[发明专利]竹、木等轻型结构与钢、混凝土等重型结构组成的建筑结构体系

说明书

本发明为一种竹、木等轻型结构与钢、混凝土等重型结构组成的建筑结构体系。

常规建筑每一自然层就是一个结构计算层，每一计算层的层高是某一定值(如附图2中“h1”)，不能反映出该层高是否就是或者接近最佳层高，没有充分发挥材料的力学性能。

本发明把该建筑结构体系中的结构形式区分为轻型结构与重型结构，一方面轻型结构所采用的材料密度相对较低，另一方面轻型结构所采用的材料能自身承重的建筑自然层数仅为几层，最好是二～五层(如附图3)；而重型结构所采用的材料不仅能承受巨型层层间(附图3中“h3”)若干自然层的荷载，而且能承受整栋建筑物的各向荷载。在以重型结构为主要受力构件的体系中，轻型结构构件的刚度对建筑物整体受力的贡献较小，也可以忽略不计。

建筑结构构件，各层受力是不尽相同的。在平面相同的情况下(附图2和附图3中“W”表示建筑物平面宽度，“D”表示建筑物平面进深，“H”表示建筑物的总高度)，将结构构件在其最佳应力状态下的进行优化，建筑物层高是不尽相同的，过去我们根据人类活动的一般需求把建筑物的层高定为某一定值(例如3米左右或者其它需要的高度)，显然不可能使结构材料的应力达到理想的状态，也就是说，定值层高的结构不是优化的结构。在建筑红线和建筑总高度规定的情形下，采用不同的重型结构材料，其巨型结构自下而上各层的层高(附图3中“h3”)是不尽相同的，我们通过结构优化和经济比较，得出某种重型结构形式，这种结构形式的巨型层高也不尽相同，有的巨型层适合建成一个自然层，有的巨型层适合建成二层、三层、四层甚至更多的由轻型结构单元组成的自然层，这种情形下，整体结构的受力更为合理，材料的力学性能得以充分发挥。我们根据优化后的结构分析，把巨型层适当分为合理的若干自然层，轻型结构构件作为若干自然层的主要受力构件，仅承受本轻型结构单元的各向荷载，而不承担其它单元附加的荷载，达到经济合理的目的。

传统的建筑结构形式，结构构件很大程度地用在克服自身的重量，地震区还要克服这种额外质量带来的地震荷载。相比传统的结构体系，本专利所描述的这种建筑结构体系充分发挥不同建筑材料的力学性能，能极大地减少重型结构构件的数量、减轻自重、增加建筑面积、提高容积率、缩短建设周期、极大地降低建设成本，这种优势随着建筑物高度的增加而愈加明显。

该建筑体系的运用，能基于我们农业大国更大程度地利用竹、木、秸秆等可再生资源，保护我们赖以生存的地球环境。

该建筑体系的运用，物尽其用，材尽其能，同时可以改变现有房屋建筑理念，改良建材产品上下游的产业结构，提高我们的综合国力。

该建筑体系的运用，探索一种新的超大城市发展战略——政府不再提供经济适用房或毛坯房，而是转向提供经济适用空间，即由政府在当地规划开发数以万计的空中宅基地，在政府监管下由业主自行委托设计施工，减少政府和纳税人的经济负担。

该建筑体系的运用，可以极大地降低建设成本，用低廉的价格建设超高层大体量建筑平台，为超级建筑群的建设提供可能。