一种基于重力储能的建筑结构制造技术

本发明专利技术公开了一种基于重力储能的建筑结构，由外部筒体和内框架构成，所述外部筒体包括：水平剪力墙、竖向剪力墙、外框架混凝土柱、外框架混凝土梁，所述竖向剪力墙上等间距固定连接水平剪力墙，所述外框架混凝土柱和外框架混凝土梁排布于水平剪力墙、竖向剪力墙之间；所述内框架包括：钢管混凝土柱、混凝土梁，所述钢管混凝土柱和混凝土梁设置于外部筒体的内部。本发明专利技术采用内框架与外部筒体相结合组成的巨型框架结构，建造及安装方便，形式简单，能够满足重力储能装置的工艺要求。满足重力储能装置的工艺要求。满足重力储能装置的工艺要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于重力储能的建筑结构


[0001]本专利技术涉及重力储能
，具体地，涉及一种基于重力储能装置的建筑结构。

技术介绍

[0002]为建设重力储能装置，目前国内引进美国EV公司的专有技术中，重力储能装置结构为纯框架结构。但由于现行国家构筑物标准中框架结构高度限值为50米以内，而重力储能装置高度达到140米以上，需按照高度超限结构进行超限结构设计，同时，纯框架结构也存在建设的经济性指标差的问题。
[0003]基于此，在规范超高层结构的进程中，设计出中央核心筒加外框架的结构形式，中央核心筒为由剪力墙组成的竖向连续墙组成的核心筒结构，由于中心核心筒结构的存在，无法布置储能块及水平移动储能块，不能满足重力储能装置工艺技术要求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于重力储能装置的建筑结构，采用内框架与外部筒体相结合组成的巨型框架结构，建造及安装方便，形式简单，能够满足重力储能装置的工艺要求。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于重力储能的建筑结构，由外部筒体和内框架构成，所述外部筒体包括：水平剪力墙、竖向剪力墙、外框架混凝土柱、外框架混凝土梁，所述竖向剪力墙上等间距固定连接水平剪力墙，所述外框架混凝土柱和外框架混凝土梁排布于水平剪力墙、竖向剪力墙之间；所述内框架包括：钢管混凝土柱、混凝土梁，所述钢管混凝土柱和混凝土梁设置于外部筒体的内部。
[0006]进一步地，所述钢管混凝土柱与混凝土梁交叉形成柱网单元结构。
[0007]进一步地，所述柱网单元的尺寸为：
[0008]柱网单元的长度＝储能块长度+钢管混凝土柱截面宽度+200mm；
[0009]柱网单元的宽度＝3
×
储能块厚度+150mm；
[0010]柱网单元的高度＝储能块高度+混凝土梁高度+轨道梁高度+150mm。
[0011]进一步地，所述钢筋混凝土柱上开孔，所述混凝土梁插入孔中，浇筑混凝土与钢筋混凝土柱固定连接。
[0012]进一步地，所述钢管混凝土柱上焊接工字形构件，所述工字形构件的翼缘分别连接一根混凝土梁。
[0013]进一步地，所述建筑结构中的全部储能块置于所述建筑结构顶部的部分建筑结构的配筋率最大，为1.5％～2.4％。
[0014]进一步地，所述水平剪力墙、竖向剪力墙、外框架混凝土柱、内框架混凝土梁、钢管混凝土柱均通过增加断面面积使得所述建筑结构层间受剪承载力不小于其相邻上一层受剪承载力的65％。
[0015]进一步地，所述建筑结构在罕遇地震作用下的形变最大层间位移角小于1/100建
筑结构限值。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术基于重力储能装置的建筑结构通过外部筒体和内框架构成，在不增加储能块的条件下，其最大高度达到190m，相比于现有的140m高度的重力储能建筑结构，提高了储能块的有效势能；且由于外部筒体和内框架构成的建筑结构的基础载荷没有明显增加，使得该建筑结构的经济效益大大提升；由于储能块的质量集中在顶部，在罕遇地震作用下，通过合理确定最大层间位移角1/100限值，有效解决了结构分析中P
‑
Δ响应过大的技术问题；本专利技术基于重力储能装置的建筑结构中的内框架采用钢管混凝土柱，充分利用了钢管混凝土柱具备高轴向承载力的特点，减少了柱截面尺寸，显著减少了钢管混凝土柱的材料用量，提高经济性。
附图说明
[0017]图1为本专利技术基于重力储能装置的建筑结构的示意图；
[0018]图2为本专利技术基于重力储能装置的建筑结构的平面示意图；
[0019]图3为本专利技术中一种钢管混凝土柱和混凝土梁的连接示意图；
[0020]图4为本专利技术中另一种钢管混凝土柱和混凝土梁的连接示意图；
[0021]其中，1
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水平剪力墙，2
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竖向剪力墙，3
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外框架混凝土柱，4
‑
外框架混凝土梁，5
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钢管混凝土柱，6
‑
混凝土梁。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步地解释说明。
[0023]如图1
‑
2，本专利技术提供了一种基于重力储能的建筑结构，由外部筒体和内框架构成，内框架结构的布置，提供了储能块的支撑体系和水平移动储能块的轨道体系的布置空间，能够适应重力储能工艺需求，外部筒体包括：水平剪力墙1、竖向剪力墙2、外框架混凝土柱3、外框架混凝土梁4，竖向剪力墙2上等间距固定连接水平剪力墙1，外框架混凝土柱3和外框架混凝土梁4排布于水平剪力墙1、竖向剪力墙2之间；内框架包括：钢管混凝土柱5、混凝土梁6，钢管混凝土柱5和混凝土梁6设置于外部筒体的内部，内框架中采用钢管混凝土柱5具备高轴向承载力的特点，减少了柱截面尺寸，显著减少了钢管混凝土柱5的材料用量。本专利技术基于重力储能装置的建筑结构通过外部筒体和内框架构成，在不增加储能块的条件下，其最大高度达到190m，相比于现有的140m高度的重力储能建筑结构，提高了储能块的有效势能；且由于外部筒体和内框架构成的建筑结构的基础载荷没有明显增加，使得该建筑结构的经济效益大大提升。
[0024]本专利技术中钢管混凝土柱5与混凝土梁6交叉形成柱网单元结构，柱网单元的尺寸为：
[0025]柱网单元的长度＝储能块长度+钢管混凝土柱截面宽度+200mm；
[0026]柱网单元的宽度＝3
×
储能块厚度+150mm；
[0027]柱网单元的高度＝储能块高度+混凝土梁高度+轨道梁高度+150mm。
[0028]如图3，在本专利技术的一个技术方案中，钢筋混凝土柱5上开孔，混凝土梁6插入孔中，浇筑混凝土与钢筋混凝土柱5固定连接，形成梁
‑
柱节点，通过该梁
‑
柱节点的设计，能够满足梁
‑
柱固接的要求。
[0029]如图4，在本专利技术的另一个技术方案中，钢管混凝土柱5上焊接工形构件，工形构件的翼缘分别连接一根混凝土梁6，形成梁
‑
柱节点，通过该梁
‑
柱节点的设计，为梁
‑
柱固接提供了更加方便的施工条件。
[0030]在重力储能系统中随着荷载从建筑结构顶部向下部逐渐转移，建筑结构的自振周期发生显著变化，且自振周期越来越小，使得在地震下建筑结构的基底剪力不断增大，而倾覆弯矩随质心的下降而逐渐减小，因此，需要设置在重力储能的建筑结构中的全部储能块置于建筑结构顶部的部分建筑结构的配筋率最大，为1.5％～2.4％。
[0031]本专利技术建筑结构中水平剪力墙1、竖向剪力墙2、外框架混凝土柱3、内框架混凝土梁4、钢管混凝土柱5均通过增加断面面积使得建筑结构层间受剪承载力不小于其相邻上一层受剪承载力的65％，以满足高层建筑物的安全需求。
[0032]本专利技术由外部筒体和内框架的建筑结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于重力储能的建筑结构，其特征在于，由外部筒体和内框架构成，所述外部筒体包括：水平剪力墙(1)、竖向剪力墙(2)、外框架混凝土柱(3)、外框架混凝土梁(4)，所述竖向剪力墙(2)上等间距固定连接水平剪力墙(1)，所述外框架混凝土柱(3)和外框架混凝土梁(4)排布于水平剪力墙(1)、竖向剪力墙(2)之间；所述内框架包括：钢管混凝土柱(5)、混凝土梁(6)，所述钢管混凝土柱(5)和混凝土梁(6)设置于外部筒体的内部。2.根据权利要求1所述的一种基于重力储能的建筑结构，其特征在于，所述钢管混凝土柱(5)与混凝土梁(6)交叉形成柱网单元结构。3.根据权利要求2所述的一种基于重力储能的建筑结构，其特征在于，所述柱网单元的尺寸为：柱网单元的长度＝储能块长度+钢管混凝土柱截面宽度+200mm；柱网单元的宽度＝3
×
储能块厚度+150mm；柱网单元的高度＝储能块高度+混凝土梁高度+轨道梁高度+150mm。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：严圣军，李永忠，
申请(专利权)人：江苏天楹环保能源成套设备有限公司，
类型：发明
国别省市：