[发明专利]一种偏心环状大悬挑预应力钢结构体系及其施工方法

权利要求书

1.一种偏心环状大悬挑预应力钢结构体系，包括屋盖结构层、楼面结构层、层间连接支撑、预应力拉索、混凝土核心筒、转换桁架、大悬挑加强斜撑、索钢连接节点和楼面板，其特征在于：屋盖结构层、楼面结构层的构件布置与混凝土核心筒轴线一致，均为正交布置；下部混凝土核心筒在结构两侧对称布置，在混凝土核心筒轴线位置，屋盖结构层和楼面结构层的主悬挑构件，预应力拉索、主悬挑构件之间的层间连接支撑、转换桁架、大悬挑加强斜撑连接形成四榀主悬挑巨型桁架，作为主要竖向力的传递结构；屋盖结构层、楼面结构层之间通过层间连接支撑相连，楼面结构层通过转换桁架与混凝土核心筒连接；悬挑端的体外预应力拉索设置在屋盖结构层的上弦，采用空间布索方式，锚固在楼面结构层的上弦，除内环、外环、和混凝土核心筒位置的层间连接支撑外，屋盖结构层和楼面结构层之间不设竖向和斜向构件；内侧主悬挑巨型桁架和内环构件相切并共用部分杆件，预应力拉索前段半圆型布置在屋盖内环构件上弦的前端，中段布置在屋盖主悬挑构件的上弦，后段斜向下锚固在楼面主悬挑构件主弦上；两榀内侧主悬挑巨型桁架由内环构件内环连接支撑连成整体。

2.如权利要求1所述的一种偏心环状大悬挑预应力钢结构体系，其特征在于：屋盖结构层为顶部凸起，下部平齐，前端有一个大直径中空圆，整体呈向上凸起的圆环形；在屋盖结构层内沿纵向和横向正交布置结构构件并相互连接，正交的构件与屋盖内环构件和屋盖环状转换构件相连；屋盖环状转换构件外侧放射状布置屋盖端部悬挑构件，并与屋盖外环构件连接；以上构件形成整体偏心环状屋盖结构层。

3.如权利要求1所述的一种偏心环状大悬挑预应力钢结构体系，其特征在于：楼面结构层为顶部平齐，下部凸起，前端有一个大直径中空圆、整体呈向下凸起的圆环形；在楼面结构层内沿纵向和横向正交布置结构构件并相互连接，正交布置的构件与楼面内环构件和楼面环状转换构件相连；楼面环状转换构件外侧放射状布置楼面端部悬挑构件，并与楼面外环构件连接；形成整体偏心环状楼面结构层。

4.如权利要求1所述的一种偏心环状大悬挑预应力钢结构体系，其特征在于：屋盖外环构件、楼面外环构件、屋盖结构层内沿纵向和横向正交布置结构构件、楼面结构层内沿纵向和横向正交布置结构构件、屋盖环状转换构件、楼面环状转换构件、屋盖端部悬挑构件和楼面端部悬挑构件均采用平面桁架或采用实腹组合梁；平面桁架由上弦、下弦、腹杆组成，实腹组合梁由上弦、下弦、腹板组成；上下弦采用圆管、矩形管、H型或工字型钢梁，腹杆采用圆钢管或矩形钢管也可采用H型或工字型钢梁，腹板采用钢板或双层钢板；对于楼面结构层的构件，上弦采用矩形管、H型或工字型钢梁。

5.如权利要求1所述的一种偏心环状大悬挑预应力钢结构体系，其特征在于：在楼面结构层的上弦设置楼面板作为建筑使用空间的楼板，楼面板采用钢筋混凝土现浇楼板，或者采用装配式轻质楼面结构板。

6.如权利要求1所述的一种偏心环状大悬挑预应力钢结构体系，其特征在于：外环层间连接支撑布置在圆环的外环，将屋盖结构层的外环构件和楼面结构层的外环构件相互连接，外环支撑呈V字型布置也可采用N型或X型布置；内环层间连接支撑布置在圆环的内环，将屋盖结构层的内环构件的下弦和楼面结构层的内环构件的上弦相互连接，内环支撑呈V字型或N型布置；混凝土核心筒层间连接支撑布置在混凝土核心筒位置，将屋盖结构层楼面结构层的混凝土核心筒构件相互连接。

7.如权利要求1所述的一种偏心环状大悬挑预应力钢结构体系，其特征在于：在混凝土核心筒横向轴线位置，屋盖结构层的内部设置屋盖主悬挑构件，楼面结构层内部设置楼面主悬挑构件；屋盖主悬挑构件和楼面主悬挑构件之间通过层间连接支撑连接；楼面主悬挑构件通过转换桁架与混凝土核心筒连接；在屋盖主悬挑构件顶部设置预应力拉索，并采用索钢连接节点将拉索和屋盖主悬挑构件的上弦构件在每个构件节点处牢固连接；以上各构件形成内侧和外侧共四榀主悬挑巨型桁架；主悬挑巨型桁架的支点为混凝土核心筒。