[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1424471A [43]公开日2003年6月18日
[21]申请号02151558.1[21]申请号02151558.1
[22]申请日2002.12.31[71]申请人刘进科
地址030045山西省太原市朝阳街76号山西东方
红制柒有限公司
共同申请人梁文喜 吴钢
[72]发明人刘进科 吴钢 梁文喜 [74]专利代理机构山西太原科卫专利事务所代理人朱源
[51]Int.CI 7E04B 1/30E04B 1/34
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明为一种伞状建筑结构，包含地基、基础、
结构主体内被支撑的楼板，结构主体还包含固定于
基础上的立柱，在立柱上固定有悬臂的、以立柱为
传力路线较短且省去了大量的主、次梁，节省了材
料用量，在同等条件下其钢材用量比钢筋混凝土框
架结构节省约50％，混凝土用量节省约30％。作为
一种技术效果，该伞状立柱结构开创了一种新的施
工方法——立体施工方法，即在向上浇筑立柱和斜
支杆混凝土的时候，同时施工楼面板，也可以同时
施工以上各层，形成立体施工、交叉作业，有利于
加快施工进度。该伞状建筑结构可以获得要大柱网
的结构形式。
02151558.1权 利 要 求 书第1/1页
1、一种伞状建筑结构，包含地基、基础、结构主体内被支撑的楼板(1)，其特征为：结构主体还包含固定于基础上的立柱(2)，在立柱上固定有悬臂的、以立柱为中心呈放射均匀布置的楼板斜支杆(3)。
2、如权利要求1所述的伞状建筑结构，其特征为：立柱、斜支杆采用钢管混凝土结构。
3、如权利要求1或2所述的伞状建筑结构，其特征为：在各斜支杆支撑端部与立柱间设有两端分别与斜支杆支撑端部、立柱固定的上弦拉筋(10)。
4、如权利要求1或2所述的伞状建筑结构，其特征为：楼面板上有将楼面板分成网格的暗梁(4)，斜支杆支撑在楼面板的暗梁下。
5、如权利要求1或2所述的伞状建筑结构，其特征为：立柱制成装配式，以每一层楼高作为一个装配单元。
6、如权利要求1或2所述的伞状建筑结构，其特征为：在各斜支杆的端部间固定横向拉筋(6)。
7、如权利要求2所述的伞状建筑结构，其特征为：立柱钢管上的斜支杆插入处有加劲定位钢板(7)。
8、如权利要求1、2或7所述的伞状建筑结构，其特征为：立柱上楼板标高处设置连接环板(9)，上弦拉筋(10)可与该连接环板固定。 9、如权利要求8所述的伞状建筑结构，其特征为：在连接环板下固定有加劲肋(11)。
02151558.1说 明 书第1/3页
伞状建筑结构
技术领域
本发明涉及土木建筑结构，具体涉及一种伞状建筑结构，该建筑结构适用于大跨度、重荷载的房屋建筑、中小型桥梁工程、交通公路工程等建筑和结构领域。
背景技术
房屋及其它建筑的建筑结构目前采用钢筋混凝土框架结构、砌体结构、板柱结构、钢结构等。钢筋混凝土框架结构是目前最普遍采用的建筑结构，其在地基基础上浇筑钢筋混凝土立柱，立柱间浇筑大量的主、次梁，楼板板面的荷载传到次梁，然后传到主梁，由主梁传至框架柱，由柱传到基础，传力路线较长，必然需要大量的混凝土梁、板；而且在大跨度、重荷载的情况下，其主、次梁的截面也会相当大，因此，其钢材和混凝土用量较大。砌体结构只能用于小跨度、小开间的建筑。板柱结构(或称无梁楼盖结构)与本发明所述的建筑伞状结构相同的是无需浇筑主、次梁，楼层载荷通过柱头(柱帽)传至柱上，但其柱间跨距增大时，其柱头(柱帽)的形状尺寸势必随之增大，一则使柱头混凝土用量增大，不但材料浪费，而且由此带来结构自重大，随之带来地基和基础的设计浪费，二则形状尺寸较大的柱头给施工带来诸多不便且外观欠雅，因此板柱结构的柱网跨距也不能太大。钢结构中钢材用量较大，成本较高，使用也受到限制。
发明内容
本发明主要解决建筑结构中传力路线的技术问题，同时为丰富、扩展建筑结构的类型，提供一种新型的建筑结构——伞状建筑结构。 本发明是采用如下技术方案实现的：伞状建筑结构，包含地基、基础、结构主体内被支撑的楼板，结构主体还包含固定于基础上的立柱，在立柱上固定有悬臂的、以立柱为中心呈放射均匀布置的楼板斜支杆，楼面板通过斜支杆将荷载直接传递到立柱上，较现有建筑结构，特别是钢筋混凝土框架结构大大缩短了传力路线，从而省去大量的主、次梁，节省了材料用量。与板柱结构
相比，该伞状建筑结构将实心的柱头变为与立柱固定且均匀分布的斜支杆，斜支杆本身就比板柱结构的柱头节省材料，而且在立柱跨距较大的情况下，可较容易地增加斜支杆与立柱的夹角，以增加柱上板带的范围，相对减小跨中板带的范围，从而使跨中板带的厚度相对较小，进一步节省建筑材料，而且该伞状建筑结构较板柱结构更容易施工。该伞状结构的地基、基础按现有公知技术进行处理。楼面板仍按现有技术直接用混凝土现浇成型或预制成型。
在各斜支杆支撑端部与立柱间设有两端分别与斜支杆支撑端部、立柱固定的上弦拉筋。每一斜支杆和上弦拉筋构成一个三角支架，上弦拉筋一方
面增加斜支杆的支撑强度，另一方面使得楼面板由多点支撑成为多边支撑，进一步增加和改善了对各层楼面板的支撑效果。
立柱、斜支杆可用钢筋混凝土予制而成或现浇成型；也可采用钢结构，如钢管；还可采用钢管混凝土结构，即在空心的钢管内灌注混凝土。立柱、斜支杆为混凝土预制件或现浇成型时，斜支杆与立柱间、上弦拉筋与立柱和斜支杆端部间的联接固定，可采用在混凝土中预埋连接件的方式实现相互的联接固定；立柱为钢结构或钢管混凝土结构时采用焊接固定。立柱的截面尺寸及材料根据结构计算而选用；随着柱距的变化，斜支杆的截面尺寸和与立柱的角度等设计参数均发生变化。但本发明的目的只在于提供该建筑伞状结构，特别是该建筑结构的结构主体部分的构成和构造。斜支杆的数量可根据需要选用四、六、八、十个。
立柱制成装配式，以每一层楼高作为一个装配单元，根据施工进度逐渐向上装配。立柱采用混凝土预制件时，各装配单元的端部设有实现相互装配的插接键、槽，使各立柱装配单元间更好地装配、联接。立柱采用钢结构、钢管混凝土结构，立柱各装配单元间可直接焊接固定。
本发明位于楼房边缘、楼板上的楼梯开口处的斜支杆根据楼板形状进行省略，从而形成斜支杆结构的局部变异。
楼面板上现浇有或预制有将楼面板分成网格的暗梁，斜支杆支撑在楼面板上的次梁下。暗梁的作用是进一步增加楼面板的刚度；同时可减小楼面板暗梁以外部分的厚度，从而减少楼面板的材料用量。
本发明的伞状建筑结构由于传力路线较短且省去了大量的主、次梁，节省了材料用量，在同等条件下其钢材用量比钢筋混凝土框架结构节省约50％，混凝土用量节省约30％。作为一种技术效果，该伞状立柱结构开创了一种新的施工方法——立体施工方法，即在向上浇筑立柱和斜支杆混凝土的时候，同时施工楼面板，也可以同时施工以上各层，形成立体施工、交叉作业，有利于加快施工进度。斜支杆所占的高度空间可以挂各种管道，不需装修就可以形成优美造型。该伞状建筑结构可以获得更大柱网的结构形式。 附图说明
图1为本发明楼层平面布置结构示意图；
图2为空心金属立柱及其上的支撑结构的结构示意图；
图3为支撑结构的局部结构放大图；
图4为支撑结构的局部俯视图；
具体实施方式
以一栋四层楼为例。
伞状建筑结构，包含地基、基础、结构主体内被支撑的楼板1，结构主体还包含固定于基础上的立柱2，立柱插在基础的杯口之内，在立柱上固定有悬臂的、以立柱为中心呈放射均匀布置的楼板斜支杆3。在各斜支杆支撑端部与立柱间设有两端分别与斜支杆支撑端部、立柱固定的上弦拉筋10。立
柱、斜支杆采用钢管混凝土结构，斜支杆的钢管通过立柱钢管上所开的孔插入立柱内定位，并与立柱钢管焊接固定。向立柱钢管内浇筑混凝土时，混凝土经立柱钢管内腔进入斜支柱钢管内腔。斜支杆数量为八个。 楼面板上现浇有或预制有将楼面板分成网格的暗梁4，斜支杆支撑在楼面板的暗梁下。
在各斜支杆的端部间固定横向拉筋6，进一步实现对楼面板的多边、多点支撑，提高对楼面板的支撑效果。
立柱钢管上的斜支杆插入处有加劲定位钢板7，它起斜支杆插入定位作用，同时可以防止钢立柱的局部变形。
立柱上楼板标高处设置连接环板9，上弦拉筋10可与该连接环板固定，在连接环板下固定有加劲肋11，这样，与上弦拉筋直接与立柱固定相比，联接固定更方便，同时增强了联接处的抗剪切强度。上弦拉筋两端分别与连接环板和斜支杆端部焊接固定。
立柱钢管制成装配式，以每一层楼高作为一个装配单元。根据施工进度逐渐向上装配、固定或一次性先将金属立柱装配、固定好，将斜支杆、上弦拉筋等先联接固定好，在各三角支架间固定特制的楼面板成型用工具模型，在工具模型上固定楼面板成型模具，因此，该伞状结构在楼面板浇筑成型时，可不必像现有楼面板浇筑成型施工方式，在下面设有许多支撑，施工方式较现有技术简单，而且，立柱全部装配好，各楼层的楼面板可同时施工，实现立体、交叉施工。全楼的斜支柱或斜支柱钢管以及上弦拉筋等制成一种规格，使整体结构统一、规范。
本实施方式以四层楼房为例。按现有公知技术进行地基、基础处理，立柱钢管插在基础的杯口之内，立柱钢管各装配单元相互焊接。本实施方式金属立柱的直径为：700mm，立柱的柱距为：9m，楼板厚度为120mm，暗梁高度250mm，斜支杆的支撑跨距为3m，斜支杆与立柱的角度为65度，斜支杆为八个，斜支杆直径为140mm。层高为5.1米。
伞状立柱构建完成后，向立柱钢管内灌浇混凝土，使混凝土充满立柱钢管及斜支柱钢管内腔，楼板现浇成型。
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