[发明专利]一种高层建筑的框架中空核心筒结构体系

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑构造，具体是指一种高层建筑的框架中空核心筒结构体系。

背景技术

剪力墙筒体因其抗侧力性能好被广泛应用于高层建筑，现有的高层建筑剪力墙筒体建筑体系如图1所示，包括剪力墙1、连梁4、外围柱2、框架梁3、筒内剪力墙5和楼板，剪力墙1竖向设置，位于高层建筑的中心位置处，剪力墙1为竖向设置的多片，相邻的剪力墙1之间架设有连梁4，剪力墙1和连梁4环围构成一个中空核心筒，外围柱2位于中空核心筒的外围，外围柱2为多根竖向设置的钢管混凝土柱，框架梁3也为多根，框架梁3的两端分别架设在外围柱2与剪力墙1之间，筒内剪力墙5内置在中空核心筒筒内，筒内剪力墙5为多个，筒内剪力墙5与剪力墙1之间刚性连接，筒内剪力墙5与剪力墙1刚性连接形成一个整体刚性体。

上述高层建筑剪力墙筒体建筑体系采用了框架-核心筒结构，框架-核心筒结构是指由外围梁柱组成的框架体系与中心筒体共同组成的结构体系，外框架包含框架梁3以及设置在框架梁3之间的建筑结构，外框柱是指外围柱2和框架梁3构成的组合结构，结构的主要抗侧力体系为中空核心筒，通过与外框架的协同作用，以提供结构的足够抗侧及抗扭刚度。其特点是结构形式有利于提高结构整体的受力性能，从而提高高层建筑物抗震性能。框架-核心筒结构因其良好的受力性能和内部空间的灵活性成为目前国际超高层建筑中采用的主流结构形式，在超高层建筑中有着广泛的应用。

但上述高层建筑剪力墙筒体建筑体系也存在如下缺陷：

其一、由于中空核心筒筒内设置筒内剪力墙5，筒内剪力墙5重量过大，增大了基础负荷和结构的地震力，同时造价高。

其二、外框架通过框架梁3与中空核心筒连接，框架梁3与中空核心筒之间的连接属于半刚性连接，这里半刚性连接是指外围的中空核心筒与中空核心筒内的筒内剪力墙5之间有一定的相对位移或相对变形，只能承受部分弯矩，存在一定的转角，而中空核心筒内通过筒内剪力墙5相连接，刚度很大，属于刚性连接，这里刚性连接是指外围的中空核心筒与中空核心筒内的筒内剪力墙之间的相对位移或相对变形很小，几乎为零，也就是说中空核心筒与筒内的筒内剪力墙连接为了一个整体，几乎不存在相对变形，导致中空核心筒的内力过大，不利于外围柱和框架梁构成的外框柱二道防线的发挥。

由于旧规范对高层结构的防火要求，框架-核心筒结构平面面积不能超过2000m²，而新规范的防火分区规定楼面平面面积可超出2000mm²，实际工程应用中楼面面积达3000m²以上，楼面面积大，核心筒的面积也会增大，从而造成核心筒内的剪力墙过多，重量过重，经济性不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种高层建筑的框架中空核心筒结构体系，该结构体系能够降低中空核心筒的重量，减小基础负荷和结构的地震力，降低造价，还能够充分发挥外框柱二道防线的作用。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现的：一种高层建筑的框架中空核心筒结构体系，该结构体系包括剪力墙、连梁、外围柱、框架梁和楼板，所述的剪力墙位于高层建筑的中心位置处，剪力墙为竖向设置的多片，相邻的剪力墙之间架设有所述的连梁，剪力墙和连梁环围构成一个中空核心筒，所述的外围柱位于中空核心筒的外围，外围柱为多根竖向设置的钢管混凝土柱，框架梁也为多根，部分框架梁架设在外围柱与剪力墙之间，其余的框架梁架设在相邻的两根外围柱之间，其特征在于：所述中空核心筒的内部还交错设置有多根筒内梁，筒内梁的两端分别搭接在剪力墙上，以降低中空核心筒的重量，减小基础负荷和结构的地震力，并且能够降低造价。

本发明的结构体系通过取消中空核心筒内的筒内剪力墙，改为采用筒内梁搭接，能够显著降低中空核心筒的重量，减小基础负荷和结构的地震力，并且能够降低造价。同时，外框架通过框架梁与中空核心筒连接，框架梁与中空核心筒之间的连接属于半刚性连接，而中空核心筒内采用筒内梁搭接，筒内梁与中空核心筒之间形成铰接，因此中空核心筒的筒内、筒外均为半刚性连接，不会出现局部刚度过大的情况，同时更能充分发挥外围柱和框架梁构成的外框柱二道防线的作用。

本发明中，所述的中空核心筒为矩形筒，所述的多根筒内梁沿纵向、横向呈井字形垂直设置。