[发明专利]改进型多高层大跨度空间网格盒式结构

说明书

本发明公开了一种改进型多高层大跨度空间网格盒式结构，包括空腹夹层板和网格式框架墙，空腹夹层板作为结构的楼板，网格式框架墙设置于所述结构四周且将该结构连为一个整体，网格式框架墙包括立柱和连接相邻立柱的层间梁，且布置层间梁后的立柱的每一段柱的长细比≥4；结构层内无额外立柱。本发明与传统的框架结构比较，可以实现结构大空间灵活划分居室的建筑功能，其经济性十分显著；该结构保留了传统盒式结构经济性好、跨越能力强的优点，并改善了结构的延性和抗震性能，力学性能优异。

技术领域

本发明涉及一种土木工程领域的建筑结构，特别是一种改进型多高层大跨度空间网格盒式结构。

背景技术

长期以来在建筑工程领域里，多高层建筑结构一直停留在框架，主次梁体系，如一栋十五层高层建筑，层高3.8m，其结构平面为21.6m×21.6m＝466.56m²，周边柱网为7.2m，按照传统主次梁布置，主梁沿纵向布置，次梁沿横向布置，结构平面图见图1。由于框架结构跨越能力有限，进一步增加跨度会使得结构经济性极差，且框架梁截面高度会因跨度的增加快速增大，因此难以通过框架结构实现大空间灵活划分居室的建筑目标，极大的限制了建筑功能的拓展，且框架结构刚度较差，应用于高层结构中抗震能力弱，结构性能差。利用新开发的盒式结构(申请号201710204991.9)可以很好的解决这个问题。空腹夹层板结构形式类似于密肋井字楼板，但其梁腹内中空，使得结构自重大幅度降低，提升结构跨越能力。对于同一栋结构，空腹夹层板柱结构平面布置图如图2，整体结构仅在结构周边布置了柱，整体结构跨度21.6m，结构楼板高度仅为0.9m，为跨度的1/24，同原结构梁高一致，但跨度加大了3倍。且空腹夹层板板内中空，设备及管线可直接布置于空腹层内，不需要同框架结构一样在梁下留出额外的设备及消防管线的空间，极大的提高了结构层高的利用。同时，通过减小结构柱距，增加层间梁，使得结构刚度大幅度上升，即便祛除了结构内部的柱子也不会影响结构的刚度，抗震能力还有大幅度提高。虽然盒式结构相较于传统框架结构有较多优势，但由于其一直作为一种应用于层高较高的多层大跨结构中，在应用于高层结构中时，由于结构层高降低，添加过多的层间梁会大幅度削弱结构的延性及抗震性能，使得结构在外力作用下产生脆性剪切破坏，结构性能大幅度削弱。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种改进型多高层大跨度空间网格盒式结构，该结构体系能够同传统盒式结构一样克服现有框架结构刚度小、跨越能力弱的缺点，同时大幅度改善现有盒式结构的延性和抗震性能，使得结构在满足大跨度、大开间的建筑要求基础上，拥有很好的受力特性，满足在多高层中的应用需求。

技术方案：本发明的改进型多高层大跨度空间网格盒式结构包括空腹夹层板和改进的网格式框架墙，空腹夹层板作为结构的楼板，承受重力荷载；网格式框架墙设置于所述结构四周且将所述结构连为一个整体，网格式框架墙包括立柱和连接相邻立柱的层间梁，且布置层间梁后的立柱的每一段柱的长细比≥4；结构层内无额外立柱，整体形成一个大跨度高层结构。

本发明为弥补祛除结构内部立柱带来的刚度降低，将周围的立柱间距缩短，并添加若干层间梁，将结构网格化，大幅度提高结构的抗侧刚度和整体性。这样避免了结构由于过多层间梁导致的短柱剪切脆性破坏及延性降低，提高了盒式结构的抗震性能，满足高层结构设计规范。

其中，网格式框架墙中应布置层间梁，层间梁尺寸一般较小，实际应用时可以由计算确定，同时层间梁的数量需由计算确定，且在计算中应考虑梁柱间的相对转动，应保证添加层间梁后每一段柱的长细比大于4，且应使得多段被层间梁分隔的短柱长度接近，提高结构的整体性能。

若结构层高较高，布置多于两根层间梁后依然可以满足每一段短柱长细比均大于4，则可布置超过一根层间梁，布置时应尽量使得每一段短柱长度接近。

优选地，相邻立柱之间设有1～2根层间梁。