一种可修复式超高层结构及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种可修复式超高层结构及施工方法，所述可修复式超高层结构包括，位于结构下部或中下部的外框架柱和外框架梁或桁架形成的外框架、多腔钢管混凝土剪力墙或多腔钢管钢筋混凝土剪力墙和连梁形成的内筒；位于结构中上部或上部的外框架柱和外框架梁或桁架形成的外框架、内框架柱和内框架梁形成的内框架；所述内框架柱之间设置有支撑或耗能件。本发明专利技术的结构整体承载力大、延性好、耗能能力强。在地震中只需要更换少数耗能支撑/墙板即可继续使用，具有再生的功能。尤其适用于超高层建筑中。

【技术实现步骤摘要】
一种可修复式超高层结构及施工方法
本专利技术涉及一种超高层结构形式及其施工方法，特别是一种在遭受地震灾害后可修复的超高层结构形式及施工方法，属于建筑工程超高层结构

技术介绍
我国超高层建筑物不断增多，据不完全统计，超过500m以上在建或计划建设的建筑物多达40多栋。传统的超高层结构体系通常为核心筒+外框，其核心筒通常为钢筋混凝土剪力墙或钢骨钢筋混凝土剪力墙，外框为钢筋混凝土柱或钢骨混凝土柱，具有耗能差、工期长等不足，大震、巨震之后可能需要重新拆除重建，固体垃圾难以处理，是巨大的污染源。建筑工业化是国家建设发展的重点，《中国中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》(2016年2月6日)明确指出“大力推广装配式建筑”、“鼓励建筑企业装配式施工，现场装配。建设国家级装配式建筑生产基地。”、“加大政策支持力度，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30％。我国同时是一个多地震发生的国家，地震灾害是造成我国居民伤亡灾害最多的自然灾害，其中巨震灾害造成的人员伤亡、财产损失是地震灾害中的主要损失。汶川地震造成约8.7万人死亡或者失踪，约37.5万人受伤，由于目前的经济条件、技术水平、部门管理等限制，在抗震的实践中地震应对主要集中房屋结构抗震领域，这用于应对巨震灾害是远远不够的。即将代替GB18306-2001版本的《中国地震动参数区划图》征求意见稿(2012-4-9)已经引入极罕遇地震(下简称巨震)。如何找到一种合适建筑工业化技术，及满足工业化建设要求，有能有效应对大震甚至巨震是超高层建筑物建筑工业化中所面临的挑战。
技术实现思路
为了实现超高层结构的工业化及有效应对极罕遇地震(巨震)，本专利技术提供了一种可修复式超高层结构及施工方法。本专利技术的技术方案如下：一种可修复式超高层结构，其特征在于：包括，位于结构下部或中下部的外框架柱和外框架梁或桁架形成的外框架、多腔钢管混凝土剪力墙或多腔钢管钢筋混凝土剪力墙和连梁形成的内筒；位于结构中上部或上部的外框架柱和外框架梁或桁架形成的外框架、内框架柱和内框架梁形成的内框架；所述内框架柱之间设置有支撑或耗能件。优选地，所述内筒和所述外框架之间有伸臂桁架或/和伸臂梁。优选地，所述外框架柱之间设置有腰桁架和/或帽桁架。优选地，所述桁架或/和内框架的部分斜撑构件为屈曲约束支撑。优选地，所述外框架柱为钢管混凝土柱、单腔钢管钢筋混凝土柱、多腔钢管钢筋混凝土，或上述柱的组合；所述内框架柱为钢管混凝土柱、单腔钢管钢筋混凝土柱、多腔钢管钢筋混凝土柱或上述柱的组合；所述外框架梁为钢梁、钢骨混凝土梁或钢-混凝土变刚度梁。优选地，所述次框架与所述外框架之间设置有隔震支座。具体地，所述次框架的框架柱为钢柱、钢管钢筋混凝土柱或多腔钢管钢筋混凝土柱。上述的可修复式超高层结构的施工方法，其特征在于，步骤如下，1)施工外框架柱及内筒的基础,2)施工内筒的多腔钢管钢筋混凝土剪力墙和连梁，3)施工外框架柱和外框架梁；4)施工外框架和内筒之间的梁或伸臂桁架；5)施工楼板；6)重复步骤2～5步至下部结构完成；7)施工中上部内筒的内框架柱和内框架梁；8)施工中上部的外框架和外框架梁；9)施工中上部的外框架和内框架之间的梁或伸臂桁架；10)施工中上部的楼板；11)重复步骤7～10步至顶层；12)如果有伸臂桁架，内外筒变形稳定之后，固定伸臂桁架。采用本专利技术相对于现有技术取得了以下有益效果：1.提高建筑物整体应对巨震的能力。本结构采用耗能支撑/或耗能墙板为第一道抗震防线，连梁/梁作为第二道抗震防线，墙/柱作为第三道防线。结构整体承载力大、延性好、耗能能力强。在地震中只需要更换少数耗能支撑/墙板即可继续使用，具有再生的功能。2.提高施工速度，减少建筑垃圾，实现绿色环保施工，本申请所述超高层建筑结构的墙内、梁、板均可实现无传统式钢模或木模板施工，现场可减少施工废弃物达到50％以上，另外，本申请中的梁、柱及墙体中的部分构件可在工厂预制后，在施工现场组装，这样可以大大提升工期和施工质量。3.房屋抗倒塌能力大幅度提高，本申请中提及的超高层建筑结构形式充分发挥了钢筋混凝土与钢各自的优势，多腔钢管钢筋混凝土墙为对混凝土约束，大大提升竖向承载力、水平承载力和延性，较普通的钢筋混凝土房屋抗震性能大幅度提高，使得房屋在地震中不易倒塌。4.良好的防火性能，钢管钢筋混凝土柱抗火性能远优于普通的钢结构，为人员在火灾中逃生提供良好的条件，尤其对地震伴有火灾发生有着特殊的优势，可以减少有效减少地震、火灾耦合作用下的人员的伤害和财产损失。附图说明图1为本专利技术结构体系下部平面图一；图2为本专利技术结构体系中上部平面图二；图3为本专利技术结构体系下部平面图二；图4为外框立面一；图5为外框立面二——带斜撑；图6为外框立面三——带桁架；图7为内筒立面图一；图8为内筒立面图二；图9为本专利技术结构体系立面图；图10为核心筒受力墙板立面示意图；图11为图10中A-A剖视图；图12为多腔钢管钢筋混凝土剪力墙的柱与面外约束钢板墙连接示意图；图13为中上部框架部分设置支撑/防屈曲支撑立面示意图；图14为图13的B-B剖视图；图15为耗能墙板的一种实施方式；图16为耗能墙板的第二种实施方式；图17为多腔钢管钢筋混凝土剪力墙柱内设置加强斜筋；图18为带加劲肋的多腔钢管钢筋混凝土剪力墙；图19为外框架由斜柱和梁形成的一种实施方式；图20为外框架为斜柱、梁和柱形成的另一种实施方式；图21为内筒一种实施方式；图22为内筒另一种实施方式；图23为内筒第一种实施方式。附图说明：图中，1-多腔钢管钢筋混凝土剪力墙；2-外框架柱；3-次框架柱；4-外框架梁；5-连梁；6-斜撑；7-桁架；8-内框架柱；9-内框架梁；10-耗能墙板；11-伸臂桁架；12-支撑/防屈曲支撑；13-伸臂梁；14-钢管钢筋混凝土柱；15-面外约束钢筋混凝土板；16-钢板；17-连接板；18-上钢梁；19-下钢梁；20-螺栓；21-连接螺栓；22-墙内支撑/防屈曲支撑；23-防屈曲支撑外约束；24-防屈曲支撑内核心钢板/支撑钢板；25-墙上洞口；26-耗能构件；27-耗能材料；28-外钢板；29-混凝土；30-受力钢筋；31-斜向增强钢筋；32-墙钢板；33-斜向加劲肋；34-斜柱、35-斜梁、36-直柱；37-墙体；38-中柱；39-中梁；40-斜撑；41-上梁；42-上柱；43-基础。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。首先说明：本申请中提及的结果位置概念如下定义，下部：<50％H，中下部：<75％H，上部:>50％H，中上部：>25％H，中部：25％H～75％H，H指整个结构的整体高度，具体结构设计时，根据实际结构设计需求，在上述范围内选择某个点或区段即可。请结合如图1-图9所示，一种可修复式超高层结构，包括位于结构下部或中下部的外框架和内筒，外框架包括外框架柱2和外框架梁4，外框架柱2之间设置有桁架7，内筒由多腔钢管钢筋混凝土剪力墙和/或多腔钢管混凝土剪力墙和连梁5形成；以及位于结构中上部或上部的外框架和内框架；内框架包括内框架柱8和内框架梁9，内框架柱8之间设置有耗能墙板10、斜撑6，多腔钢管钢筋混凝土剪力墙和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可修复式超高层结构，其特征在于：包括，位于结构下部或中下部的外框架柱和外框架梁或桁架形成的外框架、多腔钢管混凝土剪力墙或多腔钢管钢筋混凝土剪力墙和连梁形成的内筒；位于结构中上部或上部的外框架柱和外框架梁或桁架形成的外框架、内框架柱和内框架梁形成的内框架；所述内框架柱之间设置有支撑或耗能件。

【技术特征摘要】
1.一种可修复式超高层结构，其特征在于：包括，位于结构下部或中下部的外框架柱和外框架梁或桁架形成的外框架、多腔钢管混凝土剪力墙或多腔钢管钢筋混凝土剪力墙和连梁形成的内筒；位于结构中上部或上部的外框架柱和外框架梁或桁架形成的外框架、内框架柱和内框架梁形成的内框架；所述内框架柱之间设置有支撑或耗能件。2.根据权利要求1所述的可修复式超高层结构，其特征在于：所述内筒和所述外框架之间有伸臂桁架或/和伸臂梁。3.根据权利要求1所述的可修复式超高层结构，其特征在于：所述外框架柱之间设置有腰桁架和/或帽桁架。4.根据权利要求3所述的可修复式超高层结构，其特征在于：所述桁架或/和内框架的部分斜撑构件为屈曲约束支撑。5.根据权利要求1所述的可修复式超高层结构，其特征在于：所述外框架柱为钢管混凝土柱、单腔钢管钢筋混凝土柱、多腔钢管钢筋混凝土，或上述柱的组合；所述内框架柱为钢管混凝土柱、单腔钢管钢筋混凝土柱、多腔钢管钢筋混凝土柱或上述柱的组合；所述外框架梁为钢梁、钢骨混凝土梁或钢-混凝土变刚度梁。6.根据权利要求1所述的可修复式超高层结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚攀峰，
申请(专利权)人：姚攀峰，
类型：发明
国别省市：北京,11