[发明专利]一种多层悬挑刚性筒结构体系

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑结构体系，具体而言是一种多层悬挑结构与筒体结构的组合体系。 

  

背景技术

近几十年来，由于现代建筑对结构空间使用功能的要求和用地面积的紧张，以悬挑结构为主要使用、承载空间的大悬挑建筑形式得到了越来越广泛的应用，多层悬挑结构系指具备两层及以上悬挑结构层，悬挑结构层具有承载功能的结构形式。由于悬挑结构存在竖向刚度不规则、赘余约束度少等力学特性，目前工程技术人员多采用增加悬挑结构自身承载力及刚度，或在悬挑结构层之间设置竖向联系杆件等方式，满足悬挑结构安全需求。但上述做法不能满足以大悬挑形式为主要造型特性，同时对悬挑层有大空间使用要求的建筑工程设计要求，而且工程用量较高。因此，工程界一直在探索创造既能够满足建筑多层大空间使用要求，大悬挑造型要求，又能够满足结构合理性、经济性的新型悬挑结构体系。 

  

发明内容

技术问题

对于现有的多层悬挑结构体系，主要存在如下技术问题：

（1）、大悬挑结构应力分布不均匀，薄弱部位明显，由于各部位悬挑长度不一致，悬挑长度越长受力越大，造成内力集中分布，导致长悬挑构件成为影响结构安全的薄弱部位。

（2）、各悬挑结构层之间空间协同作用不合理，悬挑结构层之间无结构构件联系或联系构件较弱，导致各楼层基本独立受力，缺乏更有效的整体作用。 

（3）、结构力学响应不合理，由于悬挑结构的受力特性，结构悬挑端部鞭稍效应显著，在荷载作用下端部位移、加速度等静力、动力响应明显放大，影响结构的安全、使用功能。 

（4）、不宜满足建筑高、大空间使用要求，由于为满足结构安全要求，悬挑结构构件尺寸较大，且随着悬挑长度不同，构件尺寸大小不统一，影响了建筑使用空间高度要求，若在悬挑层内部设置竖向联系杆件，则影响了建筑的大空间使用要求。 

（5）、多层大悬挑结构由于其竖向刚度不规则、结构赘余约束度少，为保证结构安全，工程结构材料用量较高，经济性较差。 

技术方案

本发明的目的是提供一种多层悬挑结构与筒体结构的组合体系，解决现有多层悬挑结构存在的技术问题，实现多层悬挑结构的安全性、合理性、经济性，同时满足建筑大悬挑造型要求及大空间使用要求。

本发明技术方案如下： 

一种多层悬挑结构与筒体结构的组合体系，该结构体系组成包括内筒结构、悬挑结构、外筒结构。内筒结构与外筒结构通过悬挑结构连接，共同组成多层悬挑筒结构体系。

所述的多层悬挑结构与筒体结构的组合体系，其特征为：由多层悬挑结构及封闭外筒、内筒组成的新型结构体系，通过内筒的支撑作用及外筒的封闭、束裹作用，在有效增强结构整体性的同时，保证结构抵抗力矩最大化，促使结构平面、空间多层次协同作用，使得结构应力分布均匀，力学响应合理，避免了多层悬挑结构薄弱部位，并且在各悬挑层内部可以不设置竖向联系构件，实现了建筑大悬挑造型及大空间使用要求。 

所述的多层悬挑结构与筒体结构的组合体系，其特征为：内筒与下部支撑结构连接。外筒仅与悬挑结构连接，不与下部支撑结构连接，外筒设置于悬挑结构外侧，并对悬挑结构层起到了束裹作用。

所述的多层悬挑结构与筒体结构的组合体系，其特征为：内筒具备足够的与筒体表面垂直的法向方向的刚度，外筒结构具备足够的与筒体表面平行的面内方向的刚度，同时外筒具有封闭性。

有益效果

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明通过封闭式外筒对悬挑构件的约束作用，促使整体结构共同工作，有效降低了悬挑构件端部的辫梢效应，能够明显改善悬挑结构的静力、动力响应。

（2）本发明通过封闭式外筒的束裹作用及内筒的支撑作用，结构整体变形协调，使得悬挑结构层中不同悬挑长度构件内力趋于一致，应力分布均匀，既有效避免出现结构薄弱部位，又可实现悬挑构件尺寸接近，同时降低了整体结构的材料用量。 

（3）本发明的多层悬挑结构与筒体结构的组合体系，产生了更为有效的整体空间作用，使得各楼层悬挑结构由构件单一受力状态转换为空间整体共同受力状态，结构应力分布更加均匀，从而可以进一步优化构件尺寸，并且由于外围筒作用，结构抵抗力矩最大化，在优化结构用量的同时，有效实现悬挑层高、大空间的建筑使用要求。 

  

附图说明

图1是本发明的整体结构图。