一種挑空懸掛建筑結(jié)構(gòu)、建筑物及環(huán)形建筑大廈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑用鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其設(shè)計(jì)一種挑空懸掛建筑結(jié)構(gòu)、建筑物及環(huán)形建筑大廈。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)每年城鄉(xiāng)建設(shè)房屋面積20億平方米，我國(guó)單位建筑面積能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的2倍以上?；炷量蚣茕摻Y(jié)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域中，但現(xiàn)有技術(shù)中的這些混凝土鋼結(jié)構(gòu)普遍存在著用鋼梁大、主梁體積大、占用空間較多以及造價(jià)較高等問題。為了解決這些問題，目前，在現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)有對(duì)混凝土鋼結(jié)構(gòu)中的單根主梁施加預(yù)應(yīng)力，通過這種方法來提高主梁的承載力以及降低主梁高。這種方法雖然提高了單根主梁的承載力、降低梁的截面高度，但對(duì)提高整個(gè)混凝土鋼結(jié)構(gòu)的整體性能去沒有非常大的影響，其混凝土鋼結(jié)構(gòu)的整個(gè)承載力、整體剛性和整體抗震能力還是比較差，因此現(xiàn)有的混凝土鋼結(jié)構(gòu)的作用效果不是很理想。此外在傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中，由于鋼材料和頂層結(jié)構(gòu)的重量大，一般使用“下大上小”結(jié)構(gòu)來支持上面的龐大重量，以保證建筑物的安全；這樣很難形成一種具有“上大下小”的挑空懸掛結(jié)構(gòu)，這樣一樣，極大的限制了鋼結(jié)構(gòu)的使用形式，也使得建筑結(jié)構(gòu)的形式和功能較為單一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種挑空懸掛物建筑結(jié)構(gòu)，在頂梁部分、預(yù)應(yīng)力柱部分以及懸掛部分的搭配下，提高整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及承載力，本發(fā)明還涉及一種挑空懸掛建筑物及環(huán)形建筑大廈。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種挑空懸掛建筑結(jié)構(gòu)，包括有預(yù)應(yīng)力柱部分、懸掛部分和頂梁部分，所述預(yù)應(yīng)力柱部分包括有豎直設(shè)置在地基中的第一立柱、第二立柱和第三立柱，所述第一立柱、第二立柱和第三立柱等距間隔地設(shè)置，所述第一立柱與第三立柱之間設(shè)置有第一斜梁，所述第一斜梁的一端連接在第一立柱的中下部，所述第一斜梁的另一端連接在所述第三立柱的頂端；所述懸掛部分包括第一懸掛柱、第二懸掛柱和懸掛主斜梁，所述第一懸掛柱和第二懸掛柱豎直平行設(shè)置，所述第一斜梁與所述第一立柱連接處連接有所述懸掛主斜梁的一端，所述懸掛主斜梁的另一端連接所述第二懸掛柱的最低端，所述懸掛主斜梁與水平面形成銳角角度；所述第一立柱、第二立柱、第三立柱、第一懸掛柱和第二懸掛柱的最頂端均連接所述頂梁部分。
[0005]進(jìn)一步，所述預(yù)應(yīng)力柱還包括有第二斜梁，所述第二斜梁的一端連接在第三立柱的中下部，所述第二斜梁的另一端連接在所述第一立柱的頂端，所述第一斜梁和第二斜梁交錯(cuò)形成類“X”形狀，并且交錯(cuò)點(diǎn)與第二立柱固定連接，所述第一立柱和第三立柱之間設(shè)有主橫梁，所述主橫梁的一端連接于第三立柱和第一斜梁的交點(diǎn)處，所述主橫梁的另一端連接于第一立柱和第二斜梁的交點(diǎn)處。
[0006]進(jìn)一步，所述懸掛部分包括第一懸掛斜梁和第二懸掛斜梁，所述第一懸掛斜梁的一端連接于第一立柱的頂端，所述第一懸掛斜梁的另一端連接在第一懸掛柱底端，所述第二懸掛斜梁的一端連接于第一懸掛柱的頂端，所述第二懸掛斜梁的另一端連接于第二懸掛柱的底端。
[0007]進(jìn)一步，所述懸掛部分還包括第三懸掛柱、橫梁和第三懸掛斜梁，所述第三懸掛柱和第二懸掛柱豎直平行設(shè)置，所述第三懸掛柱的頂端連接所述頂梁部分，所述第三懸掛柱的底端與所述第二懸掛柱的底端通過橫梁相連，所述第三懸掛斜梁的一端連接第二懸掛柱的底端，所述第三懸掛斜梁的另一端連接第三懸掛柱的頂端。
[0008]進(jìn)一步，還包括直立部，所述直立部包括第四立柱、第五立柱和第六立柱、第一橫梁和第二橫梁，所述第四立柱、第五立柱和第六立柱的頂端連接頂梁部分，所述第四立柱、第五立柱和第六立柱豎直等間距平行設(shè)置，所述第三立柱、第四立柱、第五立柱和第六立柱內(nèi)設(shè)有斜梁。
[0009]進(jìn)一步，所述斜梁包括第三斜梁、第四斜梁、第五斜梁、第六斜梁和第七斜梁。所述第三斜梁的一個(gè)端點(diǎn)和第四斜梁的一個(gè)端點(diǎn)共同連接在所述第四立柱的上中部，所述第三斜梁的另一個(gè)端點(diǎn)連接在所述第三立柱的頂端，所述第四斜梁的另一個(gè)端點(diǎn)連接在所述第三立柱的中下部，所述第四立柱、第五立柱、第一橫梁和頂梁部分相互連接形成一矩形框架，所述矩形框架內(nèi)設(shè)有第五斜梁和第六斜梁，所述第五斜梁的一端與第四立柱的頂端相連接，所述第五斜梁的另一端與所述第五立柱的中上部連接，所述第六斜梁的一端與所述第五立柱的頂端連接，所述第六斜梁的另一端與所述第四斜梁的中上部連接，所述第五斜梁和第六斜梁交錯(cuò)成類“X”形狀，并且交錯(cuò)點(diǎn)固定連接，所述第二橫梁的一端連接第六立柱的中上部，所述第二橫梁的另一端連接第五立柱的中上部，所述第七斜梁的一端連接第六立柱的中上部，所述第七斜梁的另一端連接第五立柱的頂端。
[0010]進(jìn)一步，所述第七斜梁的一端連接第六立柱的2/3處，所述第三懸掛柱的高度是所述第一立柱高度的1/3，所述懸掛主斜梁的一端連接在所述第一立柱的1/3處。
[0011]進(jìn)一步，所述第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱、第五立柱、第六立柱、第一懸掛立柱、第二懸掛立柱和第三懸掛柱之間的距離相等，均為第一立柱高度的1/3。
[0012]本發(fā)明還涉及一種挑空懸掛建筑物，其具有三維結(jié)構(gòu)，包括如上所示的挑空懸掛建筑結(jié)構(gòu)，其中，以所述第六立柱與地基的交點(diǎn)為原點(diǎn)，以第六立柱為Y軸方向，以頂梁部分在水平方向的投影為X軸方向，若干個(gè)挑空懸掛建筑結(jié)構(gòu)通過連接頂梁連接，平行等間距地設(shè)置在Z軸方向，所述連接頂梁包括內(nèi)連接頂梁和外連接頂梁，所述內(nèi)連接頂梁將若干個(gè)第六立柱沿Z軸方向連接，所述外連接頂梁將若干個(gè)第三懸掛柱沿Z軸方向連接。
[0013]本發(fā)明還涉及一種環(huán)形建筑大廈，由若干個(gè)如權(quán)利要求9所述挑空懸掛建筑物組成類圓環(huán)狀，所述挑空懸掛建筑物的數(shù)量為3-6個(gè)，其中內(nèi)連接頂梁設(shè)置為類圓環(huán)狀的內(nèi)徑，所述外連接頂梁設(shè)置為類圓環(huán)狀的最外徑。
[0014]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]I)、將挑空懸掛建筑結(jié)構(gòu)分為頂梁部分、預(yù)應(yīng)力柱部分以及懸掛部分，預(yù)應(yīng)力柱內(nèi)設(shè)第一斜梁可以加固第一立柱、第二立柱和第三立柱的穩(wěn)定性以及牢固性，通過懸掛主斜梁把第一立柱、第一懸掛立柱和第二懸掛立柱相連可以提高懸掛部分的穩(wěn)定性，且承載力高、安全性高、且鋼結(jié)構(gòu)部件規(guī)格統(tǒng)一、穩(wěn)定性高。
[0016]2)、在預(yù)應(yīng)力柱內(nèi)設(shè)置第二斜梁，且第一斜梁和第二斜梁呈“X”形狀增大了預(yù)應(yīng)力柱之間剪切力和拉力，可以提高挑空懸掛建筑結(jié)構(gòu)承載力，保證了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0017]3)、在懸掛部分內(nèi)設(shè)第一懸掛斜梁和第二懸掛斜梁，兩跟斜梁既能進(jìn)一步加強(qiáng)懸掛部分的穩(wěn)定性同時(shí)節(jié)省鋼材且能提高懸掛部分的剛度，改善結(jié)構(gòu)的變形性能。
[0018]4)、懸掛部分上設(shè)置第三懸掛柱，在整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)能夠承受的前提下加長(zhǎng)了懸掛部分的長(zhǎng)度，使得挑空結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)增大，增強(qiáng)了建筑結(jié)構(gòu)的使用功能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)使用可靠。
[0019]5)、挑空懸掛建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置直立部，更符合力學(xué)平衡的要求不但加強(qiáng)了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性同時(shí)使建筑結(jié)構(gòu)美觀大方，符合人們對(duì)現(xiàn)代建筑物安全質(zhì)量的要求和標(biāo)準(zhǔn)。
[0020]6)、將第六立柱的高度設(shè)置為第五立柱高度的2/3，使得直立部?jī)?nèi)的橫梁位于第四立柱和第五立柱的2/3處、主橫梁位于第一立柱、第二立柱和第三立柱的1/3處，這樣將第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱和第五立柱均等三分的結(jié)構(gòu)符合結(jié)構(gòu)力學(xué)的需要，受力平衡，使得整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。
[0021]7)、本發(fā)明的一種挑空懸掛建筑物，通過連接頂梁將多個(gè)二維的挑空懸掛建筑結(jié)構(gòu)連接成三維結(jié)構(gòu)，加大了空間的設(shè)計(jì)，并且保證了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0022]8)、本發(fā)明的環(huán)形建筑大