一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系制造技术

本发明专利技术公开了一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系，涉及建筑工程技术领域，包括空间楼面系统、摇摆柱、和抗侧力子结构；所述空间楼面系统包括若干层面板，相邻所述面板和/或间隔面板之间设有跨层斜板；所述摇摆柱为若干，若干所述摇摆柱设于相邻面板和/或间隔面板之间，以及面板和嵌固端之间；所述空间楼面系统的水平面上划分有抗侧力子结构水平区域，所述抗侧力子结构在所述空间楼面系统上下贯通；所述抗侧力子结构中，相邻面板和/或间隔面板之间设有的若干竖向构件，所述竖向构件包括跨层斜板、斜撑和摇摆柱。采用本方案，能结合建筑功能和造型，构建抗侧力子结构与空间楼面系统共同组成结构抗侧力体系，共同抵抗水平力。共同抵抗水平力。共同抵抗水平力。

【技术实现步骤摘要】
一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系


[0001]本专利技术涉及建筑工程
，具体涉及一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系。

技术介绍

[0002]在空间结构中，当建筑外观要求竖向构件做得纤细、构件长细比较大（绝大多数柱长细比在150以上）时，可以通过释放竖向构件两端弯矩，设计成两端铰接的摇摆柱来实现。但摇摆柱不能用来承担水平力，导致在水平力作用下结构体系不成立，从而无法满足建筑方案要求。因此，针对有大量跨层斜板和纤细摇摆柱的空间建筑，亟需设置一种具备抗侧力的空间结构体系。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决以上不足，目的在于提供一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系，采用本方案，能结合建筑功能和造型，构建抗侧力子结构与空间楼面系统共同组成结构抗侧力体系，共同抵抗水平力。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系，包括空间楼面系统、摇摆柱和抗侧力子结构；所述空间楼面系统包括若干层面板，相邻所述面板和/或间隔面板之间设有跨层斜板；所述摇摆柱为若干，若干所述摇摆柱设于相邻面板和/或间隔面板之间，以及面板和嵌固端之间；所述空间楼面系统的水平面上划分有抗侧力子结构水平区域，所述抗侧力子结构在所述空间楼面系统上下贯通；所述抗侧力子结构中，相邻面板和/或间隔面板之间设有的若干竖向构件，所述竖向构件包括跨层斜板、斜撑和摇摆柱。
[0005]相对于现有技术中，当建筑功能需要设计大量的跨层斜板和纤细结构柱时，由于摇摆柱无法提供抗侧力，在水平力作用下结构体系不成立，本方案提供了一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系，针对有大量跨层斜板和纤细摇摆柱的建筑，能结合建筑功能和造型构建抗侧力子结构与空间楼面系统共同抵抗水平力，形成抗侧力子结构+空间楼面系统+摇摆柱结构体系，现行国家规范标准尚未列入此结构类型，该结构体系的应用存在技术空白。具体方案中，空间结构体系包括有空间楼面系统、摇摆柱和抗侧力子结构，其中，空间楼面系统包括若干层面板，在相邻两侧面板之间、间隔一层或多层面板之间、面板和嵌固端之间设置有若干摇摆柱；为抵抗水平力，还设置有抗侧力子结构，抗侧力子结构根据建筑功能和结构抗侧需要进行构建和布置，在具体构建布置过程中，首先需要在水平面上划分出抗侧力子结构水平区域，该抗侧力子结构的水平区域在竖向方向上，即从上之下贯通的范围内所有构件组成的结构，即为抗侧力子结构，在此区域中，相邻面板和/或间隔面板之间设
有的若干竖向构件，竖向构件又包括有跨层斜板、斜撑和摇摆柱，即在此区域内，相邻面板之间设置跨层斜板，并设置若干斜板和摇摆柱，从而通过跨层斜板、斜撑、摇摆柱以及面板共同构建成抗侧力子结构。
[0006]上述结构在具体受力分析过程中，在竖向载荷作用下，结构的传力路径为：载荷作用于空间楼面系统，空间楼面系统将相关范围内荷载传递至每个竖向构件，竖向构件再将荷载传递至嵌固端，摇摆柱竖向布置可以不连续，当摇摆柱竖向布置不连续时，上部传来的竖向荷载需要通过柱底空间楼面系统转换至其它竖向构件，再传递至嵌固端。空间楼面系统标高及跨层斜板的坡度可以根据建筑功能需要进行调整，摒弃结构“层”概念，空间楼面系统和竖向构件组成一个整体共同受力，将荷载由上至下传递至嵌固端。
[0007]空间楼面系统不但承担竖向荷载，还和抗侧力子结构一起共同组成结构在水平力作用下的抗侧力体系。在水平荷载作用下，抗侧力子结构与空间楼面系统形成整体共同工作，将水平力按建筑楼层由上至下传递至嵌固端。
[0008]进一步优化，所述空间楼面系统内结合建筑功能竖向设有框架支撑筒，所述框架支撑筒连接于嵌固端，所述框架支撑筒为嵌固端向上延续的钢结构框架支撑筒体；其中框架支撑筒也能抵抗水平力，和抗侧力子结构共同组成在水平力作用下的抗侧力体系。
[0009]进一步优化，所述框架支撑筒内设有耗能阻尼器。
[0010]进一步优化，所述面板包括钢结构密肋梁和钢板；空间楼面系统组成可以采用密肋钢梁+热轧薄钢板组成。空间楼面系统的承载力与刚度条件，不但要能承担楼面竖向荷载，还要承担水平荷载，同时还要满足稳定性。
[0011]进一步优化，层间变形指标D=Δu/h，D＜1/50；式中Δu为竖向构件顶部和底部之间的位移差，h为竖向构件的长度；用于避免在大震作用下结构出现局部垮塌，致使空间楼面系统传递水平力及协调变形能力失效，根据弹塑性时程分析结果，提取薄弱空间楼面系统位移，定义层间变形指标D=Δu/h（竖向构件顶部和底部位移差与柱长度之比），控制D＜1/50。
[0012]进一步优化，面内变形指标θ=（u3‑
u1）/L，θ≤1/400；式中，u3‑
u1为水平方向面板内两点之间的位移差，L为两点之间的距离。对于长宽比较大的薄弱空间楼面系统，定义面内变形指标，确保空间楼面系统面内具备足够刚度并保持弹性工作状态。
[0013]进一步优化，所述空间楼面系统的二阶效应系数小于0.25，用于避免空间楼面系统在强震下受面内压力而整体失稳，对空间楼面系统进行整体稳定性分析。
[0014]进一步优化，将所述空间楼面系统（1）面内计算剪力记为V1, 分设于所述空间楼面系统（1）两端的所述抗侧力子结构（3）和框架支撑筒（6）在该楼层的计算剪力分别记为V
A
和V
B
, 所述抗侧力子结构（3）和框架支撑筒（6）计算剪力的较小值记为V2(V2=min{V
A
，V
B
})，取上述V1、V2的较大值，作为所述空间楼面系统（1）面内受剪承载力验算的效应值；本方案中，对于长宽比较大的薄弱空间楼面系统，将计算剪力和薄弱空间楼面系统两端抗侧力构件的较小地震剪力的较大值，作为空间楼面系统面内受剪承载力下限值，确保空间楼面系统有足够的面内受剪承载力。
[0015]进一步优化，所述空间楼面系统通过若干摇摆柱固定于嵌固端，所述摇摆柱和嵌固端之间通过万向铰支座连接。
[0016]进一步优化，所述摇摆柱和面板之间通过销轴或变截面连接。
[0017]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术提供了一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系，针对有大量跨层斜板和纤细结构柱的建筑，能结合建筑功能和造型构建抗侧力子结构与空间楼面系统共同抵抗水平力，形成抗侧力子结构+空间楼面系统+摇摆柱结构体系，现行国家规范标准尚未列入此结构类型，该结构体系的应用存在技术空白。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：图1为本专利技术提供的一种实施例的空间楼面结构体系的结构示意图；图2为本专利技术提供的一种实施例的空间楼面结构体系的组成示意图；图3为本专利技术提供的一种实施例的抗侧力子结构的结构示意图；图4为本专利技术提供的一种实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系，其特征在于，包括空间楼面系统（1）、摇摆柱（2）、和抗侧力子结构（3）；所述空间楼面系统（1）包括若干层面板（11）,相邻所述面板（11）和/或间隔面板（11）之间设有跨层斜板（31）；所述摇摆柱（2）为若干，若干所述摇摆柱（2）设于相邻面板（11）和/或间隔面板（11）之间，以及面板（11）和嵌固端之间；所述空间楼面系统（1）的水平面上划分有抗侧力子结构（3）水平区域，所述抗侧力子结构（3）在所述空间楼面系统（1）上下贯通；所述抗侧力子结构（3）中，相邻面板（11）和/或间隔面板（11）之间设有的若干竖向构件，所述竖向构件包括跨层斜板（31）、斜撑（32）和摇摆柱（2）。2.根据权利要求1所述的一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系，其特征在于，所述空间楼面系统（1）内竖向设有框架支撑筒（6），所述框架支撑筒（6）连接于嵌固端，所述框架支撑筒（6）为嵌固端向上延续的钢结构框架支撑筒体。3.根据权利要求2所述的一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系，其特征在于，所述框架支撑筒（6）内设有耗能阻尼器。4.根据权利要求1所述的一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系，其特征在于，所述面板（11）包括钢结构密肋梁和钢板。5.根据权利要求1所述的一种抗侧力的摇摆柱空间楼面结构体系，其特征在于，层间变形指标D=Δu/h，D＜1/50；式中Δu为竖向构件顶部和底部之间的位移差，h为竖向...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小宾，徐竞雄，周劲炜，王煜，冷利浩，李剑群，徐新光，国海滨，闫礼德，董鹏，
申请(专利权)人：中国建筑西南设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：