設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構制造技術

本實用新型專利技術是一種設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構。結構體系的中、下部樓層分為兩棟相互獨立塔樓，塔樓結構體系采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，兩棟塔樓的上部若干樓層通過主鋼桁架連為一體，并在垂直于主鋼桁架方向設置次鋼桁架，組成雙向鋼桁架體系，主、次鋼桁架兩端支座連接方式分別為剛性連接和鉸接。兩棟塔樓的框架柱采用鋼管混凝土組合柱，兩側支撐主鋼桁架的框架柱和剪力墻分別采用內置雙鋼管的鋼管混凝土組合柱和內置單鋼管的端柱。本實用新型專利技術滿足規范要求，安全可靠，經濟合理，解決建筑立面造型和建筑功能需求，是一種合理實用的設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構
本技術涉及一種用于高層建筑中的高位連體結構，特別涉及一種設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構，屬于設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構的創新技術。
技術介紹
目前，高層建筑基于場地情況、日照、建筑功能的需要，多棟塔樓相鄰布置，塔樓立面造型面臨多樣化的市場需求，在位于上部若干樓層(一般不少于4層)將相鄰兩棟塔樓連為一體，使得建筑正立面形成門形的造型，一方面，實現了建筑立面獨特造型需要，另一方面，在上部若干樓層將兩棟獨立塔樓連為一體，在建筑功能上將兩棟樓建立交通聯系，便于室內功能的多重考慮。考慮到此類結構體系的可行性，其承受豎向和水平荷載的多工況作用，對于較多樓層連接的形式考慮采用剛性連接，且支撐區域結構體系均采用鋼結構。通過在連體底部I層或2層設置鋼桁架起到聯系兩棟塔樓和支撐連體上部結構的雙重作用。考慮塔樓部分框架柱須具備足夠的承載能力，其截面形式采用鋼管混凝土組合柱，其中，支撐連體主鋼桁架的兩側框架柱內置雙鋼管，形成內置雙鋼管的鋼管混凝土組合柱，以使得在主軸方向具備足夠的抗彎能力。連體區域的樓板采用壓型鋼板上鋪設鋼筋混凝土現澆樓板形式，樓板沿主跨度方向，根據計算要求，在板內設置足夠的抗拉鋼筋，板筋雙層雙向設置，沿主鋼桁架方向板筋延伸入兩側塔樓一跨，并可靠錨固。塔樓部分在滿足建筑功能平面布置的前提下，利用電梯井道和樓梯間設置剪力墻，并在兩棟塔樓兩側的邊跨區域設置適量的剪力墻，以起到提高結構體系抗側和抗扭剛度的作用。以上技術措施的綜合采用，合理實現高位連體的需求，在技術上形成一種新型結構體系，能有效解決上述問題。
技術實現思路
本技術的目的在于針對現有建筑平面功能，要求將兩棟塔樓在上部若干樓層連為一體，使得建筑立面造型呈現門形造型，提出一種滿足規范要求，安全可靠，經濟合理的高位連體結構。本技術是一種帶高位連體的框架剪力墻結構，解決兩棟塔樓在中下部樓層相互獨立，而在上部樓層連為一體的新型結構形式。本技術的技術方案是:本技術中設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構，結構體系的中、下部樓層分為兩棟相互獨立塔樓，塔樓結構體系采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，兩棟塔樓的上部樓層通過主鋼桁架連為一體，并在垂直于主鋼桁架方向設置次鋼桁架，組成雙向鋼桁架體系，兩棟塔樓的框架柱采用鋼管混凝土組合柱，兩側支撐主鋼桁架的框架柱和剪力墻分別采用內置雙鋼管的鋼管混凝土組合柱和內置單鋼管的端柱。上述主鋼桁架高度取I層樓高高度，或取2層樓高高度，次鋼桁架高度與主鋼桁架的高度相同，主鋼桁架之間與次鋼桁架之間各增設等間距實腹式工字形的鋼次梁，在短跨方向每個工字形的鋼次梁與次鋼桁架之間距離控制在3m以內；高位連體區域樓層以下弦桿、上弦桿、鋼梁、鋼次梁作為支撐，其上鋪設壓型鋼板，并澆筑現澆混凝土樓板。上述兩棟塔樓在兩側邊跨，即兩棟塔樓的端部設置帶端柱的一字型剪力墻或L形剪力墻。上述主鋼桁架由下弦桿、上弦桿、斜腹桿、垂直腹桿組成，主鋼桁架上部支撐樓層的框架由鋼梁和鋼柱組成，作為支撐樓蓋系統的受力體系，主鋼桁架、次鋼桁架的高度可取I個樓層高度，或為2個樓層高度，主鋼桁架內的斜腹桿布置形式為單向設置，或為十字交叉設置；斜腹桿的截面形式為工字形或箱形。與下弦桿、上弦桿、位于主鋼桁架上方連體樓層鋼梁對應的位于同一個軸線上的塔樓相鄰邊跨梁截面形式為型鋼混凝土梁，塔樓范圍內其余框架梁均為鋼筋混凝土梁，典型的梁柱節點為一個方向采取與柱等寬的框架梁，框架梁上部、下部位于中部縱筋在內置鋼管壁側面開洞穿過，每排梁內縱筋至少在鋼管壁開洞穿過2根，梁角部縱筋水平彎折繞過鋼管錨固在混凝土柱內；另一個方向的鋼筋混凝土梁邊與柱邊齊平，鋼筋混凝土梁內縱筋錨固于鋼管外側的框架柱混凝土內。上述內置單鋼管端柱的剪力墻僅在支撐連體區域主鋼桁架位置設置，主鋼桁架的下弦桿、上弦桿、位于主鋼桁架上方連體樓層鋼梁的兩側支座均相應延伸入位于同一個軸線上的剪力墻內，對應樓層位置的剪力墻內設置型鋼混凝土暗梁。上述內置雙鋼管的鋼管混凝土組合柱僅在支撐連體區域主鋼桁架的位置設置，在連體樓層，主鋼桁架的下弦桿、上弦桿、上部連體樓層的鋼梁均與內置雙鋼管的鋼管混凝土組合柱連接，在與連體相鄰的塔樓樓層處，且垂直于主鋼桁架方向的邊梁為型鋼混凝土梁，與內置雙鋼管的鋼管混凝土組合柱中靠塔樓一側的鋼管連接，梁柱連接均為剛性連接，框架柱內雙鋼管之間等距離設置小型鋼管連接。上述次鋼桁架有兩種形式，第一種:一側支撐于剪力墻上，另一側支撐在主鋼桁架上；第二種；兩側均支撐與主鋼桁架上；次鋼桁架中的斜腹桿在位于中間節間位置考慮設置樓層過道需要未設置斜腹桿，斜腹桿和垂直腹桿根據具體情況設置于次鋼桁架的邊跨內，次鋼桁架兩側支座均為鉸接。上述鋼管混凝土組合柱的截面形式為在矩形鋼筋混凝土柱內中部位置增設圓形鋼管，鋼管內、外混凝土強度等級相同，或不同，鋼管內混凝土強度等級不低于鋼管外混凝土強度等級，鋼管內、外混凝土同期澆筑，或先澆筑鋼管內混凝土，后澆筑鋼管外混凝土，具體視施工工藝確定。本技術對兩棟在中、下部樓層相互完全獨立塔樓，而在上部有若干樓層連為一體的建筑提供安全可靠、經濟可行的結構方案，即在連體底部I?2層設置雙向鋼桁架，將兩棟塔樓連為一個整體，并支撐上部若干連體樓層，主鋼桁架與兩側塔樓支座連接形式為剛性連接，兩側支撐主鋼桁架的框架柱和剪力墻分別采用內置雙鋼管的鋼管混凝土組合柱和內置單鋼管的端柱，該構造措施可使得梁柱支座節點合理，連接有效，連體樓層區域梁柱均采用鋼結構，主鋼桁架下弦桿、上弦桿和上部樓層鋼梁均分別延伸入對應兩側塔樓樓層處的邊跨內，塔樓相應樓層處的邊梁截面形式為型鋼混凝土梁，該方法可使得連體樓層與相應塔樓對應樓層形成有效連接和過渡。連體區域主鋼桁架之間與次鋼桁架之間各增設等間距實腹式工字形的鋼次梁，其上鋪設壓型鋼板，并澆筑現澆混凝土樓板，樓板內根據計算結果設置雙層雙向鋼筋網，沿主鋼桁架方向板內鋼筋延伸入兩側塔樓內一跨，以確保樓板應力的有效傳遞。本技術與現有技術相比，具有以下效益:1、滿足建筑立面造型和樓層功能的需要，結構體系安全可靠，經濟合理；2、利用樓層高度設置鋼桁架，鋼桁架所在樓層配合建筑功能需求合理布置，可以作為使用空間，即滿足結構受力需要，又有效的增加建筑有效使用面積，使得鋼桁架所在樓層得到充分利用，做到功能和受力的統一；3、鋼桁架下弦桿、上弦桿、連體上部樓層鋼梁與鋼管混凝土組合柱節點合理，傳力直接，便于施工安裝；4、充分發揮鋼、混凝土兩種材料力學特征，連體區域采用鋼結構，支撐鋼桁架的框架柱和剪力墻分別采用內置雙鋼管的鋼管混凝土組合主和內置單鋼管的端柱，可提高關鍵構件的承載力和延性，受力合理；5、連體鋼桁架采用雙向設置，協調不同跨度的連體區域主、次鋼桁架受力趨于均勻，利于荷載多途徑傳遞，利于抗震；6、塔樓框架柱采用鋼管混凝土組合柱，一方面滿足與連體鋼結構支座節點的構造合理性；另一方面，提高柱承載能力和延性，減少柱截面尺寸，增加樓層有效使用面積。7、連體區域在鋼梁上鋪設壓型鋼板，在其上再澆筑鋼筋混凝土樓板，可簡化施工工序，減少支模費用，加快施工速度。本技術適用于帶高位連體的高層建筑，連體部分采用鋼結本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構，結構體系的中、下部樓層分為兩棟相互獨立塔樓，塔樓結構體系采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，兩棟塔樓的上部若干樓層通過主鋼桁架連為一體，并在垂直于主鋼桁架方向設置次鋼桁架，組成雙向鋼桁架體系，兩棟塔樓的框架柱采用鋼管混凝土組合柱，兩側支撐主鋼桁架的框架柱和剪力墻分別采用內置雙鋼管的鋼管混凝土組合柱和內置單鋼管的端柱。

【技術特征摘要】
1.一種設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構，結構體系的中、下部樓層分為兩棟相互獨立塔樓，塔樓結構體系采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，兩棟塔樓的上部若干樓層通過主鋼桁架連為一體，并在垂直于主鋼桁架方向設置次鋼桁架，組成雙向鋼桁架體系，兩棟塔樓的框架柱采用鋼管混凝土組合柱，兩側支撐主鋼桁架的框架柱和剪力墻分別采用內置雙鋼管的鋼管混凝土組合柱和內置單鋼管的端柱。2.根據權利要求1所述的設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構，其特征在于上述主鋼桁架高度取I層樓高高度，或取2層樓高高度，次鋼桁架高度與主鋼桁架的高度相同，主鋼桁架之間與次鋼桁架之間各增設等間距實腹式工字形的鋼次梁，在短跨方向每個工字形的鋼次梁與次鋼桁架之間距離控制在3m以內；高位連體區域樓層以下弦桿、上弦桿、鋼梁、鋼次梁作為支撐，其上鋪設壓型鋼板，并澆筑現澆混凝土樓板。3.根據權利要求1所述的設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構，其特征在于上述兩棟塔樓在兩側邊跨，即兩棟塔樓的端部設置帶端柱的一字型剪力墻或L形剪力m ο4.根據權利要求1所述的設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構，其特征在于上述主鋼桁架由下弦桿、上弦桿、斜腹桿、垂直腹桿組成，主鋼桁架上部支撐樓層的框架由鋼梁和鋼柱組成，作為支撐樓蓋系統的受力體系，主鋼桁架、次鋼桁架的高度與樓層同高，或為2個樓層高度，主鋼桁架內的斜腹桿布置形式為單向設置，或為十字交叉設置；斜腹桿的截面形式為實腹式工字形或箱形。5.根據權利要求1所述的設置雙向鋼桁架的鋼管混凝土組合柱高位連體結構，其特征在于與下弦桿、上弦桿、位于主鋼桁架上方連體樓層鋼梁對應的位于同一個軸線上的塔樓相鄰邊跨梁截面形式為型鋼混凝土梁，塔樓范圍內其余框架梁均為鋼筋混凝土梁，典型的梁柱節點為一個方向采取與柱等寬的框架梁，框架梁上部、下部位于中部縱筋在內置鋼...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，張曉民，曾德光，吳國林，王后舉，曹春華，賀玉香，陳文秀，
申請(專利權)人：香港華藝設計顧問深圳有限公司，
類型：實用新型
國別省市：