一種SI建築結構體系的製作方法
2023-05-27 23:08:11 2
本發明涉及一種建築結構體系，特別涉及一種鋼-竹或鋼-木組合形成的si建築結構體系。
背景技術：
si建築體系是一種按照結構支撐體和填充體完全分離方式施工的建築體系，其中s(skeletonorsupport)是指建築體系的承重結構骨架，即結構支撐體；i(infill)是指填充體，即建築體系的內部空間。si住宅的最大特點是將建築實體分配成結構、設備等不可移動的支撐體以及可以隨住戶使用要求改變而可移動變化的填充體。其中，支撐體具有高耐久性(要求耐久年限為百年以上)，而且是固定不變的，填充體是住宅所用的分隔構件，可以根據住戶的不同要求而靈活變換。即在一定的空間範圍內，可以依使用者的需要或愛好，分隔成多種多樣的內部空間。
現有的si建築體系中的支撐體及填充體均為鋼結構或鋼筋混凝土結構，具有性能穩定、強度和剛度比較高、有一定的塑性和韌性、裝配化程度高、施工周期短、建築垃圾少、環境汙染小，循環利用率高等優點，鋼筋混凝土結構自重大，隨著建築層數增高，所受到的地震作用也隨之增大，使得這種si結構的的抗震能力難以滿足要求，特別是對於地震高發地區，這一建築體系無法得到有效應用；而且，現有的si建築體系的施工、安裝均不方便，因此，迫切需要解決上述問題。
竹材、木材具有生長周期短，消耗能源少，產生汙染小，舒適度高等優點；但竹材或木材強度和彈性模量相對較低，不適合做多高層結構，面對當今土地面積的日趨緊張和人口的不斷增長之間的矛盾，低矮的竹木結構已經滿足不了社會發展的需求。
基於上述問題，申請人對現有的si結構體系進行研發改進，將鋼結構與竹材或木材結合使用，形成本發明。
技術實現要素：
發明目的：本發明的目的在於針對現有技術中存在的不足，提供一種樓面載荷輕、承受水平地震和風載荷作用能力強的si建築結構體系。
技術方案：本發明所述的一種si建築結構體系，包括用於承載建築結構重量的結構支撐體以及位於其內部、用於形成建築結構內使用空間的填充體，該填充體由竹材或木材製成，結構支撐體為鋼結構，該結構支撐體與填充體固定連接，如通過螺栓連接固定。
上述si建築結構體系中，結構支撐體為主要承重體系，當建築結構受到垂直方向上的作用力時，由鋼結構形成的結構支撐體自承重；當建築結構受到水平方向上的作用力時，除結構支撐體自承重外，竹材或木材製成的填充體也參與承重。
具體的，填充體由多個包含使用空間的填充單元沿結構支撐體的水平方向和/或豎直方向拼接形成，該填充單元與結構支撐體之間固定連接；如通過螺栓連接固定。
進一步的，填充單元為模數化預製體。
更進一步的，任一填充單元內安裝有水暖電氣設備、管線和/或門窗洞口。
上述結構支撐體包括固定連接、用於形成外圍承重體系的鋼框架柱和鋼框架梁，填充體位於該鋼框架柱和鋼框架梁組成的空間內。
優選的，用於形成結構支撐體的鋼結構由鋼材或鋼筋混凝土形成。
用於形成填充體的竹材選自重組竹或竹集成材，木材選自建築用木材，如建築用進口木材或國產木材。
有益效果：與現有技術相比，本發明的優點在於：(1)本發明的si建築結構體系以鋼結構作為主體承重結構，並僅以竹材或木材製成的填充體形成內部使用空間，該鋼-竹或鋼-木si組合結構，可以有效減輕整個si結構體系的自重，提高其抵抗水平地震和風荷載作用的能力；(2)填充體由多個包含使用空間的填充單元拼裝形成，每個填充單元內可安裝有水暖電氣設備、管線和/或門窗洞口，相當於一個獨立的居住單元，對於損壞或者想變更用途的房間，更換獨立的填充單元即可，施工方便且不會對其它建築部分產生不利影響，在建築壽命周期內，可以任意更換填充單元；(3)填充單元及其他內部設備均可在工廠內完成預製，現場只需拼裝結構支撐件的各部分以及鋼竹組合節點即可，安裝使用方便，能夠實現工廠自動化生產、裝配化施工；(4)本發明的結構施工難度小，安裝方式更簡單，適用於多高層建築，拓展了竹材和木材在多高層建築中的使用。
附圖說明
圖1為本發明的si建築結構體系的結構示意圖。
圖2為本發明的結構支撐體的結構示意圖；
圖3為單個填充單元的結構示意圖；
圖4為相鄰兩個填充單元的連接結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步說明。
如圖1，本發明的一種si建築結構體系，包括結構支撐體1和填充體2，結構支撐體1為鋼結構，用於承載建築結構的重量，該鋼結構可由鋼材或鋼筋混凝土形成；填充體2位於結構支撐體1內部，由竹材或木材製成，用於形成建築結構內的使用空間，其中，竹材可為重組竹或竹集成材，木材可採用建築用木材，包括進口或者國產木材；結構支撐體1與填充體2之間固定連接，如可通過螺栓連接固定。
本發明的si建築結構體系以鋼結構製成的結構支撐體1作為主體承重結構，並僅以材質較輕的竹材或木材製成填充體2，填充體2形成使用空間，僅作為居住使用，充分發揮了鋼結構和竹材/木材自身的優點；當建築結構體系受到垂直方向上的作用力時，由鋼結構形成的結構支撐體1自承重；當建築結構體系受到水平方向作用力時，除結構支撐體1自承重外，竹材或木材製成的填充體2也參與承重；與傳統的結構體系相比，大大降低了使用空間的自重載荷，減小了水平地震的作用，增強其抵抗水平地震和風荷載作用的能力。
如圖2，上述結構支撐體1包括固定連接的多根鋼框架柱11和鋼框架梁12，鋼框架柱11和鋼框架梁12形成建築結構的主要承重體系；填充體2位於該鋼框架柱11和鋼框架梁12組成的結構空間內；當建築結構為較高的樓層時，為減輕外圍承重，可在一定的樓層增設支撐構件，以提高樓面的剛性。
填充體2由多個填充單元21在結構支撐體1內拼接形成，如圖3，每個填充單元21均包含使用空間，可根據建築功能要求在任一填充單元21內安裝有水暖電氣設備、管線等，也可在填充單元21內開設門窗洞口，並安裝門窗及其他內部設備；每個填充單元21相當於一個獨立的居住單元，對於損壞或者想變更用途的房間，更換獨立的填充單元即可，施工方便且不會對其它建築部分產生不利影響，在建築壽命周期內，可以任意更換填充單元21。
當建築結構為多層結構時，填充單元21可先沿結構支撐體1的水平方向拼接形成單層結構，然後沿結構支撐體1的豎直方向拼接形成多層結構，如圖4，相鄰填充單元之間通過工字型連接件22固定連接；該填充單元21與結構支撐體1固定連接，如通過螺栓連接方式固定；多個填充單元21在結構支撐體1內拼接、最終形成的建築結構如圖1。
填充單元21可為模數化預製體，其可在工廠內完成一體化預製，水暖電氣設備、管線和/或門窗洞口等其他內部設備均可預先安裝在填充單元21內，能夠實現工廠自動化生產、裝配化施工；將填充單元21按照一定的順序運載至施工現場，按照圖紙要求，採用起重設備將填充單元21放置於鋼結構支撐體內，完成節點連接，即可形成整體的建築結構體系。可見，本發明的si建築結構體系施工難度小、安裝方式簡單、施工周期短；而且，其可適用於多高層建築，拓展了竹材和木材在多高層建築中的使用。