CN101608475A

CN101608475A - 用于整体建筑框架结构的立体支架

Info

Publication number: CN101608475A
Application number: CNA2009101580982A
Authority: CN
Inventors: 曹国俊; 柳毅
Original assignee: Beijing Jungu Investment Co Ltd
Current assignee: Beijing Jungu Investment Co Ltd
Priority date: 2009-07-21
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2009-12-23

Abstract

一种三向立体支架包括三条相互垂直的臂，四向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的任意一条臂的反向延长线上增设一条臂而成，五向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的任意二条臂的反向延长线上分别增设一条臂而成，六向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的三条臂的反向延长线上分别增设一条臂而成，所述三向、四向、五向和六向立体支架的臂可插入相应的立柱通孔、立柱凹入孔、横梁通孔或横梁凹入孔；其中通过多个该三向、四向、五向和六向立体支架在垂直方向上连接立柱和在水平方向上连接横梁，以构成整体建筑框架结构。

Description

用于整体建筑框架结构的立体支架

技术领域

本发明涉及一种用于整体建筑框架结构的立体支架(立体城市斗拱1号)。

背景技术

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。

此外，申请号为97102141、公开号为CN1163337A、发明名称为“钢筋混凝土柱，包括这类柱的建筑结构”的发明专利申请公开了一种用作建造建筑物支承结构的钢筋混凝土柱，其包括按规定间距连成一体的立柱，与象梁这样的水平构件建造的建筑物楼层相一致，其特点在于：沿其长度各位置，与水平构件节点相对应，柱环绕有金属环，装有预埋横向构件，承接水平构件端部，上述柱环在制造时嵌入柱内。

以上两篇专利文献中的建筑构件都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。

现代城市是一种在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。

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用于立体城市的立体支架。这里的“立体城市”是指具备居住、生活、工作、学习、娱乐、休闲等功能的城市及其整体建筑，构成立体城市的建筑是一个超大规模和超大体量的整体建筑，所有的建筑单元都通过框架结构连接成一体。

根据本发明一方面，提供了一种用于整体建筑框架结构的三向、四向、五向或六向立体支架，其特征在于，所述三向立体支架包括三条相互垂直的臂，所述四向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的任意一条臂的反向延长线上增设一条臂而成，所述五向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的任意二条臂的反向延长线上分别增设一条臂而成，所述六向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的三条臂的反向延长线上分别增设一条臂而成，所述三向、四向、五向和六向立体支架的臂插入相应的立柱通孔、立柱凹入孔、横梁通孔或横梁凹入孔；其中通过多个该三向、四向、五向和六向立体支架在垂直方向上连接立柱和在水平方向上连接横梁，以构成所述整体建筑框架结构，其中该三向、四向、五向和六向立体支架通过整体浇铸或者模具加工制成。

根据本发明又一方面，该三向、四向、五向或六向立体支架由可用于建筑物的金属材料制成。

根据本发明又一方面，所述金属材料优选为钢材。

根据本发明又一方面，该三向、四向、五向或六向立体支架包括可用于建筑物的纳米材料。

根据本发明又一方面，所述三向、四向、五向或六向立体支架的臂的截面形状为正方形、长方形、圆形、T形或H形。

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间，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。框架结构使得整个城市形成整体，由此原来单体建筑的成本在这种高密度超高层立体城市面前大大降低；框架结构彼此之间的相互连接和建筑物的超大体量，使其抗震性远远优于单体建筑；而框架结构建造的立体城市通过城内不同平面的交通网络，使得城内人员往来高效自如，消除了单体建筑的这方面弊端。

附图说明

图1为依据本发明的一种整体建筑框架结构示意图；

图2为依据本发明的另一种整体建筑框架结构示意图；

图3为依据本发明的又一种整体建筑框架结构示意图；

图4为依据本发明的又一种整体建筑框架结构示意图；

图5为依据本发明的三向立体支架结构以及立柱示意图；

图6为依据本发明的四向立体支架结构示意图；

图7为依据本发明的五向立体支架结构示意图；

图8为依据本发明的六向立体支架结构示意图。

图中，1、三向立体支架，2、立柱，3、横梁，4、四向立体支架，5、五向立体支架，6、六向立体支架，1a、立体支架臂。

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所示，一种用于立体城市的整体建筑框架结构。这里的“立体城市”是指具备居住、生活、工作、学习、娱乐、休闲等功能的城市及其整体建筑，构成立体城市的建筑是一个超大规模和超大体量的整体建筑，所有的建筑单元都通过框架结构连接成一体。该整体建筑框架结构包括横梁3，该横梁3沿长度方向在其中部有通孔或者该横梁3两端部有凹入孔；立柱2，该立柱2沿长度方向在其中部有通孔或者该立柱2两端部有凹入孔；以及三向立体支架1，其包括三条相互垂直的臂1a，该三条相互垂直的臂1a插入相应的立柱2通孔、立柱2凹入孔、横梁3通孔或横梁3凹入孔；其中通过8个该三向立体支架1在垂直方向上连接4根立柱2和在水平方向上连接8根横梁3，这样就构成一个类似例如立方体(或长方体)的所述整体建筑框架结构。其中该三向立体支架1通过整体浇铸或者模具加工制成。

优选地，所述整体建筑框架结构可包括不锈钢、铝、铁、木、纳米材料等目前所有可用于建筑物的材料；所述整体建筑框架结构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，所述整体建筑框架结构包括可用于建筑物的纳米材料。

优选地，所述三向立体支架1的臂1a的截面形状为正方形、长方形、圆形、T形、扁条形或H形等。

实施例2

实施例2是在实施例1的基础上增加一个立方体框架结构，如图2所示，一种用于立体城市的整体建筑框架结构。该整体建筑框架结构包括横梁3，该横梁3沿长度方向在其中部有通孔或者该横梁3两端部有凹入孔；立柱2，该立柱2沿长度方向在其中部有通孔或者该立柱2两端部有凹入孔；三向立体支架1，其包括三条相互垂直的臂1a，该三条相互垂直的臂1a插入相应的立柱2通孔、立柱2凹入孔、横梁3通孔或横梁3凹入孔；以及四向立体支架4，其中四向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的任意一条臂1a的反向延长线上增设一条臂1a而成，该四向立体支架的四条臂1a插入相应的立柱2通孔、立柱2凹入孔、横梁3通孔或横梁3凹入孔，其中通过8个该三向立体支架1和4个四向立体支架以及在垂直方向上连接6根立柱2和在水平方向上连接14根横梁3，这样就构成了例如两个立方体框架组成的所述整体建筑框架结构。其中该三向和四向立体支架通过整体浇铸或者模具加工制成。

优选地，所述三向、四向立体支架1的臂1a的截面形状为正方形、长方形、圆形、T形、扁条形或H形等。

实施例3

如图3所示，在实施例2的基础上，再增加一个立方体框架结构，即所述整体建筑框架结构进一步包括五向立体支架5，其中五向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的任意二条臂1a的反向延长线上分别增设一条臂1a而成，该五条臂1a插入相应的立柱2通孔、立柱2凹入孔、横梁3通孔或横梁3凹入孔。通过三向、四向和五向立体支架与立杆和横梁3的组合，最后形成所述的整体建筑框架结构。

优选地，所述三向、四向、五向立体支架的臂1a的截面形状为正方形、长方形、圆形、T形、扁条形或H形等。

实施例4

如图4所示，在实施例3的基础上，所述整体建筑框架结构进一步包括六向立体支架6，其中六向立体支架6是以三向立体支架为基础在三向立体支架的三条臂1a的反向延长线上分别增设一条臂1a而成，该六条臂1a可插入相应的立柱2通孔、立柱2凹入孔、横梁3通孔或横梁3凹入孔，通过以6向立体支架为核心连接件，其它3、4、5向立体支架为辅助连接件，通过套管或者榫卯等方式连接柱与柱、柱与梁、梁与梁，形成以立体支架为节点的框架结构。当然，图4中仅仅是一种示例，本领域技术人员从上述描述中可知，这种框架结构是可以延展且多样的。

优选地，所述金属材料优选为钢材。

优选地，所述三向、四向、五向和六向立体支架的臂1a的截面形状为正方形、长方形、圆形、T形、扁条形或H形等。

实施例5

如图5-8所示，在前述实施例1-4的基础上，提供了一种用于前述整体建筑框架结构的三向、四向、五向或六向立体支架，所述三向立体支架包括三条相互垂直的臂，所述四向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的任意一条臂的反向延长线上增设一条臂而成，所述五向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的任意二条臂的反向延长线上分别增设一条臂而成，所述六向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的三条臂的反向延长线上分别增设一条臂而成，所述三向、四向、五向和六向立体支架的臂1a可插入相应的立柱2通孔、立柱2凹入孔、横梁3通孔或横梁3凹入孔；其中通过多个该三向、四向、五向或六向立体支架在垂直方向上连接立柱2和在水平方向上连接横梁3，以构成所述整体建筑框架结构，其中该三向、四向、五向或六向立体支架通过整体浇铸或者模具加工制成。

优选地，该三向、四向、五向或六向立体支架由可用于建筑物的金属材料制成。

优选地，所述金属材料优选为钢材。

优选地，该三向、四向、五向或六向立体支架包括可用于建筑物的纳米材料。

优选地，所述三向、四向、五向或六向立体支架的臂1a的截面形状为正方形、长方形、圆形、T形或H形等等。

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

1.一种用于整体建筑框架结构的三向、四向、五向或六向立体支架，其特征在于，所述三向立体支架包括三条相互垂直的臂，所述四向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的任意一条臂的反向延长线上增设一条臂而成，所述五向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的任意二条臂的反向延长线上分别增设一条臂而成，所述六向立体支架是以三向立体支架为基础在三向立体支架的三条臂的反向延长线上分别增设一条臂而成，所述三向、四向、五向和六向立体支架的臂可插入相应的立柱通孔、立柱凹入孔、横梁通孔或横梁凹入孔；其中通过多个该三向、四向、五向和六向立体支架在垂直方向上连接立柱和在水平方向上连接横梁，可构成所述整体建筑框架结构，其中该三向、四向、五向和六向立体支架通过整体浇铸或者模具加工制成。

2、根据权利要求1的立体支架，其特征在于，该三向、四向、五向和六向立体支架由可用于建筑物的金属材料制成。

3.根据权利要求2的立体支架，其特征在于，所述金属材料为钢材。

4.根据权利要求1的立体支架，其特征在于，该三向、四向、五向和六向立体支架包括可用于建筑物的纳米材料。

5.根据权利要求要求1、2、3或4的立体支架，其特征在于，所述三向、四向、五向和六向立体支架的臂的截面形状为正方形、长方形、圆形、T形或H形。