一种预应力巨型支撑框架结构.pdf

本发明公开了一种预应力巨型支撑-框架结构，该结构由框架梁、框架柱和预应力巨型支撑组成。框架梁与框架柱连接构成框架；预应力巨型支撑紧贴框架平面，两根相互交叉，各自纵跨若干楼层、横跨若干柱距，与水平线形成一夹角，两端分别与远隔的框架柱相连接构成若干中间为棱形状，边缘为半棱形状的构造。预应力巨型支撑为柔性拉索，其中部设置有若干套扣在预应力巨型支撑上并与框架柱固定连接的卡扣构件。框架梁、柱安装完成后，安装拉索并张拉。预应力巨型支撑有效提高框架抗侧刚度；大大减少传统框架-支撑结构的连接节点数量，便于施工，降低节点用料；合理的预应力可以改善结构内力分布，提高结构整体稳定性。

1、  一种预应力巨型支撑-框架结构，由框架梁(1)、框架柱(2)和预应力巨型支撑(3)组成，其特征在于：所述的框架梁(1)与框架柱(2)相连接构成框架；所述的预应力巨型支撑(3)紧贴框架平面，两根相互交叉，各自纵跨若干楼层、横跨若干柱距，与水平线形成一夹角，两端分别与远隔的框架柱(2)相连接构成若干中间为棱形状，边缘为半棱形状的构造。

2、  根据权利要求1所述的一种预应力巨型支撑-框架结构，其特征在于：所述的预应力巨型支撑(3)的中部设置有若干套扣在预应力巨型支撑(3)上并与所述的框架柱(2)固定连接的卡扣构件(4)。

3、  根据权利要求2所述的一种预应力巨型支撑-框架结构，其特征在于：所述的卡扣构件(4)由两端带有螺纹的U形卡(5)，T形连接板(6)和螺母(7)构成，其中所述的U形卡(5)的两端穿过T形连接板(6)翼缘上开设的孔，用螺母(7)固定。

4、  根据权利要求1所述的一种预应力巨型支撑-框架结构，其特征在于：所述的框架梁(1)与框架柱(2)的连接为刚性连接或铰接连接。

5、  根据权利要求1或4所述的一种预应力巨型支撑-框架结构，其特征在于：所述的框架梁(1)与框架柱(2)其材质为钢材或钢管混凝土。

6、  根据权利要求1或2所述的一种预应力巨型支撑-框架结构，其特征在于：所述的预应力巨型支撑(3)为柔性拉索，其索体材料为钢绞线、钢丝绳、钢丝束和钢拉杆中的任一种。

7、  根据权利要求1所述的一种预应力巨型支撑-框架结构，其特征在于：所述的夹角最佳为30～60度。

一种预应力巨型支撑-框架结构
技术领域
本发明涉及一种多高层建筑结构，更具体地说，是涉及一种预应力巨型支撑-框架结构。
背景技术
框架结构及框架-支撑结构是目前多高层建筑的普遍结构形式。框架结构属于柔性体系，适用的建筑高度和抗震烈度有限。当框架抗侧刚度难以满足技术、经济要求时，便会在框架的柱间设置支撑，形成传统的框架-支撑体系。文献(L.Di Sarno，A.S.Elnashai.Bracing systems for seismic retrofitting of steel frames.Journal ofConstructional Steel Research，65(2009)：452～465)提出的一种巨型支撑，实际上仍然是传统对角支撑，只是改变布置形式而已。传统的框架-支撑体系，无论采用刚性支撑，还是柔性支撑，无论采用中心支撑，还是偏心支撑，由于支撑总是设置在相邻柱间、相邻层间，因此都会存在较多的连接节点，既增加施工繁杂程度，又因为节点消耗很多材料，使得工程总体用料不菲。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，有效提高框架的抗侧刚度，降低传统框架-支撑结构的连接节点数量，改善其节点连接形式，从而有效降低节点用材，提高施工便利程度，而提供一种预应力巨型支撑-框架结构。
为了实现上述的目的，本发明的一种预应力巨型支撑-框架结构，由框架梁1、框架柱2和预应力巨型支撑3组成，其中所述的框架梁1与框架柱2相连接构成框架；所述的预应力巨型支撑3紧贴框架平面，两根相互交叉，各自纵跨若干楼层、横跨若干柱距，与水平线形成一夹角，两端分别与远隔的框架柱2相连接构成若干中间为棱形状，边缘为半棱形状的构造。
上述所述的预应力巨型支撑3的中部设置有若干套扣在预应力巨型支撑3上并与所述的框架柱2固定连接的卡扣构件4。
上述所述的卡扣构件4由两端带有螺纹的U形卡5，T形连接板6和螺母7构成，其中所述的U形卡5的两端穿过T形连接板6翼缘上开设的孔，用螺母7固定。
上述所述的框架梁1与框架柱2的连接为刚性连接或铰接连接。
上述所述的框架梁1与框架柱2其材质为钢材或钢管混凝土。
上述所述的预应力巨型支撑3为柔性拉索，其索体材料为钢绞线、钢丝绳、钢丝束和钢拉杆中的任一种。
上述所述的夹角最佳为30～60度。
本发明的一种预应力巨型支撑-框架结构具有以下优点：
1.结构抗侧刚度有效提高。在传统框架结构的基础上，平行设置巨型支撑，且巨型支撑平面与框架平面在端部相连，确保了在侧向荷载作用下两者共同变形，从而形成了并联抗侧结构，结构刚度显然大大提高。
2.节点数量大大减少，节点连接得到简化。传统支撑设置在相邻柱间、相邻层间，一般4m左右长的支撑杆件就存在两个连接节点，因此整体结构节点数量很多，而且由于是串联抗侧结构，很多情况下支撑与框架还需刚性连接才能满足刚度要求。本发明采用巨型支撑，可以长达几十米，而仅需两个连接节点，且巨型支撑与框架为柔性连接；同时，由于巨型支撑的存在，框架连接形式在满足抗侧刚度的前提下，可以采用铰接形式，而不会出现机动体系，因此本实用新型既大大减少了支撑节点数量，又有效简化了框架连接形式，节省很多连接材料。
3.预应力有效改善结构内力分布，提高结构性能。巨型支撑施加预应力后，其预应力将通过端部节点传递给整体框架，从而给整体结构施加了预应力。通过巨型支撑分批分次张拉，实现结构内部的预应力按预期目标分布，从而可以抵消使用荷载产生的峰值应力，使得整体结构内力均衡；通过预应力的调整，可以改变结构自振特性，避免与场地卓越周期相近，或者避免与风载共振；预应力还可以增加结构的整体稳定性。
下面将结合附图及实施例对本发明的技术内容作进一步说明，但下述的实施例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
附图说明
图1为本发明应用于多层建筑结构的示意图；
图2为本发明应用于高层建筑结构的示意图；
图3为预应力巨型支撑中部卡扣构件的结构示意图；
图4为图3的侧视图；
图中，1.框架梁；2.框架柱；3.预应力巨型支撑；4.卡扣构件；5.U形卡；6.T形连接板；7.螺母。
具体实施方式
本发明可按下述方案实施：
如图1所示的多层预应力巨型支撑-框架结构，由框架梁1、框架柱2和预应力巨型支撑3组成。框架梁1与框架柱2都为焊接H型钢，梁、柱刚性连接构成框架。预应力巨型支撑3为高强钢拉杆，两根相互交叉成X型并紧贴框架平面，每根预应力巨型支撑纵向跨越5个楼层，横向则跨越4至5个柱距，预应力巨型支撑3两端分别与远隔的框架柱2相连接构成中间为棱形状，边缘为半棱形状的构造。
如图1、图3及图4所示，每根预应力巨型支撑3的中部设置有一个套扣在预应力巨型支撑3上并与框架柱2固定连接的卡扣构件4。卡扣构件4由两端带有螺纹的U形卡5，T形连接板6和螺母7构成。T形连接板6的腹板沿预应力巨型支撑3纵向放置，腹板底边T形焊接在框架柱2上；U形卡5钩住预应力巨型支撑3并穿过T形连接板6翼缘开设的孔，采用螺母7固定。卡扣构件4既能限制预应力巨型支撑3横向较大的振动位移，又不妨碍支撑沿本身纵向的伸缩变形。
框架梁1、框架柱2在工厂制作完成，运抵现场安装。框架安装完成后，安装预应力巨型支撑3并张拉。
预应力巨型支撑-框架结构安装完毕后，进行围护体系施工。楼、屋盖采用混凝土压型钢板组合楼盖；内、外墙采用现场复合板，预应力巨型支撑3暗藏在复合板中，如此可确保墙面整洁，又不占用使用空间。