[发明专利]一种组合塔式结构建筑体系

说明书

技术领域

本发明涉及建筑结构领域，具体地，涉及一种组合塔式结构建筑体系。

背景技术

随着社会经济的发展，大型与超大型城市的土地资源越来越紧张，超高层建筑以其特有的地标性和极高的土地使用率成为一类重要的建筑结构形式。由于超高层建筑高度较高，风荷载与地震作用产生的水平方向的效应成为结构设计的主要控制因素，通常水平荷载引起的内力在构建中占有很大的比重，由于结构沿高度方向的形变量较大，保证建筑使用的舒适性与玻璃幕墙等围护结构的安全性至关重要。在超高层钢结构设计时，如何在增大结构的侧向刚度、控制结构层间位移角与P-Δ效应、保证结构在地震、风荷载作用下的安全性与舒适性的同时有效地控制用钢量，具有很大的现实意义。因此，开发高效能的抗侧力结构体系成为超高层钢结构设计的关键技术之一。

目前高层结构常用的结构体系主要有框架-支撑结构、框架-核心筒结构、筒中筒及束筒结构、巨型框架结构、巨型支撑结构等，其中框架筒体、筒中筒及束筒结构、巨型支撑结构等可以适用于超高层结构。框架-支撑结构的抗侧力与抗扭能力较弱，虽然利用伸臂桁架可以有效地减小结构的侧向位移，但是存在着结构侧向刚度突变、与伸臂桁架相连外柱的内力过于集中以及在建筑高宽比很大时效果不显著等问题；由于框筒类结构形式存在着明显的剪力滞后现象，结构的抗侧力效率较低；虽然巨型支撑结构的侧向刚度较大，结构的抗侧力能力主要集中于少数构件，主结构构件尺度很大，主、次构件尺度相差明显。由于超高层建筑的建造需要消耗大量的财力物力，建筑楼层面积受到使用功能与使用效率的限制，建筑高度到达一定限度时，结构的高宽比与侧向刚度已经成为主要制约因素，为了满足未来建筑向更高空间发展的需求，必须开发适用于超高层建筑的新型高效能结构体系。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种抗侧能力较强的组合塔式结构建筑体系。

实现上述目的的技术方案如下：

一种组合塔式结构建筑体系，由两个或两个以上的等高的塔楼组合而成，相邻塔楼沿中心线呈对称设置；在所述两个塔楼组合中，塔楼之间直接通过多个连接桁架刚接；在所述两个以上的塔楼组合中，每个塔楼与其相邻的两个塔楼之间分别通过多个连接桁架刚接形成一个多边形的组合。

进一步地，所述塔楼为超高层塔楼，单塔的高度和高宽比都超过规范限制。超高层塔楼指40层以上，高度100米以上的塔楼。超高层塔楼的侧向刚度是其主要制约因素，通过在多个超高层塔楼之间设置由连接桁架构成的连接体，形成一个组合的结构整体；相邻塔楼之间沿中心线呈对称设置，且连接桁架与各塔楼之间采取刚接的连接方式，可以使各塔楼之间协调受力，较之于单塔，层间位移角显著减小，整体抗侧能力得到大幅度提高。该组合塔式结构建筑体系中的各塔楼可采用框架核心筒结构、框架-支撑结构、筒中筒及束筒结构等超高层建筑常用结构体系。通过在上述结构体系的塔楼之间通过连接桁架的连接均能起到整体抗侧能力的提高。

进一步地，所述连接桁架为钢桁架。

进一步地，所述各塔楼采用框架核心筒结构，其中核心筒与外框架筒之间由伸臂桁架组成的加强层进行连接；且所述连接桁架与各塔楼的伸臂桁架连接。通过连接桁架、伸臂桁架，将各塔核心筒相联系，形成组合整体，使得结构整体呈现出巨型结构效应。

进一步地，所述连接桁架的顶部与伸臂桁架的上弦相连。在水平作用的情况下，超高层塔楼间的连接桁架的顶部受力偏大，通过将连接桁架的顶部与伸臂桁架的上弦相连，即使连接桁架的顶部处于加强层的位置，在水平受力的情况下，组合整体结构较为稳固。

进一步地，所述加强层还包括与伸臂桁架相连的腰桁架。在有水平作用力的情况下，由伸臂桁架和腰桁架组成的加强层，可以更有效地减小结构的侧向位移。