本发明属于结构工程技术领域，尤其涉及一种v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构。
背景技术：
板柱-抗震墙体系是由无梁楼板与柱和抗震墙共同承受竖向和水平作用的结构体系，由于其结构构件自身高度较小，具有有效降低楼层层高、减小地震效应及便于管道安装等优点，主要应用于对楼层大空间和建筑造型具有较高要求的图书馆、美术馆等大型公共建筑中。
在传统的板柱-抗震墙体系中，由于跨度需要，抗震墙、柱的尺寸一般较大且数量较多，竖向支撑形式布置较为单一，大空间功能利用仍有所不足。为充分体现建筑大空间功能和竖向支撑造型意象，将板柱-抗震墙体系的墙、柱进行结合并优化为统一的树状墙柱支撑是一种有效的新型结构形式。
树状墙柱支撑的板柱-抗震墙体系以v形树状墙柱为主要抗侧力构件，具有极大的整体抗侧刚度，并通过悬吊钢柱连接枝部柱顶端和跨度相对较大的中部空心楼板、角部悬挑空心楼板，其中细长钢柱可尽量避免对建筑空间布置的影响，进而实现建筑大空间和造型设计功能。因而合理有效的树状墙柱、悬吊钢柱设计及布置方案是保证其承载性能和实施可行性的一个重要因素。
为减轻结构自重，楼面承载体系一般为空心楼板，柱与柱之间则通过同楼板高的暗梁进行连接，以加强整体结构刚度，吊挂空心楼板的悬吊钢柱则主要承受轴拉作用。因而合理有效的悬吊钢柱与空心楼板连接节点形式设计也是保证其承载性能的一个重要因素。
此外，当树状墙柱支撑的板柱-抗震墙体系涉及局部大跨度无柱空间时，预应力大跨弧板和端部支座梁的设置是一种有效的解决方案。结构体系将存在节点连接构造复杂、部件拼装复杂、体系受力性能复杂以及大跨弧板舒适度处理等问题，合理有效的树状墙柱支撑的板柱-抗震墙体系形式设计及拼装方案也是保证其承载性能和正常使用的一个重要因素。
综上所述，研究一种v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构的形式及设计方法，以适用于内部大空间的少柱大跨竖向支撑及特殊墙柱造型复杂建筑的结构体系及承载是十分必要的。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构，以适用于内部大空间的少柱大跨竖向支撑及特殊墙柱造型复杂建筑的结构体系及承载。
这种v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构，包括v形树状墙柱组合、悬吊钢柱、空心楼板和底部大跨层的中部预应力大跨弧板；所述v形树状墙柱组合为竖向抗侧力主体构件，以由根部墙和枝部柱组成的v形树状墙柱为基本单元，包括x向树状墙柱和y向树状墙柱，共同构成竖向中心支撑构架，v形树状墙柱组合支撑空心楼板；所述悬吊钢柱为辅助竖向构件，包括中部悬吊钢柱和角部悬吊钢柱，枝部柱顶端与非大跨层空心楼板通过中部悬吊钢柱连接，枝部柱顶端与底部大跨层的两侧空心楼板通过角部悬吊钢柱连接；所述空心楼板为楼面承载主体构件，包括非大跨层空心楼板和底部大跨层的两侧空心楼板，非大跨层空心楼板位于底部大跨层的两侧空心楼板和底部大跨层的中部预应力大跨弧板的上方；所述底部大跨层的中部预应力大跨弧板为楼面承载辅助构件，位于底部大跨层的中部区域，底部大跨层的中部预应力大跨弧板两侧锚支于底部大跨层的两侧空心楼板内侧端部的大跨弧板端部支座梁以构成大跨弧板造型及功能空间。
作为优选：所述v形树状墙柱组合基于中心定位点，结构中部的x向树状墙柱、两侧的y向树状墙柱均采用纵向(y向)阵列布置，其中x向树状墙柱基本单元为横向(x向)设置，y向树状墙柱基本单元为纵向(y向)设置，构成双向正交竖向抗侧构件布置的中心支撑构架。
作为优选：单榀v形树状墙柱的底部为一字型抗震墙，墙厚为400-800mm，即底部为板柱-抗震墙结构；单榀v形树状墙柱的上部则树状分叉为两根斜柱，斜柱底端支撑于底部一字型抗震墙两端的根部墙端暗柱上，斜柱截面尺寸为(400-800)mm×800mm，即上部为板柱结构。
作为优选：一字型抗震墙两端设置根部墙端暗柱，墙身布置根部墙分布筋；斜柱设置枝部柱纵筋和枝部柱箍筋；一字型抗震墙和斜柱过渡范围通过纵筋搭接连接并加密箍筋进行加强处理。
作为优选：所述悬吊钢柱用于连接v形树状墙柱的枝部柱顶端和下部楼层的空心楼板，包括用以减小非大跨层中部空心楼板较大柱距的中部悬吊钢柱和避免出现受力不利的角部大跨悬挑楼板的角部悬吊钢柱,减小后的柱距优选为小于等于10m。
作为优选：所述悬吊钢柱主要承受轴拉作用，一般为圆钢管截面以充分利用钢材抗拉强度，同时也使得其对建筑大空间功能的影响尽量降低，其截面直径为200-300mm，壁厚为12-18mm，由于悬吊钢柱截面相对v形树状墙柱截面一般要小得多，抗侧刚度计算时可忽略其影响。
作为优选：所述悬吊钢柱与非大跨层空心楼板和底部大跨层的两侧空心楼板的连接节点均采用悬吊钢柱节点的上外环板、悬吊钢柱节点的下外环板和悬吊钢柱节点的加劲肋的嵌入连接方式连接；环板连接节点的高度比空心楼板厚度小，悬吊钢柱节点的上外环板、悬吊钢柱节点的下外环板分别距空心楼板板顶、板底不小于75mm，环板连接节点的高度优选为(h-75*2)mm，其中h为空心楼板的厚度；悬吊钢柱节点的加劲肋位于悬吊钢柱节点的上外环板与悬吊钢柱节点的下外环板之间。
作为优选：各楼层墙柱之间通过双向正交的空心楼板的x向暗梁和空心楼板的y向暗梁连接以加强整体结构刚度，暗梁宽度为v形树状墙柱宽度两侧分别加上至少100mm，暗梁高度则同空心楼板厚度；非大跨层空心楼板和底部大跨层的两侧空心楼板为箱体空心结构，包括空心楼板的箱体部分和空心楼板的实心部分，以保证有效承载并减轻自重；空心楼板的钢筋设置包括位于板顶或板底的受力纵筋和位于实心部分的连接箍筋。
作为优选：所述底部大跨层的中部预应力大跨弧板适用于底部楼层中部有无柱大空间功能时，底部大跨层的中部预应力大跨弧板通过预应力弧板的端部锚具锚支于大跨弧板端部支座梁上，大跨空间尺度为15m-25m；底部大跨层的中部预应力大跨弧板为实心楼板形式，厚度为200-300mm；大跨弧板端部支座梁为宽扁梁形式，以提供足够的抗锚拉变形刚度，截面尺寸为(1500-2000)mm×700mm。
作为优选：所述底部大跨层的中部预应力大跨弧板通过预应力弧板的预应力钢绞线连接预应力弧板的端部锚具，以充分利用钢绞线较高的抗拉强度，底部大跨层的中部预应力大跨弧板上均布设置预应力弧板的抗崩裂u形筋以防止大跨弧板的混凝土受压崩坏；大跨弧板端部支座梁外侧端部则通过预应力弧板的端部锚具进行固定。
作为优选：v形树状墙柱的双向布置形式、悬吊钢柱的设置均可根据建筑造型要求、功能空间和跨度的要求进行适当调整，并不会影响本专利各部件组成和拼装方式。
这种v形树状墙柱支撑的板柱-抗震墙结构的拼装方法，包括以下步骤：
s1、x向树状墙柱的根部墙和x向树状墙柱的枝部柱组成x向树状墙柱基本单元，并沿纵向(y轴)阵列布置获得v形树状墙柱组合结构中部的两组x向树状墙柱抗侧力构件；
s2、y向树状墙柱的根部墙和y向树状墙柱的枝部柱组成y向树状墙柱基本单元，并沿纵向(y轴)阵列布置获得v形树状墙柱组合结构两侧的两组y向树状墙柱抗侧力构件；
s3、步骤s1、s2生成的树状墙柱共同构成竖向支撑中心构架，根部墙端部设置有根部墙端暗柱，墙身设置有根部墙分布筋；枝部柱设置有枝部柱纵筋和枝部柱箍筋，枝部柱下端支于根部墙端暗柱上；
s4、将中部悬吊钢柱和角部悬吊钢柱的顶端吊挂在树状墙柱的枝部柱顶端的悬吊钢柱连接节点上；连接节点为外环板嵌入形式，由悬吊钢柱节点的上外环板、悬吊钢柱节点的下外环板和悬吊钢柱节点的加劲肋组成；
s5、主要楼面结构设置为空心楼板，由空心楼板的箱体部分、空心楼板的实心部分、空心楼板的受力纵筋和空心楼板的连接箍筋组成，空心楼板包括非大跨层空心楼板和底部大跨层的两侧空心楼板；
s6、空心楼板的墙柱之间设置双向正交布置的空心楼板的x向暗梁和空心楼板的y向暗梁，以加强结构整体刚度；将中部悬吊钢柱和角部悬吊钢柱的下端分别固定在空心楼板的暗梁上；
s7、底层中部有大空间功能需求时，设置底部大跨层的中部预应力大跨弧板，主要受拉钢筋为预应力弧板的预应力钢绞线，并在底部大跨层的中部预应力大跨弧板上均匀设置预应力弧板的抗崩裂u形筋以防止预应力大跨弧板混凝土的受压崩裂；
s8、底部大跨层的中部预应力大跨弧板的两侧端部通过预应力弧板的端部锚具锚支于大跨弧板端部支座梁上，构成预应力弧板的端部连接节点。
这种v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构在内部大空间的少柱大跨竖向支撑及特殊墙柱造型复杂建筑的结构体系设计及承载中的应用，所述大空间指跨度不小于10米的少柱竖向支撑大跨建筑空间(大空间公共民用建筑空间)。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构，其结构体系构造合理，可以实现内部大空间的少柱大跨竖向支撑及特殊墙柱造型复杂建筑的结构体系设计及承载，充分发挥树状墙柱支撑大空间板柱-抗震墙体系的高整体抗侧刚度、高承载性能、大空间功能优点。
2、本发明提供的v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构体系以v形树状墙柱支撑为竖向抗侧力基本单元，通过中部、两侧的双向正交阵列设置，构成具有极大抗侧刚度的中心支撑构架；通过悬吊钢柱连接吊挂空心楼板、预应力大跨弧形楼板及端部支座梁锚支设置的整体受力模式，可达到在尽量减轻自重的前提下，实现大空间建筑功能。
3、基于极限承载性能分析，本发明的结构便于通过整体刚度(变形值控制)、承载力(应力比控制)等指标控制，来进一步保障整体结构体系的合理有效。
4、本发明提供的v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构体系的构件组成模块明确，传力清晰，整体体系刚度大、承载力高、造型独特，在大空间少柱大跨竖向支撑及特殊墙柱造型复杂建筑的结构体系中具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明结构示意图(其中，图1a-1e分别是本发明v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构整体示意图、树状墙柱示意图、悬吊钢柱示意图、空心楼板示意图、预应力大跨弧板示意图)；
图2是本发明大空间板柱-抗震墙结构的平面图，即图1a中a-a剖切的示意图；
图3是本发明大空间板柱-抗震墙结构的正视图，即图1a中b-b剖切的示意图；
图4是本发明大空间板柱-抗震墙结构的右视图，即图1a中c-c剖切的示意图；
图5是单榀v形树状墙柱的剖面形式和配筋示意图(其中，图5a、5b分别是图1a中的x向、y向树状墙柱的剖面形式和配筋示意图)；
图6是悬吊钢柱连接节点示意图(其中，图6a是图1a中的悬吊钢柱与空心楼板的连接节点示意图，图6b是图6a连接节点的d-d剖切示意图)；
图7是图1a的空心楼板结构剖面示意图；
图8是图1a的预应力大跨弧板结构形式及端部构造示意图；
图9是大空间板柱-抗震墙结构的部件拼装流程图。
附图标记说明：1-x向树状墙柱的根部墙；2-x向树状墙柱的枝部柱；3-y向树状墙柱的根部墙；4-y向树状墙柱的枝部柱；5-中部悬吊钢柱；6-角部悬吊钢柱；7-非大跨层空心楼板；8-底部大跨层的两侧空心楼板；9-大跨弧板端部支座梁；10-底部大跨层的中部预应力大跨弧板；11-空心楼板的x向暗梁；12-空心楼板的y向暗梁；13-悬吊钢柱连接节点；14-预应力弧板的端部连接节点；15-根部墙端暗柱；16-根部墙分布筋；17-枝部柱纵筋；18-枝部柱箍筋；19-悬吊钢柱节点的上外环板；20-悬吊钢柱节点的下外环板；21-悬吊钢柱节点的加劲肋；22-空心楼板的箱体部分；23-空心楼板的实心部分；24-空心楼板的受力纵筋；25-空心楼板的连接箍筋；26-预应力弧板的端部锚具；27-预应力弧板的预应力钢绞线；28-预应力弧板的抗崩裂u形筋；29-中心定位点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
所述v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构体系构件组成模块明确，传力清晰，有效符合整体受力及承载模式的设计原则，充分发挥整体结构体系的较大抗侧刚度，基于v形树状墙柱中心支撑构架，并结合悬吊钢柱连接空心楼板的结构体系，实现大空间的少柱大跨竖向支撑复杂建筑造型及功能。
本发明的设计思路基于v形树状墙柱支撑，并结合悬吊钢柱连接空心楼板的大空间板柱-抗震墙整体受力模式：首先，以v形树状墙柱支撑为竖向抗侧力基本单元，通过中部、两侧的双向正交阵列设置，构成具有极大整体抗侧刚度的中心支撑构架；其次，通过悬吊钢柱连接枝部柱顶端和非大跨层中部空心楼板、角部悬挑空心楼板，实现建筑少柱大空间和造型功能；然后，通过预应力大跨弧板和端部支座梁的设置和连接，实现底部楼层中部大跨无柱曲面空间功能；最后，通过极限承载性能分析，并控制体系变形、构件应力等，保障结构体系的整体受力承载性能，避免出现不可逆破坏。
实施例一
如图1a-1e以及图2-图4所示，所述v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构包括v形树状墙柱组合、悬吊钢柱、空心楼板、预应力大跨弧板。所述v形树状墙柱组合(图1b)为竖向抗侧力主体构件，以由根部墙、枝部柱组成的v形树状墙柱支撑为基本单元，包括x向树状墙柱、y向树状墙柱，共同构成双向正交布置的竖向中心支撑构架；所述悬吊钢柱(图1c)为辅助竖向构件，包括中部悬吊钢柱、角部悬吊钢柱，分别用于连接枝部柱顶端和非大跨层中部空心楼板、角部悬挑空心楼板；所述空心楼板(图1d)为楼面承载主体构件，包括上部非大跨层的整层空心楼板、底部大跨层的两侧局部空心楼板，构成楼面承载体系；所述预应力大跨弧板(图1e)为楼面承载辅助构件，位于底部大跨层的中部区域，设置预应力并锚支于两侧端部支座梁，组成大跨空间的弧形楼板造型及功能空间。
如图1b、图2所示，所述v形树状墙柱组合以由根部墙(x向树状墙柱的根部墙1、y向树状墙柱的根部墙3)、枝部柱(x向树状墙柱的枝部柱2、y向树状墙柱的枝部柱4)组成的v形树状墙柱为基本单元，以中心定位点29为结构平面中心，结构中部、两侧采用y向(纵向)阵列布置，构成双向正交竖向抗侧构件布置的中心支撑构架。本实施例的结构中部、两侧分别为两组x向、两组y向树状墙柱，间距为8.8m，分别共计12榀(x向)、6榀(y向)v形树状墙柱基本单元。
如图5a-5b所示，单榀v形树状墙柱的底部楼层范围为一字型抗震墙，墙厚为400-800mm，即底部为板柱-抗震墙结构体系；v形树状墙柱的上部楼层范围则树状分叉为两根斜柱，斜柱底端支撑于一字型抗震墙的两端暗柱上，斜柱截面尺寸为(400-800)×800mm，即上部为板柱结构体系。
如图5a-5b所示，单榀v形树状墙柱的底部一字型抗震墙两端设置根部墙端暗柱15，墙身则布置根部墙分布筋16；v形树状墙柱的上部按砼斜柱进行配筋设置，包括枝部柱纵筋17、枝部柱箍筋18；抗震墙和砼斜柱过渡范围通过纵筋搭接连接并加密箍筋进行加强处理。
如图1c、图3-图4所示，所述悬吊钢柱用于连接v形树状墙柱的枝部柱顶端和下部楼层的空心楼板，包括中部悬吊钢柱5和角部悬吊钢柱6。中部悬吊钢柱5可有效减小结构非大跨层中部空心楼板的较大柱距，减小后的柱距为小于等于10m；角部悬吊钢柱6使得楼层不至出现受力不利的大悬挑楼板。
如图3、图4所示，悬吊钢柱的顶端吊挂点为位于枝部柱顶端的悬吊钢柱连接节点13处，角部悬吊钢柱6的底端连接处为底部大跨层的两侧空心楼板8处；当设置有底部大跨层的中部预应力大跨弧板10时，中部悬吊钢柱5的底端连接处为非大跨层空心楼板7的第一个楼层(即底部大跨层的其上一层)中部处。
如图3、图4所示，悬吊钢柱主要承受轴拉作用，采用圆管型钢截面钢柱以充分利用钢材抗拉强度，同时也使得其对建筑大空间功能的影响尽量降低；悬吊钢柱的截面直径为200-300mm，壁厚为12-18mm。由于悬吊钢柱截面相对v形树状墙柱截面一般要小得多，抗侧刚度计算时可忽略其影响。
如图6所示，悬吊钢柱一般为圆管型钢截面，悬吊钢柱与空心楼板的连接节点采用外环板(悬吊钢柱节点的上外环板19、悬吊钢柱节点的下外环板20)和加劲肋(悬吊钢柱节点的加劲肋21)的嵌入连接方式处理。环板连接节点的高度相比空心楼板厚度要小一些，上外环板、下外环板分别距离空心楼板板顶、板底不小于75mm，即环板连接节点的高度为(h-75*2)mm，其中h为空心楼板(非大跨层空心楼板7、底部大跨层的两侧空心楼板8)的厚度。
如图1d、图2-图4所示，所述空心楼板为楼面承载体系，包括上部整层的非大跨层空心楼板7、底部大跨层的两侧空心楼板8。各楼层平面的墙柱之间通过空心楼板的x向暗梁11、空心楼板的y向暗梁12以加强整体结构刚度，暗梁宽度一般为树状墙柱宽度两侧分别加上至少100mm，暗梁高度则同空心楼板的厚度。
如图7所示，空心楼板为箱体空心结构形式，包括空心楼板的箱体部分22、空心楼板的实心部分23，以保证在有效承载的同时，尽量减轻结构自重。空心楼板的钢筋设置包括位于板顶或板底的受力纵筋(空心楼板的受力纵筋24)、位于实心部分的连接箍筋(空心楼板的连接箍筋25)。
如图1e、图3所示，底部楼层中部有无柱大空间功能需要时，通过设置底部大跨层的中部预应力大跨弧板10，并通过预应力弧板的端部锚具26将其锚支于两侧大跨弧板端部支座梁9上进行处理，大跨度空间的尺度一般为15m-25m。
如图3所示，底部大跨层的中部预应力大跨弧板10采用实心楼板，厚度为200-300mm。大跨弧板端部支座梁9采用宽扁梁，以提供足够的抗锚拉变形刚度，截面尺寸一般为(1500-2000)mm×700mm。
如图8所示，该节点构造大样对应预应力弧板的端部连接节点14位置处。底部大跨层的中部预应力大跨弧板10的预应力钢筋为预应力弧板的预应力钢绞线27，以充分利用其较高的抗拉强度；间隔一定距离设置预应力弧板的抗崩裂u形筋28以防止楼板混凝土的受压崩裂；大跨弧板端部支座梁9外侧端部则通过预应力弧板的端部锚具26以固定预应力钢绞线。
v形树状墙柱的双向布置形式、悬吊钢柱的设置均可根据建筑造型要求、功能空间和跨度的要求进行适当调整，并不会影响本发明v形树状墙柱支撑的板柱-抗震墙结构体系的各部件组成和拼装方式。
实施例二
如图9所示，所述v形树状墙柱支撑的板柱-抗震墙结构的具体部件拼装流程如下：
s1、x向树状墙柱的根部墙1和x向树状墙柱的枝部柱2组成x向树状墙柱基本单元，并沿纵向(y轴)阵列布置获得结构中部的两组x向树状墙柱抗侧力构件；
s2、y向树状墙柱的根部墙3和y向树状墙柱的枝部柱4组成y向树状墙柱基本单元，并沿纵向(y轴)阵列布置获得结构两侧的两组y向树状墙柱抗侧力构件；
s3、步骤s1、s2生成的树状墙柱共同构成竖向支撑中心构架，根部墙端部设置根部墙端暗柱15、墙身设置根部墙分布筋16；枝部柱设置枝部柱纵筋17和枝部柱箍筋18，枝部柱下端支于根部墙端暗柱15上；
s4、将中部悬吊钢柱5、角部悬吊钢柱6的顶端吊挂在树状墙柱的枝部柱顶端的悬吊钢柱连接节点13上；连接节点为外环板嵌入形式，由悬吊钢柱节点的上外环板19、悬吊钢柱节点的下外环板20和悬吊钢柱节点的加劲肋21所组成；
s5、主要楼面结构设置为空心楼板，由空心楼板的箱体部分22、空心楼板的实心部分23、空心楼板的受力纵筋24和空心楼板的连接箍筋25所组成，包括非大跨层空心楼板7、底部大跨层的两侧空心楼板8；
s6、空心楼板的墙柱之间设置双向正交布置的空心楼板的x向暗梁11和空心楼板的y向暗梁12，以加强结构整体刚度；将中部悬吊钢柱5和角部悬吊钢柱6的下端分别固定在空心楼板的暗梁上；
s7、底层中部有大空间功能需求时，设置底部大跨层的中部预应力大跨弧板10，主要受拉钢筋为预应力弧板的预应力钢绞线27，并在底部大跨层的中部预应力大跨弧板10上均匀设置预应力弧板的抗崩裂u形筋28以防止预应力大跨弧板混凝土的受压崩裂；
s8、底部大跨层的中部预应力大跨弧板10的两侧端部通过预应力弧板的端部锚具26锚支于大跨弧板端部支座梁9上，构成预应力弧板的端部连接节点14。
实施例三
本发明还提供一种v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构在内部大空间的少柱大跨竖向支撑及特殊墙柱造型复杂建筑的结构体系设计及承载中的应用，所述大空间为跨度不小于10米的大空间公共民用建筑空间。
相比于现有技术的不足，本发明提供的一种树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构以v形树状墙柱支撑为竖向抗侧力基本单元，通过双向正交阵列设置构成具有极大抗侧刚度的中心支撑构架，并通过悬吊钢柱连接吊挂空心楼板、预应力大跨弧板及端部支座梁锚支设置的整体受力模式，可达到在尽量减轻自重并保证整体刚度的前提下，实现大空间建筑功能。该结构体系构件组成模块明确，传力清晰，有效符合整体受力及承载模式的设计原则，可实现大空间少柱大跨竖向支撑及特殊墙柱造型复杂建筑的结构体系设计及承载。基于极限承载性能分析，通过整体变形刚度、应力比承载等整体性能控制，可进一步保障本发明v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构的高整体刚度、高承载力，并具有造型独特的优点。
1.一种v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构，其特征在于：包括v形树状墙柱组合、悬吊钢柱、空心楼板和底部大跨层的中部预应力大跨弧板(10)；所述v形树状墙柱组合以由根部墙和枝部柱组成的v形树状墙柱为基本单元，v形树状墙柱包括x向树状墙柱和y向树状墙柱，v形树状墙柱组合支撑空心楼板；所述悬吊钢柱包括中部悬吊钢柱(5)和角部悬吊钢柱(6)，枝部柱顶端与非大跨层空心楼板(7)通过中部悬吊钢柱(5)连接，枝部柱顶端与底部大跨层的两侧空心楼板(8)通过角部悬吊钢柱(6)连接；所述空心楼板包括非大跨层空心楼板(7)和底部大跨层的两侧空心楼板(8)，非大跨层空心楼板(7)位于底部大跨层的两侧空心楼板(8)和底部大跨层的中部预应力大跨弧板(10)的上方；所述底部大跨层的中部预应力大跨弧板(10)位于底部大跨层的中部区域，底部大跨层的中部预应力大跨弧板(10)两侧锚支于底部大跨层的两侧空心楼板(8)内侧端部的大跨弧板端部支座梁(9)。
2.根据权利要求1所述的v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构，其特征在于：所述v形树状墙柱组合基于中心定位点(29)，其结构中部的x向树状墙柱和两侧的y向树状墙柱均采用纵向阵列布置，其中x向树状墙柱基本单元为横向设置，y向树状墙柱基本单元为纵向设置，构成双向正交竖向抗侧构件布置的中心支撑构架。
3.根据权利要求1所述的v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构，其特征在于：单榀v形树状墙柱的底部为一字型抗震墙，墙厚为400-800mm；单榀v形树状墙柱的上部则树状分叉为两根斜柱，斜柱底端支撑于底部一字型抗震墙两端的根部墙端暗柱(15)上，斜柱截面尺寸为(400-800)mm×800mm；一字型抗震墙两端设置根部墙端暗柱(15)，墙身布置根部墙分布筋(16)；斜柱设置枝部柱纵筋(17)和枝部柱箍筋(18)；一字型抗震墙和斜柱过渡范围通过纵筋搭接连接并加密箍筋。
4.根据权利要求1所述的v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构，其特征在于：所述悬吊钢柱为圆钢管截面，其截面直径为200-300mm，壁厚为12-18mm。
5.根据权利要求1所述的v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构，其特征在于：所述悬吊钢柱与非大跨层空心楼板(7)和底部大跨层的两侧空心楼板(8)的连接节点均采用悬吊钢柱节点的上外环板(19)、悬吊钢柱节点的下外环板(20)和悬吊钢柱节点的加劲肋(21)的嵌入连接方式连接；环板连接节点的高度比空心楼板厚度小，悬吊钢柱节点的上外环板(19)和悬吊钢柱节点的下外环板(20)分别距离空心楼板板顶和板底不小于75mm；悬吊钢柱节点的加劲肋(21)位于悬吊钢柱节点的上外环板(19)与悬吊钢柱节点的下外环板(20)之间。
6.根据权利要求1所述的v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构，其特征在于：各楼层墙柱之间通过双向正交的空心楼板的x向暗梁(11)和空心楼板的y向暗梁(12)连接，暗梁宽度为v形树状墙柱宽度两侧分别加上至少100mm，暗梁高度则同空心楼板厚度；非大跨层空心楼板(7)和底部大跨层的两侧空心楼板(8)为箱体空心结构，包括空心楼板的箱体部分(22)和空心楼板的实心部分(23)；空心楼板的钢筋设置包括位于板顶或板底的受力纵筋和位于实心部分的连接箍筋。
7.根据权利要求1所述的v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构，其特征在于：所述底部大跨层的中部预应力大跨弧板(10)通过预应力弧板的端部锚具(26)锚支于大跨弧板端部支座梁(9)上，大跨空间尺度为15m-25m；底部大跨层的中部预应力大跨弧板(10)为实心楼板形式，厚度为200-300mm；大跨弧板端部支座梁(9)为宽扁梁形式，截面尺寸为(1500-2000)mm×700mm。
8.根据权利要求7所述的v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构，其特征在于：所述底部大跨层的中部预应力大跨弧板(10)通过预应力弧板的预应力钢绞线(27)连接预应力弧板的端部锚具(26)，底部大跨层的中部预应力大跨弧板(10)上均布设置预应力弧板的抗崩裂u形筋(28)；大跨弧板端部支座梁(9)外侧端部则通过预应力弧板的端部锚具(26)固定。
9.一种如权利要求1所述的v形树状墙柱支撑的板柱-抗震墙结构的拼装方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、x向树状墙柱的根部墙(1)和x向树状墙柱的枝部柱(2)组成x向树状墙柱基本单元，并沿纵向阵列布置获得v形树状墙柱组合结构中部的两组x向树状墙柱抗侧力构件；
s2、y向树状墙柱的根部墙(3)和y向树状墙柱的枝部柱(4)组成y向树状墙柱基本单元，并沿纵向阵列布置获得v形树状墙柱组合结构两侧的两组y向树状墙柱抗侧力构件；
s3、步骤s1、s2生成的树状墙柱共同构成竖向支撑中心构架，根部墙端部设置有根部墙端暗柱(15)，墙身设置有根部墙分布筋(16)；枝部柱设置有枝部柱纵筋(17)和枝部柱箍筋(18)，枝部柱下端支于根部墙端暗柱(15)上；
s4、将中部悬吊钢柱(5)和角部悬吊钢柱(6)的顶端吊挂在树状墙柱的枝部柱顶端的悬吊钢柱连接节点(13)上；连接节点为外环板嵌入形式，由悬吊钢柱节点的上外环板(19)、悬吊钢柱节点的下外环板(20)和悬吊钢柱节点的加劲肋(21)组成；
s5、主要楼面结构设置为空心楼板，由空心楼板的箱体部分(22)、空心楼板的实心部分(23)、空心楼板的受力纵筋(24)和空心楼板的连接箍筋(25)组成，空心楼板包括非大跨层空心楼板(7)和底部大跨层的两侧空心楼板(8)；
s6、空心楼板的墙柱之间设置双向正交布置的空心楼板的x向暗梁(11)和空心楼板的y向暗梁(12)；将中部悬吊钢柱(5)和角部悬吊钢柱(6)的下端分别固定在空心楼板的暗梁上；
s7、底层中部有大空间功能需求时，设置底部大跨层的中部预应力大跨弧板(10)，主要受拉钢筋为预应力弧板的预应力钢绞线(27)，并在底部大跨层的中部预应力大跨弧板(10)上均匀设置预应力弧板的抗崩裂u形筋(28)；
s8、底部大跨层的中部预应力大跨弧板(10)的两侧端部通过预应力弧板的端部锚具(26)锚支于大跨弧板端部支座梁(9)上，构成预应力弧板的端部连接节点(14)。
10.一种如权利要求1所述的v形树状墙柱支撑的大空间板柱-抗震墙结构在内部大空间的少柱大跨竖向支撑及特殊墙柱造型复杂建筑的结构体系设计及承载中的应用。
技术总结