[发明专利]悬挑钢结构及其悬挑钢结构施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑悬挑施工，即悬挑钢结构及其悬挑钢结构施工方法。

背景技术

高层建筑从结构受力及对抗震性能的要求而言，高层建筑结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小，而且承载力要均匀、连续变化，不应有突变。但在实践工程中往往由于建筑的使用功能上的需要，会出现一些竖向不规则的建筑。这些建筑因为抗侧力结构沿竖向布置不当或者采用悬挂、悬挑结构等，进而使结构的抗震性能大大降低。

为了增大悬挑结构的整体稳定性，提升整体抗震性能，从设计角度，对悬挑结构的受力状况进行优化，本发明需要设置一种更合理的受力方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多线路受力的悬挑钢结构及其悬挑钢结构施工方法。

本发明的实现方案如下：悬挑钢结构，包括垂直入地的钢构建筑主体立柱，还包括上层平面架、中层平面架、下层平面架依次层叠构成的悬挑桁架转换层，上层平面架、中层平面架、下层平面架均连接钢构建筑主体立柱，还包括依次穿过上层平面架、中层平面架、下层平面架接入地面的根部跨立柱，根部跨立柱将悬挑桁架转换层划分为2个区间，根部跨立柱和钢构建筑主体立柱之间为根部跨，根部跨立柱远离钢构建筑主体立柱一侧的为外悬挑跨；还包括依次穿过上层平面架、中层平面架，然后端面与下层平面架接入的跨立柱A和跨立柱B，跨立柱B位于跨立柱A与根部跨立柱之间，跨立柱A与根部跨立柱之间为中间跨，跨立柱A远离根部跨立柱的一侧为端部跨；跨立柱A和跨立柱B之间为过渡跨，跨立柱B与根部跨立柱之间为加固跨。

为了建立受力线路，本发明将根部跨作为主承重区，其根部跨与钢构建筑主体为一体化结构，根部跨可视为钢构建筑主体的一部分，即，本发明中延伸悬挑区是通过根部跨与钢构建筑主体连接，并通过根部跨的受力，分散悬挑区的压力到钢构建筑主体上。上层平面架、中层平面架、下层平面架分别在施工时对应建筑的第7层的层面、第6层的层面、第5层的层面，即本发明在第5层至第7层的区域内设置2层楼高的外悬挑跨和悬挑桁架转换层，利用悬挑桁架转换层将力分散。在水平方向，存在上层平面架、中层平面架、下层平面架作为受力线路，在竖直方向存在跨立柱A和跨立柱B以及钢构建筑主体立柱和根部跨立柱作为竖直方向的受力线路。这样即可建立2条受力线路。外悬挑跨区域的竖直方向的受力均由跨立柱A和跨立柱B引导。

如果仅仅按照上述结构设置悬挑结构，则其承受的力还较小，如果悬挑桁架转换层上方的悬挑层较少，则不必增加其他的受力线路，如果悬挑桁架转换层上方的悬挑层较多，则还需要增加其他的受力线路。一般的常规方法是通过在悬挑根部布置梁上柱及斜撑可减小悬挑跨度及传递竖向荷载，这样要设置很多梁上柱和斜撑，进而增加施工难度和工程造价。因此，为了提高悬挑结构的施工效率、减少设置的斜撑数量和对建筑使用功能的影响、并组建多条传力路线。本发明还包括设置在上层平面架、中层平面架、下层平面架上的斜撑连接件，分别从位于加固跨和根部跨的中层平面架上的斜撑连接件出发分别向着左上、右上、左下、右下方向设置斜撑构成X形斜撑，X形斜撑具备4个端点。

进一步的，还包括设置在上层平面架、中层平面架、下层平面架上的斜撑连接件，从位于端部跨和过渡跨的中层平面架上的斜撑连接件出发设置斜撑构成单斜撑；端部跨的单斜撑远离跨立柱A的一端与下层平面架的斜撑连接件连接，端部跨的单斜撑靠近跨立柱A的一端与上层平面架的斜撑连接件连接；过渡跨的单斜撑远离跨立柱A的一端与下层平面架的斜撑连接件连接，过渡跨的单斜撑靠近跨立柱A的一端与上层平面架的斜撑连接件连接。

本发明增加X形斜撑和单斜撑，是根据外悬挑跨区域的距离而定，为了减少外悬挑跨区域本身的重量，距离钢构建筑主体越远的区域，应尽量少的采用钢结构，即过渡跨和端部跨建立斜拉受力线路时，采用单斜撑，这样用钢量可尽量减少，同时该区域的重量也相应的减少，这样避免在根部跨区域多增加钢斜撑来支持多余的重量。为此，本发明才采用过渡跨和端部跨建立单斜拉受力线路，而加固跨和根部跨作为主要的受力区域，其承受的压力最大，因此，加固跨和根部跨采用X形斜撑建立2条斜撑受力线路，以增强其结构强度。依照上述设计，可将用钢量减少，施工时间缩短，同时其具有较好的结构强度。