[发明专利]高层与超高层混凝土正交正放空间网格盒式筒中筒结构及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高层与超高层写字楼建筑的一种新型结构体系，具体地说，涉及 一种高层与超高层混凝土正交正放空间网格盒式筒中筒结构及制作方法，属于建筑结构技 术领域。

背景技术

传统的高层与超高层钢筋混凝土结构的建筑工程，其结构体系主要“框筒”结构和 “筒中筒”结构，常规的“框筒”结构，它是由核芯筒与周边的大柱网框架，通过与核芯筒连接 的框架横梁形成“框筒”结构；而常规的筒中筒结构，它是由核芯筒与周边的密柱网框架，通 过与核芯筒连接的密梁形成的“筒中筒”结构。如图1所示为超高层写字楼建筑的钢筋混凝 土框架——核芯筒结构体系的标准层结构布置图，根据规程要求，塔楼高（H）宽(B)比小于 等于6，即H/B≤6，当图1正方形塔楼宽B=36.4m时，塔楼最大高度H=6×36.4m=218.4m，设写 字楼每层房间净高h₀=2.8m，框架梁截面300×800，即标准层层高h=2.8m+0.8m=3.6m，采用 框架、核芯筒结构体系，写字楼可建层数n₁=218.4/3.6=60.6层，即60层，建筑高度H=60× 3.6m=216m＜218.4m。

此类传统的混凝土结构从建筑方面分析，其一：它做不到大开间灵活划分房间的 多功能应用，有墙必有梁，即房间要随梁所在位置划分，约束了每层楼房间自由划分；其二： 每层建筑净高受框架梁高度制约，当框架梁跨度11m时，框架截面300×800，当建筑净高 2.8m时，其层高不含设备层最小要做到（3.6m），当塔楼建筑为30层时，其总高度H=108m，总 高度大于100m，属超高层范畴。

从结构方面分析：其一：周边框架抗侧刚度差，高耸结构主要是一种抗侧力结构， 周边框架抗侧刚度弱，其抗侧刚度80%以上靠中央钢筋混凝土核芯筒承担，结构体系受力不 均匀；其二：结构体系容易形成“肥梁胖柱”，工程造价高，60层超高层（不算地下各层）建筑 的“框、筒结构”混凝土30cm/m²左右，用钢量135kg/m²,60层，C40混凝土23850m³，钢材(III 级)10732T。

在超高层写字楼建筑中也有采用预应力混凝土楼盖的“框、筒结构”和“筒中筒结 构”，这种结构体系可以克服建筑方面的不足，但结构工程造价不降反升。

发明内容

本发明要解决的问题是针对以上不足，提供一种高层与超高层混凝土正交正放空 间网格盒式筒中筒结构及制作方法，采用该网格盒式筒中筒结构后，实现以下目的：

1、提高抗侧刚度。

2、减小楼盖的厚度，充分利用空间。

3、节约工程造价。

4、室内房间可自由划分。

5、降低结构本身重量，减少地基基础的经费投入；

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：高层与超高层混凝土正交正放空间 网格盒式筒中筒结构，其特征在于：横向正交正放空腹楼盖的网格与竖向网格式框架网格 相等，且彼此在交汇处刚性连接。

一种优化方案，楼盖与中央的钢筋混凝土核芯筒周边剪力墙，在空腹楼盖位置为 刚性连接。

进一步地，楼盖与中央核芯筒剪力墙及与竖向网格式框架分别两两刚性连接成网 格式盒式结构。

进一步地，网格式盒式结构与中央混凝土核心筒组成正交正放盒式筒中筒结构。

进一步地，楼盖厚度δ=(1/25-1/30)L。

基于以上超高层混凝土正交正放空间网格盒式筒中筒结构，提供该结构的制作方 法，包括以下步骤：

先制作竖向网格式框架墙，网格式框架墙由网格式框架柱与网格式层间梁组成；

然后制作横向网格式正交正放空腹楼屋盖，竖向网格式框架柱与横向网格式空腹梁网 格间距相同，两两刚性连接再与核心筒周边剪力墙刚性连接后，形成网格式盒式结构，与中 央混凝土核心筒组成抗侧刚度极大的正交正放盒式筒中筒结构。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：

（1）相比传统的混凝土框架、核芯筒结构体系抗侧刚度提高20%-25%。

（2）减小了楼盖的厚度，在塔楼最大高度及楼层净高相同的条件下，降低了层高， 增加了塔楼的层数。