专利名称：伞状建筑结构的制作方法
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。
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。
权利要求
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)。
全文摘要
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、以立柱为中心呈放射均匀布置的楼板斜支杆，立柱、斜支杆采用钢管混凝土结构。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。该伞状建筑结构可以获得要大柱网的结构形式。
文档编号E04H1/02GK1424471SQ02151558
公开日2003年6月18日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年12月31日
发明者刘进科, 吴钢, 梁文喜 申请人:刘进科, 梁文喜, 吴钢