CN101608470B - 整体建筑复合框架结构 - Google Patents

Abstract

一种整体建筑复合框架结构，包括横梁、第一立柱和第二立柱，其中通过多根第二立柱连接横梁和第一立柱以构成整体建筑复合框架结构，其中横梁为长方体结构，并且在该长方体结构上等间距地设有一定深度的横向凹槽，一根横梁与另一根横梁通过横向凹槽相互嵌套在一起，组成十字架；第一立柱包括：本体；第一端部，其为

形突出体；以及第二端部，其为凹入体，该凹入体为

形凹陷，以可与所述十字架和另一第一立柱嵌套连接；第二立柱包括本体和一个

形凹陷端部，该

形凹陷端部可与所述十字架和第一立柱嵌套连接。该种整体建筑复合框架结构中，大框架用于内部住宅、商业、写字楼、学校、医院、宾馆、园林景观等，小框架用作内部交通。

Description

整体建筑复合框架结构

技术领域

本发明涉及一种整体建筑复合框架结构，尤其是一种用于立体城市的整体建筑复合框架结构。

背景技术

现代城市是一种平面发展模式，是摊大饼无限蔓延的模式，其结果导致了大量的现实问题和人文危机。这些问题和危机突出表现为：1、无限制城市蔓延导致土地资源紧张，现在中国已经存在18亿亩红线土地危机，日本、韩国以及海湾国家为此竭力推行海外屯田。2、城市蔓延导致城市周边环境恶化，其中城市土地硬化、工业和居民生活用水增加、生活垃圾任意倾倒等导致了城市周边河流被污染和枯竭，城中地下水枯竭。3、城市蔓延导致城内小汽车数量剧增，小汽车数量的剧增不仅仅加深了人们对石油的依赖，同时车用道路又占用大量土地，更为关键的是小汽车是城市大气污染的罪魁祸首，更是交通拥堵的制造者。4、无限摊开的城市，导致了现代人际关系的进一步隔离和冷漠。现代城市高层和超高层建筑都是单体建筑，单体建筑存在很多弊病。首先是建筑成本、楼面地价成本高；其次是单体建筑的抗震性较差；再次，单体建筑之间人员来往不方便。

中国申请号为86102335、发明名称为“建筑物用的钢筋混凝土组合构件”的发明专利申请公开了一种钢筋混凝土组合结构空心构件，其具有凸和凹的固定接头和导向装置，用于组合构件的相互连接，它们包括：外墙和内墙的建筑构件；对角连接两外墙或一外墙和一内墙的特别构件；转角凸缘接合件，简单凸缘接合件和凸缘接合件，凸缘接合件配有一对其截面大致呈矩形，至少从构件一个纵向垂直表面突出的悬臂件；和至少具有三条其截面能容纳悬臂件的纵向横槽的组合横梁.显然，该专利中公开的建筑构件是通过钢筋混凝土现浇方式连接柱柱、柱梁、梁梁和构筑框架，其材料为混凝土和钢筋，这是一种比较常见和广泛使用的建筑构件。

上述专利文献中的组合构件是采用混凝土和钢筋来制作，这往往需要现场来进行加工，这在建筑物施工周期方面无形中增加了不少。并且这样的构件往往是不可以重复使用的，一旦建筑物建成以后，它与建筑物的其它构件坚固连接，建筑物的拆除会使得这些建筑构件毁损以致于不能再使用。

除了上述的建筑构件，还有例如中国国家体育馆“鸟巢”建筑时采用的另一类建筑构件，众所周知，鸟巢外型结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根柱子。其中钢架或钢柱之间的连接点采用基本恒温且同时焊接而成，总体说来，这种建筑采取全钢加垫板焊接或者螺栓连接或者用钢在球型节点上面用丝扣连接。这种连接方式在作业时需要基本恒温，并且焊接时存在应力，这对安装条件和焊接技术都提出了相当高的要求。

综上所述，对于现代钢筋混凝土建筑而言，现有的现浇方式存在这些缺点：第一、现浇钢筋混凝土建筑受到混凝土凝固时间限制，致使工期较长。第二、现浇钢筋混凝土建筑及其施工环境对环境本身污染严重。第三、现浇钢筋混凝土高层建筑对地基要求很高由此而导致建筑成本很高。第四、现浇钢筋混凝土建筑施工复杂对施工人员和监理人员素质要求很高，一点差错可能埋下整个建筑安全隐患。对于全钢焊接或者螺纹连接而言，可能存在焊接和螺纹连接产生的应力集中和螺纹失效，降低结构本身的强度和抗震性。

发明内容

本发明的目的是提供一种整体建筑复合框架结构，尤其是一种用于立体城市的整体建筑复合框架结构。这里的“立体城市”是指具备生活、学习、娱乐、休闲等功能的城市建筑群。该整体建筑复合框架结构包括大框架和小框架，大框架用于内部住宅、商业、写字楼、学校、医院、宾馆和园林景观等，小框架用于内部交通。一种整体建筑复合框架结构，其特征在于包括横梁、第一立柱以及第二立柱，其中通过多根第二立柱连接多根横梁和多根第一立柱以构成所述整体建筑复合框架结构，其中横梁为长方体结构，并且在该长方体结构上等间距地设有一定深度的横向凹槽，一根横梁与另一根横梁通过横向凹槽相互嵌套在一起，组成一个十字架；第一立柱包括：本体；第一端部，该第一端部为

形突出体；以及第二端部，该第二端部为凹入体，该凹入体为

形凹陷，以可与所述十字架和另一第一立柱嵌套连接；第二立柱包括本体和一个形凹陷端部，该形凹陷端部可与所述十字架和第一立柱嵌套连接；所述横梁、第一立柱和第二立柱通过整体浇铸或者模具加工制成。

根据本发明一方面，所述整体建筑复合框架结构由可用于建筑物的金属材料制成。

根据本发明一方面，所述金属材料优选为钢材，采用钢材可以产生相对良好的效果。

根据本发明一方面，所述整体建筑复合框架结构包括可用于建筑物的纳米材料。

根据本发明一方面，所述整体建筑复合框架结构由不锈钢或铝合金制成。

本发明与现有技术相比，优点在于可以消除焊接和螺纹连接产生的应力集中和螺纹失效，增强结构本身的强度和抗震性。此外，采用本专利技术可以避免现浇钢筋混凝土建筑的前述缺点。第一、本专利所有建筑材料都是在工厂加工好的标准件，一到施工现场就可以立即组装使用，不存在类似于混凝土之类建筑必须的等待时间。第二、采用本专利施工，无论多么大规模的建筑物都可以减少类似于混凝土等的环境污染。第三、用本专利技术建造的立体城市对地基要求较低，不用类似于现浇钢筋混凝土高层建筑那样下很多根很深的基础桩。第四、采用本专利技术修建的建筑，因为所有的建筑构件都是按照标准化生产的，现场只存在按照图纸装配问题，而不存在现浇钢筋混凝土建筑类似的其他要求。

本发明从根本上改变了现在建筑存在的种种弊端，第一、施工环保；第二、建筑使用寿命到期之后建材完全可回收利用；第三、所有构件标准化生产，连接手段简易，施工工艺简单快速，无现有建筑技术本身局限；第四、增强了建筑物本身的结构强度和抗震性。

附图说明

图1为依据本发明的一种整体建筑复合框架结构示意图；

图2为依据本发明一种用于整体建筑复合框架结构的第一立柱构件正视图；

图3为依据本发明的一种第一立柱构件的一端部立体图；

图4为依据本发明的一种第一立柱构件的另一端部立体图；

图5为依据本发明一种用于整体建筑复合框架结构的横梁构件正视图(左边)和右视图(右边)；

图6为依据本发明一种用于整体建筑复合框架结构的横梁构件正视图(左边)和右视图(右边)；

图7为依据本发明一种用于整体建筑复合框架结构的第二立柱构件立体图；

图8为依据本发明的一种整体建筑复合框架结构局部放大图。

图中，1、横梁，2、第一立柱，3、第二立柱，7、立柱构件第一端部，8、立柱构件第二端部，9、立柱构件本体。

具体实施方式

下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

如图1-8所示，一种整体建筑复合框架结构，包括横梁1、第一立柱2以及第二立柱3，其中通过多根第二立柱3连接多根横梁1和多根第一立柱2以构成所述整体建筑复合框架结构，其中横梁1为长方体结构，并且在该长方体结构上等间距地设有一定深度的横向凹槽，一根横梁1与另一根横梁1通过横向凹槽相互嵌套在一起，组成一个十字架；第一立柱包括：本体9；第一端部7，该第一端部为

形突出体；以及第二端部8，该第二端部为凹入体，该凹入体为

形凹陷，以可与所述十字架和另一第一立柱2嵌套连接；第二立柱3包括本体和一个

形凹陷端部，该

形凹陷端部可与所述十字架和第一立柱2嵌套连接；所述横梁1、第一立柱2和第二立柱3通过整体浇铸或者模具加工制成。

优选地，所述整体建筑复合框架结构由可用于建筑物的金属材料制成。

优选地，所述金属材料为钢材。

优选地，所述整体建筑复合框架结构包括可用于建筑物的纳米材料。

优选地，所述整体建筑复合框架结构由不锈钢或铝合金制成。

优选地，所述整体建筑复合框架结构包括大框架和小框架，大框架用于内部住宅、商业、写字楼、学校、医院、宾馆和园林景观等等，小框架用于内部交通。

实施例2

如图1所示，一种整体建筑复合框架结构，尤其是一种用于立体城市的整体建筑复合框架结构。这里的“立体城市”是指具备生活、学习、娱乐、休闲等功能的整体城市建筑。该整体建筑复合框架结构包括横梁1；第一立柱2；以及第二立柱3，其中通过多根第二立柱3连接多根横梁1和多根第一立柱2以构成所述整体建筑复合框架结构。明显地，该整体建筑复合框架结构可以在横向、纵向以及高度上延伸，图1只是示意性地示出了该整体建筑复合框架结构的一部分。该第一立柱2和第二立柱3的长度为H，H可以根据需要来设定。优选地，该横梁1的长度为N＊L，L为如图1中所示出的那样根据需要来设定，其中N为大于等于2的自然数。

作为一种示例，图2示出了一种用于整体建筑复合框架结构的第一立柱构件2的正视图。从图2中可知，该用于整体建筑复合框架结构的第一立柱构件2包括本体9(即立柱的中间段)，该本体9优选为长方体，第一端部7，该第一端部为具有一定高度的形突出体，该高度为h1；以及第二端部8，该第二端部为凹入体，该凹入体为

形凹陷，以可与另一第一立柱构件2嵌套连接，其中该凹陷深度h2大于所述突出体的高度h1(如图2-4中所示)。如图2所示，将D定义为第二端部8凹入体的凹陷宽度和第一端部7突出体的宽度，这样一来，第一立柱构件2可以嵌套第二立柱构件3或另一第一立柱构件2，以在高度上进行延展。

作为一种示例，图3-4分别示出了第一立柱构件第一端部7和第二端部8的立体图。其中该凹陷深度h2大于所述突出体的高度h1，h2＝h1+横梁宽度。

如图5-6所示，其中示出了一种用于整体建筑复合框架结构的横梁构件正视图(左边)和右视图(右边)。其中，该横梁1为长方体结构，并且在该长方体结构上等间距地设有一定深度的横向凹槽，在两个相邻的横向凹槽之间的距离优选为L。凹槽的宽度为D，等于横梁1宽度D(如图5右边的右视图所示)，因此，如图6所示的横梁可以在水平方向上嵌套在第一立柱构件2或第二立柱构件3凹入体的凹陷中，在此基础上，在垂直方向上将如图5所示的横梁(即将图6中的横梁翻转)嵌套在第一立柱构件2或第二立柱构件3凹入体的凹陷中，由于图6横梁(水平方向)的横向凹槽宽度为D，正好在垂直方向上嵌套另一横梁(图5)，因此两根横梁在它们的横向凹槽部相互嵌套，形成了一个“十”字架，该“十”字架嵌套在立柱构件2或3的凹入体中，接着，再将另一立柱构件2的突出体(第一端部7)嵌套在立柱构件2或3的凹入体中，最后通过多个立柱构件2、3连接多个所述“十”字架，形成所述的整体建筑复合框架结构。

如图7所示，第二立柱构件3包括本体和一个形凹陷端部，以可与所述“十”字架和第一立柱2嵌套连接。

优选地，所述立柱构件和横梁通过整体浇铸或者模具加工制成。

优选地，所述整体建筑复合框架结构可包括不锈钢、铝、铁、纳米材料等目前所有可用于建筑物的材料；所述立柱构件由可用于建筑物的金属材料制成，例如不锈钢、铝合金等等。

优选地，所述金属材料优选为钢材，采用钢材可以产生相对良好的效果。

优选地，所述立柱构件包括可用于建筑物的纳米材料。

通过上述的连接方式，可以消除焊接和螺纹连接产生的应力集中和螺纹失效，增强结构本身的强度和抗震性。此外，还可以避免现浇钢筋混凝土建筑的前述缺点。由于框架结构是在工厂加工好的标准件，一到施工现场就可以立即组装使用，不存在类似于混凝土之类建筑必须的等待时间，无论多么大规模的建筑都可以减少类似于混凝土等的环境污染，同时也不用类似于现浇钢筋混凝土高层建筑那样下很多根很深的基础桩。

综上所述，本发明从根本上改变了现在建筑存在的种种弊端，第一、施工环保；第二、建筑使用寿命到期之后建材完全可回收利用；第三、所有构件标准化生产，连接手段简易，施工工艺简单快速，无现有建筑技术本身局限；第四、增强了建筑物本身的结构强度和抗震性。

Claims (6)

1.一种整体建筑复合框架结构，其特征在于包括横梁、第一立柱以及第二立柱，其中通过多根第二立柱连接多根横梁和多根第一立柱以构成所述整体建筑复合框架结构，

其中横梁为长方体结构，并且在该长方体结构上等间距地设有一定深度的横向凹槽，一根横梁与另一根横梁通过横向凹槽相互嵌套在一起，组成一个十字架；

第一立柱包括：本体；第一端部，该第一端部为

形突出体；以及第二端部，该第二端部为凹入体，该凹入体为

形凹陷，以可与所述十字架和另一第一立柱嵌套连接；

第二立柱包括本体和一个

形凹陷端部，该 

形凹陷端部可与所述十字架和第一立柱嵌套连接；

所述横梁、第一立柱和第二立柱通过整体浇铸或者模具加工制成。

2.根据权利要求1的整体建筑复合框架结构，其特征在于，所述整体建筑复合框架结构由可用于建筑物的金属材料制成。

3.根据权利要求2的整体建筑复合框架结构，其特征在于，所述金属材料为钢材。

4.根据权利要求1、2或3的整体建筑复合框架结构，其特征在于，所述整体建筑复合框架结构包括可用于建筑物的纳米材料。

5.根据权利要求1的整体建筑复合框架结构，其特征在于，所述整体建筑复合框架结构由不锈钢或铝合金制成。

6.根据权利要求1的整体建筑复合框架结构，其特征在于，该整体建筑复合框架结构包括大框架和小框架，大框架用于内部住宅、商业、写字楼、学校、医院、宾馆和园林景观，小框架用于内部交通。

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