[發明專利]一種用于大跨度大懸挑高位轉換的穿層懸挑密柱桁架體系及應用

有效

• 申請號: 202010086820.2
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN111236434B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 王震;楊學林;趙陽;張茹;程俊婷
• 申請（專利權）人: 浙大城市學院;浙江省建筑設計研究院
• 主分類號: E04B1/342
• 分類號: E04B1/342;E04C3/02;E04B2/88;E04G21/14
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明公開了一種用于大跨度大懸挑高位轉換的穿層懸挑密柱桁架體系及應用，包括縱向大跨桁架部分、橫向懸挑桁架部分、兩端支腿底座部分、上部結構部分。所述縱向大跨桁架部分由縱向中榀雙層密柱桁架和縱向邊榀單層平面桁架組成；所述橫向懸挑桁架部分由多榀橫向穿層斜支撐懸挑桁架組成，并與縱向大跨桁架部分正交，共同組成中心支撐構架；所述兩端支腿底座部分包括懸挑端斜柱框架?核心筒、落地端框架?核心筒；所述上部結構部分位于桁架體系上部。本發明基于縱向大跨桁架和橫向懸挑桁架結合的整體受力體系，并通過斜柱框架?核心筒底座進行懸挑支撐，構件組成模塊明確，構造合理，傳力清晰，具有高整體剛度、高承載力特點，應用范圍較廣。

技術領域

本發明屬于結構工程技術領域，尤其涉及一種用于大跨度大懸挑高位轉換的穿層懸挑密柱桁架體系。大跨度指跨度不小于30米，大懸挑指懸挑不小于8米。

背景技術

近年來，為適應底部大空間、特殊幕墻造型的建筑功能需要，高層建筑中出現越來越多的高位轉換桁架、屋頂下掛桁架、雙向懸挑桁架等復雜空間過渡結構形式，主要應用于大型商業綜合體、綜合醫院等復雜高層建筑的大跨度大懸挑轉換結構中。

高位轉換桁架體系是其中一類重要的空間過渡結構形式，底部空間大跨度是其需要實現的基本功能，由于大跨度及上部結構的作用，轉換桁架不僅需具有足夠的剛度，同時還需滿足豎向地震這一敏感荷載作用下的承載力和舒適度效應，因而雙層桁架體系往往較為適用。

由于幕墻外觀造型的需求，大跨度高位轉換區域的橫向大懸挑也是一個經常出現且需要解決的問題，橫向懸挑桁架在完成懸挑支撐上部結構的同時，與大跨度縱向桁架有效結合成整體受力體系。與此同時，伴隨著大懸挑的出現，平面范圍較小的底座支腿結構形式及設計也是一個重要方面。

在雙層大跨度大懸挑桁架體系中，當由于建筑內部功能需要，為弱化斜撐的影響，部分桁架斜腹桿有時需要采用豎向密柱形式進行替換，穿層斜支撐也是一個較好的解決方案；而當樓層層高不均勻時，樓面結構可能會與桁架層在豎向立面上錯開，樓面結構的處理也是一個需要考慮的因素。

此外，當高位轉換桁架體系在同時涉及大跨度、大懸挑等復雜建筑功能時，結構體系將存在匯交構件較多、部件拼裝復雜、體系受力性能復雜以及特殊節點強化處理等問題，合理有效的桁架體系設計及拼裝方案是保證其承載性能的一個重要因素。

綜上所述，研究一種用于大跨度大懸挑的穿層懸挑密柱桁架體系形式及設計方法，以適用于復雜高層建筑中底部大空間大懸挑的高位轉換過渡結構連接及承載是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于大跨度大懸挑高位轉換的穿層懸挑密柱桁架體系，可以實現復雜高層建筑中底部大空間大懸挑的高位轉換過渡結構的有效轉換連接。該結構體系構件組成模塊明確，傳力清晰，有效符合強過渡轉換的設計原則，在充分發揮高位轉換結構整體剛度的同時，基于雙層、雙向懸挑桁架構成方案實現大跨度大懸挑的建筑空間功能轉換。

本發明的設計思路基于縱向雙層密柱桁架和橫向穿層斜支撐懸挑桁架的有效結合和整體受力模式：

首先，通過縱向雙層密柱桁架結構形式，使得在實現縱向大跨度區域高位轉換及上部結構承載的同時，采用“密柱”布置，指在空腹桁架的豎腹桿之間增設1～2道豎桿，用以替代斜腹桿的作用，以盡量避免斜撐對建筑內部功能布置的影響；其次，通過橫向穿層斜支撐懸挑桁架和底部橫向斜柱框架-核心筒結構形式，并與縱向雙層密柱桁架結構有效結合成整體受力模式，使得在實現橫向大懸挑高位轉換的同時，滿足幕墻外觀造型的功能需要。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明采用的技術方案是：

一種用于大跨度大懸挑高位轉換的穿層懸挑密柱桁架體系，其特征在于，包括縱向大跨桁架部分、橫向懸挑桁架部分、兩端支腿底座部分、上部結構部分；