CN102943525A

CN102943525A - 竹、木等轻型结构与钢、混凝土等重型结构组成的建筑结构体系

Info

Publication number: CN102943525A
Application number: CN2012104928481A
Authority: CN
Inventors: 胡彦泽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-02-27

Abstract

本发明公开了一种由竹、木等为结构构件的轻型结构与钢、混凝土等为结构构件的重型结构组成的建筑结构体系。该轻型结构包括竹结构、木结构、竹或木复合材料结构、秸秆复合材以及塑料、玻璃钢等有机物及其复合材、铝镁等无机物及其衍生的金属或非金属材料及其复合材为受力构件的结构形式。该重型结构包括钢结构、钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构。由重型结构承受该建筑物全部各向荷载，重型结构的每一巨型层层高范围内沿竖向分成若干建筑自然层，这些自然层为轻型结构。轻型结构单元仅承受其自身受到的各向荷载，并将该单元的荷载传递给与其相连的重型结构构件。该体系可以极大地降低建筑成本。

Description

竹、木等轻型结构与钢、混凝土等重型结构组成的建筑结构体系

本发明为一种竹、木等轻型结构与钢、混凝土等重型结构组成的建筑结构体系。

常规建筑每一自然层就是一个结构计算层，每一计算层的层高是某一定值(如附图2中“h1”)，不能反映出该层高是否就是或者接近最佳层高，没有充分发挥材料的力学性能。

本发明把该建筑结构体系中的结构形式区分为轻型结构与重型结构，一方面轻型结构所采用的材料密度相对较低，另一方面轻型结构所采用的材料能自身承重的建筑自然层数仅为几层，最好是二～五层(如附图3)；而重型结构所采用的材料不仅能承受巨型层层间(附图3中“h3”)若干自然层的荷载，而且能承受整栋建筑物的各向荷载。在以重型结构为主要受力构件的体系中，轻型结构构件的刚度对建筑物整体受力的贡献较小，也可以忽略不计。

建筑结构构件，各层受力是不尽相同的。在平面相同的情况下(附图2和附图3中“W”表示建筑物平面宽度，“D”表示建筑物平面进深，“H”表示建筑物的总高度)，将结构构件在其最佳应力状态下的进行优化，建筑物层高是不尽相同的，过去我们根据人类活动的一般需求把建筑物的层高定为某一定值(例如3米左右或者其它需要的高度)，显然不可能使结构材料的应力达到理想的状态，也就是说，定值层高的结构不是优化的结构。在建筑红线和建筑总高度规定的情形下，采用不同的重型结构材料，其巨型结构自下而上各层的层高(附图3中“h3”)是不尽相同的，我们通过结构优化和经济比较，得出某种重型结构形式，这种结构形式的巨型层高也不尽相同，有的巨型层适合建成一个自然层，有的巨型层适合建成二层、三层、四层甚至更多的由轻型结构单元组成的自然层，这种情形下，整体结构的受力更为合理，材料的力学性能得以充分发挥。我们根据优化后的结构分析，把巨型层适当分为合理的若干自然层，轻型结构构件作为若干自然层的主要受力构件，仅承受本轻型结构单元的各向荷载，而不承担其它单元附加的荷载，达到经济合理的目的。

传统的建筑结构形式，结构构件很大程度地用在克服自身的重量，地震区还要克服这种额外质量带来的地震荷载。相比传统的结构体系，本专利所描述的这种建筑结构体系充分发挥不同建筑材料的力学性能，能极大地减少重型结构构件的数量、减轻自重、增加建筑面积、提高容积率、缩短建设周期、极大地降低建设成本，这种优势随着建筑物高度的增加而愈加明显。

该建筑体系的运用，能基于我们农业大国更大程度地利用竹、木、秸秆等可再生资源，保护我们赖以生存的地球环境。

该建筑体系的运用，物尽其用，材尽其能，同时可以改变现有房屋建筑理念，改良建材产品上下游的产业结构，提高我们的综合国力。

该建筑体系的运用，探索一种新的超大城市发展战略——政府不再提供经济适用房或毛坯房，而是转向提供经济适用空间，即由政府在当地规划开发数以万计的空中宅基地，在政府监管下由业主自行委托设计施工，减少政府和纳税人的经济负担。

该建筑体系的运用，可以极大地降低建设成本，用低廉的价格建设超高层大体量建筑平台，为超级建筑群的建设提供可能。

Claims

1.一种建筑结构体系，由竹、木、竹或木复合材料、秸秆复合材以及以及塑料、玻璃钢等有机物或铝、镁等无机物及其复合材料为结构构件的轻型结构与钢、钢筋混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土、预应力混凝土为结构构件的重型结构组成，其特征在于：重型结构承担整栋建筑物的全部各向荷载，在重型结构的每一巨型层(也称重型结构层)中由轻型结构建成若干建筑自然层(简称自然层)，该轻型结构单元仅承受自身所受的各向荷载，并将该轻型结构单元的荷载传递给与其相连的重型结构构件。

2.权利要求1所述的建筑结构体系，其特征在于：重型结构承担整栋建筑物的全部各向荷载，轻型结构单元仅承受自身所受的各向荷载。轻型结构单元是指巨型层楼板之间的轻型结构，轻型结构单元的刚度对建筑物整体受力的贡献较小，也可以忽略不计。

3.权利要求1所述的建筑结构体系，其特征在于：每一巨型层沿竖向可分为若干个由轻型结构组成的自然层，根据建筑功能的需要，有的巨型层即为建筑自然层，大多数巨型层都被分割成二层、三层、四层、五层或者更多的建筑自然层，也有出现半层的可能。

4.权利要求1所述的建筑结构体系，其特征在于：每一建筑自然层的净空高度均可满足人类活动或设备运转的要求。

5.权利要求1所述的建筑结构体系，其特征在于：重型结构是指建筑物主要受力构件结构材料为钢材、钢筋混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土或者预应力混凝土；轻型结构是指该结构主要受力构件为竹材、木材、竹复合材、木复合材、秸秆复合材，塑料、玻璃钢等有机物及其复合材料或铝、镁及其衍生的金属或非金属材料等无机物及其复合材料，刚度远小于相邻重型结构构件的轻型加劲(加筋)凝胶材料构件也视为轻型结构构件。

6.权利要求1所述的建筑结构体系，其特征在于：本建筑体系中所指结构构件包括基础、梁、板、柱、墙、筒体、桁架、网架、拱体、壳体、箱型结构件、支撑结构件、绳索结构件、膜结构件。