一种强外框超高层建筑结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种强外框超高层建筑结构，包括设在建筑结构外周的用于形成强外框结构的若干外框柱和若干外框梁；设在建筑结构内部的用于形成内框架结构的若干内框柱和内框梁；及用于连接强外框结构和内框架结构的若干楼板结构；强外框结构承担的水平剪力不小于建筑结构的全部水平剪力的20％～80％。本实用新型专利技术实施例提供的强外框超高层建筑结构，设置强外框结构承担的水平剪力为全部建筑结构的水平剪力的20％～80％，因此强外框结构能更有效分担水平剪力和倾覆力矩，而内框架结构只需承担较少部分的水平剪力和倾覆力矩，内框架可设计成结构形式较为简单的、以承担竖向荷载为主的框架式结构。故而内框架的平面布置更加灵活，可提高建筑结构的实用率，经济性强。

【技术实现步骤摘要】
一种强外框超高层建筑结构
本技术涉及土木工程中的结构工程
，具体涉及一种强外框超高层建筑结构。
技术介绍
超高层建筑是指40层以上或高度100米以上的建筑。目前，我国的超高层建筑中应用较多的是框架-核心筒结构体系，一般在中央布置剪力墙薄壁筒，用以承担大部分水平力；周边布置大柱距的普通框架。尽管框架-核心筒结构因存在诸多优点而应用广泛，但也存在一些不足，主要有以下几个方面：(1)连梁设计困难。框架-核心筒结构中的连梁一般跨高比较小、刚度大，且连接的筒体剪力墙刚度较大，在水平力作用下，筒体中连梁受力较大，为保障结构安全防止连梁剪切破坏，往往出现连梁计算配筋值超限的情况，给截面设计带来困难。且在平面较复杂的框筒结构中(如核心筒偏心设置)，某一根连梁的截面取值大小有时会对整个结构的动力特征造成较大影响，使周期、位移比等多项地震指标难以满足规范要求。(2)经济性较差。核心筒是框架-核心筒结构的主要抗侧力构件，要求核心筒在各个方向上都具有较大的抗侧刚度，即，核心筒承担整个建筑结构的80％以上的水平剪力；而外框架主要用于承受竖向荷载，并分担按刚度分配所得的小部分水平剪力。一方面，由于核心筒高宽比较大，与外框架相比，核心筒的抗倾覆力矩的力臂较小，因此只能通过增加剪力墙的长度或厚度、减少开洞等方式加大核心筒的抗倾覆力矩，这样势必会增加用钢量，增加建造成本。另一方面，《建筑抗震设计规范》GB50011中规定，框架-核心筒结构中，除加强层及其相邻上下层外，按框架-核心筒计算分析的框架部分各层地震剪力的最大值不宜小于结构底部总地震剪力的10％。而很多工程中框架承担的地震剪力仅为整个建筑结构总剪力的4％～5％，与规范的要求有较大差距。为了满足规范规定，需要不断加大构件截面尺寸，不仅使设计不合理，也付出很大的经济成本。(3)实用率不佳，平面功能布置受限。在传统的框架-核心筒结构中，核心筒的设计优先考虑的是结构的抗侧力能力，其次才是竖向交通和设备布置，这样就会导致核心筒结构设计和功能设计出现偏差，例如核心筒的结构设计没有问题，但核心筒内的平面布局设计出现空间富裕或空间不足的情况，由于核心筒的结构设计牵涉整个建筑结构的设计，调整起来非常困难和麻烦，基于避免出现核心筒内空间不足以及加大抗倾覆力矩的考虑，核心筒的截面面积往往会设计得比较大，由此降低了建筑结构的实用率。因此实现超高层建筑结构设计更为简单经济、绿色环保是一个亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是提供一种强外框超高层建筑结构，能够有效解决现有技术中的框架-核心筒结构的实用率低、连梁设计困难及经济性较差等问题。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：提供一种强外框超高层建筑结构，包括：设置在建筑结构外周的用于形成强外框结构的若干外框柱和若干外框梁；设置在所述建筑结构内部的用于形成内框架结构的若干内框柱和内框梁；以及用于连接所述强外框结构和所述内框架结构的若干楼板结构；其中，所述强外框结构承担的水平剪力为所述建筑结构的全部水平剪力的20％～80％。作为一个可选的实施方式，在本技术的实施例中，所述强外框结构的截面为圆形、椭圆形、正多边形或长宽比小于2的矩形，且所述强外框结构的宽度为所述建筑结构高度的(1/4～1/10)。其中，强外框结构的宽度与建筑结构的高度的比值对强外框结构的空间受力性能有较大影响，当高宽比过小时，不能较好的发挥强外框结构的整体空间作用。作为一个可选的实施方式，在本技术的实施例中，所述内框柱的柱截面形心与所述外框柱的柱截面形心的最小距离小于或等于15m。其中，内框柱与外框柱之间的距离不宜过大，否则楼盖结构设计困难。作为一个可选的实施方式，在本技术的实施例中，所述外框柱的柱距为4.2m～13m，所述外框柱的边长为所述外框柱的柱距的(1/5～1/3)，所述外框梁的梁截面高度为所述外框梁的梁跨度的(1/8～1/6)。其中，所述外框柱的边长为所述外框柱沿外框边缘排列方向的边长。优选地，所述外框柱的柱距为4.2m～12.6m。具体地，为实现强外框结构有较好的空间作用，形成有较大刚度的抗侧力结构体系，外框柱的柱距不宜过大；此外，由于强外框结构在水平力作用下存在剪力滞后效应，使得外框柱轴力分布不均匀，位于强外框结构的角部位置的外框柱易先于其他位置的外框柱破坏。研究表明，柱距越大剪力滞后效应越明显，故而本技术规定了强外框结构柱距的最大值，即13m。另一方面，过小的外框柱的柱距容易使得强外框结构整体刚度过大，进而影响强外框结构整体延性性能，将可能导致强外框结构整体或局部出现脆性破坏，且难以实现强柱弱梁的设计理念，因此本技术规定了强外框结构的柱距的最小值，即，4.2m。也就是说，外框柱的柱距对于强外框结构所能承受全部水平剪力的占比有着至关重要的影响，在上述柱距要求范围内，柱距越小，其强外框结构所能承受的水平剪力越多；而柱距越大，其强外框结构所能承受的水平剪力越少。其中，所述外框柱的边长为所述外框柱的柱截面的边长。由于所述外框柱的边长为所述外框柱的柱距的(1/5～1/3)，因此，当所述外框柱的柱距发生变化时，所述外框柱的边长也会随之发生变化，进而所述外框柱的柱截面也相应发生变化。其中，由于所述外框梁连接于相邻的两根外框柱之间，也就是说，所述外框梁的梁跨度即为相邻的两根外框柱之间的距离，即柱距，因此，当柱距发生变化时，则该外框梁的梁跨度也发生变化；而由于所述外框梁的梁截面高度为所述外框梁的梁跨度的(1/8～1/6)，因此，当所述外框柱柱距发生变化时，所述外框梁的梁跨度也发生变化，进而所述外框梁的梁截面也相应发生变化。作为一个可选的实施方式，在本技术的实施例中，所述楼板结构包括若干支撑梁和设置在所述若干支撑梁上的楼板层，所述支撑梁为钢骨混凝土梁或钢梁，所述楼板层为钢筋混凝土楼板、空心楼板或组合楼板。作为一个可选的实施方式，在本技术的实施例中，所述支撑梁至少有部分连接于所述外框柱与所述内框柱之间，且至少还有部分所述支撑梁连接于所述外框柱与所述内框梁之间。作为一个可选的实施方式，在本技术的实施例中，所述支撑梁与所述外框柱连接的连接端为刚接，所述支撑梁与所述内框柱的连接端为刚接或半刚接。作为一个可选的实施方式，在本技术的实施例中，所述外框柱为钢骨混凝土柱、钢管混凝土柱或钢筋混凝土柱，所述外框梁为钢骨混凝土梁、钢梁或钢筋混凝土梁；所述内框柱为钢骨混凝土柱、钢管混凝土柱或钢筋混凝土柱，所述内框梁为钢骨混凝土梁、钢梁或钢筋混凝土梁。作为一个可选的实施方式，在本技术的实施例中，所述外框柱、外框梁、内框柱和内框梁中的混凝土为普通混凝土、再生块体混凝土或再生骨料混凝土。作为一个可选的实施方式，在本技术的实施例中，所述混凝土均为再生块体混凝土时，所述再生块体混凝土中旧混凝土的质量替代率为全部混凝土的20％～35％。其中，采用再生块体混凝土或者再生骨料混凝土，能够实现对混凝土固体废弃物的再利用，达到节能环保的目的。其中，所述再生块体混凝土为利用旧有建筑物、旧有构筑物、旧有道路、旧有桥梁或旧有堤坝拆除后所得的去除全部或部分钢筋之后的废旧混凝土，与新混凝土一起浇筑而形成的混凝土。其中，所述再生块体混凝土在应用前，应采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强外框超高层建筑结构，其特征在于，其包括：设置在建筑结构外周的用于形成强外框结构的若干外框柱和若干外框梁；设置在所述建筑结构内部的用于形成内框架结构的若干内框柱和内框梁；以及用于连接所述强外框结构和所述内框架结构的若干楼板结构；其中，所述强外框结构承担的水平剪力为所述建筑结构的全部水平剪力的20％～80％。

【技术特征摘要】
2017.04.10 CN 20172036722111.一种强外框超高层建筑结构，其特征在于，其包括：设置在建筑结构外周的用于形成强外框结构的若干外框柱和若干外框梁；设置在所述建筑结构内部的用于形成内框架结构的若干内框柱和内框梁；以及用于连接所述强外框结构和所述内框架结构的若干楼板结构；其中，所述强外框结构承担的水平剪力为所述建筑结构的全部水平剪力的20％～80％。2.根据权利要求1所述的强外框超高层建筑结构，其特征在于，所述强外框结构的截面为圆形、椭圆形、正多边形或长宽比小于2的矩形，且所述强外框结构的宽度为所述建筑结构高度的(1/4～1/10)，所述内框柱的柱截面形心至所述外框柱的柱截面形心的最小距离小于或等于15m。3.根据权利要求2所述的强外框超高层建筑结构，其特征在于，所述外框柱的柱距为4.2m～13m，所述外框柱的边长为所述外框柱的柱距的(1/5～1/3)，所述外框梁的梁截面高度为所述外框梁的梁跨度的(1/8～1/6)；其中，所述外框柱的边长为所述外框柱沿外框边缘排列方向的边长。4.根据权利要求1所述的强外框超高层建筑结构，其特征在于，所述楼...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琼祥，刘伟，杨旺华，周斌，
申请(专利权)人：深圳市建筑设计研究总院有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44