本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種整體張拉懸掛系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

研究更加安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、適應(yīng)建筑功能要求的結(jié)構(gòu)新體系是高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)研究的主要課題之一。當(dāng)前高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-筒體結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、巨型框架結(jié)構(gòu)等，這些傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系是延性結(jié)構(gòu)體系，容許結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震作用下進(jìn)入非彈性狀態(tài)，并具有較好的延性，可以有效耗散地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)“搖而不損”，“裂而不倒”。此類(lèi)抗震結(jié)構(gòu)體系在多數(shù)情況下是有效的，但也存在局限性：其主體結(jié)構(gòu)非彈性變形震后難以修復(fù)或在強(qiáng)震中嚴(yán)重破壞，其破壞程度難以控制，雖然能夠避免整體倒塌，但非結(jié)構(gòu)構(gòu)件及結(jié)構(gòu)內(nèi)部的儀器和設(shè)備會(huì)遭受?chē)?yán)重?fù)p壞。因此，抗震性能優(yōu)良的高層建筑結(jié)構(gòu)新體系以及結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制和震后的可修復(fù)性成為當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)研究的重大問(wèn)題。

20世紀(jì)50年代出現(xiàn)的懸掛建筑結(jié)構(gòu)作為一種新型建筑結(jié)構(gòu)體系，有著良好的建筑功能適應(yīng)性，能夠充分利用高強(qiáng)材料的性能，并且具有良好的美學(xué)效果，引起建筑師和結(jié)構(gòu)師的共同關(guān)注?，F(xiàn)階段懸掛結(jié)構(gòu)通過(guò)吊索或者吊桿懸掛樓面板，索或桿垂直于樓面，且在各樓層均勻布置。

上述懸掛樓面的吊掛方式會(huì)導(dǎo)致：(1)在地震作用下懸掛樓層均會(huì)發(fā)生較大的層間位移，從而導(dǎo)致懸掛樓層內(nèi)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破損嚴(yán)重；(2)雖然可在懸掛樓層的層間或者懸掛樓面與主體結(jié)構(gòu)之間設(shè)置消能器，從而降低懸掛樓面板的動(dòng)力響應(yīng)和懸掛樓層的層間位移，但是消能器的設(shè)置位置和數(shù)量都會(huì)直接影響懸掛樓面的減震效果，而消能器的總費(fèi)用也是影響懸掛結(jié)構(gòu)能否推向工程實(shí)踐的重要因素。

因此，提出一種能夠有效控制樓面振動(dòng)響應(yīng)的懸掛結(jié)構(gòu)體系是懸掛結(jié)構(gòu)研究的重要問(wèn)題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種整體張拉懸掛系統(tǒng)。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種整體張拉懸掛系統(tǒng)，包括主體結(jié)構(gòu)和懸掛結(jié)構(gòu)，懸掛結(jié)構(gòu)懸掛于主體結(jié)構(gòu)中，懸掛結(jié)構(gòu)包括若干按層依次豎向設(shè)置的樓面板，最頂層樓面板固定于主體結(jié)構(gòu)頂部，最底層樓面板通過(guò)穩(wěn)定索桿錨固支撐于地面，中間每相鄰兩層樓面板之間均通過(guò)索桿錨固支撐；所述索桿與相應(yīng)樓面板板面的法線(xiàn)不平行且有夾角，同一層的同一側(cè)面兩個(gè)索桿對(duì)稱(chēng)設(shè)置，并且與相應(yīng)錨固點(diǎn)的連線(xiàn)呈等腰梯形狀(即同一側(cè)面兩個(gè)索桿成為相應(yīng)等腰梯形的兩個(gè)腰線(xiàn))；所述同一側(cè)面兩根穩(wěn)定索桿與最底層樓面板以及地面之間也均形成等腰梯形狀。

進(jìn)一步的，所述同一側(cè)面兩個(gè)索桿與同一樓面板對(duì)應(yīng)錨固點(diǎn)之間預(yù)埋有剛性桿，當(dāng)索桿與剛性桿的夾角為銳角時(shí)，該剛性桿采用剛性壓桿，當(dāng)索桿與剛性桿的夾角為鈍角時(shí)，該剛性桿采用剛性拉桿。

進(jìn)一步的，所述同一個(gè)剛性桿與對(duì)應(yīng)上下兩層的索桿形成的夾角中，一側(cè)為鈍角另一側(cè)為銳角，即基于錨固點(diǎn)的連續(xù)性，相鄰樓層共用一個(gè)邊使得兩個(gè)相鄰等腰梯形分別為正等腰梯形和倒等腰梯形。

進(jìn)一步的，所述同一側(cè)面兩個(gè)索桿與對(duì)應(yīng)剛性壓桿和剛性拉桿形成面的法線(xiàn)與樓面板不平行，且相鄰兩層的索桿與對(duì)應(yīng)剛性壓桿和剛性拉桿的形成面也不互相平行。

進(jìn)一步的，所述主體結(jié)構(gòu)整體呈長(zhǎng)方體框架結(jié)構(gòu)，包括框架梁和框架柱，框架梁整體呈矩形，框架梁四個(gè)邊角處均向下豎直安裝有框架柱，最頂層樓面板直接固定于框架梁底部。

進(jìn)一步的，所述主體結(jié)構(gòu)包括豎直立于地面的核心筒體，核心筒體的頂端懸挑設(shè)置有外伸剛臂，最頂層樓面板直接固定于外伸剛臂底部。

有益效果：本發(fā)明中，傾斜布置同一側(cè)的索桿，將懸掛結(jié)構(gòu)的上下兩端分別錨固于主體結(jié)構(gòu)的頂端和地面，再?gòu)埨A(yù)應(yīng)力，使得索桿和穩(wěn)定索桿都受到拉力作用，與樓面板形成新型的整體張拉懸掛結(jié)構(gòu)體系，特別是通過(guò)應(yīng)力剛化作用進(jìn)一步增加懸掛樓面板的側(cè)向剛度，可以減小地震作用下懸掛樓面板的動(dòng)力響應(yīng)，避免了采用消能器帶來(lái)的設(shè)計(jì)復(fù)雜、費(fèi)用昂貴等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本實(shí)施例的整體張拉懸掛系統(tǒng)，包括主體結(jié)構(gòu)和懸掛結(jié)構(gòu)，懸掛結(jié)構(gòu)懸掛于主體結(jié)構(gòu)中，懸掛結(jié)構(gòu)包括若干按層依次豎向設(shè)置的樓面板，最頂層樓面板固定于主體結(jié)構(gòu)頂部，最底層樓面板通過(guò)穩(wěn)定索桿錨固支撐于地面，中間每相鄰兩層樓面板之間均通過(guò)兩根索桿錨固支撐；所述索桿與相應(yīng)樓面板板面的法線(xiàn)不平行且有夾角，同一層的同一側(cè)面兩個(gè)索桿對(duì)稱(chēng)設(shè)置，并且與相應(yīng)錨固點(diǎn)的連線(xiàn)呈等腰梯形狀(即同一側(cè)面兩個(gè)索桿成為相應(yīng)等腰梯形的兩個(gè)腰線(xiàn))；同一側(cè)面兩根穩(wěn)定索桿與最底層樓面板以及地面之間也均形成等腰梯形結(jié)構(gòu)(通過(guò)張拉預(yù)應(yīng)力，使得索桿和穩(wěn)定索桿都受到拉力作用，從而通過(guò)應(yīng)力剛化作用提供懸掛結(jié)構(gòu)中樓面板的側(cè)向剛度)。

為減小索桿中內(nèi)力對(duì)懸掛樓面板平面內(nèi)受力的影響，減小懸掛樓面板的設(shè)計(jì)難度，同一側(cè)面兩個(gè)索桿與同一樓面板對(duì)應(yīng)錨固點(diǎn)之間預(yù)埋有剛性桿，當(dāng)索桿與剛性桿的夾角為銳角時(shí)，該剛性桿采用剛性壓桿，當(dāng)索桿與剛性桿的夾角為鈍角時(shí)，該剛性桿采用剛性拉桿；同一個(gè)剛性桿與對(duì)應(yīng)上下兩層的索桿形成的夾角中，一側(cè)為鈍角另一側(cè)為銳角，即基于錨固點(diǎn)的連續(xù)性，相鄰樓層共用一個(gè)邊使得兩個(gè)相鄰等腰梯形分別為正等腰梯形和倒等腰梯形。

實(shí)施例2：

如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1其余部分相同，不同之處在于：本實(shí)施例中，同一側(cè)面兩個(gè)索桿與對(duì)應(yīng)剛性壓桿和剛性拉桿形成面的法線(xiàn)與樓面板不平行，且相鄰兩層的索桿與對(duì)應(yīng)剛性壓桿和剛性拉桿的形成面也不互相平行。索桿在上下層的錨固點(diǎn)并不在樓面板的垂直面上，使得通過(guò)穩(wěn)定索桿的張拉形成空間整體張拉懸掛結(jié)構(gòu)體系。

實(shí)施例3：

如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1其余部分相同，不同之處在于：本實(shí)施例中的主體結(jié)構(gòu)包括豎直立于地面的核心筒體，核心筒體的頂端懸挑設(shè)置有外伸剛臂，最頂層樓面板直接固定于外伸剛臂底部。

實(shí)施例4：

如圖2所示，本實(shí)施例中的主體結(jié)構(gòu)整體呈長(zhǎng)方體框架結(jié)構(gòu)，包括框架梁和框架柱，框架梁整體呈矩形，框架梁四個(gè)邊角處均向下豎直安裝有框架柱，最頂層樓面板直接固定于框架梁底部。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種整體張拉懸掛系統(tǒng)，包括主體結(jié)構(gòu)和懸掛結(jié)構(gòu)，懸掛結(jié)構(gòu)懸掛于主體結(jié)構(gòu)中，懸掛結(jié)構(gòu)包括若干按層依次豎向設(shè)置的樓面板，最頂層樓面板固定于主體結(jié)構(gòu)頂部，最底層樓面板通過(guò)穩(wěn)定索桿錨固支撐于地面，中間每相鄰兩層樓面板之間均通過(guò)索桿錨固支撐；所述索桿與相應(yīng)樓面板板面的法線(xiàn)不平行且有夾角，同一層的同一側(cè)面兩個(gè)索桿對(duì)稱(chēng)設(shè)置，并且與相應(yīng)錨固點(diǎn)的連線(xiàn)呈等腰梯形狀；同一側(cè)面兩根穩(wěn)定索桿與最底層樓面板以及地面之間也形成等腰梯形狀。本發(fā)明能夠通過(guò)應(yīng)力剛化作用提高樓面板的側(cè)向剛度，減小地震作用下懸掛樓面板的動(dòng)力響應(yīng)，避免采用消能器帶來(lái)的設(shè)計(jì)復(fù)雜、費(fèi)用昂貴等問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：王春林;鞠丹;陳熹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.16
技術(shù)公布日：2017.08.01