[发明专利]超高层混合型空间钢网格盒式筒中筒结构及制作方法

说明书

技术领域

本发明属于钢结构技术领域，尤其涉及超高层混合型空间钢网格盒式筒中筒结构及制作方法。

背景技术

长期以来，超高层(H＞100m)的写字楼建筑除了采用钢筋混凝土结构体系外，一般均采用钢框架与混凝土核心筒组成钢框、筒混合结构和钢密柱外筒与混凝土核心筒组成的筒中筒混合结构（图1），这些传统的结构体系在建筑功能上作不到大开间灵活划分房间综合应用，必须遵循“有墙必有梁”的要求，如图1所示超高层写字楼建筑，采用传统的钢外筒柱网3.6m，中央柱网4m，形成筒中筒混合结构，其建筑上有如下不足：

其一：房间开间(宽度)只能是3.6m的倍数，不能自由划分；

其二：楼盖厚度大，仅结构厚度δ1=750+120(板)=870，另加楼盖自动喷淋设备层δ2=150，合计楼盖厚度达1020，当塔楼结构高宽比H/B=6时，塔楼地上高度H=6×40m=240m，当塔楼(1~5)层分别为商场及会所，净高h0=3m时，层高为4m，5层高度20m，写字楼净高2.8m时，层高3.8m，写字楼最多层数为220/3.8=57层，塔楼地上总层数为62层，总高度H=236.6m＜240m，总面积99200m2；

其三：此类新型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒混合结构，它的楼盖空腹钢网格只有两种，即大数量的正方形网格和周边的直角等腰三角形网格，要形成正交斜放网格的基本条件是周边柱网均相同。当建筑功能和造型需要个别柱网加大或变小时，如周边中央柱网由3.6m加大为4m时，原有正交斜放空间钢网格盒式筒中筒混合结构将不能满足实际施工需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供超高层混合型空间钢网格盒式筒中筒结构及制作方法，当建筑功能和造型需要个别柱网加大或变小时，保证整体钢结构稳定性前提下，在原有网格形状下增加3种网格形状，使得整体楼盖钢网格数量增多，起到保证整体钢结构稳定性前提下节省钢原材料的目的。

为了解决上述技术问题，发明人经过研究和总结得出本发明的技术方案是：

超高层混合型空间钢网格盒式筒中筒结构，包括外围呈四边分布的钢网格框架、混凝土核心筒以及钢网格空腹楼盖；所述钢网格空腹楼盖经墙架单元与钢网格框架连接形成盒式结构；所述盒式结构经墙架单元与混凝土核心筒刚性连接形成盒式筒中筒结构；所述混凝土核心筒为现场浇制；所述钢网格空腹楼盖由若干根钢空腹梁与周边柱网两两刚性连接形成的网格单元组成；所述钢网格空腹楼盖的四边中央柱网较其他柱网大；所述钢网格框架由矩形框架单元连接构成；所述框架单元由钢柱与横梁焊接形成。

优选的，所述四周中央柱网范围出现正方形、直角等腰三角形、平行四边形、不规则四边形和非直角等腰三角形网格结构。

优选的，所述正方形网格结构夹角均为90°；直角等腰三角形网格结构夹角有45°90°两种；平行四边形网格结构夹角有84°与96°两种；不规则四边形网格结构四边夹角分别为93°、84°、84°、99°；非直角等腰三角形网格结构夹角有42°与96°两种。

优选的，所述钢结构之间均采用焊接或高强螺栓连接。

优选的，超高层混合型空间钢网格盒式筒中筒结构制作方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：网格单元制作

A1、网格单元分为○1、○2、○3、○4、○5共五种，分别由横梁与纵梁构成的网格结构； 网格单元○1为正方形，其四个夹角均为90°；网格单元○2为等腰直角三角形；网格单元○3为不规则四边形，其夹角有93°、84°、99°三种；网格单元○4为非直角等腰三角形，其夹角只有96°、42°两种；网格单元○5为平行四边形，其夹角只有96°、84°两种；

步骤二：钢网格框架单元制作

B1、框架单元分为A1、A2、A3、B、C五种分别由钢柱与横梁焊接构成类矩形结构；

B2、框架单元A1、A2、A3为井字结构；

B3、框架单元B由两段横梁与钢柱一侧焊接构成；

B4、框架单元C由两段横梁及与横梁中央位置焊接的钢柱构成；

步骤三：现场拼装

C1、将上述步骤中制作完成的网格单元与框架单元运输至建筑施工现场；

C2、混凝土核心筒建好数层后，由起重机械将各框架单元吊至拼装位置后各单元之间用高强螺栓连接形成呈四边分布的钢网格框架，再由起重机械将各网格单元吊至拼装位置后各单元之间用高强螺栓连接形成一个钢网格式楼盖整体。

与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：