整體建築框架結構的製作方法

2023-09-19 11:51:55 1

專利名稱：整體建築框架結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種整體建築框架結構，尤其是一種用於立體城市的整體建築框
架結構。
背景技術：
現代城市是一種平面發展模式，是攤大餅無限蔓延的模式，其結果導致了大量的 現實問題和人文危機。這些問題和危機突出表現為1、無限制城市蔓延導致土地資源緊張， 現在中國已經存在18億畝紅線土地危機，日本、韓國以及海灣國家為此竭力推行海外屯 田。2、城市蔓延導致城市周邊環境惡化，其中城市土地硬化、工業和居民生活用水增加、生 活垃圾任意傾倒等導致了城市周邊河流被汙染和枯竭，城中地下水枯竭。3、城市蔓延導致 城內小汽車數量劇增，小汽車數量的劇增不僅僅加深了人們對石油的依賴，同時車用道路 又佔用大量土地，更為關鍵的是小汽車是城市大氣汙染的罪魁禍首，更是交通擁堵的製造 者。4、無限攤開的城市，導致了現代人際關係的進一步隔離和冷漠。現代城市高層和超高 層建築都是單體建築，單體建築存在很多弊病。首先是建築成本、樓面地價成本高；其次是 單體建築的抗震性較差；再次，單體建築之間人員來往不方便。 中國申請號為86102335、發明名稱為"建築物用的鋼筋混凝土組合構件"的發明專 利申請公開了一種鋼筋混凝土組合結構空心構件，其具有凸和凹的固定接頭和導向裝置， 用於組合構件的相互連接，它們包括外牆和內牆的建築構件；對角連接兩外牆或一外牆 和一內牆的特別構件；轉角凸緣接合件，簡單凸緣接合件和凸緣接合件，凸緣接合件配有一 對其截面大致呈矩形，至少從構件一個縱向垂直表面突出的懸臂件；和至少具有三條其截 面能容納懸臂件的縱向橫槽的組合橫梁.顯然，該專利中公開的建築構件是通過鋼筋混凝 土現澆方式連接柱柱、柱梁、梁梁和構築框架，其材料為混凝土和鋼筋，這是一種比較常見 和廣泛使用的建築構件。 此夕卜，申請號為97102141、公開號為CN1163337A、發明名稱為"鋼筋混凝土柱，包 括這類柱的建築結構"的發明專利申請公開了一種用作建造建築物支承結構的鋼筋混凝土 柱，其包括按規定間距連成一體的立柱，與象梁這樣的水平構件建造的建築物樓層相一致， 其特點在於沿其長度各位置，與水平構件節點相對應，柱環繞有金屬環，裝有預埋橫向構 件，承接水平構件端部，上述柱環在製造時嵌入柱內。 以上兩篇專利文獻中的建築構件都是採用混凝土和鋼筋來製作，這往往需要現場 來進行加工，這在建築物施工周期方面無形中增加了不少。並且這樣的構件往往是不可以 重複使用的，一旦建築物建成以後，它與建築物的其它構件堅固連接，建築物的拆除會使得 這些建築構件毀損以致於不能再使用。 除了上述的建築構件，還有例如中國國家體育館"鳥巢"建築時採用的另一類建築 構件，眾所周知，鳥巢外型結構主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根柱子。其中鋼架或鋼 柱之間的連接點採用基本恆溫且同時焊接而成，總體說來，這種建築採取全鋼加墊板焊接 或者螺栓連接或者用鋼在球型節點上面用絲扣連接。這種連接方式在作業時需要基本恆
3溫，並且焊接時存在應力，這對安裝條件和焊接技術都提出了相當高的要求。
綜上所述，對於現代鋼筋混凝土建築而言，現有的現澆方式存在這些缺點第一、
現澆鋼筋混凝土建築受到混凝土凝固時間限制，致使工期較長。第二、現澆鋼筋混凝土建築
及其施工環境對環境本身汙染嚴重。第三、現澆鋼筋混凝土高層建築對地基要求很高由此
而導致建築成本很高。第四、現澆鋼筋混凝土建築施工複雜對施工人員和監理人員素質要
求很高，一點差錯可能埋下整個建築安全隱患。對於全鋼焊接或者螺紋連接而言，可能存在
焊接和螺紋連接產生的應力集中和螺紋失效，降低結構本身的強度和抗震性。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種整體建築框架結構，尤其是一種用於立體城市的整體建築框架結構。這裡的"立體城市"是指具備生活、學習、娛樂、休閒等功能的城市建築群。一種整體建築框架結構，其特徵在於該整體建築框架結構包括橫梁，該橫梁沿長度方向在其中部有通孔或者該橫梁兩端部有凹入孔；立柱，該立柱沿長度方向在其中部有通孔或者該立柱兩端部有凹入孔；以及三向立體支架，其包括三條相互垂直的臂，該三條相互垂直的臂插入相應的立柱通孔、立柱凹入孔、橫梁通孔或橫梁凹入孔；其中通過多個該三向立體支架在垂直方向上連接立柱和在水平方向上連接橫梁，以構成所述整體建築框架結構，其中該三向立體支架通過整體澆鑄或者模具加工製成。 根據本實用新型一方面，所述整體建築框架結構還包括四向立體支架，其中四向立體支架是以三向立體支架為基礎在三向立體支架的任意一條臂的反向延長線上增設一條臂而成，該四向立體支架的四條臂插入相應的立柱通孔、立柱凹入孔、橫梁通孔或橫梁凹入孔。 根據本實用新型另一方面，所述整體建築框架結構進一步包括五向立體支架，其中五向立體支架是以三向立體支架為基礎在三向立體支架的任意二條臂的反向延長線上分別增設一條臂而成，該五向立體支架的五條臂插入相應的立柱通孔、立柱凹入孔、橫梁通孔或橫梁凹入孔。 根據本實用新型又一方面，所述整體建築框架結構進一步包括六向立體支架，其中六向立體支架是以三向立體支架為基礎在三向立體支架的三條臂的反向延長線上分別增設一條臂而成，該六向立體支架的六條臂插入相應的立柱通孔、立柱凹入孔、橫梁通孔或橫梁凹入孔。 根據本實用新型又一方面，所述整體建築框架結構由可用於建築物的金屬材料製成。 根據本實用新型又一方面，所述金屬材料優選為鋼材。 根據本實用新型又一方面，所述整體建築框架結構包括可用於建築物的納米材料。 根據本實用新型又一方面，所述三向、四向、五向和六向立體支架的臂的截面形狀為正方形、長方形、圓形、T形或H形。 本實用新型與現有技術相比，優點在於可以消除焊接和螺紋連接產生的應力集中和螺紋失效，增強結構本身的強度和抗震性。此外，採用本專利技術可以避免現澆鋼筋混凝土建築的前述缺點。第一、本專利所有建築材料都是在工廠加工好的標準間，一到施工現場就可以立即組裝使用，不存在類似於混凝土之類建築必須的等待時間。第二、採用本專利施 工，無論多麼大規模的建築物都可以減少類似於混凝土等的環境汙染。第三、用本專利技術 建造的立體城市對地基要求較低，不用類似於現澆鋼筋混凝土高層建築那樣下很多根很深 的基礎樁。第四、採用本專利技術修建的建築，因為所有的建築構件都是按照標準化生產 的，現場只存在按照圖紙裝配問題，而不存在現澆鋼筋混凝土建築類似的其他要求。 本實用新型從根本上改變了現在建築存在的種種弊端，第一、施工環保；第二、建 築使用壽命到期之後建材完全可回收利用；第三、所有構件標準化生產，連接手段簡易，施 工工藝簡單快速，無現有建築技術本身局限；第四、增強了建築物本身的結構強度和抗震 性。框架結構使得整個城市形成整體，由此原來單體建築的成本在這種高密度超高層立體 城市面前大大降低；框架結構彼此之間的相互連接和建築物的超大體量，使其抗震性遠遠 優於單體建築；而框架結構建造的立體城市通過城內不同平面的交通網絡，使得城內人員 往來高效自如，消除了單體建築的這方面弊端。

圖1為依據本實用新型的一種整體建築框架結構示意圖； 圖2為依據本實用新型的另一種整體建築框架結構示意圖 圖3為依據本實用新型的又一種整體建築框架結構示意圖 圖4為依據本實用新型的又一種整體建築框架結構示意圖 圖5為依據本實用新型的又一種整體建築框架結構示意圖 圖6為依據本實用新型的一種三向立體支架結構示意圖； 圖7為依據本實用新型的一種四向立體支架結構示意圖； 圖8為依據本實用新型的一種五向立體支架結構示意圖； 圖9為依據本實用新型的一種六向立體支架結構示意圖； 圖10為依據本實用新型的一種帶有通孔的橫梁斷面示意圖； 圖11為依據本實用新型的一種立體城市的立體支架、橫梁、立柱之間的連接示意 圖中，1、三向立體支架，2、立柱，3、橫梁，4、四向立體支架，5、五向立體支架，6、: 向立體支架，la、立體支架臂。
具體實施方式
以下結合附圖，通過優選實施例來描述本實用新型的最佳實施方式，這裡的具體 實施方式在於詳細地說明本實用新型，而不應理解為對本實用新型的限制，在不脫離本實 用新型的精神和實質範圍的情況下，可以做出各種變形和修改，這些都應包含在本實用新 型的保護範圍之內。 實施例1 如圖1所示，一種整體建築框架結構，尤其是一種用於立體城市的整體建築框架 結構。這裡的"立體城市"是指具備生活、學習、娛樂、休閒等功能的城市建築群。該整體建 築框架結構包括橫梁3，該橫梁3沿長度方向在其中部有通孔或者該橫梁3兩端部有凹入 孔；立柱2，該立柱2沿長度方向在其中部有通孔或者該立柱2兩端部有凹入孔；以及例如如圖6所示的三向立體支架l，其包括三條相互垂直的臂la，該三條相互垂直的臂la插入相應的立柱2通孔、立柱2凹入孔、橫梁3通孔或橫梁3凹入孔；其中通過8個該三向立體支架1在垂直方向上連接4根立柱2和在水平方向上連接8根橫梁3，這樣就構成一個類似例如立方體(或長方體)的所述整體建築框架結構。其中該三向立體支架l通過整體澆鑄或者模具加工製成。 優選地，所述整體建築框架結構可包括不鏽鋼、鋁、鐵、納米材料等目前所有可用於建築物的材料；所述整體建築框架結構由可用於建築物的金屬材料製成，例如不鏽鋼、鋁
n i寸寸o 優選地，所述金屬材料優選為鋼材，採用鋼材可以產生相對良好的效果。 優選地，所述整體建築框架結構包括可用於建築物的納米材料。 優選地，所述三向立體支架1的臂la的截面形狀為正方形、長方形、圓形、T形、扁
條形或H形等。 實施例2 實施例2是在實施例1的基礎上增加一個立方體框架結構，如圖2所示，該整體建築框架結構包括橫梁3，該橫梁3沿長度方向在其中部有通孔或者該橫梁3兩端部有凹入孔；立柱2，該立柱2沿長度方向在其中部有通孔或者該立柱2兩端部有凹入孔；三向立體支架l，其包括三條相互垂直的臂la，該三條相互垂直的臂la插入相應的立柱2通孔、立柱2凹入孔、橫梁3通孔或橫梁3凹入孔；以及例如如圖7所示的四向立體支架4，其中四向立體支架是以三向立體支架為基礎在三向立體支架的任意一條臂la的反向延長線上增設一條臂la而成，該四向立體支架的四條臂la插入相應的立柱2通孔、立柱2凹入孔、橫梁3通孔或橫梁3凹入孔，其中通過8個該三向立體支架l和4個四向立體支架以及在垂直方向上連接6根立柱2和在水平方向上連接14根橫梁3，這樣就構成了例如兩個立方體框架組成的所述整體建築框架結構。其中該三向和四向立體支架通過整體澆鑄或者模具加工製成。 優選地，所述整體建築框架結構可包括不鏽鋼、鋁、鐵、納米材料等目前所有可用於建築物的材料；所述整體建築框架結構由可用於建築物的金屬材料製成，例如不鏽鋼、鋁
n i寸寸o 優選地，所述金屬材料優選為鋼材，採用鋼材可以產生相對良好的效果。 優選地，所述整體建築框架結構包括可用於建築物的納米材料。 優選地，所述三向、四向立體支架1的臂la的截面形狀為正方形、長方形、圓形、T
形、扁條形或H形等。 實施例3 如圖3所示，在實施例2的基礎上，再增加一個立方體框架結構，即所述整體建築
框架結構進一步包括例如如圖8所示的五向立體支架5，其中五向立體支架是以三向立體
支架為基礎在三向立體支架的任意二條臂la的反向延長線上分別增設一條臂la而成，該
五條臂la插入相應的立柱2通孔、立柱2凹入孔、橫梁3通孔或橫梁3凹入孔。通過三向、
四向和五向立體支架與立杆和橫梁3的組合，最後形成所述的整體建築框架結構。 優選地，所述整體建築框架結構可包括不鏽鋼、鋁、鐵、納米材料等目前所有可用
於建築物的材料；所述整體建築框架結構由可用於建築物的金屬材料製成，例如不鏽鋼、鋁
6n i寸寸o 優選地，所述金屬材料優選為鋼材，採用鋼材可以產生相對良好的效果。 優選地，所述整體建築框架結構包括可用於建築物的納米材料。 優選地，所述三向、四向、五向立體支架的臂la的截面形狀為正方形、長方形、圓
形、T形、扁條形或H形等。 實施例4 如圖4所示，在實施例3的基礎上，所述整體建築框架結構進一步包括例如如圖9所示的六向立體支架6，其中六向立體支架6是以三向立體支架為基礎在三向立體支架的三條臂la的反向延長線上分別增設一條臂la而成，該六條臂la可插入相應的立柱2通孔、立柱2凹入孔、橫梁3通孔或橫梁3凹入孔，通過以6向立體支架為核心連接件，其它3、4、5向立體支架為輔助連接件，通過套管或者榫卯等方式連接柱與柱、柱與梁、梁與梁，形成以立體支架為節點的框架結構。當然，圖4中僅僅是一種示例，本領域技術人員從上述描述中可知，這種框架結構是可以延展且多樣的。 參考圖5和10-11，例如圖5中就示意性地示出了一種整體建築框架結構，其中包括多個3-6向立體支架與橫梁、立柱連接，這種框架結構可以在各個方向上進行延展，已構築整個建築或城市。 優選地，所述整體建築框架結構可包括不鏽鋼、鋁、鐵、納米材料等目前所有可用於建築物的材料；所述整體建築框架結構由可用於建築物的金屬材料製成，例如不鏽鋼、鋁
n i寸寸o 優選地，所述金屬材料優選為鋼材。 優選地，所述整體建築框架結構包括可用於建築物的納米材料。 優選地，所述三向、四向、五向和六向立體支架的臂la的截面形狀為正方形、長方
形、圓形、T形、扁條形或H形等。 綜上所述，本實用新型從根本上改變了現在建築存在的種種弊端，第一、施工環保；第二、建築使用壽命到期之後建材完全可回收利用；第三、所有構件標準化生產，連接手段簡易，施工工藝簡單快速，無現有建築技術本身局限；第四、增強了建築物本身的結構強度和抗震性。
權利要求一種整體建築框架結構，其特徵在於，該整體建築框架結構包括橫梁，該橫梁沿長度方向在其中部有通孔或者該橫梁兩端部有凹入孔；立柱，該立柱沿長度方向在其中部有通孔或者該立柱兩端部有凹入孔；以及三向立體支架，其包括三條相互垂直的臂，該三條相互垂直的臂插入相應的立柱通孔、立柱凹入孔、橫梁通孔或橫梁凹入孔；其中通過多個該三向立體支架在垂直方向上連接立柱和在水平方向上連接橫梁，以構成所述整體建築框架結構，其中該三向立體支架通過整體澆鑄或者模具加工製成。
2. 根據權利要求1的整體建築框架結構，其特徵在於，所述整體建築框架結構還包括 四向立體支架，其中四向立體支架是以三向立體支架為基礎在三向立體支架的任意一條臂 的反向延長線上增設一條臂而成，該四向立體支架的四條臂插入相應的立柱通孔、立柱凹 入孔、橫梁通孔或橫梁凹入孔。
3. 根據權利要求2的整體建築框架結構，其特徵在於，所述整體建築框架結構進一步 包括五向立體支架，其中五向立體支架是以三向立體支架為基礎在三向立體支架的任意二 條臂的反向延長線上分別增設一條臂而成，該五向立體支架的五條臂插入相應的立柱通 孔、立柱凹入孔、橫梁通孔或橫梁凹入孔。
4. 根據權利要求3的整體建築框架結構，其特徵在於，所述整體建築框架結構進一步 包括六向立體支架，其中六向立體支架是以三向立體支架為基礎在三向立體支架的三條臂 的反向延長線上分別增設一條臂而成，該六向立體支架的六條臂插入相應的立柱通孔、立 柱凹入孔、橫梁通孔或橫梁凹入孔。
5. 根據權利要求要求1、2、3或4的整體建築框架結構，其特徵在於，所述整體建築框架 結構由可用於建築物的金屬材料製成。
6. 根據權利要求要求5的整體建築框架結構，其特徵在於，所述金屬材料為鋼材。
7. 根據權利要求要求1、2、3或4的整體建築框架結構，其特徵在於，所述整體建築框架 結構包括可用於建築物的納米材料。
8. 根據權利要求要求1、2、3或4的整體建築框架結構，其特徵在於，所述立體支架的臂 的截面形狀為正方形、長方形、圓形、T形或H形。
9. 根據權利要求要求6的整體建築框架結構，其特徵在於，所述立體支架的臂的截面 形狀為正方形、長方形、圓形、T形或H形。
10. 根據權利要求要求7的整體建築框架結構，其特徵在於，所述立體支架的臂的截面 形狀為正方形、長方形、圓形、T形或H形。
專利摘要一種整體建築框架結構，該整體建築框架結構包括橫梁，該橫梁沿長度方向在其中部有通孔或者該橫梁兩端部有凹入孔；立柱，該立柱沿長度方向在其中部有通孔或者該立柱兩端部有凹入孔；以及三、四、五和六向立體支架，其中所述立體支架通過整體澆鑄或者模具加工製成，所述三向、四向、五向和六向立體支架的臂可插入相應的立柱通孔、立柱凹入孔、橫梁通孔或橫梁凹入孔；其中通過多個該三向、四向、五向和六向立體支架在垂直方向上連接立柱和在水平方向上連接橫梁，以構成整體建築框架結構。
文檔編號E04B1/19GK201439612SQ200920166860
公開日2010年4月21日 申請日期2009年7月21日 優先權日2009年7月21日
發明者曹國俊, 柳毅 申請人:北京峻谷投資有限公司