一種具有拓撲加強筋的高層建筑節能型外墻墻體結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種具有拓撲加強筋的高層建筑節能型外墻墻體結構。
【背景技術】
[0002]按照國家標準《GB50352民用建筑設計通則》，高層建筑的正式定義是“ 10層及10層以上的住宅建筑和建筑高度大于24m的其他民用建筑(不含單層公共建筑)“。按照這個標準，城市地區大多數建筑物都屬于高層建筑，而這些建筑在設計過程中，都較少考慮到防風防震因素，其原因在于采用液體減震器、質量調節阻尼器、主動減震系統、無粘結支撐及層壓橡膠支座等手段增加了建筑成本，從而減低高層建筑的防風防震能力。即使在初始設計階段，高層建筑的抗震抗風計算也異常繁雜，例如:地震作用下，RC剪力墻每層的側向位移不能超過層高的1000分之一(否則這一層容易在地震中折斷)，每一層水平位移最大的點位移不能超過每層平均位移的1.5倍(否則地震時高層建筑在該層容易發生扭曲)，柱墻軸壓比不能過大(否則在地震中容易壓碎)，梁柱不能超筋，鋼支撐應力不能過大等。這些參數的調整使得整個建模計算過程及其繁瑣。另一方面，高層建筑節能是我國節能工作的重要組成部分，為實現高層建筑節能，通過是采用頁巖陶粒混凝土空心砌塊、粘土空心磚與實心磚復合墻體及粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等，這些措施存在問題較多，不能有效解決高層建筑的節能與結構抗風抗震之間的突出矛盾。目前采用的輕質外保溫復合墻體則存在抗震能力差，易松散，與結構件結合不好，整體性差等缺點。在此基礎上，研宄者提出多種外墻墻體的設計方案并取得了大量的研宄成果(如專利申請號200610009643、201010143680.4,201210314618.6,201410176349.0 等)。然而，墻體的節能材料的填充與結構的抗風抗震性能之間的矛盾始終是高層建筑節能領域中亟待解決的關鍵性技術問題，如何設計出新型的高層建筑節能型外墻墻體結構是高層建筑節能領域的一個研宄熱點。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是為了克服現有高層建筑節能型外墻墻體結構抗風抗震技術的不足，提供一種具有拓撲加強筋的高層建筑節能型外墻墻體結構。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種具有拓撲加強筋的高層建筑節能型外墻墻體結構，該結構主要由上橫梁板(2)、保溫節能材料填充層(3)、拓撲加強筋(4)、混凝土澆筑層(5)及下橫梁板(6)組成。其中拓撲加強筋材料為建筑鋼筋，其在混凝土澆筑層中的排列次序由加強筋拓撲圖(圖1)得出。
[0005]本實用新型的有益效果:1.上橫梁板(2)通過拓撲加強筋(4)與下橫梁板(6)相連接；2.兩上、下橫梁板之間規則填充具有保溫性能的節能材料(3)，以實現外墻墻體的保溫節能；3.在保溫填充區域外填充混凝土澆筑層(5)。
【附圖說明】
[0006]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0007]圖1在風載荷及振動載荷作用下，通過采用拓撲優化方法得出的加強鋼筋在外墻墻體中的分布圖。
[0008]圖2具有加強鋼筋及節能保溫層的新型高層建筑節能型外墻墻體結構示意圖。
[0009]圖中:2.上橫梁板，3.保溫節能材料填充層，4.拓撲加強筋，5.混凝土澆筑層，
6.下橫梁板。
【具體實施方式】
[0010]本實用新型涉及一種具有拓撲加強筋的高層建筑節能型外墻墻體結構。
[0011]按照示意圖1所示，在風載荷及振動載荷作用下，通過采用拓撲優化方法得出加強筋在高層建筑外墻墻體中的分布情況，并以此作為建筑鋼筋在外墻墻體中分布形狀的設計依據。
[0012]按照示意圖2所示，根據示意圖1所示的加強筋拓撲優化結構分布(1)，上橫梁
(2)通過拓撲加強筋(4)與下橫梁板(6)相連接，為高層建筑外墻墻體提供抵抗風載荷及振動載荷所需支撐結構。在上、下兩橫梁板之間規則填充具有保溫性能的節能材料(3)，填充形狀可選擇矩形截面性轉，也可根據客戶需求加以適當改進，實現外墻墻體的保溫節能。在節能保溫填充區域外填充混凝土澆筑層(5)。
【主權項】
1.一種具有拓撲加強筋的高層建筑節能型外墻墻體結構，其特征在于:在風載荷及振動載荷共同作用下，通過采用拓撲優化方法得出加強筋在高層建筑外墻墻體中的分布情況(I)，并以此作為建筑鋼筋在高層建筑外墻墻體中結構組成形式的設計依據。
2.根據權利要求1所述一種具有拓撲加強筋的高層建筑節能型外墻墻體結構，其特征在于:上橫梁板(2)通過拓撲加強筋(4)與下橫梁板(6)相連接，上、下橫梁板之間規則填充具有保溫性能的節能材料(3)，在保溫材料填充區域外填充混凝土澆筑層(5)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有拓撲加強筋的高層建筑節能型外墻墻體結構，主要由上橫梁板、保溫節能材料填充層、拓撲加強筋、混凝土澆筑層、下橫梁板所組成。在風載荷及振動載荷的共同作用下，通過采用拓撲優化方法得出加強筋在高層建筑外墻墻體中的分布情況，按照這種分布確定鋼筋在高層建筑外墻墻體中的結構組成形式，進而將上橫梁板通過拓撲加強筋與下橫梁板相連接，兩橫梁板之間規則填充具有保溫性能的節能材料，并在保溫填充區域外填充混凝土澆筑層。通過采用拓撲優化設計方法設計拓撲加強筋，并采用保溫節能材料與混凝土分層填充方法，有效地解決了高層建筑外墻墻體節能材料填充與結構抗風抗震性能之間的突出矛盾。
【IPC分類】E04B1-76, E04B2-00
【公開號】CN204435596
【申請號】CN201420844833
【發明人】朱大昌, 陳奕強, 豐艷萍
【申請人】江西理工大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年12月18日