专利名称：利用空间造地的山形建筑构架的制作方法
技术领域：
本发明利用空间造地的山形建筑构架，具体涉及一种利用空间造地的山形建筑构架。
背景技术：
目前，在建筑行业中，就基础而言按构造可分为桩式基础、箱式基础、筏式基础、条形基础、独立基础、联合基础，按材料和受力特点可分为钢性基础和非钢性基础，按埋深程度可分为深基础、浅基础和不埋基础；就结构而言有砖木结构、砖灰结构、砖混结构、钢筋水泥结构等各种结构；就建筑形式而言有高层、低层、传统的、现代的、民族风情式、独具特色式等各种各样；无论哪种结构还是哪种建筑形式，不管是规模小的独居别墅还是规模大的建筑群体，都是在建筑的基础上实施建造垂直于基础的承重墙或承重立柱，垂直支撑本层以上的楼体形成以四个基点相互垂直的四边形结构，但这种四边形结构的建筑构架，其楼层或居室的纵向剖立面为正方形或矩形的立方体格局。对于这种建筑结构而言从剖立面来看，以结构力学角度而言，由于四边形属于不稳定结构形态，抵抗外界应力差，如遇地震、洪水、飓风等自然外力及战争等人为外力时易发生重心倾斜、同时由于这种建筑模式其重心垂直于支撑点，中心一旦发生偏移，其建筑结构就容易产生形变积累，产生持续的永久性偏移，造成建筑失衡倾斜、甚至破坏，使用年限将会大大降低。
现有的建筑本身只能在空间中建房，不能在空间中建地，只有地面二维绿化，没有空间三维绿化。
这种违背自然生态平衡的建筑模式难以与自然生态融合、无法实现建筑自身绿化功能及生态平衡系统的建立和运行；归其一点，就是结构不合理，居住条件差，建筑本身无绿色生态，环境污染和破坏程度严重等。本发明就是在充分考虑现有背景技术并解决诸多弊端基础上研究成功的。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种利用空间造地、并能在造地的地面上自由建房的山形的建筑构架，使得该山形建筑构架具有如下功能和效果1、提供利用空间造地的山形建筑构架，改变以四点为基点垂直的四边形结构基础上的方形或矩形六面组合体建筑形式，使四边形结构为形体三角形结构的新颖建筑形式。这种形体三角形既不是通常所说的三角形，也不是通常所说的四边形，而是处于二者之间的一种立体的象自然山体、或类似自然山体状的几何形体，它是实现山形建筑特有的、新颖的立体几何形体。这种立体几何形体为房和地在空间当中的结合、人居室内环境与室外生态环境结合提供充分的可塑空间，实现建筑与居住条件多样性的目的。
2、通过利用空间造地的山形建筑构架，提供以形体三角形的山形建筑构架为基础，既可获得独立的山形建筑形式，又可经延展而获得连绵不断的山脉形建筑，从而达到以实地的实际情况进行规划建设和在山形建筑构架上进行人居内外环境建设的科学合理布局和扩展的目的。
3、通过利用空间造地的山形建筑构架，提供以支撑立柱向其所支撑重心相对等量或不等量倾斜，倾斜的立柱相互配对而连成一体，形成拱、柱结合而共同承受载荷的结构，从而实现了该拱柱结合的结构，达到受力合理，抗震抗风性强的目的。
4、通过利用空间造地的山形建筑构架提供独立的山形构架和连绵不断的山脉形建筑构架，实现建筑的重心在拱、柱结合配对的两立柱之间，并下移内聚，形成稳态结构的形式，山形建筑构架无形变积累，抵抗外界能力与抗灾性强、大大延长结构使用寿命，以及采光与通风效果好等目的。
5、通过利用空间造地的山形建筑构架的台地，向上层层收缩，台地的下层面积相对大于上层的面积，形成梯田式的建筑构架，并层层绿化，使得该山形建筑构架可模仿自然山体的造型而变化多样，从而达到外观景色可与自然山体生态一致，并改善居住环境的目的。
6、通过利用空间造地的山形建筑构架的台地上放置土质层，实现梯田式的立体三维绿化与美化、真正做到构架自身的绿化、美化功能，与自然有机地融合为一体、达到自然的生态平衡，把物质循环与能量流动有机地结合，实现建筑的可持续发展和有效地改善居住条件等目的。
本发明所解决的技术问题是提供一种山形建筑构架形式的建筑，本发明提供的技术方案为一种利用空间造地的山形建筑构架，包括实地、实地内有基础、基础上有立柱和多层台地；在所述基础上设置所述立柱、并使该基础与立柱连接为一体，在该立柱上连接设置有台地，在立柱与台地的结合处设置有以钢筋水泥浇注方式制作的加固结合点，其特征在于在该构架的横向同一平面层中，所述立柱垂直于该建筑的基础或台地；或该立柱与该建筑的基础或台地不相垂直且向其所支撑重心倾斜；倾斜的立柱相互配对而连接成一体，形成拱柱结合而共同承受荷载的结构，这种拱柱结合配对的立柱设置在该建筑底部的同一平面层、或该建筑中部的同一平面层、或该建筑上部的同一平面层、或贯穿该建筑整体；所述相互配对而连接成一体的倾斜立柱在同一平面层中相对等量倾斜，在不同平面层中相对等量或不等量倾斜；所述形成相互配对的每对立柱为相互对应向内起拱，该配对立柱与其它配对立柱起拱的幅度大小一致或不相一致；所述向内起拱的立柱或可与垂直的立柱配对；所述柱拱结合配对的立柱可以是一对一配对、或一对二配对、或一对多配对；所述台地上放置有供植物生长的土质层；所述台地的外缘周边设置有挡土墙，所述挡土墙上设置有栏杆；所述实地与顶层的台地之间设置有电梯房和楼梯，所述电梯房的顶部设置有玻璃罩。
所述多层的台地每层面积不等、其下层面积大于上层面积、层层向上收缩而构成下大上小的梯田状组合，所述台地每层收缩的尺度、上下各层的周边一致或不相一致，所述台地上放置的供植物生长的土质层随台地的变化而相辅相成的变化。
所述立柱为圆形立柱、或为方形立柱、或为椭圆形立柱、或为长方形立柱、或为六棱形立柱、或为各种几何形状的立柱。
所述以钢筋水泥浇注制作的台地为长方形的台地、或为椭圆形的台地、或为锯齿形的台地、或为带有流线形纹路边缘的台地、或为自然山体等高线形状的台地、或为各种几何形状并与各种纹路边缘相结合的台地，所述台地为外挑于立柱的台地，所述台地外挑的幅度与加固结合点的大小成相应比例关系。
所述实地与第一层台地之间的高度为3米至10米，所述台地之间的净空高度为普通楼层高度的一倍至四倍、或为普通楼层高度的一倍至四倍加1米，以H为根据地区与人种不同而进行调节的标准楼层高度、F为标准楼层的层数、n为可在0米至3米范围内大小伸缩的常数、台地之间的净空高度为HF+n的标准模数协调关系；所述每层台地的进深尺度可大可小、但同样遵循HF+n的模数协调关系，其大小是按每层台地向上收缩的不同尺度、朝向、气候、地理位置等因素，从而具有相应的伸缩性；所述台地之间模数协调的空间为开敝式的万能空间。
所述立柱的多少与台地的大小由实地的形状、大小及周边环境而确定，在实地面积小时，立柱随之相应减少、台地随之相应缩小、从而成为独立的利用空间造地的山形建筑构架；在实地面积大时，立柱随之相应增多、台地随之相应增大，从而延展成连绵不断山脉形的利用空间造地的山形建筑构架。
所述基础、立柱、台地、加固结合点、挡土墙和栏杆为钢筋水泥材料制成，或为金属材料制成，或为钢筋水泥材料与金属材料相结合的混合材料制成。
由于采用了本发明所提供的技术方案，使得本发明利用空间造地的山形建筑构架具有如下有益效果1、以城乡建设规划为基础，在相应的规划领域内进行相应规划该类建筑，由于本发明提供的山形建筑既相互独立建造，又可相互连接，形成一种连绵不断的山脉形山形建筑格局，建筑规模和体量可大可小，建筑高度可高可低，建筑延伸的长度可长可短，自由灵活的有益效果，同时也获得了在宏观规划与单体建筑时均可与大自然融为一体、便于营造生态平衡、生物多样性和生态环境恢复、还原的有益效果。
2、由于本发明所提供的山形建筑构架的立柱向其所支撑的重心在同一平面层相对等量倾斜，在不同平面层相对等量或不等量倾斜配对整体受力的结构，使得该拱柱结合的立柱具有相对的稳定、对称与结构受力合理性及抗震抗风性强的有益效果，同时也使得山形建筑构架不需要设置剪力墙即可保持结构稳定性，并使空间具有彻底的自由度和灵活性的有益效果。
3、由于本发明研究设定了以形体三角形为基本结构形式的山形建筑构架与山脉形的山形建筑构架，其基本单位层空间的剖立面为一个矩形和两个直角三角形组成的梯形的支撑体系，以这些梯形为基本单位层层叠加情况下构成了类似山形结构的立体空间，从而形成了梯田状的层层向上收缩的山形的结构空间，这样使该建筑重心在其配对拱柱的两立柱之间，重心下移、内聚，构成一种稳态结构，使得该山形建筑构架能够消除或改善形变积累，其形体和稳态性质与自然山体相似，具有抵抗外界能力强、特别是抗震抗风等自然灾变能力强，延长结构寿命的有益效果。
4、由于本发明所提供的山形建筑构架以形体三角形为基本结构形式，其结构可模仿自然山体的造型，使得该山形建筑构架的整体形式变化多样，其整体外观和生态可与自然山体基本一致的有益效果。
5、由于本发明的这种设计，在同一平面层的立柱相对向内倾斜、台地下层面积相对大于上层面积、形成每层台地渐小，台地层层向上收缩；台地上放置有土质层，营造了梯田状的组合台地，在每层台地上设置有足够的绿化美化的空间和面积，并形成梯田状绿地，获得了能够满足未来建筑的可持续发展要求的绿色生态，从而改善居住条件的有益效果。梯田状的台地，还获得了在任何时候均可得到自然降雨而直接浇灌植物的有益效果。
6、由于本发明研究设定了以山形建筑构架营造空中台地而形成空中地面环境，使得由原来只有一块平面二维的土地变成立体三维的多层空中地面，大大拓展了空间的利用，从而获得了土地利用从平面二维向空间三维发展并提高建筑容积率的有益效果；同时还获得了土地的成倍利用及实现人居与生态环境相互融合一体的有益效果。
7、由于本发明研究设定了台地层高为普通楼层高度的一倍至四倍、或为普通楼层高度的一倍至四倍加1米；以H为根据地区与人种不同而进行调节的标准楼层高度、F为标准楼层的层数、n为可在0米至3米范围内大小伸缩的常数、台地之间的净空高度为HF+n的标准模数协调关系；从而获得了在空中台地建房时，也采用模数协调的模式创造先决条件的有益效果，还获得了在白天任何时候均可良好的吸纳阳光而采光性能好的有益效果；同时还获得了通风效果好的有益效果。
8、由于本发明研究设定了山形建筑构架，其特征是重心下移内聚、消除或改善形变积累形成一种稳态结构，同时采用拱柱结合并配对的整体受力结构，使立柱的支撑功能发挥到极致，获得了金字塔式的抗震抗风的有益效果，从而可以取消结构的剪力墙，使结构空间开敝无阻隔，形成万能空间的有益效果。由于其立柱的支撑功能发挥到极致，所以以其最小的立柱面积可承载最大荷载，在目前的建筑结构面积占总面积20％-30％、最低10％的情况下，而本发明的立柱结构只占台地面积的2％以下即可，从而获得了使结构拓展的空间达到最大化，而结构材料用量最小化，结构成本最低化的有益效果。
9、由于本发明研究设定了单位层空间剖立面为一个矩形和两个直角三角形组成的开敞式模数协调的梯形空间，从而使得矩形空间成为可容纳和满足人们对空间的各种功能上的需求，真正实现万能空间的有益效果。
10、由于本发明提供的山形建筑构架，能够实现建筑空间造地，并在地面上再建房的建造方法，从而在客观上把房产和地产明确地分开，又在模数化协调的基础上产生了相应的分工合作关系，同时又产生了房产和地产两个产业模式，解决了房地产不可分割的产业模式，为房地产业及建筑工业化的革命性改革开创先河提供了可操作性。
图1为本发明利用空间造地的山形建筑构架的主视示意图；图2为本发明利用空间造地的山形建筑构架的左视示意图；图3为本发明利用空间造地的山形建筑构架的A位剖面放大示意图。
图中的标号1-实地，2-立柱，3-台地，4-土质层，5-基础，6-挡土墙，7-栏杆，8-电梯房，9-玻璃罩，10-加固结合点，11-楼梯。
具体实施例方式
下面结合说明书附图，对本发明利用空间造地的山形建筑构架进行详细描述。正如说明书附图所示一种利用空间造地的山形建筑构架，包括实地、实地内有基础、基础上有立柱和多层台地；在所述基础上设置所述立柱、并使该基础与立柱连接为一体，在该立柱上连接设置有台地，在立柱与台地的结合处设置有以钢筋水泥浇注方式制作的加固结合点，其特征在于在该构架的横向同一平面层中，所述立柱垂直于该建筑的基础或台地；或该立柱与该建筑的基础或台地不相垂直且向其所支撑重心倾斜；倾斜的立柱相互配对而连接成一体，形成拱柱结合而共同承受荷载的结构，这种拱柱结合配对的立柱设置在该建筑底部的同一平面层、或该建筑中部的同一平面层、或该建筑上部的同一平面层、或贯穿该建筑整体；所述相互配对而连接成一体的倾斜立柱在同一平面层中相对等量倾斜，在不同平面层中相对等量或不等量倾斜；所述形成相互配对的每对立柱为相互对应向内起拱，该配对立柱与其它配对立柱起拱的幅度大小一致或不相一致；所述向内起拱的立柱或可与垂直的立柱配对；所述柱拱结合配对的立柱可以是一对一配对、或一对二配对、或一对多配对；所述台地上放置有供植物生长的土质层；所述台地的外缘周边设置有挡土墙，所述挡土墙上设置有栏杆；所述实地与顶层的台地之间设置有电梯房和楼梯，所述电梯房的顶部设置有玻璃罩。
所述多层的台地每层面积不等、其下层面积大于上层面积、层层向上收缩而构成下大上小的梯田状组合，所述台地每层收缩的尺度、上下各层的周边一致或不相一致，所述台地上放置的供植物生长的土质层随台地的变化而相辅相成的变化。
所述立柱为圆形立柱、或为方形立柱、或为椭圆形立柱、或为长方形立柱、或为六棱形立柱、或为各种几何形状的立柱。
所述以钢筋水泥浇注制作的台地为长方形的台地、或为椭圆形的台地、或为锯齿形的台地、或为带有流线形纹路边缘的台地、或为自然山体等高线形状的台地、或为各种几何形状并与各种纹路边缘相结合的台地，所述台地为外挑于立柱的台地，所述台地外挑的幅度与加固结合点的大小成相应比例关系。
所述实地与第一层台地之间的高度为3米至10米，所述台地之间的净空高度为普通楼层高度的一倍至四倍、或为普通楼层高度的一倍至四倍加1米，以H为根据地区与人种不同而进行调节的标准楼层高度、F为标准楼层的层数、n为可在0米至3米范围内大小伸缩的常数、台地之间的净空高度为HF+n的标准模数协调关系；所述每层台地的进深尺度可大可小、但同样遵循HF+n的模数协调关系，其大小是按每层台地向上收缩的不同尺度、朝向、气候、地理位置等因素，从而具有相应的伸缩性；所述台地之间模数协调的空间为开敝式的万能空间。
所述立柱的多少与台地的大小由实地的形状、大小及周边环境而确定，在实地面积小时，立柱随之相应减少、台地随之相应缩小、从而成为独立的利用空间造地的山形建筑构架；在实地面积大时，立柱随之相应增多、台地随之相应增大，从而延展成连绵不断山脉形的利用空间造地的山形建筑构架。
所述基础、立柱、台地、加固结合点、挡土墙和栏杆为钢筋水泥材料制成，或为金属材料制成，或为钢筋水泥材料与金属材料相结合的混合材料制成。
实施例按照以上所述，正如说明书附图所示，对本发明利用空间造地的山形建筑构架进行施工制作。选择一块长150米、宽60米、对地形地质地貌无特殊要求的实地1进行平整，在平整的实地1上每隔10米以钢筋水泥浇注的方式打好基础5，形成横向十一行、纵向三行的钢筋水泥材料组合而成的立柱基础5。在钢筋水泥材料组合而成的立柱基础5上以钢筋水泥浇注的方式制作横向十一行、纵向三行的钢筋水泥材料组合而成的立柱2，立柱2在净空6米高时连接台地3，并对台地3制作出流线形的边沿，在立柱2与台地3接合处制作加固结合点10和外挑的台地的边缘；以此类推，对立柱2与台地3进行制作，两层台地3间的净空高度为普通楼层高度的3米×3+1米＝10米或3米×2+1米＝7米，最顶层的台地3与其相临的台地3高度为3米×1+1米＝4米，共建成八层台地3，其中底层为实地1地面，第二层为空中的台地3，其面积最大；第三层台地3相应向内收缩，面积比第二层台地3略小；第四层台地3也相应向内收缩，面积比第三层台地3小；第五层台地3也相应向内收缩......，直至顶层为止。台地3从下往上层层收缩，收缩的相对比例为下小上大。其中，第一、第二层内的立柱2均垂直于地面，第三层直至顶层的两侧立柱2产生了不同程度的相对的等量及不等量倾斜，并在立柱2顶端与另一相对等量及不等量倾斜的立柱2一一配对，形成拱柱结合整体受力的结构形式。在台地3的外缘周边以钢筋水泥浇注的方式制作挡土墙6，并在挡土墙6上埋固栏杆7；在实地1与顶层的台地3之间制作电梯房8和楼梯11，在电梯房8的顶部安装有玻璃罩9；在每层台地3上放置土质层4，从而建成了像梯田形式的独立的利用空间造地的山形建筑构架。取得了预期的良好效果。同时，还制作出了各种各样的独立的利用空间造地的山形建筑构架模型和连绵不断的山脉形利用空间造地的山形建筑构架模型，均取得了预期的良好效果。凡本行业的普通技术人员，均可按以上所述及说明书附图所示而实施本发明利用空间造地的山形建筑构架。
权利要求
1.一种利用空间造地的山形建筑构架，包括实地(1)、实地(1)内有基础(5)、基础(5)上有立柱(2)和多层台地(3)；在所述基础(5)上设置所述立柱(2)、并使该基础(5)与立柱(2)连接为一体，在该立柱(2)上连接设置有台地(3)，在立柱(2)与台地(3)的结合处设置有以钢筋水泥浇注方式制作的加固结合点(10)，其特征在于在该构架的横向同一平面层中，所述立柱(2)垂直于该建筑的基础(5)或台地(3)；或该立柱(2)与该建筑的基础(5)或台地(3)不相垂直且向其所支撑重心倾斜；倾斜的立柱(2)相互配对而连接成一体，形成拱柱结合而共同承受荷载的结构，这种拱柱结合配对的立柱(2)设置在该建筑底部的同一平面层、或该建筑中部的同一平面层、或该建筑上部的同一平面层、或贯穿该建筑整体；所述相互配对而连接成一体的倾斜立柱(2)在同一平面层中相对等量倾斜，在不同平面层中相对等量或不等量倾斜；所述形成相互配对的每对立柱(2)为相互对应向内起拱，该配对立柱(2)与其它配对立柱(2)起拱的幅度大小一致或不相一致；所述向内起拱的立柱(2)或可与垂直的立柱(2)配对；所述柱拱结合配对的立柱(2)可以是一对一配对、或一对二配对、或一对多配对；所述台地(3)上放置有供植物生长的土质层(4)；所述台地(3)的外缘周边设置有挡土墙(6)，所述挡土墙(6)上设置有栏杆(7)；所述实地(1)与顶层的台地(3)之间设置有电梯房(8)和楼梯(11)，所述电梯房(8)的顶部设置有玻璃罩(9)。
2.根据权利要求1所述的利用空间造地的山形建筑构架，其特征在于所述多层的台地(3)每层面积不等、其下层面积大于上层面积、层层向上收缩而构成下大上小的梯田状组合，所述台地(3)每层收缩的尺度、上下各层的周边一致或不相一致，所述台地(3)上放置的供植物生长的土质层(4)随台地(3)的变化而相辅相成的变化。
3.根据权利要求1所述的利用空间造地的山形建筑构架，其特征在于所述立柱(2)为圆形立柱、或为方形立柱、或为椭圆形立柱、或为长方形立柱、或为六棱形立柱、或为各种几何形状的立柱。
4.根据权利要求1所述的利用空间造地的山形建筑构架，其特征在于所述以钢筋水泥浇注制作的台地(3)为长方形的台地、或为椭圆形的台地、或为锯齿形的台地、或为带有流线形纹路边缘的台地、或为自然山体等高线形状的台地、或为各种几何形状并与各种纹路边缘相结合的台地，所述台地(3)为外挑于立柱(2)的台地(3)，所述台地(3)外挑的幅度与加固结合点(10)的大小成相应比例关系。
5.根据权利要求1所述的利用空间造地的山形建筑构架，其特征在于所述实地(1)与第一层台地(3)之间的高度为3米至10米，所述台地(3)之间的净空高度为普通楼层高度的一倍至四倍、或为普通楼层高度的一倍至四倍加1米，以H为根据地区与人种不同而进行调节的标准楼层高度、F为标准楼层的层数、n为可在0米至3米范围内大小伸缩的常数、台地(3)之间的净空高度为HF+n的标准模数协调关系；所述每层台地(3)的进深尺度可大可小、但同样遵循HF+n的模数协调关系，其大小是按每层台地(3)向上收缩的不同尺度、朝向、气候、地理位置等因素，从而具有相应的伸缩性；所述台地(3)之间模数协调的空间为开敝式的万能空间。
6.根据权利要求1所述的利用空间造地的山形建筑构架，其特征在于所述立柱(2)的多少与台地(3)的大小由实地(1)的形状、大小及周边环境而确定，在实地(1)面积小时，立柱(2)随之相应减少、台地(3)随之相应缩小、从而成为独立的利用空间造地的山形建筑构架；在实地(1)面积大时，立柱(2)随之相应增多、台地(3)随之相应增大，从而延展成连绵不断山脉形的利用空间造地的山形建筑构架。
7.根据权利要求1所述的利用空间造地的山形建筑构架，其特征在于所述基础(5)、立柱(2)、台地(3)、加固结合点(10)、挡土墙(6)和栏杆(7)为钢筋水泥材料制成，或为金属材料制成，或为钢筋水泥材料与金属材料相结合的混合材料制成。
全文摘要
本发明公开了一种利用空间造地的山形建筑构架，包括实地、基础、台地、立柱、土质层。实地内有基础，基础与立柱、立柱与台地、立柱与台地处的加固结合点均以钢筋水泥浇注的方式相连接；立柱为垂直或为相对向内倾斜配对，并连接成拱柱结合的结构，该立柱在建筑底部、中部、上部的同一平面起拱，起拱幅度大小一致或不相一致；台地上有土质层、台地外缘周边有挡土墙、挡土墙上有栏杆；实地与顶层台地间有电梯房和梯房，电梯房上有玻璃罩。用于建筑行业。具有使建筑花色多样、结构重心内聚下移、抗灾变性强；采光与通风效果好；与自然融为一体、实现生态自然平衡，改善居住条件、便于推广等特点。
文档编号E04B1/00GK1458375SQ0312300
公开日2003年11月26日 申请日期2003年4月25日 优先权日2003年4月25日
发明者胡德明 申请人:胡德明