CN104652853A - 快速起吊安装建筑结构 - Google Patents

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    • E04H1/00—Buildings or groups of buildings for dwelling or office purposes; General layout, e.g. modular co-ordination or staggered storeys
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Abstract

本发明公开了一种快速起吊安装建筑结构，包括底部主承力结构、屋顶承力结构、中央立柱、墙壁立柱骨架和屋顶吊环；底部主承力结构包括中心圆筒、星形梁和回形梁；中心圆筒下端设有一周法兰；屋顶承力结构由支梁和圈梁构成；屋顶吊环固定安装在屋顶星形梁骨架的中心点；中央立柱由三根圆管构成；三根圆管形成三脚支撑结构；墙壁立柱骨架由分别连接在底部主承力结构和屋顶星形梁骨架之间的立柱构成。本发明结构可实现工厂化、规模化生产，缩短现场施工工期，允许整体单点起吊，运输效率高，可多次重复使用，特别适用于恶劣自然灾害频发、及安装地基面积受限的岛屿和山地，有着良好的社会效益和经济效益。

Description

快速起吊安装建筑结构
技术领域
本发明涉及一种多用途建筑结构，尤其涉及一种快速起吊安装建筑结构。
背景技术
传统单层、多层建筑的主要结构型式为砖石墙承重结构和框架承重结构。与此相应的基础型式分别为：砖石墙承重的条形基础，以及框架结构承重的独立基础，井格基础，筏形基础等。
砖石墙承重的条形基础，框架结构承重的多个独立基础、以及一体化的井格基础、筏形基础等所需有效支撑的地基总面积通常不小于房屋使用面积。缺陷与不足：在岛屿、高山平坡上等地基面积受限等环境使用有局限性。
活动板房是一种以轻钢为骨架，以夹芯板为围护材料，可方便快捷地进行组装和拆卸，适用于各种建筑工地做办公室、民工宿舍，也可用于平顶加层，各种仓库等。缺陷与不足：活动板房通常也需要相应的房屋使用面积地基平面，并且承受极端天气能力差。
现建筑结构一般都不能起吊，即使部分能起吊的结构，也以四点起吊，或使用专用的吊装设备(吊架)起吊为主。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术，提供一种允许整体单点起吊，使用方便、实用性强、适用于安装地基面积受限区域，能抵御各种自然灾害的多用途建筑结构。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：快速起吊安装建筑结构，其特征在于：包括底部主承力结构、屋顶承力结构、中央立柱、墙壁立柱骨架和屋顶吊环。
所述底部主承力结构包括中心圆筒、星形梁和回形梁；所述星形梁由沿中心圆筒周面向外呈辐射状延伸的变截面工字梁组成；所述回形梁由连接在星形梁上并且首尾对应的横梁构成；所述回形梁与星形梁固定连接并且沿星形梁跨度布置，形成蛛网状；所述中心圆筒下端设有一周法兰，所述法兰用于与外部地基连接；
所述屋顶承力结构由支梁和圈梁构成；所述支梁一端连接于中心点，另一端从中心点向外辐射，形成屋顶星形梁骨架；所述圈梁固定连接在屋顶星形梁骨架的外缘；
所述屋顶吊环固定安装在屋顶星形梁骨架的中心点；
所述中央立柱由三根圆管构成；所述三根圆管的上端分别固定连接于屋顶星形梁骨架的中心点，下端连接在底部主承力结构上，形成三脚支撑结构；
所述墙壁立柱骨架由分别连接在底部主承力结构和屋顶星形梁骨架之间的立柱构成。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述底部主承力结构上铺设有地板，形成底面；屋顶承力结构上铺放有彩钢板，形成顶面；所述墙壁立柱骨架上也铺设有轻彩钢板，形成外立面；所述底面、顶面和外立面之间形成室内空间；所述外立面上还设有门和窗。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述变截面工字梁为六根，所述支梁也为六根，所述立柱也为六根；所述回形梁为五个。
本发明的原理分析：
(1)底部主承力结构由中心圆筒和四周向外辐射的多根变截面工字梁组成，成为“星形”结构。中心圆筒为房屋底面受力节点，通过圆筒下表面的一周法兰与外部地基连接，即可实现建筑结构整体安装。星形梁之间用蛛网状“回”字形梁连接，在星形梁、回形梁和中心圆筒组成的底部主承力结构上即可铺设地板。从整体结构上来说，所有载荷都通过回形梁、星形梁传递给中心圆筒，进而传到外部地基。星形梁的数量和回形梁的密度，可以根据使用需要和建筑结构尺寸大小不同而调整。
(2)中央立柱由三根圆管组成三脚支撑结构，顶端汇聚于屋顶承力结构的中心点并连接屋顶吊环，底端固定连接在底部主承力结构上。通过屋顶吊环可以将建筑结构整体起吊；三脚支撑结构的中央立柱可以承担侧向载荷力。
(3)屋顶由以起吊点为中心的星形梁骨架和彩钢结构板组成。屋顶承力结构由从中心点向外辐射的多根支梁以及沿支梁的末端布置的圈梁组成，屋顶承力结构上铺放彩钢板，形成顶面。屋顶承力结构可以承担两个方面的载荷，一方面是屋顶自身载荷，包括屋顶自重和外部风载雪载；另一方面是墙壁立柱传递来的侧向载荷。屋顶承力结构可以将侧向载荷力传递到中央立柱上。
(4)外立面由墙壁立柱骨架和彩钢结构板组成。可以承担侧向风载，并将载荷传递到底部主承力结构和屋顶承力结构上。同时墙壁立柱对屋顶起支持作用，可以将屋顶载荷传递到底部主承力结构上。外立面墙壁上可以开门和窗。
(5)在外立面不影响立柱骨架的位置，可以设置门、窗等辅助结构。
有益效果：
1、采用中央立柱式+顶、底面“星型”传力骨架结构，载荷传力路线直接，提高有效载重比；
2、中心圆筒为房屋底面受力节点，通过圆筒下表面的一周法兰与外部地基连接，即可实现建筑结构快速整体安装，所需地基面积小，只占房屋使用面积的约1/25；
3、整体建筑结构允许单点起吊，运输效率高，可以根据气象科研需求、哨岗分布需要，整体移动建筑结构，方便多次重复使用，极大地增加了材料利用率，减少对环境的污染,降低劳动强度和施工成本；
4、承受恶劣自然环境能力强，抗12级台风、重雪灾、抗震能力达到9级烈度，遇到极端天气，能保护技术人员、军士的生命安全及国家财产。
附图说明：
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明的没有底面、外立面和顶面后的全部受力骨架结构示意图。
图3是本发明的地板主承力结构和中央立柱组成的主承力结构示意图。
图4是本发明的中心圆筒与地面安装接口的安装示意图。
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
具体实施方式
实施例1
参见图2和图3，本快速起吊安装建筑结构，包括底部主承力结构、屋顶承力结构、中央立柱、墙壁立柱骨架和屋顶吊环1；所述底部主承力结构包括中心圆筒11、星形梁7和回形梁；所述星形梁7由沿中心圆筒11周面向外呈辐射状延伸的变截面工字梁组成；所述回形梁与星形梁7固定连接并且沿星形梁7跨度布置，形成蛛网状；所述中心圆筒11下端设有一周法兰8，所述法兰8用于与外部地基连接；所述回形梁由连接在星形梁7上并且首尾对应的横梁9构成；
所述屋顶承力结构由支梁4和圈梁10构成；所述支梁4一端连接于中心点，另一端从中心点向外辐射，形成屋顶星形梁骨架；所述圈梁10固定连接在星形梁骨架的外缘；
所述屋顶吊环1固定安装在屋顶星形梁骨架的中心点；
所述中央立柱由三根圆管5构成；所述三根圆管5的上端分别固定连接于屋顶星形梁骨架的中心点，下端连接在底部主承力结构上，形成三脚支撑结构；
所述墙壁立柱骨架由分别连接在底部主承力结构和屋顶星形梁骨架之间的立柱6构成。
作为优选方案，参见图1和2，所述底部主承力结构上铺设有地板，形成底面；屋顶承力结构上铺放有彩钢板，形成顶面12；所述墙壁立柱骨架上铺也设有轻彩钢板，形成外立面2；所述底面、顶面3和外立面2之间形成室内空间；所述外立面2上还设有门12和窗13。所述变截面工字梁7为六根，所述支梁4也为六根，所述立柱6也为六根；所述回形梁为五个。
本快速起吊安装建筑结构可以快速起吊、安装和移动的工作房。根据工作房的使用要求和内部设备的安装需要，采用满足使用需求的工作房整体尺寸，并设定足够刚度强度的地板星形梁高度及梁缘条、腹板的钢板厚度。根据工作房最大总重选定中央立柱的截面尺寸，再将屋顶和墙壁等结构安装到位。这样，可以通过屋顶吊环实现对工作房的整体起吊。在需要安置工作房的地点，浇筑与工作房地板中心圆筒下表面地面安装接口相匹配的地基，即可实现工作房的快速安装和使用，如图4所示，由于工作房地板中心圆筒下表面的安装接口尺寸与工作房的占地面积相比很小，仅占工作房占地面积的1/25，因此地基浇筑的工作量小，工期短、成本低。当需要移动工作地点时，只需在新地点浇筑地基，然后通过屋顶吊环对工作房实施整体起吊，运输并再次安装，即可立即投入使用。工作房内部的设备安装时可以与地板骨架做相应的机械连接，可以随工作房整体移动，并立即再次投入使用。
另外，在临海岛礁设置气象水文观测站。临海岛礁地形复杂，礁石高低起伏或者岛礁面积狭小。选定的观测地点仅需浇筑1平方米的牢固地基，即可设置使用面积达到20平方米的如图1所示的观测站。在同等建筑面积的情况下，提高底部主承力结构和中央立柱的强度，可以提高建筑结构的横向抗倾覆和垂直抗拔起能力，可以有效抵抗临海地点台风、海浪和龙卷风的袭击。适用于那些地形复杂、面积狭小，无法建设全混凝土建筑的地点。

Claims (3)

1.一种快速起吊安装建筑结构，其特征在于：
包括底部主承力结构、屋顶承力结构、中央立柱、墙壁立柱骨架和屋顶吊环；
所述底部主承力结构包括中心圆筒(11)、星形梁(7)和回形梁；所述星形梁(7)由沿中心圆筒(11)周面向外呈辐射状延伸的变截面工字梁组成；所述回形梁由连接在星形梁(7)上并且首尾对应的横梁(9)构成；所述回形梁与星形梁(7)固定连接并且沿星形梁(7)跨度布置，形成蛛网状；所述中心圆筒(11)下端设有一周法兰(8)，所述法兰(8)用于与外部地基连接；
所述屋顶承力结构由支梁(4)和圈梁(10)构成；所述支梁(4)一端连接于中心点，另一端从中心点向外辐射，形成屋顶星形梁骨架；所述圈梁(10)固定连接在屋顶星形梁骨架的外缘；
所述屋顶吊环(1)固定安装在屋顶星形梁骨架的中心点；
所述中央立柱由三根圆管(5)构成；所述三根圆管(5)的上端分别固定连接于屋顶星形梁骨架的中心点，下端连接在底部主承力结构上，形成三脚支撑结构；
所述墙壁立柱骨架由分别连接在底部主承力结构和屋顶星形梁骨架之间的立柱(6)构成。
2.根据权利要求1所述的快速起吊安装建筑结构，其特征在于：所述底部主承力结构上铺设有地板，形成底面；屋顶承力结构上铺放有彩钢板，形成顶面(3)；所述墙壁立柱骨架上也铺设有轻彩钢板，形成外立面(2)；所述底面、顶面(12)和外立面(2)之间形成室内空间；所述外立面上还设有门(12)和窗(13)。
3.根据权利要求1或2所述的快速起吊安装建筑结构，其特征在于：所述变截面工字梁为六根，所述支梁(4)也为六根，所述立柱(6)也为六根；所述回形梁为五个。
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