專利名稱：高層及超高層樓蓋系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樓蓋系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種核心筒結(jié)構(gòu)的樓蓋系統(tǒng)，可應(yīng)用于高層及超高層建筑中。
背景技術(shù)：
近年來，高層及超高層建筑在我國被廣泛地興建，建筑時普遍優(yōu)先采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋和混凝土兩種材料結(jié)合成整體共同受力的工程結(jié)構(gòu)。混凝土是由砂子、水泥、石子和水按一定的比例拌和而成，凝固后非常堅硬，受豎向壓力能力強，但受拉能力比較差，為解決混凝土容易因受拉而斷裂的問題，常在混凝土受拉區(qū)域內(nèi)或相應(yīng)部位加入一定數(shù)量的鋼筋,使兩種材料粘結(jié)成一個整體,共同承受外力。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有堅固、耐久、成本低等優(yōu)點，但其同時具有自重大、建設(shè)周期長、鋼筋混凝土土柱占用 建筑空間多等缺點。針對上述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點，現(xiàn)在越來越多的建筑采用如圖3、4所示的一種核心筒-鋼框架結(jié)構(gòu)，即采用鋼筋混凝土做核心筒100，核心筒100四周是核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)200，核心筒100與核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)200通過組合樓蓋400連接，組合樓蓋400普遍采用鋼梁300加混凝土組合而成。組合樓蓋400采用兩種連接方式連接方式I :鋼梁300 —端連接核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)200，另一端連接核心筒100。連接方式2 :鋼梁300 —端連接核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)200，另一端連接相鄰的鋼梁側(cè)壁。這種核心筒-鋼框架結(jié)構(gòu)中，核心筒100主要用于抵抗水平側(cè)力，兼具鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受豎向壓力能力強的優(yōu)點，核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)200主要是承擔豎向荷載及少部分水平荷載；隨著樓層增加，核心筒100承擔作用于建筑物上的水平荷載比重越來越大，而核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)200承擔作用于建筑物上的水平荷載比重越來越小，由于鋼材較混凝土密度大、強度高，可以有效減少柱體截面，增加建筑使用面積。在施工階段，混凝土結(jié)構(gòu)與核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)200相對獨立，不互相影響，建設(shè)工期短。現(xiàn)有核心筒-鋼框架結(jié)構(gòu)存在以下缺
占-
^ \\\ ·I、在連接方式I中，因為核心筒100具有受豎向壓力能力強的優(yōu)點，所以可以設(shè)計讓組合樓蓋400分布于核心筒100的豎向壓力大于相同組合樓蓋400分布于核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)200的豎向壓力。但是現(xiàn)有核心筒-鋼框架結(jié)構(gòu)中，組合樓蓋400分布于核心筒100的豎向壓力等于相同組合樓蓋400分布于核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)200的豎向壓力，導致組合樓蓋400的豎向壓力分布不是很合理，從而增加了核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)200的鋼用量。2、組合樓蓋400直接連接核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)200與核心筒100，組合樓蓋400中的鋼梁300的鋼用量因此較大，造成建筑成本造價高。3、核心筒100施工時，其自身沒有適合施工的平臺，需要另外搭設(shè)腳手架，施工比較麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述鋼用量大及施工不便的缺陷，提供一種可減少鋼用量、降低成本、便于施工的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，包括構(gòu)筑在基礎(chǔ)上并貫穿所有樓層的核心筒、在所述核心筒四周的核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)以及組合樓蓋，其特征在于所述核心筒在樓層上間隔設(shè) 置多個懸挑梁，同一樓層的所述懸挑梁通過澆注鋼筋混凝土形成懸挑樓蓋；所述組合樓蓋設(shè)置在所述懸挑樓蓋與所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)之間。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述組合樓蓋包括間隔設(shè)置的多根鋼梁，所述鋼梁一端水平連接所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)，另一端水平連接所述懸挑樓蓋的外邊緣或相鄰的鋼梁側(cè)壁。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述組合樓蓋中的鋼梁與所述懸挑樓蓋的外邊緣的連接方式為鉸接。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述組合樓蓋包括蓋板，所述蓋板設(shè)置在鋼梁之間或鋼梁之上，且蓋板為混凝土結(jié)構(gòu)或者鋼結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述核心筒為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或勁性混凝土結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述懸挑樓蓋為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或勁性混凝土結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)為純鋼結(jié)構(gòu)、勁性混凝土結(jié)構(gòu)或鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。實施本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，具有以下有益效果I、通過懸挑樓蓋的應(yīng)用，將組合樓蓋連接核心筒的節(jié)點由核心筒外邊緣外移至懸挑樓蓋外邊緣，可以減少組合樓蓋與核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)中的鋼用量。例如在一個傳統(tǒng)的超高層建筑中，核心筒距離核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)為12m，組合樓蓋連接核心筒與核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)時，以單根鋼梁為例，組合樓蓋中的鋼梁需要12m長，即梁跨度L(a)為12m。本發(fā)明中假定核心筒距離核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)同樣為12m，通過懸挑樓蓋的應(yīng)用，每層懸挑出一部分鋼筋混凝土懸挑樓蓋，依據(jù)最佳懸挑長度X = O. 211XL(L :梁跨度)，梁跨度取L(a)的值，計算出最佳懸挑長度X = 2. 532m，考慮圍繞辦公樓的走廊寬為2米左右，可取懸挑長度為走廊寬度，即實際懸挑長度為2m。這時，組合樓蓋不是連接核心筒與核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)，而是連接懸挑樓蓋與核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)，組合樓蓋中的鋼梁就只需要IOm長，即梁跨度L(b)為10m。有下列計算公式彎矩計算公式M = qXL2/8，梁支座反力R = qXL/2，Μ:梁彎矩R :梁支座反力q:梁上均布線荷載L:梁跨度結(jié)合上述計算公式，根據(jù)梁跨度L(a)和梁跨度L(b)的長度，可知本發(fā)明與傳統(tǒng)的超高層建筑理論上相比鋼梁長度減少了 16.7%，彎矩減少了 30.6%，核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)的豎向壓力減少了 16.7%。因此，鋼梁跨度減小，鋼梁的鋼用量減少了 42. 2%;核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)的豎向壓力減少16.7%，該部分豎向壓力傳至核心筒，就可充分利用核心筒受豎向壓力能力強的特點，從而減少核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)的鋼用量；增加的懸挑樓蓋中，由于鋼筋混凝土造價較鋼的造價低，約為其造價的1/3，因此可節(jié)約造價。2、縮短建設(shè)工期。施工中懸挑樓蓋的存在，可以在核心筒周邊形成一個鋼筋混凝土平臺，方便核心筒的施工；后期組合樓蓋中鋼梁安裝時，懸挑樓蓋也提供了支撐平臺，方便組合樓蓋的施工。3、鋼梁跨度減小，可相應(yīng)降低梁高，合理減少樓層層高，達到節(jié)約的目的，降低造價。4、鋼梁高度減小，便于風管、水管、電纜橋架的布置。



下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖I是本發(fā)明高層及超高層樓蓋系統(tǒng)的平面俯視圖；圖2是沿圖I中B-B線的剖面圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的超高層建筑的平面俯視圖；圖4是沿圖3中D-D線的剖面圖。
具體實施例方式為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。結(jié)合圖I、圖2所示，在本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，包括構(gòu)筑在基礎(chǔ)上并貫穿所有樓層的核心筒I、在所述核心筒I四周的核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4以及組合樓蓋5，所述核心筒I在樓層上間隔設(shè)置多個懸挑梁2，懸挑梁2處于同一平面內(nèi)，同一樓層的所有的所述懸挑梁2通過澆注鋼筋混凝土形成一個整體的懸挑樓蓋3 ;所述組合樓蓋5設(shè)置在所述懸挑樓蓋3與所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4之間。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述組合樓蓋5包括間隔設(shè)置的多根鋼梁6，所述組合樓蓋5位于所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4與所述核心筒I的相向平面中以及所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4四角的平面中，相應(yīng)地組合樓蓋5采用兩種連接方式連接方式3 :所述鋼梁6 —端水平連接所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4，另一端水平連接所述懸挑樓蓋(3)的外邊緣。連接方式4 :所述鋼梁6 —端水平連接所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4，另一端水平連接相鄰的鋼梁側(cè)壁。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述核心筒I為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在其它實施例中，所述核心筒I可為勁性混凝土結(jié)構(gòu)。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4為純鋼結(jié)構(gòu)。在其它實施例中，所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4可為勁性混凝土結(jié)構(gòu)或者鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述組合樓蓋5包括蓋板7，所述蓋板7設(shè)置在鋼梁之上，且蓋板為混凝土結(jié)構(gòu)。在其它實施例中，所述蓋板7也可以設(shè)置在鋼梁之間，其結(jié)構(gòu)也可為鋼結(jié)構(gòu)。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述懸挑樓蓋3為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在其它實施例中，懸挑樓蓋3也可為勁性混凝土結(jié)構(gòu)。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述核心筒I距離所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4的垂直距離為12m，所述組合樓蓋5連接所述核心筒I與所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4的情況下，梁跨度L(a) = 12m。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，每個樓蓋層上，同側(cè)的所述懸挑梁2彼此平行設(shè)置即它們的頂面處于同一平面上，依據(jù)最佳懸挑長度X = O. 211XL(L:梁跨度)，L此時取L(a)的值，計算出最佳懸挑長度X = 2. 532m，考慮圍繞辦公樓的走廊寬為2m左右，可取懸挑長度為走廊寬度，即實際所述懸挑梁的懸挑長度為2m，這樣該走廊隔墻正好可放在所述懸挑梁2的邊梁上，不同類型的樓蓋接縫也可布置在墻邊；同一樓層的所有的所述懸挑梁2通過澆注鋼筋混凝土形成一個整體的懸挑樓蓋3，所述懸挑樓蓋3的寬度同樣為2m。 在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，在連接方式3中，所述組合樓蓋5的長度等于所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4距離所述核心筒I的垂直距離12m減去所述懸挑樓蓋3的寬度2m的值，即10m，相應(yīng)地所述組合樓蓋5中的所述鋼梁6的長度也為10m，此時，梁跨度L(b) = 10m。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述組合樓蓋5中的所述鋼梁6與所述懸挑樓蓋3的外邊緣的連接方式為鉸接。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，有下列計算公式彎矩計算公式M = qXL2/8,梁支座反力R = qXL/2，Μ:梁彎矩R :梁支座反力q:梁上均布線荷載L:梁跨度結(jié)合上述計算公式，根據(jù)梁跨度L(a)和梁跨度L(b)的長度，可知本發(fā)明采用的連接方式3與傳統(tǒng)的超高層建筑采用的連接方式I相比所述鋼梁6的長度減少了 16. 7%，彎矩減少了 30.6%，所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4的豎向壓力減少了 16.7%。因此所述鋼梁6的跨度減小，所述鋼梁6的鋼用量減少了 42. 2% ;所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4的豎向壓力減少16. 7 %，該部分豎向壓力傳至所述核心筒I，就可充分利用所述核心筒I受豎向壓力能力強的特點，從而減少所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)4的鋼用量；增加的所述懸挑樓蓋3中，由于鋼筋混凝土造價較鋼的造價低，約為其造價的1/3，因此可節(jié)約造價。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，施工中所述懸挑樓蓋3的存在，可以在所述核心筒I周邊形成一個鋼筋混凝土平臺，方便所述核心筒I的施工；后期所述組合樓蓋5安裝所述鋼梁6時，所述懸挑樓蓋3也提供了支撐平臺，方便所述組合樓蓋5的施工。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述鋼梁6的跨度減小為10m，可相應(yīng)降低梁高，合理減少樓層層高。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述鋼梁6高度減小，風管、水管、電纜橋架布置時更加方便。
上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性 的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，包括構(gòu)筑在基礎(chǔ)上并貫穿所有樓層的核心筒(I)、在所述核心筒(I)四周的核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)(4)以及組合樓蓋(5)，其特征在于所述核心筒(I)在樓層上間隔設(shè)置多個懸挑梁(2)，同一樓層的所述懸挑梁(2)通過澆注鋼筋混凝土形成懸挑樓蓋(3);所述組合樓蓋(5)設(shè)置在所述懸挑樓蓋(3)與所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)(4)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述組合樓蓋(5)包括間隔設(shè)置的多根鋼梁(6)，所述鋼梁(6) —端水平連接所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)(4)，另一端水平連接所述懸挑樓蓋(3)的外邊緣或相鄰的鋼梁側(cè)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述組合樓蓋(5)中的鋼梁(6)與所述懸挑樓蓋(3)的外邊緣的連接方式為鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述組合樓蓋(5)包括蓋板(7)，所述蓋板(7)設(shè)置在鋼梁之間或鋼梁之上，且蓋板為混凝土結(jié)構(gòu)或者鋼結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述核心筒(I)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或勁性混凝土結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述懸挑樓蓋(3)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或勁性混凝土結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)(4)為純鋼結(jié)構(gòu)、勁性混凝土結(jié)構(gòu)或鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，包括構(gòu)筑在基礎(chǔ)上并貫穿所有樓層的核心筒(1)、在所述核心筒(1)四周的核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)(4)以及組合樓蓋(5)，其特征在于所述核心筒(1)在樓層上間隔設(shè)置多個懸挑梁(2)，同一樓層的所述懸挑梁(2)通過澆注鋼筋混凝土形成懸挑樓蓋(3)；所述組合樓蓋(5)設(shè)置在所述懸挑樓蓋(3)與所述核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)(4)之間。本發(fā)明通過懸挑樓蓋(3)的應(yīng)用，將組合樓蓋(5)連接核心筒(1)的節(jié)點由核心筒(1)外邊緣外移至懸挑樓蓋(3)外邊緣，可以減少組合樓蓋(5)與核心筒外圍鋼結(jié)構(gòu)(4)中的鋼用量，同時減少樓層層高，便于施工。
文檔編號E04B1/00GK102877583SQ201110199188
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者張騏 申請人:張騏