CN201326226Y - 六角蜂窝抗震建筑框架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增强建筑物抗震性能的六角蜂窝抗震建筑框架结构。一种六角蜂窝建筑框架结构，包括蜂窝立柱、蜂窝斜梁、蜂窝平行梁，其特殊之处在于：所述六角蜂窝框架的平面基本单元为六边形，平行于建筑物的梁为蜂窝平行梁，与蜂窝平行梁连接的梁为蜂窝斜梁，蜂窝平行梁与蜂窝斜梁构成六角蜂窝；所述梁与梁之间的结点为梁结点，与地面垂直的蜂窝立柱分布于六边形的梁结点处，呈六角分布。本实用新型的有益效果是，在不增加建筑物建造成本和影响建筑物使用功能的前提下，通过结构创新，改进建筑物框架的受力状况，提高建筑物的抗震性能和使用寿命。

Description

六角蜂窝抗震建筑框架结构

技术领域

本实用新型涉及一种增强建筑物抗震性能的六角蜂窝抗震建筑框架结构，尤其是建筑物横梁按六角蜂窝分布、立柱交于横梁结点的框架结构。

背景技术

目前，建筑设计多采用矩形框架结构。首先，矩形框架结构中梁与梁呈垂直分布，当地震中危害性最强的横波威胁建筑物时，压缩或拉扯力量作用于平行梁(或垂直梁)，平行梁(或垂直梁)的受力直接撞击垂直梁(或平行梁)，对梁造成直接危害；其次，立柱呈四边形排列，当某一立柱断裂或失去支撑时，所在楼层即失去重心，进而坍塌；再次，矩形框架无论是受到地震纵波还是横波影响，都易在矩形面上发生错位，形成平行四边形，进而减弱了建筑物的抗震性能；最后，矩形框架结构建筑梁所承受的弯矩分布不均，影响建筑的抗震性能乃至寿命。因此，从结构上改进建筑物抗震性能尤为重要。

关于蜂窝框架结构建筑，中国专利CN1094780“蜂窝框架式低层高建筑”给出了一种对建筑物立面采取六角蜂窝结构的设计方案，即蜂窝框架结构的基本单元为一对称于垂直地基的线的六边形，六边形的两条边为框架柱，其余四条边为框架梁的结构。该结构存在不适用于高层、楼层平面面积大(如商场、办公楼等)等建筑，使专利实用性受到影响。

发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种六角蜂窝抗震建筑框架结构，该结构是在不增加建筑物建造成本和影响建筑物使用功能的前提下，克服传统矩形框架建筑结构中的技术缺陷，改善建筑物框架的受力状况，提高建筑物的抗震性能和使用寿命，减少地震中建筑物坍塌对人类生命财产的危害性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种六角蜂窝建筑框架结构，包括蜂窝立柱、蜂窝斜梁、蜂窝平行梁，其特殊之处在于：所述六角蜂窝框架的平面基本单元为六边形，平行于建筑物的梁为蜂窝平行梁，与蜂窝平行梁连接的梁为蜂窝斜梁，蜂窝平行梁与蜂窝斜梁构成六角蜂窝；所述梁与梁之间的结点为梁结点，与地面垂直的蜂窝立柱分布于六边形的梁结点处，呈六角分布。

本实用新型的六角蜂窝建筑框架结构，所述六角蜂窝任意两角或任意两边增加有加强梁，加强梁的受力点最终落于蜂窝立柱上。

本实用新型的六角蜂窝建筑框架结构，所述六角蜂窝、蜂窝立柱构成等边六边形或非等边六边形。所述非等边六边形为：在同一六角蜂窝面中，两只蜂窝平行梁和四只蜂窝斜梁部分或均不相等的结构。

本实用新型的六角蜂窝建筑框架结构，所述的六角蜂窝可单独构成一个平面或多个共同构成一组平面。所述的六角蜂窝可单独构成一个平面：即在同一蜂窝立柱的不同高度上，采取挑高、错层等结构构成的非同一平面的六角梁结构或基于蜂窝立柱的变形梁结构。所述的多个共同构成同一平面：即蜂窝平行梁和蜂窝斜梁可与另外的六角蜂窝平面共享同一蜂窝平行梁和蜂窝斜梁，也可独立使用同一六角蜂窝内的蜂窝平行梁和蜂窝斜梁。

该结构包括蜂窝立柱、蜂窝斜梁、蜂窝平行梁、辅助立柱、辅助梁、楼板、外墙体等，通过楼层平面蜂窝平行梁与蜂窝斜梁组成六角蜂窝结构，多个六角蜂窝单元可共享平行梁和(或)蜂窝斜梁组成楼层平面，梁与梁呈“Y”型联结，梁与梁夹角为120度或近似120度，分解直接作用于梁上的水平外力；在梁结点处设计立柱，蜂窝梁所受到的载荷传递到蜂窝立柱，每个六角蜂窝单元中心距每个立柱和每只梁的距离相等或基本相等，使每个六角蜂窝单元都有六只梁和六根蜂窝立柱完成支撑，有效分解建筑载荷；每个六角蜂窝单元的六根蜂窝立柱构成六柱六边的八面体，对六角蜂窝单元体具有良好的稳定支撑性，且六角蜂窝单元重心可落于三根以上蜂窝立柱构成的平面内，即使某根蜂窝立柱失去支撑，也可确保建筑物不坍塌进而使建筑物达到增强抗震性能的目的。结构中的辅助立柱、辅助梁、外墙体是满足建筑设计需要所采取的对六角蜂窝框架的补充。

本实用新型的有益效果是，在不增加建筑物建造成本和影响建筑物使用功能的前提下，通过结构创新，改进建筑物框架的受力状况，提高建筑物的抗震性能和使用寿命。本实用新型结构简单，受力合理，基本不改变施工工艺，具有良好的结构稳定性及抗震性。本实用新型适用于钢结构、钢筋混凝土框架结构的多层、高层建筑基础及结构设计。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的楼层俯视示意图。

图2是图1所示A-A向剖面示意图。

图3是本实用新型六角蜂窝单元增加加强梁实例示意图。

图4是本实用新型挑高与错层应用实例剖面图。

图中：1.蜂窝立柱，2.蜂窝斜梁，3.蜂窝平行梁，4.辅助立柱，5.辅助梁，6.间隔轻质内墙，7.地板，8.外墙体，9.六角蜂窝单元，10.加强梁，11.挑高，12.错层。

具体实施方式

附图为本实用新型的具体实施例。该实施例包括蜂窝立柱(1)、蜂窝斜梁(2)、蜂窝平行梁(3)，所述六角蜂窝框架的平面基本单元为六边形，平行于建筑物的梁为蜂窝平行梁(3)，与蜂窝平行梁(3)连接的梁为蜂窝斜梁(2)，蜂窝平行梁(3)与蜂窝斜梁(2)构成六角蜂窝；所述梁与梁之间的结点为梁结点，与地面垂直的蜂窝立柱(1)分布于六边形的梁结点处，呈六角分布。

图1中，四只蜂窝斜梁(2)和两只蜂窝平行梁(3)组成六角蜂窝单元(9)，通过蜂窝斜梁(2)、蜂窝平行梁(3)共享与其他蜂窝斜梁(2)、蜂窝平行梁(3)组成另一六角蜂窝单元(9)，以此类推，组成建筑物六角蜂窝框架梁结构，辅助以辅助梁(5)，构成完整的楼层梁结构。

在六角蜂窝单元(9)梁与梁之间的结点(梁结点)，设置蜂窝立柱(1)，对六角蜂窝单元载荷完成支撑。根据辅助梁(5)载荷设计要求，设置必要的辅助立柱(4)，构成对辅助梁载荷的支撑。

在框架结构中，通过间隔轻质内墙(6)进行空间区隔，完成使用功能的要求。

图2中，在蜂窝梁、辅助梁上方通过现浇或铺设楼板，构造楼层地板(7)。利用六角蜂窝位于建筑物外立面的梁下空间和辅助梁下空间，建设外墙体(8)。

图3中，给出了为增加立柱跨度或减少梁的承载能力，采用梁结点与蜂窝立柱构成的梁柱结点作为承载建筑受力的结合点，增加加强梁(10)结构形式。

六角蜂窝单元可单独构成一个平面，图4中即在同一蜂窝立柱的不同高度上，采取挑高(11)、错层(12)等结构构成的非同一平面的六角梁结构。

在具体应用中，根据建筑功能要求，还可实现以下设计：

在一般建筑结构设计中，可设计为两只蜂窝平行梁(3)相等和四只蜂窝斜梁(2)相等。根据建筑物造型(如横截面为弧形、S型等异形)或使用功能要求，在同一六角蜂窝面中，可设计为两只蜂窝平行梁(3)和四只蜂窝斜梁(2)部分或均不相等的结构，将六角蜂窝梁、蜂窝立柱(1)构成非等边六边形。

增加加强梁结构，系在六角形任意两角(即梁柱结点间)或任意两边(即蜂窝梁之间)增加辅助梁(5)结构，辅助梁(5)的受力点最终落于梁柱结合点之上的结构。

本实用新型框架结构系指由梁、板、柱的构成承重建筑体系，不分有单跨、多跨，单层、多层，立面对称和不对称，使用何种材料差别(如钢框架、钢筋混凝土框架、预应力混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等)。

Claims (6)

1、一种六角蜂窝建筑框架结构，包括蜂窝立柱(1)、蜂窝斜梁(2)、蜂窝平行梁(3)，其特征是：所述六角蜂窝框架的平面基本单元为六边形，平行于建筑物的梁为蜂窝平行梁(3)，与蜂窝平行梁(3)连接的梁为蜂窝斜梁(2)，蜂窝平行梁(3)与蜂窝斜梁(2)构成六角蜂窝；所述梁与梁之间的结点为梁结点，与地面垂直的蜂窝立柱(1)分布于六边形的梁结点处，呈六角分布。

2、根据权利要求1所述的六角蜂窝建筑框架结构，其特征是：所述六角蜂窝任意两角或任意两边增加有加强梁(10)，加强梁的受力点最终落于蜂窝立柱(1)上。

3、根据权利要求1所述的六角蜂窝建筑框架结构，其特征是：所述六角蜂窝、蜂窝立柱(1)构成等边六边形或非等边六边形。

4、根据权利要求1或2所述的六角蜂窝建筑框架结构，其特征是：所述六角蜂窝在同一蜂窝立柱(1)的不同高度上，采取挑高、错层结构构成非同一平面的六角梁结构或基于蜂窝立柱(1)的变形梁结构。

5、根据权利要求1或2所述的六角蜂窝建筑框架结构，其特征是：所述蜂窝平行梁(3)和蜂窝斜梁(2)与另外的六角蜂窝平面共享同一蜂窝平行梁(3)和蜂窝斜梁(2)，或独立使用同一六角蜂窝内的蜂窝平行梁(3)和蜂窝斜梁(2)。

6、根据权利要求3所述的六角蜂窝建筑框架结构，其特征是：所述非等边六边形为：在同一六角蜂窝面中，两只蜂窝平行梁(3)和四只蜂窝斜梁(2)部分或均不相等的结构。

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