、钢桁架（2）、钢框架柱（3）按照自下而上顺序依次连接为一体，钢框架柱（3）在标准层通高设置，钢框架梁（4）设置于每个楼层位置，钢框架梁（4）与钢框架柱（3）相连组成楼层支撑体系。本发明结构体系传力明确，整体性好，对建筑侧立面造型形成下窄上宽立面造型的转换结构具有广阔应用前景。

技术研发人员：张伟
受保护的技术使用者：香港华艺设计顾问（深圳）有限公司
技术研发日：2019.03.28
技术公布日：2019.06.18