專利名稱：高層及超高層樓蓋系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及樓蓋系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種核心筒結構的樓蓋系統(tǒng)，可應用于高層及超高層建筑中。
背景技術：
近年來，高層及超高層建筑在我國被廣泛地興建，建筑時普遍優(yōu)先采用鋼筋混凝土結構。鋼筋混凝土結構是由鋼筋和混凝土兩種材料結合成整體共同受力的工程結構。混凝土是由砂子、水泥、石子和水按一定的比例拌和而成，凝固后非常堅硬，受豎向壓力能力強，但受拉能力比較差，為解決混凝土容易因受拉而斷裂的問題，常在混凝土受拉區(qū)域內或相應部位加入一定數(shù)量的鋼筋,使兩種材料粘結成一個整體,共同承受外力。鋼筋混凝土結構具有堅固、耐久、成本低等優(yōu)點，但其同時具有自重大、建設周期長、鋼筋混凝土土柱占用 建筑空間多等缺點。針對上述鋼筋混凝土結構的缺點，現(xiàn)在越來越多的建筑采用如圖3、4所示的一種核心筒-鋼框架結構，即采用鋼筋混凝土做核心筒100，核心筒100四周是核心筒外圍鋼結構200，核心筒100與核心筒外圍鋼結構200通過組合樓蓋400連接，組合樓蓋400普遍采用鋼梁300加混凝土組合而成。組合樓蓋400采用兩種連接方式連接方式I :鋼梁300 —端連接核心筒外圍鋼結構200，另一端連接核心筒100。連接方式2 :鋼梁300 —端連接核心筒外圍鋼結構200，另一端連接相鄰的鋼梁側壁。這種核心筒-鋼框架結構中，核心筒100主要用于抵抗水平側力，兼具鋼筋混凝土結構受豎向壓力能力強的優(yōu)點，核心筒外圍鋼結構200主要是承擔豎向荷載及少部分水平荷載；隨著樓層增加，核心筒100承擔作用于建筑物上的水平荷載比重越來越大，而核心筒外圍鋼結構200承擔作用于建筑物上的水平荷載比重越來越小，由于鋼材較混凝土密度大、強度高，可以有效減少柱體截面，增加建筑使用面積。在施工階段，混凝土結構與核心筒外圍鋼結構200相對獨立，不互相影響，建設工期短。現(xiàn)有核心筒-鋼框架結構存在以下缺
占-
^ \\\ ·I、在連接方式I中，因為核心筒100具有受豎向壓力能力強的優(yōu)點，所以可以設計讓組合樓蓋400分布于核心筒100的豎向壓力大于相同組合樓蓋400分布于核心筒外圍鋼結構200的豎向壓力。但是現(xiàn)有核心筒-鋼框架結構中，組合樓蓋400分布于核心筒100的豎向壓力等于相同組合樓蓋400分布于核心筒外圍鋼結構200的豎向壓力，導致組合樓蓋400的豎向壓力分布不是很合理，從而增加了核心筒外圍鋼結構200的鋼用量。2、組合樓蓋400直接連接核心筒外圍鋼結構200與核心筒100，組合樓蓋400中的鋼梁300的鋼用量因此較大，造成建筑成本造價高。3、核心筒100施工時，其自身沒有適合施工的平臺，需要另外搭設腳手架，施工比較麻煩。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述鋼用量大及施工不便的缺陷，提供一種可減少鋼用量、降低成本、便于施工的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，包括構筑在基礎上并貫穿所有樓層的核心筒、在所述核心筒四周的核心筒外圍鋼結構以及組合樓蓋，其特征在于所述核心筒在樓層上間隔設 置多個懸挑梁，同一樓層的所述懸挑梁通過澆注鋼筋混凝土形成懸挑樓蓋；所述組合樓蓋設置在所述懸挑樓蓋與所述核心筒外圍鋼結構之間。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述組合樓蓋包括間隔設置的多根鋼梁，所述鋼梁一端水平連接所述核心筒外圍鋼結構，另一端水平連接所述懸挑樓蓋的外邊緣或相鄰的鋼梁側壁。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述組合樓蓋中的鋼梁與所述懸挑樓蓋的外邊緣的連接方式為鉸接。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述組合樓蓋包括蓋板，所述蓋板設置在鋼梁之間或鋼梁之上，且蓋板為混凝土結構或者鋼結構。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述核心筒為鋼筋混凝土結構或勁性混凝土結構。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述懸挑樓蓋為鋼筋混凝土結構或勁性混凝土結構。在本發(fā)明所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)中，所述核心筒外圍鋼結構為純鋼結構、勁性混凝土結構或鋼管混凝土結構。實施本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，具有以下有益效果I、通過懸挑樓蓋的應用，將組合樓蓋連接核心筒的節(jié)點由核心筒外邊緣外移至懸挑樓蓋外邊緣，可以減少組合樓蓋與核心筒外圍鋼結構中的鋼用量。例如在一個傳統(tǒng)的超高層建筑中，核心筒距離核心筒外圍鋼結構為12m，組合樓蓋連接核心筒與核心筒外圍鋼結構時，以單根鋼梁為例，組合樓蓋中的鋼梁需要12m長，即梁跨度L(a)為12m。本發(fā)明中假定核心筒距離核心筒外圍鋼結構同樣為12m，通過懸挑樓蓋的應用，每層懸挑出一部分鋼筋混凝土懸挑樓蓋，依據(jù)最佳懸挑長度X = O. 211XL(L :梁跨度)，梁跨度取L(a)的值，計算出最佳懸挑長度X = 2. 532m，考慮圍繞辦公樓的走廊寬為2米左右，可取懸挑長度為走廊寬度，即實際懸挑長度為2m。這時，組合樓蓋不是連接核心筒與核心筒外圍鋼結構，而是連接懸挑樓蓋與核心筒外圍鋼結構，組合樓蓋中的鋼梁就只需要IOm長，即梁跨度L(b)為10m。有下列計算公式彎矩計算公式M = qXL2/8，梁支座反力R = qXL/2，Μ:梁彎矩R :梁支座反力q:梁上均布線荷載L:梁跨度結合上述計算公式，根據(jù)梁跨度L(a)和梁跨度L(b)的長度，可知本發(fā)明與傳統(tǒng)的超高層建筑理論上相比鋼梁長度減少了 16.7%，彎矩減少了 30.6%，核心筒外圍鋼結構的豎向壓力減少了 16.7%。因此，鋼梁跨度減小，鋼梁的鋼用量減少了 42. 2%;核心筒外圍鋼結構的豎向壓力減少16.7%，該部分豎向壓力傳至核心筒，就可充分利用核心筒受豎向壓力能力強的特點，從而減少核心筒外圍鋼結構的鋼用量；增加的懸挑樓蓋中，由于鋼筋混凝土造價較鋼的造價低，約為其造價的1/3，因此可節(jié)約造價。2、縮短建設工期。施工中懸挑樓蓋的存在，可以在核心筒周邊形成一個鋼筋混凝土平臺，方便核心筒的施工；后期組合樓蓋中鋼梁安裝時，懸挑樓蓋也提供了支撐平臺，方便組合樓蓋的施工。3、鋼梁跨度減小，可相應降低梁高，合理減少樓層層高，達到節(jié)約的目的，降低造價。4、鋼梁高度減小，便于風管、水管、電纜橋架的布置。



下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖I是本發(fā)明高層及超高層樓蓋系統(tǒng)的平面俯視圖；圖2是沿圖I中B-B線的剖面圖；圖3是現(xiàn)有技術的超高層建筑的平面俯視圖；圖4是沿圖3中D-D線的剖面圖。
具體實施例方式為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。結合圖I、圖2所示，在本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，包括構筑在基礎上并貫穿所有樓層的核心筒I、在所述核心筒I四周的核心筒外圍鋼結構4以及組合樓蓋5，所述核心筒I在樓層上間隔設置多個懸挑梁2，懸挑梁2處于同一平面內，同一樓層的所有的所述懸挑梁2通過澆注鋼筋混凝土形成一個整體的懸挑樓蓋3 ;所述組合樓蓋5設置在所述懸挑樓蓋3與所述核心筒外圍鋼結構4之間。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述組合樓蓋5包括間隔設置的多根鋼梁6，所述組合樓蓋5位于所述核心筒外圍鋼結構4與所述核心筒I的相向平面中以及所述核心筒外圍鋼結構4四角的平面中，相應地組合樓蓋5采用兩種連接方式連接方式3 :所述鋼梁6 —端水平連接所述核心筒外圍鋼結構4，另一端水平連接所述懸挑樓蓋(3)的外邊緣。連接方式4 :所述鋼梁6 —端水平連接所述核心筒外圍鋼結構4，另一端水平連接相鄰的鋼梁側壁。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述核心筒I為鋼筋混凝土結構。在其它實施例中，所述核心筒I可為勁性混凝土結構。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述核心筒外圍鋼結構4為純鋼結構。在其它實施例中，所述核心筒外圍鋼結構4可為勁性混凝土結構或者鋼管混凝土結構。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述組合樓蓋5包括蓋板7，所述蓋板7設置在鋼梁之上，且蓋板為混凝土結構。在其它實施例中，所述蓋板7也可以設置在鋼梁之間，其結構也可為鋼結構。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述懸挑樓蓋3為鋼筋混凝土結構。在其它實施例中，懸挑樓蓋3也可為勁性混凝土結構。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述核心筒I距離所述核心筒外圍鋼結構4的垂直距離為12m，所述組合樓蓋5連接所述核心筒I與所述核心筒外圍鋼結構4的情況下，梁跨度L(a) = 12m。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，每個樓蓋層上，同側的所述懸挑梁2彼此平行設置即它們的頂面處于同一平面上，依據(jù)最佳懸挑長度X = O. 211XL(L:梁跨度)，L此時取L(a)的值，計算出最佳懸挑長度X = 2. 532m，考慮圍繞辦公樓的走廊寬為2m左右，可取懸挑長度為走廊寬度，即實際所述懸挑梁的懸挑長度為2m，這樣該走廊隔墻正好可放在所述懸挑梁2的邊梁上，不同類型的樓蓋接縫也可布置在墻邊；同一樓層的所有的所述懸挑梁2通過澆注鋼筋混凝土形成一個整體的懸挑樓蓋3，所述懸挑樓蓋3的寬度同樣為2m。 在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，在連接方式3中，所述組合樓蓋5的長度等于所述核心筒外圍鋼結構4距離所述核心筒I的垂直距離12m減去所述懸挑樓蓋3的寬度2m的值，即10m，相應地所述組合樓蓋5中的所述鋼梁6的長度也為10m，此時，梁跨度L(b) = 10m。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述組合樓蓋5中的所述鋼梁6與所述懸挑樓蓋3的外邊緣的連接方式為鉸接。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，有下列計算公式彎矩計算公式M = qXL2/8,梁支座反力R = qXL/2，Μ:梁彎矩R :梁支座反力q:梁上均布線荷載L:梁跨度結合上述計算公式，根據(jù)梁跨度L(a)和梁跨度L(b)的長度，可知本發(fā)明采用的連接方式3與傳統(tǒng)的超高層建筑采用的連接方式I相比所述鋼梁6的長度減少了 16. 7%，彎矩減少了 30.6%，所述核心筒外圍鋼結構4的豎向壓力減少了 16.7%。因此所述鋼梁6的跨度減小，所述鋼梁6的鋼用量減少了 42. 2% ;所述核心筒外圍鋼結構4的豎向壓力減少16. 7 %，該部分豎向壓力傳至所述核心筒I，就可充分利用所述核心筒I受豎向壓力能力強的特點，從而減少所述核心筒外圍鋼結構4的鋼用量；增加的所述懸挑樓蓋3中，由于鋼筋混凝土造價較鋼的造價低，約為其造價的1/3，因此可節(jié)約造價。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，施工中所述懸挑樓蓋3的存在，可以在所述核心筒I周邊形成一個鋼筋混凝土平臺，方便所述核心筒I的施工；后期所述組合樓蓋5安裝所述鋼梁6時，所述懸挑樓蓋3也提供了支撐平臺，方便所述組合樓蓋5的施工。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述鋼梁6的跨度減小為10m，可相應降低梁高，合理減少樓層層高。在圖I、圖2示出的本發(fā)明的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)第一實施例中，所述鋼梁6高度減小，風管、水管、電纜橋架布置時更加方便。
上面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性 的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內。
權利要求
1.一種高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，包括構筑在基礎上并貫穿所有樓層的核心筒(I)、在所述核心筒(I)四周的核心筒外圍鋼結構(4)以及組合樓蓋(5)，其特征在于所述核心筒(I)在樓層上間隔設置多個懸挑梁(2)，同一樓層的所述懸挑梁(2)通過澆注鋼筋混凝土形成懸挑樓蓋(3);所述組合樓蓋(5)設置在所述懸挑樓蓋(3)與所述核心筒外圍鋼結構(4)之間。
2.根據(jù)權利要求I所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述組合樓蓋(5)包括間隔設置的多根鋼梁(6)，所述鋼梁(6) —端水平連接所述核心筒外圍鋼結構(4)，另一端水平連接所述懸挑樓蓋(3)的外邊緣或相鄰的鋼梁側壁。
3.根據(jù)權利要求2所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述組合樓蓋(5)中的鋼梁(6)與所述懸挑樓蓋(3)的外邊緣的連接方式為鉸接。
4.根據(jù)權利要求3所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述組合樓蓋(5)包括蓋板(7)，所述蓋板(7)設置在鋼梁之間或鋼梁之上，且蓋板為混凝土結構或者鋼結構。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述核心筒(I)為鋼筋混凝土結構或勁性混凝土結構。
6.根據(jù)權利要求5所述的高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述懸挑樓蓋(3)為鋼筋混凝土結構或勁性混凝土結構。
7.根據(jù)權利要求6所述高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，其特征在于，所述核心筒外圍鋼結構(4)為純鋼結構、勁性混凝土結構或鋼管混凝土結構。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高層及超高層樓蓋系統(tǒng)，包括構筑在基礎上并貫穿所有樓層的核心筒(1)、在所述核心筒(1)四周的核心筒外圍鋼結構(4)以及組合樓蓋(5)，其特征在于所述核心筒(1)在樓層上間隔設置多個懸挑梁(2)，同一樓層的所述懸挑梁(2)通過澆注鋼筋混凝土形成懸挑樓蓋(3)；所述組合樓蓋(5)設置在所述懸挑樓蓋(3)與所述核心筒外圍鋼結構(4)之間。本發(fā)明通過懸挑樓蓋(3)的應用，將組合樓蓋(5)連接核心筒(1)的節(jié)點由核心筒(1)外邊緣外移至懸挑樓蓋(3)外邊緣，可以減少組合樓蓋(5)與核心筒外圍鋼結構(4)中的鋼用量，同時減少樓層層高，便于施工。
文檔編號E04B1/00GK102877583SQ201110199188
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權日2011年7月15日
發(fā)明者張騏 申請人:張騏