[发明专利]一种带柔性拉索的框架-核心筒结构

说明书

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，尤其是涉及一种带柔性拉索的框架-核心筒结构。

背景技术

由于世界各地经济的不断发展，高层建筑结构的应用越来越广泛，其建筑功能主要集中于商业办公与酒店公寓等方面，由于建筑功能的要求与局限性，建筑外观与形态也比较单一，缺乏自身特色。为了改善高层建筑结构的外观形态，建筑师进行了各种不同概念的尝试，其中较为流行的便是建筑概念与大自然的结合，例如：一些建筑师在建筑形态中融入了大自然中树木的生长与扎根的概念，一些建筑师则乐于在现代建筑中融入古代原始建筑的元素，如模仿古代人类搭置帐篷等居所时通过堆叠大量木杆而形成的建筑结构。为了满足这种建筑概念，建筑师需要在建筑内部与外部增加大量斜杆或斜柱，这就给建筑结构的设计带来了巨大的难度与挑战。

为了适应不同建筑概念对结构带来的挑战，结构工程师需要对建筑结构进行彻底的革新，而不是通过简单的将传统的结构体系应用于复杂的建筑形态中，因为这会导致建筑中一些构件成为结构的累赘，增加结构荷载，并且可能在极端荷载下产生不可修复的破坏，危害人身财产安全。为了增强结构形式与建筑概念的融合，结构工程师需要对结构体系进行创新，创造出新型的结构体系来适应建筑形态的创新，只有建筑与结构合理搭配才能保证建筑整体的安全性、适用性与耐久性，以结构成就建筑之美。

针对目前建筑中存在大量斜柱的情况，结构工程师不能将全部斜柱处理为结构中的竖向传力与抗侧力支撑构件，因为建筑中可能存在部分位于楼板内开洞处或悬挂于建筑外部的跃层斜杆，由于这种斜杆的计算长度很长，这样不仅会使长斜杆的自身尺寸相比框架柱与斜柱大幅度增加，而且会使其无法起到对整体结构的支撑作用，甚至可能在自重作用下产生整体失稳，这既不符合建筑设计的美观要求，也无法达到结构设计的可靠度要求。为防止长斜杆的失稳，本发明提出一种带柔性拉索的框架-核心筒结构体系，该体系不仅满足了建筑形态要求，而且能够使结构体系更加合理。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带柔性拉索的框架-核心筒结构，克服高层建筑新形态中大量存在斜杆与斜柱可能导致的结构构件失稳问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带柔性拉索的框架-核心筒结构，包括核心筒、框架柱、水平钢梁和组合楼板，所述的框架柱均匀设置在核心筒外侧，所述的水平钢梁与组合楼板组合后，沿竖直方向分层布置于整体结构中，所述的框架-核心筒结构还包括多个斜柱和多个柔性斜拉索，所述的斜柱连接于核心筒，所述的柔性斜拉索连接于核心筒或水平钢梁与框架柱的交叉点，所述的斜柱、斜拉索、水平钢梁、框架柱和核心筒共同形成稳定结构体系。

所述的斜柱和框架柱均为钢管混凝土柱。

所述的柔性斜拉索为套设有钢套筒的预应力钢铰线，该预应力钢铰线的一端连接核心筒或水平钢梁与框架柱的交叉点处，另一端锚固于地面或地下室柱顶及顶板转换梁处。

所述的核心筒上设有预埋件，用于连接斜柱或柔性斜拉索的连接件。

所述的斜柱与核心筒的连接为刚接。

所述的水平钢梁和组合楼板通过栓钉连接。

所述的柔性斜拉索的数量为斜柱数量的1／10。

与现有技术相比，本发明在传统的框架-核心筒体系基础上增加斜柱支撑与柔性斜拉索，使得每一个结构构件都能发挥自身作用，为结构体系提供多道防线，保证结构的整体稳定，具有以下有益效果：

1、本发明在高层结构体系引入斜拉索，既满足建筑外观与形态要求，又能为结构抵抗侧向荷载提供多道防线。柔性斜拉索可以在外部增加钢套筒，进而制作出与框架柱和斜柱完全相同的外观形态，使结构体系与建筑概念完美融合。

2、结构中的柔性斜拉索不仅能够在预应力作用下满足建筑形态要求，而且可以在极端风荷载或地震荷载下提供拉力，通过拉力的水平分量来抵抗侧向荷载的作用；同时，受到锈蚀或产生预应力松弛的柔性斜拉索可以在建筑外部风荷载较小时进行拆卸与更换，满足结构的耐久性要求。

3、本发明通过柔性斜拉索、斜柱、核心筒和框架柱的结构形成多道抗侧力防线，既满足建筑外观要求与设计概念，又能协调地传递竖向荷载与抵抗侧向荷载，提高建筑结构的可靠性，是高层结构抗侧力体系的一个优越选择。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明结构体系的构成图；

图3为本发明结构体系的斜柱轴力图。

具体实施方式