CN103243935A

CN103243935A - 具有一高温崩溃侧的建筑系统

Info

Publication number: CN103243935A
Application number: CN2012100223636A
Authority: CN
Inventors: 潘诚平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2032-02-01
Also published as: CN103243935B

Abstract

一种具有一高温崩溃侧的建筑系统，包括一第一建筑结构，具有多个第一钢梁以及多个第一垂直支撑结构；一第一防火楼板，设置于该第一建筑结构的上方；以及一第二建筑结构，设置于该第一防火楼板的上方，其具有多个第二钢梁以及多个第二垂直支撑结构；其中该第二建筑结构在该高温崩溃侧的第二垂直支撑结构相较于其他第二垂直支撑结构具有相对较低的耐火能力，使得在高温状态下，该高温崩溃侧的第二垂直支撑结构的垂直支撑力相对较低，而朝向该高温崩溃侧倾倒，以降低对防火楼板的冲击。

Description

具有一高温崩溃侧的建筑系统

技术领域

本发明涉及一种建筑系统，特别是有关于一种能够在高温状态下，朝高温崩溃侧的方向倾倒的具有一高温崩溃侧的建筑系统。

背景技术

随着建筑技术不断地提升以及都会人口持续的成长，发展高层建筑大楼已经成为建设现代化城市的必然趋势，目前高层建筑大楼的主结构多采用钢结构设计，钢结构相对于钢筋混凝土结构具有强度大、重量轻、省工时以及品质稳定等多项优点，而其最大的缺点在于耐热性差。一旦高层建筑物发生大火或是遭受到恐怖爆炸攻击，不但消防车无法灌救，建筑物内部的钢结构也很容易因为高温软化而造成瞬间倒塌，因此，高层建筑大楼的设计要求，除了要能够承受载重与外力，更注重防火与耐热需求。

请参阅图1所示，其为现有技术的建筑系统剖面视图，该建筑系统100包括多个钢结构楼层101，每一个钢结构楼层101均包括多个钢梁102、钢柱103、楼板104等，现有技术为了增加建筑系统的防火与耐热功能，通常会在钢梁102、钢柱103表面涂布耐火材料(例如硅酸钙或石棉等)，此外，为了将火灾控制在特定的楼层，现有技术的建筑系统100会在某些楼板设计成防火楼板104a，例如中国发明专利申请号第200710161688.1号，该案揭露与防火楼板相关的设计，通过这样的设计可以将大火与高温控制在防火楼板104a上方的楼层，以防止大火与高温向下漫延，进而让防火楼板104a下方的人员有机会逃生。

请参阅图2所示，其为现有技术的建筑系统在高温状态下发生崩溃的示意图，虽然现有技术在钢梁102与钢柱103的表面涂布耐火材料，但若是高温大火持续延烧，位于防火楼板104a上方的钢梁102、钢柱103仍然会崩溃而向下坠落，这些坠落的重物若直接冲击防火楼板104a，则很有可能造成防火楼板104a的结构破坏，而危及防火楼板104a下方人员的安全，甚至造成整个建筑系统100的加速崩塌。

因此，如何针对现有技术的缺陷设计出一种建筑系统，该建筑系统可以降低上方楼层崩溃时对下方防火楼板的冲击，以维护防火楼板下方人员的安全和避免造成建筑系统的崩塌。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种具有一高温崩溃侧的建筑系统，藉由垂直支撑结构的耐火能力的差异性，造成建筑系统在高温状态下朝向高温崩溃侧倾倒，以降低对防火楼板的冲击。

本发明的技术解决方案是：

一种具有一高温崩溃侧的建筑系统，其中，该建筑系统包括：

一第一建筑结构，具有多个第一钢梁以及多个第一垂直支撑结构；

一第一防火楼板，设置于该第一建筑结构的上方；以及

一第二建筑结构，设置于该第一防火楼板的上方，其具有多个第二钢梁以及多个第二垂直支撑结构；

其中，该第二建筑结构在该高温崩溃侧的第二垂直支撑结构相较于其他第二垂直支撑结构具有相对较低的耐火能力，使得在高温状态下，该高温崩溃侧的第二垂直支撑结构的垂直支撑力相对较低，而朝向该高温崩溃侧倾倒。

本发明的具有一高温崩溃侧的建筑系统包括：一第一建筑结构、一第一防火楼板以及一第二建筑结构，其中该第一防火楼板用以阻隔上述二建筑结构之间的热传递；其中，第一建筑结构由多个钢结构楼层所组成，每一个楼层均具有多个第一钢梁、多个第一垂直支撑结构以及多个楼板，上述第一垂直支撑结构为具有钢结构的柱或墙或电梯墙；第一防火楼板设置于该第一建筑结构的上方；第二建筑结构设置于该第一防火楼板的上方，其由多个钢结构楼层所组成，每一个楼层均具有多个第二钢梁以及多个第二垂直支撑结构，上述第二垂直支撑结构为具有钢结构的柱或墙或电梯墙。

本发明的建筑系统：该第二建筑结构在该高温崩溃侧的第二垂直支撑结构相较于其他第二垂直支撑结构具有相对较低的耐火能力，在正常温度状态下，所有的第二垂直支撑结构的垂直支撑力并不会改变，但是在高温状态下，该高温崩溃侧的第二垂直支撑结构的垂直支撑力将因为高温而变得相对较低，而使得第二建筑结构朝向该高温崩溃侧倾倒。

本发明之一较佳实施方式为在该第二建筑结构的高温崩溃侧所使用的第二垂直支撑结构的耐火能力相对较低。

本发明的另一较佳实施方式在该第二建筑结构的第二垂直支撑结构外表包覆有一第一耐火材料，且在该高温崩溃侧的第二垂直支撑结构的该第一耐火材料的耐火能力相对较低。

本发明的又一较佳实施方式在上述第一垂直支撑结构与该第一防火楼板相结合的上表面设有一结合凹槽，在上述第二垂直支撑结构在与该第一防火楼板相结合的下表面设有一结合凸柱，该结合凸柱插入于该结合凹槽之中并利用一第二耐火材料固定二者并阻隔二者之间的热传递。

由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点：

本发明具有一高温崩溃侧的建筑系统，藉由垂直支撑结构的耐火能力的差异性，造成建筑系统在高温状态下朝向高温崩溃侧倾倒，以降低对防火楼板的冲击，以维护下方建筑结构的完整性，并降低火灾发生时生命与财产的损失。

在设计时以靠近空地的侧边作为建筑系统的高温崩溃侧为最佳，一旦建筑系统因为火灾的高温而造成崩塌时，建筑系统将会朝高温崩溃侧方向倾倒，以减少人员或财产的损失。

附图说明

图1为现有技术的建筑系统剖面视图；

图2为现有技术的建筑系统在高温状态下发生崩溃的示意图；

图3为本发明的具有一高温崩溃侧的建筑系统示意图；

图4A为本发明的第一建筑结构、第一防火楼板以及第二建筑结构的剖面视图；

图4B为本发明的第一垂直支撑结构、第一防火楼板以及第二垂直支撑结构的结合示意图；

图5A为本发明的第二建筑结构、第二防火楼板以及第三建筑结构的剖面视图；

图5B为本发明的第二垂直支撑结构、第二防火楼板以及第三垂直支撑结构的结合示意图；

图5C为本发明的图5A在C-C’方向的剖面视图；

图6为本发明的建筑系统在高温状态下崩溃的示意图。

主要元件标号说明：

100：建筑系统 101：楼层 102：钢梁

103：钢柱 104：楼板 104a：防火楼板

300：建筑结构 301：第一建筑结构 3011：第一钢梁

3012：第一垂直支撑结构 3013：第一楼板 3014：结合凹槽

302：第二建筑结构 3021：第二钢梁 3022：第二垂直支撑结构

3023：第二楼板 3024：结合凸柱 3025：结合凹槽

303：第三建筑结构 3031：第三钢梁 3032：第三垂直支撑结构

3033：第三楼板 3035：结合凸柱 401：第一防火楼板

402：第二防火楼板 500：高温崩溃侧 600：第一耐火材料

700：第二耐火材料 W1，W2，W3：电梯墙

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

请参阅图3所示，其为本发明的具有一高温崩溃侧的建筑系统示意图，该建筑系统300包括一第一建筑结构301、一第一防火楼板401、一第二建筑结构302、一第二防火楼板402以及一第三建筑结构303，其中该第一防火楼板401用以阻隔该第一建筑结构301与该第二建筑结构302之间的热传递，该第二防火楼板402用以阻隔该第二建筑结构302与该第三建筑结构303之间的热传递，该高温崩溃侧500的选择依据该建筑系统300的座落位置而定，一般而言，若在建筑系统300的周边环境中具有水池或花圃等空地，在设计时以靠近该空地的侧边作为建筑系统300的高温崩溃侧500为最佳，一旦建筑系统300因为火灾的高温而造成崩塌时，建筑系统300将会朝高温崩溃侧500方向倾倒，以减少人员或财产的损失。

请参阅图4A所示，其为本发明的第一建筑结构、第一防火楼板以及第二建筑结构的剖面视图。图中第一建筑结构301由一个或多个钢结构楼层所组成，每一个楼层均具有多个第一钢梁3011、多个第一垂直支撑结构3012以及多个第一楼板3013，上述第一垂直支撑结构3012为具有钢结构的柱或墙或电梯墙W1；第一防火楼板401设置于该第一建筑结构301的上方；第二建筑结构302设置于该第一防火楼板401的上方，其由多个钢结构楼层所组成，每一个楼层均具有多个第二钢梁3021、多个第二垂直支撑结构3022以及多个第二楼板3023，上述第二垂直支撑结构3022为具有钢结构的柱或墙或电梯墙W2。

为了使建筑系统300在正常温度状态下，所有的第二垂直支撑结构3022的垂直支撑力不会发生改变，并且为了使建筑系统300在高温状态下，在高温崩溃侧500的第二垂直支撑结构3022a的垂直支撑力较其他位置的第二支撑结构3022b的垂直支撑力低，而造成第二建筑结构302朝向该高温崩溃侧500倾倒，本发明的主要特征在于：

在第二建筑结构302的高温崩溃侧500的第二垂直支撑结构3022a采用耐火能力相对较低的材料设计，而在其他位置的第二垂直支撑结构3022b则是采用耐火能力相对较高的材料设计，但在正常温度状态下，所有的第二垂直支撑结构3022的垂直支撑力并不会改变。另外一种实施方式则是采用相同材料性质的第二垂直支撑结构3022并且在其外表包覆(涂布)一第一耐火材料600，但是在该高温崩溃侧500的第二垂直支撑结构3022a所包覆的第一耐火材料600的耐火能力相对较低。一般而言，混凝土相对于钢结构具有的较佳的耐火能力，而不同成份的混凝土也会有不同程度的耐火能力，本发明的耐火材料可以选自混凝土或是任何具有耐火特性的材料。

在此需要特别说明的是，在实务上，并不一定要将所有高温崩溃侧500的第二垂直支撑结构3022a的耐火能力设计成相对较低，也可以仅仅将部分高温崩溃侧500的第二垂直支撑结构3022a的耐火能力设计成相对较低，例如将高温崩溃侧500的一根柱、一片墙或是电梯墙W2的耐火能力设计成相对较低，而其他位置的耐火能力均相同。

请参阅图4B所示，又虽然该第一建筑结构301与该第二建筑结构302通过第一防火楼板401加以阻隔，但为了确保二上述建筑结构301、302之间的力量传递稳固，在上述第一垂直支撑结构3012与该第一防火楼板401相结合的上表面设有一结合凹槽3014，而在上述第二垂直支撑结构3022在与该第一防火楼板401相结合的下表面设有一结合凸柱3024，该结合凸柱3024插入于该结合凹槽3014之中，并利用一第二耐火材料700固定二者并阻隔二者之间的热传递，如此一来，上方的第二建筑结构302与下方的第一建筑结构301的结合将会更稳固，更可以抵抗风力或地震力等水平方向的力量。

请参阅图5A所示，其为本发明的第二建筑结构、第二防火楼板以及第三建筑结构的剖面视图。图中第二建筑结构302由多个钢结构楼层所组成，每一个楼层均具有多个第二钢梁3021、多个第二垂直支撑结构3022以及多个第二楼板3023，上述第二垂直支撑结构3022为具有钢结构的柱或墙或电梯墙W2；第二防火楼板402设置于该第二建筑结构302的上方；第三建筑结构303设置于该第二防火楼板402的上方，其由多个钢结构楼层所组成，每一个楼层均具有多个第三钢梁3031、多个第三垂直支撑结构3032以及多个第三楼板3033，上述第三垂直支撑结构3032为具有钢结构的柱或墙或电梯墙W3。

为了使建筑系统300在正常温度状态下，所有的第三垂直支撑结构3032的垂直支撑力不会发生改变，并且为了使建筑系统300在高温状态下，在高温崩溃侧500的第三垂直支撑结构3032a的垂直支撑力较其他位置的第三垂直支撑结构3032b的垂直支撑力低，而造成第三建筑结构303朝向该高温崩溃侧500倾倒。本发明对于第三建筑结构303的设计类似于第二建筑结构302的设计，其主要特征包括：

在第三建筑结构303的高温崩溃侧500的第三垂直支撑结构3032a采用耐火能力相对较低的材料设计，而在其他位置的第三垂直支撑结构3032b则是采用耐火能力相对较高的材料设计，但在正常温度状态下，所有的第三垂直支撑结构3032的垂直支撑力并不会改变；或是采用相同材料性质的第三垂直支撑结构3032并且在其外表包覆(涂布)一第一耐火材料600，但是在该高温崩溃侧500的第三垂直支撑结构3032a所包覆的第一耐火材料600的耐火能力相对较低。

请参阅图5B所示，又虽然该第二建筑结构302与该第三建筑结构303通过第二防火楼板402加以阻隔，但为了确保上述二建筑结构302、303之间的力量传递稳固，在上述第二垂直支撑结构3022与该第二防火楼板402相结合的上表面设有一结合凹槽3025，而在上述第三垂直支撑结构3032在与该第二防火楼板402相结合的下表面设有一结合凸柱3035，该结合凸柱3035插入于该结合凹槽3025之中，并利用一第二耐火材料700固定二者并阻隔二者之间的热传递，如此一来，上方的第三建筑结构303与下方的第二建筑结构302的结合将会更稳固，更可以抵抗风力或地震力等水平方向的力量。

请参阅图5C所示，其为图5A在C-C’方向的剖面视图，其为第三建筑结构303在水平方向的剖面视图，由图中可知第三建筑结构303的第三垂直支撑结构3032呈对称分布，在正常温度下，第三建筑结构303的整体垂直支撑力也呈对称分布。但在高温状态下，靠近高温崩溃侧500的第三垂直支撑结构3032a的垂直支撑力相对较低(理由如前述)，因此，一旦发生大火或爆炸攻击，将使得第三建筑结构303朝向高温崩溃侧500方向倾倒。同样地，第二建筑结构302在设计上也会产生与第三建筑结构303类似的倾倒现象，在此不再赘述。

请参阅图6所示，本发明为了使建筑系统300在高温的状态下，下方的建筑结构较上方的建筑结构具有较大的垂直支撑力，以维持建筑系统整体的稳定性，在该第三建筑结构303的高温崩溃侧500设置相对较低耐火能力的第三垂直支撑结构3032的数目较多，而在该第二建筑结构302的高温崩溃侧500设置相对较低耐火能力的第二垂直支撑结构3022的数目较少，使得火灾发生时，第三建筑结构303在高温崩溃侧500倾倒的范围较大，而第二建筑结构302在高温崩溃侧500倾倒的范围较小，以维护下方建筑结构的完整性，并降低火灾发生时生命与财产的损失。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种具有一高温崩溃侧的建筑系统，其特征在于，该建筑系统包括：

一第一防火楼板，设置于该第一建筑结构的上方；以及

2.如权利要求1所述的具有一高温崩溃侧的建筑系统，其特征在于，上述第一垂直支撑结构以及上述第二垂直支撑结构为具有钢结构的柱或墙或电梯墙。

3.如权利要求1所述的具有一高温崩溃侧的建筑系统，其特征在于，该第二建筑结构的第二垂直支撑结构外表包覆有一第一耐火材料，且在该高温崩溃侧的第二垂直支撑结构的该第一耐火材料的耐火能力相对较低。

4.如权利要求1所述的具有一高温崩溃侧的建筑系统，其特征在于，该第一建筑结构以及该第二建筑结构分别由多个钢结构楼层所组成。

5.如权利要求1所述的具有一高温崩溃侧的建筑系统，其特征在于，上述第一垂直支撑结构在与该第一防火楼板相结合的上表面设有一结合凹槽，上述第二垂直支撑结构在与该第一防火楼板相结合的下表面设有一结合凸柱，该结合凸柱插入于该结合凹槽之中并利用一第二耐火材料固定二者并阻隔二者之间的热传递。

6.如权利要求1所述的具有一高温崩溃侧的建筑系统，其特征在于，该建筑系统更包括：

一第二防火楼板，设置于该第二建筑结构与该第二建筑结构的上方；以及

一第三建筑结构，设置于该第二防火楼板的上方，其具有多个第三钢梁以及多个第三垂直支撑结构；

其中，该第三建筑结构在该高温崩溃侧的第三垂直支撑结构相较于其他第三垂直支撑结构具有相对较低的耐火能力，使得在高温状态下，该高温崩溃侧的第三垂直支撑结构的垂直支撑力相对较低，而朝向该高温崩溃侧倾倒。

7.如权利要求6所述的具有一高温崩溃侧的建筑系统，其特征在于，该第三建筑结构在该高温崩溃侧的第三垂直支撑结构相较于该第二建筑结构在该高温崩溃侧的第二垂直支撑结构具有相对较低的耐火能力，使得在高温状态下，该第三建筑结构的垂直支撑力相对较低，而较该第二建筑结构更快向该高温崩溃侧发生倾倒。

8.如权利要求7所述的具有一高温崩溃侧的建筑系统，其特征在于，该第三建筑结构设置相对较低耐火能力的第三垂直支撑结构的数量较该第二建筑结构设置相对较低耐火能力的第二垂直支撑结构的数量多。