專利名稱：內(nèi)筒外框式回形鋼框架建筑的結(jié)構(gòu)及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)筒外框式回形鋼框架建筑的結(jié)構(gòu)及施工方法，屬于鋼框架建筑結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑風格和結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新，建筑施工的難度和復雜性也不斷增高，特別是一些新興高層建筑，在外觀上推陳出新，如上海鋼鐵交易大廈的建筑結(jié)構(gòu)為內(nèi)筒外框式回形建筑，中間為鋼筋混凝土核心筒，外圍是蜂窩網(wǎng)格柱結(jié)構(gòu)鋼框架。蜂窩網(wǎng)格柱鋼結(jié)構(gòu)屬首例復雜的鋼結(jié)構(gòu)建筑，因此內(nèi)筒外框式回形建筑鋼構(gòu)件的加工和安裝精度要求高，如采用常規(guī)的施工方法很難確保安裝精度和工程進度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種內(nèi)筒外框式回形鋼框架建筑的結(jié)構(gòu)及施工方法。有利于整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也有利于整體施工的流水作業(yè)。確保工程進度和蜂窩網(wǎng)格柱鋼框架的施工質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案
內(nèi)筒外框式回形鋼框架建筑的結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒內(nèi)設(shè)有電梯井；所述外框是由立柱、橫梁、樓板梁、Y形柱、角柱和雙丫柱構(gòu)成的多層蜂窩狀鋼結(jié)構(gòu)外框；該建筑的平面總體結(jié)構(gòu)為回字形。前述結(jié)構(gòu)中，所述立柱沿核心筒外圍間隔排列成矩形，立柱與立柱之間經(jīng)橫梁連接，立柱與核心筒之間經(jīng)一組縱橫交錯的樓板梁連接。前述結(jié)構(gòu)中，所述立柱頂部和橫梁邊緣設(shè)有間隔排列的Y形柱，Y形柱的垂直柱底部與立柱的頂部連接或與橫梁邊緣連接；位于矩形轉(zhuǎn)角處的兩個Y形柱之間的斜柱頂部設(shè)有角柱，位于矩形直邊的兩個Y形柱之間的斜柱頂部設(shè)有雙丫柱。前述結(jié)構(gòu)中，所述角柱和雙丫柱上均設(shè)有連接節(jié)點，雙丫柱上的連接節(jié)點設(shè)有橫梁連接梁和樓板連接梁，角柱上的連接節(jié)點設(shè)有橫梁連接梁；角柱和雙丫柱上的橫梁連接梁與橫梁連接，雙丫柱上的樓板連接梁與核心筒之間經(jīng)一組縱橫交錯的樓板梁連接。前述結(jié)構(gòu)中，所述樓板梁上設(shè)有樓層地板；樓層地板包括鋪設(shè)在樓板梁上的鋼板，鋼板上鋪設(shè)有鋼筋混凝土地面。前述結(jié)構(gòu)中，所述頂層的角柱和雙丫柱的頂部與Y形柱的斜邊連接；Y形柱的垂直立柱頂部與縱橫交錯的頂梁連接。實現(xiàn)前述結(jié)構(gòu)采用的施工方法，該方法先根據(jù)設(shè)計要求進行基礎(chǔ)和地下室的施工，然后再進行地上部分的施工，地上部分是中間核心筒先于鋼結(jié)構(gòu)施工，鋼結(jié)構(gòu)先于樓板澆筑施工；地上部分的具體施工步驟如下
①、在核心筒地下部分的電梯井內(nèi)安裝塔吊，塔吊采用內(nèi)附式進行固定，利用塔吊將核心筒施工至2-3層；②、利用塔吊將立柱吊裝在地面基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)鋼柱上，基礎(chǔ)鋼柱矩形分布；
③、在立柱上吊裝橫梁；橫梁與立柱水平焊接或螺接；
④、在橫梁上吊裝第一層樓板梁；樓板梁一端與橫梁連接，樓板梁另一端與核心筒鉸
接；
⑤、在立柱頂部和橫梁邊緣吊裝Y形柱，Y形柱的垂直柱與立柱頂部和/或橫梁邊緣焊
接;
⑥、在位于矩形轉(zhuǎn)角處的兩個Y形柱之間的斜柱頂部吊裝角柱，在位于矩形直邊的兩個Y形柱之間的斜柱頂部吊裝雙丫柱；所述角柱和雙丫柱底部的兩個斜柱分別與Y形柱上部的斜柱焊接或螺接；
⑦、吊裝第二層樓板梁，將第二層樓板梁一端與角柱和/或雙丫柱的連接節(jié)點連接，樓板梁另一端與核心筒鉸接；
⑧、在角柱與雙丫柱之間的斜柱頂部或兩個雙丫柱之間的斜柱頂部吊裝下一層雙丫柱；角柱與雙丫柱之間的斜柱或上下兩層雙丫柱之間的斜柱焊接或螺接；
⑨、吊裝第三層樓板梁，將第三層樓板梁一端與雙丫柱的連接節(jié)點連接，樓板梁另一端與核心筒鉸接；
⑩、在位于矩形轉(zhuǎn)角處的兩個雙丫柱之間的斜柱頂部吊裝角柱，在位于矩形直邊的兩個下層雙丫柱之間的斜柱頂部吊裝上層雙丫柱；所述角柱和雙丫柱底部的兩個斜柱分別與兩個下層雙丫柱上部的斜柱焊接或螺接；
重復上述步驟⑧、⑨、⑩直至完成最后一層鋼結(jié)構(gòu)的吊裝，在最后一層鋼結(jié)構(gòu)頂部吊裝屋頂。根據(jù)前述施工方法，所述地上部分是中間核心筒先于鋼結(jié)構(gòu)2-3層施工，鋼結(jié)構(gòu)先于樓板澆筑5-6層施工；在進行鋼結(jié)構(gòu)施工時，中間核心筒與鋼結(jié)構(gòu)同步升高；在進行上層鋼結(jié)構(gòu)施工時，可同步進行下層鋼結(jié)構(gòu)中地面、機電、幕墻等施工。根據(jù)前述施工方法，所述中間核心筒的施工，6層以下采用落地腳手架進行施工，6層以上采用懸挑腳手架施工，每間隔4層設(shè)有腳手架懸挑梁；鋼框架的施工采用鋼吊籃替代腳手架施工。根據(jù)前述施工方法，所述樓板澆筑施工是在樓板梁上鋪設(shè)樓層地板，樓層地板采用壓型鋼板，在壓型鋼板上澆筑鋼筋混凝土。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的外觀結(jié)構(gòu)采用極具特色的蜂窩狀鋼結(jié)構(gòu)，突出了鋼鐵交易大廈的屬性特征，并具有極好的穩(wěn)定性。本發(fā)明所用的構(gòu)件采用工廠化、專業(yè)化、批量化生產(chǎn)，可降低勞動強度，縮短工期。本發(fā)明的施工方法可減小施工難度，也有利于整體施工的流水作業(yè)?？纱_保工程進度和蜂窩網(wǎng)格柱鋼框架的施工質(zhì)量。


圖I是本發(fā)明步驟I示意圖；
圖2是本發(fā)明步驟2示意 圖3是本發(fā)明步驟3示意 圖4是本發(fā)明步驟4示意 圖5是本發(fā)明步驟5示意圖；圖6是本發(fā)明步驟6示意 圖7是本發(fā)明步驟7示意 圖8是本發(fā)明步驟8示意 圖9是在樓板梁上鋪設(shè)地板的示意 圖10具有角柱的一層鋼結(jié)構(gòu)不意 圖11是沒有角柱的一層鋼結(jié)構(gòu)示意 圖12是Y形柱的不意 圖13是角柱的不意 圖14是雙丫柱的不意圖。附圖中的標記為I-核心筒、2-電梯井、3-立柱、4-橫梁、5-樓板梁、6- Y形柱、7-角柱、8-雙丫柱、9-連接節(jié)點、10-樓層地板、11-塔吊、12-垂直柱、13-斜柱、14-橫梁連接梁、15-樓板連接梁。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但不作為對本發(fā)明的任何限制。實施例。一種內(nèi)筒外框式回形鋼框架建筑的結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒I內(nèi)設(shè)有電梯井2 ;所述外框是由立柱3、橫梁4、樓板梁5、Y形柱6、角柱7和雙丫柱8構(gòu)成的多層蜂窩狀鋼結(jié)構(gòu)外框；該建筑的平面總體結(jié)構(gòu)為回字形。所述的立柱3、橫梁4、樓板梁5、Y形柱6、角柱7和雙丫柱8均在專業(yè)工廠中按標準化生產(chǎn)要求生產(chǎn)，統(tǒng)一下料，在地面進行焊接，便于進行構(gòu)件的質(zhì)量控制，相同構(gòu)件具有很好的互換性。所述立柱·3沿核心筒I外圍間隔排列成矩形，也可根據(jù)設(shè)計要求為其它形狀，本例建筑的平面形狀為矩形，立柱3采用矩形鋼管，立柱3與立柱3之間經(jīng)橫梁4連接，立柱3與核心筒I之間經(jīng)一組縱橫交錯的樓板梁5連接。立柱3頂部和橫梁4邊緣設(shè)有間隔排列的Y形柱6，Y形柱6是立柱3與上層的蜂窩狀鋼結(jié)構(gòu)之間的連接件，所以Y形柱6如圖12所示，設(shè)有與立柱3連接的垂直柱12和與蜂窩狀鋼結(jié)構(gòu)連接的兩個斜柱13。Y形柱6的垂直柱12底部與立柱3的頂部連接，由于兩個立柱3之間的距離較大，所以在兩個立柱3之間增設(shè)一個Y形柱6，該Y形柱6的垂直柱12底部與橫梁4邊緣連接；位于矩形轉(zhuǎn)角處的兩個Y形柱6之間的斜柱13頂部設(shè)有角柱7，位于矩形直邊的兩個Y形柱6之間的斜柱13頂部設(shè)有雙丫柱8。雙丫柱8相當于是兩個Y形柱的垂直柱連接一起構(gòu)成的對稱鋼柱，上部和下部分別設(shè)有兩個對稱的斜柱13。角柱7的形狀與Y形柱的形狀類似，其區(qū)別是兩個斜柱是成90度垂直設(shè)置的。角柱7和雙丫柱8上均設(shè)有連接節(jié)點9，雙丫柱8上的連接節(jié)點9設(shè)有橫梁連接梁14和樓板連接梁15，角柱7上的連接節(jié)點9設(shè)有橫梁連接梁14 ;角柱7和雙丫柱8上的橫梁連接梁14與橫梁4連接，雙丫柱8上的樓板連接梁15與核心筒I之間經(jīng)一組縱橫交錯的樓板梁5連接。樓板梁5上設(shè)有樓層地板10 ;樓層地板10包括鋪設(shè)在樓板梁5上的鋼板，鋼板上鋪設(shè)有鋼筋混凝土地面。鋼框架為多層結(jié)構(gòu)。頂層的角柱7和雙丫柱8的頂部與Y形柱6的斜柱13連接；Υ形柱6的垂直柱12頂部與縱橫交錯的頂梁(附圖中未畫出)連接。實現(xiàn)前述結(jié)構(gòu)采用的施工方法，該方法先根據(jù)設(shè)計要求進行基礎(chǔ)和地下室的施工，然后再進行地上部分的施工，地上部分是中間核心筒先于鋼結(jié)構(gòu)施工，鋼結(jié)構(gòu)先于樓板澆筑施工；地上部分的具體施工步驟如下
①、如圖I所示，在核心筒I地下部分的電梯井2內(nèi)安裝塔吊11，塔吊采用內(nèi)附式進行固定，利用塔吊將核心筒施工至2-3層；
②、如圖2所示，利用塔吊11將立柱3吊裝在地面基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)鋼柱上，基礎(chǔ)鋼柱矩形分布，所以立柱3也是與基礎(chǔ)鋼柱相同的矩形分布；
③、如圖3所示，在立柱3上吊裝橫梁4;橫梁4與立柱4水平焊接或螺接；通過橫梁.4將每個立柱3連接在一起。④、如圖4所示，在橫梁4上吊裝第一層樓板梁5 ;樓板梁5 —端與橫梁連接，樓板梁5另一端與核心筒I鉸接；
⑤、如圖5所示，在立柱3頂部和橫梁4邊緣吊裝Y形柱6，Y形柱6的垂直柱12與立柱3頂部和/或橫梁4邊緣焊接；
⑥、如圖6所示，在位于矩形轉(zhuǎn)角處的兩個Y形柱之間的斜柱頂部吊裝角柱，在位于矩形直邊的兩個Y形柱之間的斜柱頂部吊裝雙丫柱；所述角柱和雙丫柱底部的兩個斜柱分別與Y形柱上部的斜柱焊接或螺接；
⑦、如圖7所示，吊裝第二層樓板梁5，將第二層樓板梁5—端與角柱7和/或雙丫柱.8的連接節(jié)點9連接，樓板梁5另一端與核心筒I鉸接；
⑧、如圖8所示，在角柱7與雙丫柱8之間的斜柱13頂部或兩個雙丫柱8之間的斜柱13頂部吊裝下一層雙丫柱8 ;角柱7與雙丫柱8之間的斜柱13或上下兩層雙丫柱8之間的斜柱13焊接或螺接；
⑨吊裝第三層樓板梁5，將第三層樓板梁5—端與雙丫柱8的連接節(jié)點9連接，樓板梁5另一端與核心筒I鉸接；
⑩、在位于矩形轉(zhuǎn)角處的兩個雙丫柱8之間的斜柱13頂部吊裝角柱7，在位于矩形直邊的兩個下層雙丫柱8之間的斜柱13頂部吊裝上層雙丫柱8 ;所述角柱7和雙丫柱8底部的兩個斜柱13分別與兩個下層雙丫柱8上部的斜柱13焊接或螺接；
重復上述步驟⑧、⑨、⑩直至完成最后一層鋼結(jié)構(gòu)的吊裝，在最后一層鋼結(jié)構(gòu)頂部吊裝屋頂。前述地上部分是中間核心筒I先于鋼結(jié)構(gòu)2-3層施工，鋼結(jié)構(gòu)先于樓板澆筑5-6層施工；在進行鋼結(jié)構(gòu)施工時，中間核心筒與鋼結(jié)構(gòu)同步升高；在進行上層鋼結(jié)構(gòu)施工時，可同步進行下層鋼結(jié)構(gòu)中地面、機電、幕墻等施工。這樣有利于流水作業(yè)，可縮短工期。6層以下中間核心筒可采用落地腳手架進行施工，6層以上核心筒可采用懸挑腳手架施工，每間隔4層設(shè)有腳手架懸挑梁；鋼框架的施工可采用鋼吊籃替代腳手架施工。樓板澆筑施工是在樓板梁5上鋪設(shè)樓層地板10，樓層地板可采用壓型鋼板，在壓型鋼板上澆筑鋼筋混凝土構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)筒外框式回形鋼框架建筑的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒(I)內(nèi)設(shè)有電梯井(2);所述外框是由立柱(3)、橫梁(4)、樓板梁(5)、Y形柱(6)、角柱(7)和雙丫柱(8)構(gòu)成的多層蜂窩狀鋼結(jié)構(gòu)外框；該建筑的平面總體結(jié)構(gòu)為回字形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述結(jié)構(gòu)，其特征在于所述立柱(3)沿核心筒(I)外圍間隔排列成矩形，立柱(3)與立柱(3)之間經(jīng)橫梁(4)連接，立柱(3)與核心筒(I)之間經(jīng)一組縱橫交錯的樓板梁(5)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述結(jié)構(gòu)，其特征在于所述立柱(3)頂部和橫梁(4)邊緣設(shè)有間隔排列的Y形柱(6 )，Y形柱(6 )的垂直柱(12 )底部與立柱(3 )的頂部連接或與橫梁(4 )邊緣連接；位于矩形轉(zhuǎn)角處的兩個Y形柱(6)之間的斜柱(13)頂部設(shè)有角柱(7)，位于矩形直邊的兩個Y形柱(6)之間的斜柱(13)頂部設(shè)有雙丫柱(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述結(jié)構(gòu)，其特征在于所述角柱(7)和雙丫柱(8)上均設(shè)有連接節(jié)點(9 )，雙丫柱(8 )上的連接節(jié)點(9 )設(shè)有橫梁連接梁(14 )和樓板連接梁(15 )，角柱(7 )上的連接節(jié)點(9 )設(shè)有橫梁連接梁(14);角柱(7)和雙丫柱(8)上的橫梁連接梁(14 )與橫梁(4)連接，雙丫柱(8)上的樓板連接梁(15)與核心筒(I)之間經(jīng)一組縱橫交錯的樓板梁(5)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述結(jié)構(gòu)，其特征在于所述樓板梁(5)上設(shè)有樓層地板(10);樓層地板(10)包括鋪設(shè)在樓板梁(5)上的鋼板，鋼板上鋪設(shè)有鋼筋混凝土地面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述結(jié)構(gòu)，其特征在于所述頂層的角柱(7)和雙丫柱(8)的頂部與Y形柱(6)的斜邊連接；Υ形柱(6)的垂直立柱頂部與縱橫交錯的頂梁連接。
7.一種實現(xiàn)權(quán)利要求I 6任一權(quán)利要求所述結(jié)構(gòu)米用的施工方法,其特征在于該方法先根據(jù)設(shè)計要求進行基礎(chǔ)和地下室的施工，然后再進行地上部分的施工，地上部分是中間核心筒先于鋼結(jié)構(gòu)施工，鋼結(jié)構(gòu)先于樓板澆筑施工；地上部分的具體施工步驟如下 ①、在核心筒(I)地下部分的電梯井(2)內(nèi)安裝塔吊(11)，塔吊采用內(nèi)附式進行固定，利用塔吊將核心筒施工至2-3層(見圖I)； ②、利用塔吊(11)將立柱(3)吊裝在地面基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)鋼柱上，基礎(chǔ)鋼柱矩形分布(見圖2)； ③、在立柱(3)上吊裝橫梁(4);橫梁(4)與立柱(3)水平焊接或螺接(見圖3)； ④、在橫梁(4)上吊裝第一層樓板梁(5);樓板梁(5)—端與橫梁連接，樓板梁(5)另一端與核心筒(I)鉸接(見圖4); ⑤、在立柱(3)頂部和橫梁(4)邊緣吊裝Y形柱(6)，Y形柱(6)的垂直柱(12)與立柱(3)頂部和/或橫梁(4)邊緣焊接(見圖5)； ⑥、在位于矩形轉(zhuǎn)角處的兩個Y形柱(6)之間的斜柱(13)頂部吊裝角柱(7)，在位于矩形直邊的兩個Y形柱(6)之間的斜柱(13)頂部吊裝雙丫柱(8);所述角柱(7)和雙丫柱(8)底部的兩個斜柱(13)分別與Y形柱(6)上部的斜柱(13)焊接或螺接(見圖6); ⑦、吊裝第二層樓板梁(5)，將第二層樓板梁(5)—端與角柱(7)和/或雙丫柱(8)的連接節(jié)點(9)連接，樓板梁(5)另一端與核心筒(I)鉸接(見圖7)； ⑧、在角柱(7)與雙丫柱(8)之間的斜柱(13)頂部或兩個雙丫柱(8)之間的斜柱(13)頂部吊裝下一層雙丫柱(8);角柱(7)與雙丫柱(8)之間的斜柱(13)或上下兩層雙丫柱(8)之間的斜柱(13)焊接或螺接(見圖8)； ⑨、吊裝第三層樓板梁(5)，將第三層樓板梁(5)—端與雙丫柱(8)的連接節(jié)點(9)連接，樓板梁(5)另一端與核心筒(I)鉸接(見圖7)； ⑩、在位于矩形轉(zhuǎn)角處的兩個雙丫柱(8)之間的斜柱(13)頂部吊裝角柱(7)，在位于矩形直邊的兩個下層雙丫柱(8)之間的斜柱(13)頂部吊裝上層雙丫柱(8);所述角柱(7)和雙丫柱(8)底部的兩個斜柱(13)分別與兩個下層雙丫柱(8)上部的斜柱(13)焊接或螺接(見圖6)； 重復上述步驟⑧、⑨、⑩直至完成最后一層鋼結(jié)構(gòu)的吊裝，在最后一層鋼結(jié)構(gòu)頂部吊裝屋頂。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述施工方法，其特征在于所述地上部分是中間核心筒(I)先于鋼結(jié)構(gòu)2-3層施工，鋼結(jié)構(gòu)先于樓板澆筑5-6層施工；在進行鋼結(jié)構(gòu)施工時，中間核心筒與鋼結(jié)構(gòu)同步升高；在進行上層鋼結(jié)構(gòu)施工時，可同步進行下層鋼結(jié)構(gòu)中地面、機電、幕墻等施工。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述施工方法，其特征在于所述中間核心筒的施工，6層以下采用落地腳手架進行施工，6層以上采用懸挑腳手架施工，每間隔4層設(shè)有腳手架懸挑梁；鋼框架的施工采用鋼吊籃替代腳手架施工。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述施工方法，其特征在于所述樓板澆筑施工是在樓板梁(5)上鋪設(shè)樓層地板(10)，樓層地板(10)采用壓型鋼板，在壓型鋼板上澆筑鋼筋混凝土。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)筒外框式回形鋼框架建筑的結(jié)構(gòu)及施工方法，所述內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒(1)內(nèi)設(shè)有電梯井(2)；所述外框是由立柱(3)、橫梁(4)、樓板梁(5)、Y形柱(6)、角柱(7)和雙丫柱(8)構(gòu)成的多層蜂窩狀鋼結(jié)構(gòu)外框；該建筑的平面總體結(jié)構(gòu)為回字形。本發(fā)明的外觀結(jié)構(gòu)采用極具特色的蜂窩狀鋼結(jié)構(gòu)，突出了鋼鐵交易大廈的屬性特征，并具有極好的穩(wěn)定性。本發(fā)明所用的構(gòu)件采用工廠化、專業(yè)化、批量化生產(chǎn)，可降低勞動強度，縮短工期。本發(fā)明的施工方法可減小施工難度，也有利于整體施工的流水作業(yè)。可確保工程進度和蜂窩網(wǎng)格柱鋼框架的施工質(zhì)量。
文檔編號E04B1/30GK102888894SQ20121018435
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者龍敏健, 陳靜, 曹宇 申請人:中國建筑第四工程局有限公司