專利名稱：六角蜂窩抗震建筑框架結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)建筑物抗震性能的六角蜂窩抗震建筑框架結(jié)構(gòu)，尤其 是建筑物橫梁按六角蜂窩分布、立柱交于橫梁結(jié)點(diǎn)的框架結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景目前，建筑設(shè)計(jì)多采用矩形框架結(jié)構(gòu)。首先，矩形框架結(jié)構(gòu)中梁與梁呈垂 直分布，當(dāng)?shù)卣鹬形：π宰顝?qiáng)的橫波威脅建筑物時(shí)，壓縮或拉扯力量作用于平 行梁(或垂直梁)，平行梁(或垂直梁)的受力直接撞擊垂直梁(或平行梁)， 對(duì)梁造成直接危害；其次，立柱呈四邊形排列，當(dāng)某一立柱斷裂或失去支撐時(shí)， 所在樓層即失去重心，進(jìn)而坍塌；再次，矩形框架無論是受到地震縱波還是橫 波影響，都易在矩形面上發(fā)生錯(cuò)位，形成平行四邊形，進(jìn)而減弱了建筑物的抗 震性能；最后，矩形框架結(jié)構(gòu)建筑梁所承受的彎矩分布不均，影響建筑的抗震 性能乃至壽命。因此，從結(jié)構(gòu)上改進(jìn)建筑物抗震性能尤為重要。關(guān)于蜂窩框架結(jié)構(gòu)建筑，中國專利CN1094780 "蜂窩框架式低層高建筑" 給出了一種對(duì)建筑物立面采取六角蜂窩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，即蜂窩框架結(jié)構(gòu)的基 本單元為一對(duì)稱于垂直地基的線的六邊形，六邊形的兩條邊為框架柱，其余四 條邊為框架梁的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)存在不適用于高層、樓層平面面積大(如商場(chǎng)、 辦公樓等)等建筑，使專利實(shí)用性受到影響。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種六角蜂窩抗震建筑框架結(jié) 構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是在不增加建筑物建造成本和影響建筑物使用功能的前提下，克服 傳統(tǒng)矩形框架建筑結(jié)構(gòu)中的技術(shù)缺陷，改善建筑物框架的受力狀況，提高建筑 物的抗震性能和使用壽命，減少地震中建筑物坍塌對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)的危害性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種六角蜂窩建筑框架結(jié)構(gòu)，包括蜂窩立柱、蜂窩斜梁、蜂窩平行梁，其 特殊之處在于所述六角蜂窩框架的平面基本單元為六邊形，平行于建筑物的 梁為蜂窩平行梁，與蜂窩平行梁連接的梁為蜂窩斜梁，蜂窩平行梁與蜂窩斜梁 構(gòu)成六角蜂窩；所述梁與梁之間的結(jié)點(diǎn)為梁結(jié)點(diǎn)，與地面垂直的蜂窩立柱分布于六邊形的梁結(jié)點(diǎn)處，呈六角分布。本發(fā)明的六角蜂窩建筑框架結(jié)構(gòu)，所述六角蜂窩任意兩角或任意兩邊增加 有加強(qiáng)梁，加強(qiáng)梁的受力點(diǎn)最終落于蜂窩立柱上。本發(fā)明的六角蜂窩建筑框架結(jié)構(gòu)，所述六角蜂窩、蜂窩立柱構(gòu)成等邊六邊形或非等邊六邊形。所述非等邊六邊形為在同一六角蜂窩面中，兩只蜂窩平 行梁和四只蜂窩斜梁部分或均不相等的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的六角蜂窩建筑框架結(jié)構(gòu)，所述的六角蜂窩可單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)平面 或多個(gè)共同構(gòu)成一組平面。所述的六角蜂窩可單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)平面即在同一蜂 窩立柱的不同高度上，采取挑高、錯(cuò)層等結(jié)構(gòu)構(gòu)成的非同一平面的六角梁結(jié)構(gòu) 或基于蜂窩立柱的變形梁結(jié)構(gòu)。所述的多個(gè)共同構(gòu)成同一平面即蜂窩平行梁 和蜂窩斜梁可與另外的六角蜂窩平面共享同一蜂窩平行梁和蜂窩斜梁，也可獨(dú) 立使用同一六角蜂窩內(nèi)的蜂窩平行梁和蜂窩斜梁。該結(jié)構(gòu)包括蜂窩立柱、蜂窩斜梁、蜂窩平行梁、輔助立柱、輔助梁、樓 板、外墻體等，通過樓層平面蜂窩平行梁與蜂窩斜梁組成六角蜂窩結(jié)構(gòu)，多個(gè) 六角蜂窩單元可共享平行梁和(或)蜂窩斜梁組成樓層平面，梁與梁呈"Y" 型聯(lián)結(jié)，梁與梁夾角為120度或近似120度，分解直接作用于梁上的水平外力； 在梁結(jié)點(diǎn)處設(shè)計(jì)立柱，蜂窩梁所受到的載荷傳遞到蜂窩立柱，每個(gè)六角蜂窩單 元中心距每個(gè)立柱和每只梁的距離相等或基本相等，使每個(gè)六角蜂窩單元都有 六只梁和六根蜂窩立柱完成支撐，有效分解建筑載荷；每個(gè)六角蜂窩單元的六 根蜂窩立柱構(gòu)成六柱六邊的八面體，對(duì)六角蜂窩單元體具有良好的穩(wěn)定支撐 性，且六角蜂窩單元重心可落于三根以上蜂窩立柱構(gòu)成的平面內(nèi)，即使某根蜂 窩立柱失去支撐，也可確保建筑物不坍塌進(jìn)而使建筑物達(dá)到增強(qiáng)抗震性能的目 的。結(jié)構(gòu)中的輔助立柱、輔助梁、外墻體是滿足建筑設(shè)計(jì)需要所采取的對(duì)六角 蜂窩框架的補(bǔ)充。本發(fā)明的有益效果是，在不增加建筑物建造成本和影響建筑物使用功能的 前提下，通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，改進(jìn)建筑物框架的受力狀況，提高建筑物的抗震性能 和使用壽命。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力合理，基本不改變施工工藝，具有良好的 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗震性。本發(fā)明適用于鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的多層、高 層建筑基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖l是本發(fā)明的樓層俯視示意圖。圖2是圖1所示A-A向剖面示意圖。圖3是本發(fā)明六角蜂窩單元增加加強(qiáng)梁實(shí)例示意圖。圖4是本發(fā)明挑高與錯(cuò)層應(yīng)用實(shí)例剖面圖。圖中l(wèi).蜂窩立柱，2.蜂窩斜梁，3.蜂窩平行梁，4.輔助立柱，5.輔助梁， 6.間隔輕質(zhì)內(nèi)墻，7.地板，8.外墻體，9.六角蜂窩單元，IO.加強(qiáng)梁，ll.挑高， 12.錯(cuò)層。
具體實(shí)施方式
附圖為本發(fā)明的具體實(shí)施例。該實(shí)施例包括蜂窩立柱(1)、蜂窩斜梁(2)、 蜂窩平行梁(3)，所述六角蜂窩框架的平面基本單元為六邊形，平行于建筑物 的梁為蜂窩平行梁(3)，與蜂窩平行梁(3)連接的梁為蜂窩斜梁(2)，蜂窩 平行梁(3)與蜂窩斜梁(2)構(gòu)成六角蜂窩；所述梁與梁之間的結(jié)點(diǎn)為梁結(jié)點(diǎn)， 與地面垂直的蜂窩立柱(1)分布于六邊形的梁結(jié)點(diǎn)處，呈六角分布。圖1中，四只蜂窩斜梁(2)和兩只蜂窩平行梁(3)組成六角蜂窩單元(9)， 通過蜂窩斜梁(2)、蜂窩平行梁(3)共享與其他蜂窩斜梁(2)、蜂窩平行梁
(3)組成另一六角蜂窩單元(9)，以此類推，組成建筑物六角蜂窩框架梁結(jié) 構(gòu)，輔助以輔助梁(5)，構(gòu)成完整的樓層梁結(jié)構(gòu)。在六角蜂窩單元(9)梁與梁之間的結(jié)點(diǎn)(梁結(jié)點(diǎn))，設(shè)置蜂窩立柱(1)， 對(duì)六角蜂窩單元載荷完成支撐。根據(jù)輔助梁(5)載荷設(shè)計(jì)要求，設(shè)置必要的 輔助立柱(4)，構(gòu)成對(duì)輔助梁載荷的支撐。在框架結(jié)構(gòu)中，通過間隔輕質(zhì)內(nèi)墻(6)進(jìn)行空間區(qū)隔，完成使用功能的要求。圖2中，在蜂窩梁、輔助梁上方通過現(xiàn)澆或鋪設(shè)樓板，構(gòu)造樓層地板(7)。 利用六角蜂窩位于建筑物外立面的梁下空間和輔助梁下空間，建設(shè)外墻體(8)。圖3中，給出了為增加立柱跨度或減少梁的承載能力，采用梁結(jié)點(diǎn)與蜂窩 立柱構(gòu)成的梁柱結(jié)點(diǎn)作為承載建筑受力的結(jié)合點(diǎn)，增加加強(qiáng)梁(10)結(jié)構(gòu)形式。六角蜂窩單元可單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)平面，圖4中即在同一蜂窩立柱的不同高度 上，采取挑高(11)、錯(cuò)層(12)等結(jié)構(gòu)構(gòu)成的非同一平面的六角梁結(jié)構(gòu)。在具體應(yīng)用中，根據(jù)建筑功能要求，還可實(shí)現(xiàn)以下設(shè)計(jì)在一般建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可設(shè)計(jì)為兩只蜂窩平行梁(3)相等和四只蜂窩 斜梁(2)相等。根據(jù)建筑物造型(如橫截面為弧形、S型等異形)或使用功能 要求，在同一六角蜂窩面中，可設(shè)計(jì)為兩只蜂窩平行梁(3)和四只蜂窩斜梁 (2)部分或均不相等的結(jié)構(gòu)，將六角蜂窩梁、蜂窩立柱(1)構(gòu)成非等邊六邊 形。增加加強(qiáng)梁結(jié)構(gòu)，系在六角形任意兩角(即梁柱結(jié)點(diǎn)間)或任意兩邊(即 蜂窩梁之間)增加輔助梁(5)結(jié)構(gòu)，輔助梁(5)的受力點(diǎn)最終落于梁柱結(jié)合 點(diǎn)之上的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明框架結(jié)構(gòu)系指由梁、板、柱的構(gòu)成承重建筑體系，不分有單跨、多 跨，單層、多層，立面對(duì)稱和不對(duì)稱，使用何種材料差別(如鋼框架、鋼筋混 凝土框架、預(yù)應(yīng)力混凝土框架、膠合木結(jié)構(gòu)框架或鋼與鋼筋混凝土混合框架 等)。
權(quán)利要求
1、一種六角蜂窩建筑框架結(jié)構(gòu)，包括蜂窩立柱(1)、蜂窩斜梁(2)、蜂窩平行梁(3)，其特征是所述六角蜂窩框架的平面基本單元為六邊形，平行于建筑物的梁為蜂窩平行梁(3)，與蜂窩平行梁(3)連接的梁為蜂窩斜梁(2)，蜂窩平行梁(3)與蜂窩斜梁(2)構(gòu)成六角蜂窩；所述梁與梁之間的結(jié)點(diǎn)為梁結(jié)點(diǎn)，與地面垂直的蜂窩立柱(1)分布于六邊形的梁結(jié)點(diǎn)處，呈六角分布。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的六角蜂窩建筑框架結(jié)構(gòu)，其特征是所述六角蜂窩任意兩角或任意兩邊增加有加強(qiáng)梁(10),加強(qiáng)梁的受力點(diǎn)最終落于蜂窩立柱(1)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的六角蜂窩建筑框架結(jié)構(gòu)，其特征是所述六角蜂窩、蜂窩立柱(1)構(gòu)成等邊六邊形或非等邊六邊形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的六角蜂窩建筑框架結(jié)構(gòu)，其特征是所述六角蜂窩在同一蜂窩立柱(1)的不同高度上，采取挑高、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)構(gòu)成非同一平面的 六角梁結(jié)構(gòu)或基于蜂窩立柱(1)的變形梁結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的六角蜂窩建筑框架結(jié)構(gòu)，其特征是所述蜂窩平行梁(3)和蜂窩斜梁(2)與另外的六角蜂窩平面共享同一蜂窩平行梁(3)和 蜂窩斜梁(2)，或獨(dú)立使用同一六角蜂窩內(nèi)的蜂窩平行梁(3)和蜂窩斜梁(2)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的六角蜂窩建筑框架結(jié)構(gòu)，其特征是所述非等邊六邊 形為在同一六角蜂窩面中，兩只蜂窩平行梁(3)和四只蜂窩斜梁(2)部分或均不相等的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增強(qiáng)建筑物抗震性能的六角蜂窩抗震建筑框架結(jié)構(gòu)。一種六角蜂窩建筑框架結(jié)構(gòu)，包括蜂窩立柱、蜂窩斜梁、蜂窩平行梁，其特殊之處在于所述六角蜂窩框架的平面基本單元為六邊形，平行于建筑物的梁為蜂窩平行梁，與蜂窩平行梁連接的梁為蜂窩斜梁，蜂窩平行梁與蜂窩斜梁構(gòu)成六角蜂窩；所述梁與梁之間的結(jié)點(diǎn)為梁結(jié)點(diǎn)，與地面垂直的蜂窩立柱分布于六邊形的梁結(jié)點(diǎn)處，呈六角分布。本發(fā)明的有益效果是，在不增加建筑物建造成本和影響建筑物使用功能的前提下，通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，改進(jìn)建筑物框架的受力狀況，提高建筑物的抗震性能和使用壽命。
文檔編號(hào)E04B1/18GK101397819SQ200810181420
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者王浩旻 申請(qǐng)人:王浩旻