一种可实现折叠展开快速施工的装配式竖筒悬挂结构体系

摘要

本发明公开一种可实现折叠展开快速施工的装配式竖筒悬挂结构体系，具体包括竖筒悬挂结构和折叠展开结构。所述竖筒悬挂结构包括核心筒、吊架、悬索、竖向展开轨道，所述折叠展开结构包括预制楼板、安装了阻尼器和限位器的滑轨、剪刀铰、柔性悬索、定向滑轮等构件。楼板预制完成后，经剪刀铰连接折叠放置，整体运输至施工工地。施工时，折叠状态的预制楼板通过悬索与吊架连接，释放后在自重作用下向下移动，剪刀铰在滑轨内阻尼器控制下展开，定向轮沿竖向展开轨道滑动。预制楼板移动至固定位置，核心筒内牛腿伸出，对楼板进行固定和支撑，并由滑轨内限位器防止其反向移动。楼板固定完成后，拆下剪刀铰和滑轨，回收重复利用，保证建筑立面的美观。

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种可实现折叠展开快速施工的装配式竖筒悬挂结构体系。

背景技术

高层悬挂结构作为一种新颖的建筑结构形式于20世纪60年代末70年代初兴起，因其良好的建筑功能适应性、有效增加建筑使用面积、抗震性良好和美观的特点，受到建筑师和结构师的广泛青睐。这种建筑主要由井筒、吊架或斜拉杆、吊杆和各层楼板构成。井筒常采用钢筋混凝土结构或钢结构，各层楼板的内端支承在井筒上，外端由井筒伸出的吊杆悬挂，吊杆悬挂在由井筒伸出的吊架上，也可用斜拉杆悬挂在井筒的顶端。所有荷载传递到中心或两端的井筒，再由井筒传至基础。根据层数、平面和立体形状，可采用顶部悬挂或分组悬挂，悬挂的方式可用桁架悬挂或用斜拉杆悬挂。如何合理地设计悬挂方式，增大建筑的有效使用面积，保证结构的稳定性和良好的抗震性能，是高层悬挂结构研究的重大问题。

预制装配式施工方法可解决传统建筑业模式中资源消耗过大、环境污染严重等诸多突出问题，是推动新型建筑工业化发展的路线是必然选择。现阶段高层悬挂结构的施工顺序为：首先提升楼板，安装相应楼层索杆，而后继续提升楼面。楼面和索杆需要逐层提升和安装，严重影响悬挂结构的施工效率。如何巧妙运用预制装配式构件，设计高效安全的施工方法，是推广悬挂结构应用的必然途径。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种可实现折叠展开快速施工的装配式竖筒悬挂结构体系，装配式快速施工，成本低效率高，新的结构和控制释放速度，避免脆性破坏，保证楼板与外部构件的稳定，使建筑立面整洁美观。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可实现折叠展开快速施工的装配式竖筒悬挂结构体系，包括竖筒悬挂结构和折叠展开结构。

所述竖筒悬挂结构包括核心筒、吊架、悬索、展开轨道；具体指的是将高层建筑楼板上所承受的荷载通过悬索传递给吊架，紧接着由吊架传递到核心筒，再从核心筒传到基础的整个建筑结构。所述核心筒为钢结构，展开轨道设置在核心筒侧面，吊架为伸臂桁架，所述悬索为柔性缆索，一端连接吊架，中部有若干个连接点与对应楼板侧面相接，所述展开轨道为配合折叠展开施工方法的位移方向限制构件。楼板预制后，与滑轨、剪刀铰、悬索等结构构件连接，折叠放置，整体运输至施工工地。

所述折叠展开结构包括预制楼板、安装了阻尼器和限位器的滑轨、剪刀铰、定向轮、牛腿。所述预制楼板依据实际建造需要进行模数划分，于工厂预制加工；预制楼板包括叠合在一起的若干单楼板，单楼板中部设有方孔，所述核心筒穿过方孔，方孔内侧设有定向轮，定向轮在核心筒侧面的展开轨道上滑动，单楼板彼此之间通过剪刀铰连接，所述吊架设置在预制楼板上方，悬索设置在预制楼板侧面，从而形成了只有竖向位移而抗侧扭的一组装置；所述滑轨设置在单楼板侧面，滑轨为带凹槽的长条型构件，凹槽内侧固定有阻尼器及限位器，阻尼器用于实现楼板的平稳释放，减少对预制楼板及构件的脆性破坏；限位器用于防止到达固定位置的楼板反向移动；所述剪刀铰由两个中部铰接的长条型刚性构件在同平面内改变角度从而控制预制楼板展开距离的构件，一端固定在滑轨一侧，另一端在滑轨凹槽内与阻尼器相接；所述牛腿为预制楼板到达固定位置前收在核心筒内，到达固定位置后，伸出核心筒并承受剪力的构件，牛腿与核心筒通过压簧卡连接。

施工时，将折叠成组的预制楼板通过悬索与吊架连接后释放，在自重作用下楼板下移，经滑轨内阻尼器控制，剪刀铰展开，定向轮沿竖向展开轨道滑动，预制楼板移动至固定位置，牛腿伸出，对楼板进行固定和支撑，并由滑轨内限位器防止其反向移动。

本发明的有益效果是：

1、对楼板释放速度的控制，避免脆性破坏：滑轨上的阻尼器可控制楼板释放速度、避免全凭楼板自重释放时因释放速度过快对剪刀铰和悬索产生脆性破坏，减小展开过程对于楼板及构件的影响，实现楼板的平稳释放；

2、装配式快速施工：剪刀铰可与楼板一起从工厂预制加工完成，运输至施工现场后直接进行悬挂吊装，成本低效率高；

3、对楼板位移方向的控制，防止释放过程中产生侧向扭转：竖向展开轨道的可以限定楼板展开方向，防止释放过程中因风荷载产生的扭转，保证楼板与外部构件的稳定；

4、局部支撑，保证稳定：牛腿提供中心支撑，防止楼板因跨度过大、悬挂位置单一而导致中央部份下陷。

附图说明：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明所述的预制楼板折叠堆放示意图；

图3为本发明施工时悬挂结构状态变化示意图；

图4为本发明施工时阻尼器与限位器示意图；

图5为本发明施工时定向轮、滑轨与支撑构件示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

结合图1及图2所示，本发明所述的竖筒悬挂结构1和折叠展开结构2，竖筒悬挂结构1包括核心筒1-1、吊架1-2、悬索1-3；其作用是将高层建筑楼面上所承受的荷载力通过悬索1-3传递给吊架1-2，紧接着由吊架1-2传递到核心筒1-1，再从核心筒1-1传到基础的整个建筑结构；所述吊架1-2为伸臂桁架，悬索1-3为柔性缆索，一端连接吊架1-2，中部有若干个连接点与对应楼板2-3侧面相接，且悬索1-3张拉后与楼板2-3法线平行。

所述折叠展开结构2包括滑轨2-1（含阻尼器2-6和限位器2-7）、剪刀铰2-2、预制楼板2-3、牛腿2-4、轨道与定向轮2-5。

在实际施工过程中，首先在核心筒1-1四周加装竖向展开轨道，预制楼板2-3按模数加工完成后，在预制楼板内侧方孔的四边中部各安装一个定向轮2-5，定向轮2-5沿竖向展开轨道滑动，预制楼板外围四条边上分别按照图2所示安装滑轨2-1及剪刀铰2-2。其中，在楼板四周各边边缘处安装带凹槽的长条形滑轨2-1；如图4所示，预制楼板相邻单楼板之间设置8个剪刀铰2-2（每边两个），剪刀铰2-2的一端固定在滑轨2-1一侧，另一端在滑轨凹槽内与阻尼器2-6连接，并加装限位器2-7以防止到达固定位置的楼板反向移动。各层楼板安装完成之后可以折叠状态成组堆放，最大限度节约空间，整体运输至施工工地；

施工时，在折叠状态的成组预制楼板四周各边中间位置通过2道竖直悬索1-3与吊架1-2连接，如图2所示；

进一步地，如图3所示，释放楼板，使其在自重作用下缓慢向下移动，此时滑轨2-1内阻尼器2-6压缩，控制楼板释放速度，剪刀铰2-2展开；同时，定向轮2-5沿竖向展开轨道滑动，限制楼板只在竖直方向产生位移，避免侧向扭转，直至预制楼板移动至需要的位置，悬索拉紧至与楼板法线平行的状态；

进一步地，核心筒内牛腿2-4伸出，对楼板进行固定和支撑，并由滑轨内限位器2-7防止其反向移动；牛腿设置在核心筒侧下方，牛腿与核心筒通过压簧卡连接，限位器2-7设置在滑轨内侧；

进一步地，拆除剪刀铰，回收重复利用，并保证建筑立面的整洁美观。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。