一种用于高层建筑的连廊结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种连廊结构技术领域，尤其是涉及一种用于高层建筑的连廊结构。


背景技术：

2.连廊作为连接两栋建筑的人行通道，在医院、学校等建筑中大量使用。连廊作为一种特殊的建筑形式，其柱平面布置通常由建筑确定，且大多为单跨框架结构。单跨框架结构由于具有较少的冗余度，在地震作用下容易震损倒塌，故我国《建筑抗震设计规范》规定，对于重点设防类建筑或者高层建筑，抗震设计时，不应采用单跨框架结构。而连廊由于使用功能的特殊性，其在垂直人行方向基本均为单跨结构，且由于行人净高要求，在垂直人行方向的框架柱间不得设置交叉支撑。高层连廊的特殊性使得常规结构布置不能满足现行《建筑抗震设计规范》的要求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于高层建筑的连廊结构。
4.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.一种用于高层建筑的连廊结构，该连廊结构在y方向设有y向钢框架-支撑结构，在x方向设有钢框架、大跨桁架和悬挑桁架，大跨桁架和悬挑桁架斜腹杆首尾相连形成竖向桁架，高层建筑的各楼层平面内设置直梁、斜梁形成水平桁架，所述水平桁架与所述竖向桁架组成空间整体桁架，所述空间整体桁架设于所述y向钢框架-支撑结构上。
6.优选地，所述竖向桁架包括置于顶部的竖向桁架上弦杆、置于底部的竖向桁架下弦杆以及设于竖向桁架上弦杆与竖向桁架下弦杆之间的竖向桁架竖腹杆和竖向桁架斜腹杆，所述竖向桁架上弦杆、所述竖向桁架下弦杆为水平桁架结构，二者之间同一竖直平面安装有多层水平桁架。
7.优选地，所述竖向桁架上弦杆与所述竖向桁架下弦杆之间等间隔竖向连接有多根竖向桁架竖腹杆，相邻竖向桁架竖腹杆的顶部与底部之间连接有竖向桁架斜腹杆，相邻竖向桁架斜腹杆呈v字型结构设置。
8.优选地，所述水平桁架包括水平桁架弦杆、水平桁架斜腹杆和水平桁架竖腹杆，两个水平桁架弦杆平行设置，二者之间等间隔设置有多根水平桁架竖腹杆，各水平桁架竖腹杆之间连接有水平桁架斜腹杆，相邻水平桁架斜腹杆呈v字型结构设置。
9.优选地，各层水平桁架等间隔上、下设置在竖向桁架上弦杆与竖向桁架下弦杆之间，且各层水平桁架的两侧边缘处连接竖向桁架竖腹杆及竖向桁架斜腹杆。
10.优选地，所述y向钢框架-支撑结构包括多个框架-支撑子结构，每一个框架-支撑子结构包括两根钢管混凝土柱，两根钢管混凝土柱之间的下方位置设有柱间支撑结构，两根钢管混凝土柱之间的上方位置设有多层水平桁架的水平桁架斜腹杆，钢管混凝土柱的上
方柱体与其对应的水平桁架斜腹杆构成竖向框架，并设于所述竖向桁架上弦杆与所述竖向桁架下弦杆之间。
11.优选地，所述柱间支撑结构采用双层人字形支撑、变角度交叉支撑或中心-偏心组合支撑。
12.优选地，所述变角度交叉支撑包括上、下连接的上半段倒人字形支撑结构和下半段人字形支撑结构，各结构的两侧与两根钢管混凝土柱固定连接，上半段倒人字形支撑结构的两端与上方的两根钢管混凝土柱之间的水平桁架斜腹杆紧密衔接。
13.优选地，所述双层人字形支撑包括上、下设置的第一人字形支撑结构和第二人字形支撑结构，各结构的两侧与两根钢管混凝土柱固定连接，第二人字形支撑结构的顶端固定连接有设于两根钢管混凝土柱之间的横向钢管，第一人字形支撑结构的人字形夹角处的底部通过拉链柱与横向钢管连接。
14.优选地，所述中心-偏心组合支撑包括上、下设置的偏心支撑结构和中心支撑结构，各结构的两侧与两根钢管混凝土柱固定连接，偏心支撑结构和中心支撑结构之间设有横向钢管，所述偏心支撑结构为八字形支撑结构，所述中心支撑结构为人字形结构，该结构的顶部固定连接横向钢管。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
16.1)本实用新型的用于高层建筑的连廊结构包括y向钢框架-支撑结构和设置在y向钢框架-支撑结构上的空间整体桁架，空间整体桁架与y向钢框架-支撑结构组成钢结构连廊，可确保高层建筑的抗震安全支撑，连廊使用安全、稳定。
17.2)连廊结构安全度高，y向钢框架-支撑结构的支撑为地震作用下的第一道耗能构件，支撑屈曲后，x向和y向的框架作为第二道耗能构件，使得整个连廊具有多道抗震设防防线，计算分析表明，在罕遇地震作用下，连廊杆件损伤整体控制在轻度损伤范围内，在极罕遇地震作用下，连廊杆件损伤整体控制在中度损伤范围内，也即连廊在地震作用下不会发生倒塌。
18.3)连廊受力性能良好，计算分析表明桁架受压斜腹杆、底层框架柱突然失效后，结构不会发生连续性倒塌。
19.4)框架-支撑子结构的柱间支撑结构为分段结构，能够满足y向钢框架-支撑结构的柱间人行净空要求，且框架-支撑子结构的柱间支撑结构可采用的形式有双人字形支撑、变角度交叉支撑以及中心-偏心组合支撑等，可避免框架-支撑子结构在竖向不平衡力作用下发生破坏。
附图说明
20.图1为实施例中采用变角度交叉支撑的用于高层建筑的连廊结构三维示意图；
21.图2为实施例中采用双人字撑的用于高层建筑的连廊结构的三维示意图；
22.图3为实施例中采用偏心-中心组合支撑的用于高层建筑的连廊结构的三维示意图；
23.图4为实施例中框架-交叉支撑子结构立面图；
24.图5为实施例中框架-双人字撑子结构立面图；
25.图6为实施例中框架-偏心中心组合支撑子结构立面图；
26.图7为实施例中竖向桁架立面图；
27.图中标号所示：
28.1、框架-支撑子结构；11、钢管混凝土柱；12、变角度交叉支撑；13、双层人字形支撑；14、拉链柱；15、中心-偏心组合支撑；16、横向钢管；2、竖向桁架；21、竖向桁架上弦杆；22、竖向桁架下弦杆；23、竖向桁架竖腹杆；24、竖向桁架斜腹杆；3、水平桁架；31、水平桁架弦杆；32、水平桁架斜腹杆；33、水平桁架竖腹杆；121、上半段倒人字形支撑结构，122、下半段人字形支撑结构，131、第一人字形支撑结构，132、第二人字形支撑结构；151、偏心支撑结构；152、中心支撑结构，a、悬挑拉杆，b、跨中桁架。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
30.实施例
31.如图1～7所示，本实用新型涉及一种用于高层建筑的连廊结构，包括y向钢框架-支撑结构和设置在y向钢框架-支撑结构上的空间整体桁架。空间整体桁架与y向钢框架-支撑结构组成钢结构连廊。
32.具体地，空间整体桁架为x向钢框架 大跨桁架的结构，包括竖向桁架2和多层水平桁架3。竖向桁架2包括置于顶部的竖向桁架上弦杆21、置于底部的竖向桁架下弦杆22以及设置在竖向桁架上弦杆21、置于底部的竖向桁架下弦杆22之间的竖向桁架竖腹杆23和竖向桁架斜腹杆24。
33.竖向桁架上弦杆21、竖向桁架下弦杆22为水平桁架结构，竖向桁架上弦杆21、竖向桁架下弦杆22之间同一竖直平面安装有多层水平桁架3。竖向桁架上弦杆21、竖向桁架下弦杆22与各层的水平桁架3的结构相同。竖向桁架上弦杆21与竖向桁架下弦杆22的之间等间隔竖向连接有多根竖向桁架竖腹杆23，相邻竖向桁架竖腹杆23的顶部与底部之间连接有竖向桁架斜腹杆24，相邻竖向桁架斜腹杆24呈v字型结构设置。
34.各层水平桁架3分别设置于高层建筑的不同楼层。每一层水平桁架3包括水平桁架弦杆31、水平桁架斜腹杆32和水平桁架竖腹杆33，两个水平桁架弦杆31平行设置，两个水平桁架弦杆31之间等间隔设置有多根水平桁架竖腹杆33，各水平桁架竖腹杆33之间连接有水平桁架斜腹杆32，相邻水平桁架斜腹杆32呈v字型结构设置。各层水平桁架3等间隔上、下设置在竖向桁架上弦杆21、竖向桁架下弦杆22之间，且各层水平桁架3的两侧边缘处连接竖向桁架竖腹杆23及竖向桁架斜腹杆24。
35.y向钢框架-支撑结构包括多个框架-支撑子结构1，每一个框架-支撑子结构1包括两根钢管混凝土柱11、设置在两根钢管混凝土柱11之间中下方位置的柱间支撑结构以及设置在两根钢管混凝土柱11之间的上方的多层水平桁架斜腹杆32，钢管混凝土柱11的上方柱体与其对应的水平桁架斜腹杆32构成竖向框架，与其他竖向桁架竖腹杆23呈相同结构设置在竖向桁架上弦杆21与竖向桁架下弦杆22之间。水平桁架3与竖向桁架2组成空间整体桁架，并与y向钢框架-支撑结构组成钢结构连廊。
36.采用钢管混凝土柱11可提高钢连廊的抗震性能。为避免刚度突变导致节点域受力复杂，上部框架柱(竖向桁架2和多层水平桁架3的各结构主体)与底部钢管混凝土柱11宜采用相同的截面宽度和高度，必要时需进行节点应力分析。
37.本实用新型用于高层建筑的连廊结构在x方向为钢框架 大跨桁架 悬挑桁架的结构设计，大跨桁架和悬挑桁架斜腹杆首尾相连形成竖向桁架；楼层平面内设置直梁、斜梁形成水平桁架。水平桁架与竖向桁架组成空间整体桁架，并与y向框架-支撑结构组成钢结构连廊。
38.具体地，连廊的x向大跨及大悬挑区域宜采用整层通高桁架结构，以满足大跨结构的承载能力极限状态要求，同时提高结构舒适度，大悬挑区域的悬挑拉杆应与跨中桁架首尾相连。如图7所示，作为优选方案，水平桁架3设有两层，等间隔设于竖向桁架上弦杆21与竖向桁架下弦杆22之间。y向钢框架-支撑结构包括3个框架-支撑子结构1，其中第一框架-支撑子结构与第二框架-支撑子结构之间设有三组竖向桁架斜腹杆24，第二框架-支撑子结构与第三框架-支撑子结构之间设有一组竖向桁架斜腹杆24。四组竖向桁架斜腹杆24与对应的竖向桁架上弦杆21、竖向桁架下弦杆22、竖向桁架竖腹杆23以及对应的水平桁架3部分构成跨中桁架b。第一框架-支撑子结构的另一端设有另一组竖向桁架斜腹杆24以及与其对应的竖向桁架上弦杆21、竖向桁架下弦杆22、竖向桁架竖腹杆23以及对应的水平桁架3部分，第三框架-支撑子结构的另一端设有另一组竖向桁架斜腹杆24以及与其对应的竖向桁架上弦杆21、竖向桁架下弦杆22、竖向桁架竖腹杆23以及对应的水平桁架3部分，位于端部的两个竖向桁架斜腹杆24构成悬挑拉杆a，并与其相对应的水平桁架3部分构成悬挑桁架。跨中桁架b的竖向桁架斜腹杆24与悬挑拉杆a的竖向桁架斜腹杆24收尾相连。
39.进一步地，连廊结构在y向为单跨结构，由于其高宽比较大，柱底在y向地震作用下容易产生较大的倾覆力矩，对柱脚和基础设计不利，为消除柱底弯矩的不利影响，可将部分框架柱的柱底y向设计为铰接，即在任何一排水平桁架3的框架的柱底采用铰接形式，或两排水平桁架3的框架的柱底都采用铰接形式，形成摇摆框架体系。柱底设计为铰接可同时实现结构在外力作用下的自复位功能。
40.进一步地，为提高钢连廊的抗震性能，各框架的结构底部宜采用钢管混凝土柱。若任何一排水平桁架的框架柱底采用了铰接形式，则无需采用钢管混凝土柱。
41.进一步地，为满足y向钢框架-支撑结构的柱间人行净空要求，框架-支撑子结构1的柱间支撑结构宜进行分段。
42.更进一步地，框架-支撑子结构1的柱间支撑结构可采用的形式有：双层人字形支撑、变角度交叉支撑以及中心-偏心组合支撑等。
43.当采用变角度交叉支撑时，如图4所示，此时的框架-支撑子结构1包括两根钢管混凝土柱11和设置在两根钢管混凝土柱11之间中下方位置的变角度交叉支撑12。变角度交叉支撑12包括上下连接的上半段倒人字形支撑结构121和下半段人字形支撑结构122，各结构的两侧与两根钢管混凝土柱11固定连接。上半段倒人字形支撑结构121的两端与上方的两根钢管混凝土柱11之间的水平桁架斜腹杆32紧密衔接。为更好传递轴力，避免支撑在压力作用下发生大变形破坏，支撑上半段倾角(人字形夹角)宜为30
°
～45
°
，下半段倾角(人字形夹角)宜为45
°
～60
°
。
44.当采用双层人字形支撑时，如图5所示，此时的框架-支撑子结构1包括两根钢管混
凝土柱11和设置在两根钢管混凝土柱11之间中下方位置的双层人字形支撑13。双层人字形支撑13包括位于上端的第一人字形支撑结构131和位于下端的第二人字形支撑结构132，各结构的两侧与两根钢管混凝土柱11固定连接，第二人字形支撑结构132的顶端固定连接有一个设置在两根钢管混凝土柱11之间的横向钢管16，该横向钢管16与水平桁架斜腹杆32的结构、尺寸相同。第一人字形支撑结构131的人字形夹角处的底部通过拉链柱14与横向钢管16连接，以避免框架-支撑子结构1在竖向不平衡力作用下发生破坏。作为优选方案，拉链柱14与横向钢管16、第一人字形支撑结构131的连接可采用剖口全熔透焊。为提高其传力效率，第一人字形支撑结构131倾角宜为45
°
，第二人字形支撑结构132倾角宜为30
°
～60
°
。
45.当采用中心-偏心组合支撑时，如图6所示，此时的框架-支撑子结构1包括两根钢管混凝土柱11和设置在两根钢管混凝土柱11之间中下方位置的中心-偏心组合支撑15。中心-偏心组合支撑15包括上下设置的偏心支撑结构151和中心支撑结构152，两个结构之间设有横向钢管16，该横向钢管16与水平桁架斜腹杆32的结构、尺寸相同。偏心支撑结构151为八字形支撑结构，中心支撑结构152为人字形结构，该结构的顶部固定连接横向钢管16，偏心支撑结构151和中心支撑结构152的两侧分别与两根钢管混凝土柱11固定连接。
46.更进一步地，为提高连廊在地震作用下的耗能能力，柱间支撑结构可采用屈曲约束支撑。
47.进一步的，本实用新型用于高层建筑的连廊结构应按如下顺序进行施工：
48.1、施工底层钢管混凝土柱；
49.2、按设计要求制作框架柱间竖向桁架，在地面安装拼接完成后整体吊装至底部钢管混凝土柱上；
50.3、施工水平桁架；
51.4、施工悬挑桁架；
52.5、安装其他梁柱子构件。
53.进一步地，本实用新型结构体系特殊，作为优选方案，可对设计的结构进行施工模拟分析、性能化设计、连续倒塌分析、罕遇地震和极罕遇地震地震作用下的动力弹塑性分析后进行制造施工，且需满足相应规范要求。
54.按照本实用新型的上述连廊结构设计安全度高，y向钢框架-支撑结构的支撑为地震作用下的第一道耗能构件，支撑屈曲后，x向和y向的框架作为第二道耗能构件，使得整个连廊具有多道抗震设防防线，根据《建筑抗震设计规范》的要求，计算分析表明，在罕遇地震作用下，连廊杆件损伤整体控制在轻度损伤范围内，在极罕遇地震作用下，连廊杆件损伤整体控制在中度损伤范围内，也即连廊在地震作用下不会发生倒塌。连廊受力性能良好，计算分析表明桁架受压斜腹杆、底层框架柱突然失效后，结构不会发生连续性倒塌。
55.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。