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一种新型的抗震建筑体系——奋起抗震建筑体系

一种新型的抗震建筑体系——奋起抗震建筑体系

作者:tsansan.com    发布时间:2018-01-16 15:21
一种新型的抗震建筑体系——奋起抗震建筑体系
 
  奋起抗震建筑体系可以用于多层和高层的所有建筑。
 
  建多层时的主体构件是小型梯形柱和三角形方桁架梁,原材料为热镀锌卷钢板(材质:Q235-345,钢板厚度在0.9mm到2mm之间,镀锌量一般为120-275克)。该梯形柱由两根平行的方管或矩形管加“X”形连接件构成。
 
  安装时将“X”形连接件置入两方管之间,用自攻螺丝钉将“X”形连接件与方管连接固定好,在两根平行的方管加数个“X”形连接件便形成单片梯形柱。将四根方管围成四边形,再用“X”形连接件连接起来,便形成四方柱,可承受更大荷载。钢管的壁厚、尺寸、“X”形连接件之间的间距和钢材材质是计算该梯形柱的主要力学性能参数。
 
  楼板桁架梁由两根平行的矩形管或方管中间夹三角形连接件组成。当桁架梁做楼板骨架的时候,梯形柱和桁架梁协同工作,由数个桁架梁组成的楼板骨架异常坚固,不易颤动。加上蒙皮效应,整个建筑的墙板、楼板和屋面形成三维剪力墙受力体系,所建房屋的抗震性好,住户易于接受。本梯形柱和三角形桁架梁根据建筑的荷载不同,梁柱有时可以互换,即桁架梁可以做柱,梯形柱可以做梁。
 
  屋架:可由梯形柱成一定角度斜置组成。
 
  在实际应用中,墙体构成如下:将数个梯形柱装入“C”型导轨内,墙的上下各一根导轨,由螺钉将导轨的折边与梯形柱的方管固定,梯形柱之间根据需要加与导轨平行的数道横撑,形成格构式承重骨架,骨架的内外两侧由螺丝钉分别将内外墙板与方管固定好。
 
  骨架与基础的连接:将下“C”型导轨与基础用预埋螺栓固定。楼板:三角形桁架梁一般用做楼板托梁,托梁的的上弦杆搭接在墙体骨架上,用“L”型连接件与“C”型导轨固定;下弦杆用“L”型连接件与墙体骨架内侧方管连接,桁架梁上的楼板可以用压型钢楼板现浇轻质混凝土,也可用叠合板。
 
——主要技术特点——
 
 
  1、人们可以免去地震的威胁
 
  奋起建筑体系的小型梯形柱是由截面形状为方、矩形管和X型连接件构成。我们知道,空心结构钢不易扭弯,力的传递分配均匀,荷载传递系统完整,不会像其它轻钢结构那样,为了支撑横向连接和安装管线,对构件的横截面造成破坏,这就增加了抗扭和抗多向荷载和水平荷载的能力。
 
  并且由于钢架柔韧刚强适当,可以通过变形吸收和消耗大量的外来能量,从而减少了突发外来荷载对建筑物的破坏,提高了材料强度与重量之比,各墙板和楼板的蒙皮作用使整个建筑像一个大箱子,即便翻几个滚,房屋也不会跨塌,因此,人们可以免取地震的威胁。
 
  2、节能,在我国黄河以北夏天不需要用空调
 
  奋起建筑物的墙体和楼板是独力的两根管件的桥架构成,方管之间仅以2毫米以下小X型连接件断续的相连,热的传递渠道微弱,几乎完全隔断了热桥,内外的热传递变得几乎不可能,使建筑物内外成为两个独力的互相不干扰的热循环系统,中空结构的方管(矩形管)对声音的传导起着干日扰和减弱的作用。
 
  在桥架的空隙处充填的玻璃棉,具有极好的隔振、吸音功能,阻隔了外来噪音和杂乱震动的侵入。外墙体系的热阻R=3.45(m2.K)/w,传热系数K=0.24w/(m2.K),远高于北京0.6278w/(m2.K)的标准。
 
  这相当于节能80%以上,如果采用隔热窗帘,整个房屋省75%以上的电费是有保障的。简单的说,如果用该体系盖房,在我国黄河以北夏天不需要用空调,黄河以南夏天可以省取3/4的空调使用时间。如果将来全国有1/10的新建房屋用奋起建筑,每年可节电约10亿度。
 
  3、省地2%-13%
 
  奋起抗震建筑的墙体厚度在20公分以内,仅次一项,在北京建房将增加使用面积2%以上,在东北和西北将增加6%;在其它地方将增加1.5-2%;如果中国每年的建筑量为3亿平米,如果将来有1/10的建筑用,每年可省地3000万平米;该建筑的自重为混凝土框家架结构的1/4左右,因此,可以在不改变地貌的情况下建在山坡荒地上,如果将来全国有1/4的新建房屋用奋起建筑,10年可为国家节约宝贵的耕地资源约112万亩。
 
  4、防火有保障
 
  该建筑有三种途径解决消防问题:
 
  第一是结构本身,即便是局部起火,网架结构通过相临上下左右的桥架获得支撑。
 
  第二是桥架本身,桥架的X形连接使热的传递变为曲线途径,从而可阻止火灾发生时的热量扩散;同时,即便是火焰太凶,使一侧烧软,而另一侧方管的刚性依然不变,仍然支撑着房屋。
 
  第三是结合室内装修,在承重构件外包防性能优良的防火板材。经实测,耐火2小时30分钟,达到了国家的消防规范。
 
  5、利于环保
 
  现场施工极少有废弃物和灰尘,也无噪音产生。而将来一旦需要房屋改造,拆卸下来的构件还可再用,回收率达90%,完全达到了国际发达国家制定的绿色生态建筑评估体系。
 
  如我国《国家康居示范工程建设技术要点》的有关规定。不用红砖,保护了耕地。据国家发改委统计,我国现在每年因烧制红砖而毁农田70多万亩,相当于使一个中等城市的居民永远失去口粮。如果替代,既可解决老百姓居住问题,又可在城市建设上实现可持续发展的目标。
 
  奋起建筑的构件拆了可以重复使用,而目前大量使用的混凝土结构是不可回收的非循环经济产品。50-100年以后,当这类建筑拆出时,将全部成为垃圾,那时候,每年相当于可建11座三峡水电站的约2万亿人民币资金白白扔掉,因为中国每年有15亿建筑平米左右的房屋全用混凝土结构。
 
  6、建筑成本略高于混凝土结构,但普通百姓买得起。
 
  按目前物价计算,综合建筑成本比混凝土框架结构高2-5%,但它其它优势,比如不怕地震、可重复利用、使用空间大以及建房速度要快等优点将弥补成本的微弱略势,房屋质量达到国际先进水平,具有推广价值。
 
  7、建高层自重轻40%
 
  建高层时采用混合结构,即在一座建筑的结构当中,分段使用重钢、钢筋混凝土、钢管混凝土或桁架梁做主承重梁,主承重梁上下各段之间(即主承重梁之间的楼层)用奋起多层建筑结构。形成跨层承重的组合建筑结构。也就是说,整个建筑的柱和部分梁采用钢筋混凝土、钢管混凝土、H钢或工字钢,建筑的其它结构部分[其余的梁、墙(剪力墙和核心筒除外)、楼板等]为奋起多层建筑结构。
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