一种带水平支撑的超限高宽比，超高层钢结构电梯

1.本发明属于超限，超高层钢结构技术领域，涉及一种超限高宽比，超高层钢结构观光电梯。


背景技术：

2.近年来，随着我国经济社会的快速发展和社会文化的进步，旅游行业也随之迅速发展为满足各层面游客的不同需求，为游客带来全新的游玩体验，景区内运输交通设施的建设也是日新月异。各旅游景区为了吸引广大游客，尤其是自然风景区旅游业，建设了许多富有当地特色的交通设施。其中，观光电梯无论是作为景区景点，还是其为客运服务提供的便捷，或者是在对环境的破坏程度上，都使得它具备独有的优势。因此，观光电梯也成为了自然景区旅游业建设发展中的热门建设项目。在自然景区中，观光电梯特别是超限高宽比电梯多为傍山或临崖建设，由于其主体结构高宽比较大的特点，通常需要对主体结构设置除底部之外的其他约束条件，以保证结构的稳定性与合理的结构刚度。
3.目前，应用比较广泛的超高层钢结构为框架-支撑结构体系，其中，框架-支撑结构体系由多根钢柱、钢梁以及钢支撑组成，对整体结构进行支撑，以提高结构的抗侧刚度，其材料大多为h型钢或钢管混凝土的结合，并需要配合使用大量支撑进行加固，以提高结构的抵抗侧向荷载及重力荷载能力。但是，为了保证足够的抗风和抗震性能，该结构往往需要使用较多的钢柱，不仅使得整体重量较大，且需耗费大量钢材，成本较高，还降低了施工的效率。同时在景区，由于地形地势原因，要结合地形设计处满足使用功能，安全等问题。同时在本例中，由于该结构的特点是平面占地面积小，高度很高的结构，属于高厚比严重超限的高耸构筑物，因此使用带水平支撑的钢结构体系。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种抗风和抗震性能好、用钢量低且施工速度快的超限高宽比，超高层钢结构。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种景区超限高宽比、超高层钢结构，是一种带支撑的超高层框架与桁架钢结构的组合，该结构包括主体钢框架结构以及设置在主体结构上的桁架，主体钢框架结构包括电梯井道以及设置在井道外部的钢结构辅助框架结构，该辅助钢框架结构包括设在井道外侧的钢柱、以及将多根钢柱连接在一起形成的平面框架结构，主体结构均为h型钢。次结构-桁架结构包括水平支撑，压型钢板与混凝土组合楼面，金属屋面板屋面及采光玻璃屋面。
7.作为优选的技术方案，所述的地面以上水平支撑形式采用三角形空间桁架结构形式，在平面图上呈45度向山壁岩体延伸并与钢筋混凝土墙筒体刚接。在岩壁处通过岩石锚杆锚住山体后浇筑混凝土，钢梁与钢柱通过等强原则刚接，钢柱柱脚与基础刚接。
8.作为优选的技术方案，所述的钢梁，钢柱选型均采用h型钢，水平支撑采用钢圆管。
9.作为优选的技术方案，所述的地面以下水平支撑形式采用平面桁架结构形式。
10.作为优选的技术方案，所述的结构基础采用桩基础，基础等级为甲级。
11.作为优选的技术方案，所述的安装方法以每12米为一个单位，分为3 个部分安装，进行钢结构的分段及拼装，确保结构能够顺利吊装。并结合自身的施工经验和特点，采用钢缆绳运输主要构件和垂直吊篮协助安装的施工工艺来实现。
12.作为优选的技术方案，所述的运输方案采用在山顶设置吊装机器，通过吊装缆绳将构件从山脚逐个吊至山顶，再从山顶垂直向下吊装构件。以解决山区构件、钢材以及设备的运输难题。
13.作为优选的技术方案，所述的结构最高为368m，水平支撑每间距24m 需设置一道，安装非常困难，施工人员无法快捷达到施工作业面，在岩石面设计一有轨吊篮，用于上下运输施工人员和施工器材，到达岩石面标高处，首先施工临时作业面栈道平台，然后进行岩石锚杆开凿和混凝土的浇筑，第二步，利用垂直吊篮进行水平桁架的吊装。吊装确定标高，由施工人员进行两端的定位及安装，岩石端先进行临时安装，用安装螺栓进行临时固定，钢结构端进行销接，一次性固定，待主体结构调整完垂直度后，在对岩石端进行永久螺栓的固定。
14.作为优选的技术方案，所述的通过对比焊接和螺栓连接的两种方式，从安全角度出发，最终选择螺栓连接，不仅施工便利，而且节点连接有保证。
15.作为优选的技术方案，所述的操作平台，从电梯结构底部至结构顶部逐级设置钢爬梯，施工人员从爬梯爬至操作平台，即沿高度方向，每隔24 米设置安全防护平台，沿着框架外围四周伸出2米，布置高强度安全网，用于防治和减缓高空坠物速度对下部人员带来的威胁，同时也给高空施工人员给与视觉和心理安全保障，操作平台保留至电梯安装时再做拆除。
16.作为优选的技术方案，所述的脚手架。在操作平台上沿结构外围一圈逐级搭建脚手架，每6m为一级，并在端部设置横梁将脚手架稳定连接，以方便施工人员对结构进行拼装。根据结构的特点，每24m为一个施工阶段，脚手架相应总高度也为24m，当施工完成一个24m阶段，则可通过山顶的施工吊篮将脚手架构件搬运至下一个操作平台，并按照之前的脚手架安装顺序进行搭建，以此循环，直至施工至轿顶山顶。
17.与现有技术相比，本发明具有以下特点：
18.(1)采用主体钢框架结构与桁架结构组合的高层钢结构体系，减少了钢柱的数量、钢柱的截面和钢材的用量，进而降低了成本，不仅具有足够的抗风和抗震性能，同时由于钢柱数量少，既降低了整体的重量，同时减少了钢柱及其它结构构件对建筑功能的影响，适用于500m以上的超高层建筑物及超高构筑物中，在有效解决超高层钢结构普遍存在的结构侧向刚度问题的同时，可显著降低结构的用钢量；
19.(2)采用钢结构体系，建筑结构布置灵活，施工速度快，施工工业化程度高。
附图说明
20.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
21.图1为实施例中带水平支撑钢结构的整体结构示意图；
22.图2为实施例中带水平支撑钢结构的主体结构示意图；
23.图3为实施例中带水平支撑钢结构的地下结构示意图；
24.图中标记说明：
25.1一电梯井道、2一辅助框架、3一框架柱、4一框架梁、5一桁架结构、6-地上水平支撑上下弦杆、7-腹杆、8-平台板、9-岩体、10-地下钢筋混凝土墙、11-地下水平支撑杆。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
27.实施例：
28.如图1所示的一种超限高宽比、超高层钢结构观光电梯，该结构包括主体框架结构以及设置在主体结构上的桁架结构。如图2所示，主体钢框架结构包括电梯井道以及设置在井道外部的钢结构辅助框架结构，该辅助钢框架结构包括设在井道外侧的钢柱、以及将多根钢柱连接在一起形成的平面框架结构，主体结构均为h型钢，井道四周上设有钢框架支撑，钢柱为h型钢。次结构-桁架结构包括水平支撑，压型钢板与混凝土组合楼面，金属屋面板屋面及采光玻璃屋面。
29.如图3所示，山顶处平台板包括压型钢板与混凝土组合楼面和钢梁，钢梁同山体连接端设置为刚接，钢梁同钢柱连接端为刚接。
30.本建筑结构特点是平面占地面积小，高度很高的结构，属于高厚比严重超限的高耸构筑物，从荷载情况分析，竖向荷载占比小，水平风荷载及地震作用对结构的影响大，特别是考虑风高压变化系数的影响，风荷载呈现下小上大的特点，控制荷载为水平风荷载，在水平风荷载作用的水平位移是主要控制的变形因素，经过认真分析及初步计算，建议结构形式采用带水平支撑的-钢框架结构。
31.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。