龙骨建筑及其方法技术

将具有弯曲立面结构形式的龙骨１０，分别垂直地放置在平行的直线轴网或不平行的弧线轴网上，它们与不同高度的楼面形成了许多可供人使用的室内空间。运用这种方法可以比现有的建筑设计方法更容易设计和建造出各种呈垂直弯曲的建筑物。

【技术实现步骤摘要】
龙骨建筑及其方法
本专利技术涉及垂直曲面建筑及其方法，称之为龙骨建筑及其方法，属建筑领域。龙骨建筑的概念类似于飞机、轮船中用龙骨构造曲面外壳的原理，建筑中的龙骨就是各开间轴线上所有结构总和，所不同的是，建筑中的各层楼面与龙骨相交后直接形成了可供人使用的室内建筑空间。龙骨建筑采用钢材或钢筋混凝土材料建造，其特征在于，龙骨为弯曲的条状并总是垂直设置，而相邻龙骨的轴线可以平行或相交。只要保持适当的开间距离、在一定的层高范围以及同层的进深在合理的尺寸内时，就可以在龙骨之间形成可供人正常使用的空间。运用龙骨建筑方法，只需确定龙骨的形状及它们的摆放位置，就可以使建筑的外观呈现出千姿百态的造型。
技术介绍
一、建筑实例双曲拱桥是人们所熟悉的构筑物，由于其作用是形成上下交叉且互不干扰的交通，所以它的拱形高度总是小于其跨度的，更不会考虑在拱形体内形成一些可供人使用的建筑空间。中世纪的建筑中有许多圆形拱顶，但它们只是用于建筑造型与装饰，在这些用材料构成的圆形拱顶周边，没有可供人使用的建筑空间。中国客家圆形土楼，是将连续的建筑围成一个大圆环，它们既是内部广场空间的城墙，又是可使用的建筑物，但它们的高度受材料及技术的限制而不会很高。悉尼歌剧院的曲面外壳给人以美感，其曲面是由预制构件组合而成，并在曲面中形成了一些空间，但这些空间仍然不是供人进入其中使用的。本专利技术的龙骨建筑还具有倾斜的外观效果，但它与意大利比萨斜塔完全不同。虽然马德里的“欧洲大门”——双斜塔楼，在倾斜的建筑外观中产生了可以供人使用的建筑空间，但它们的造型并不是曲面形的。在建筑尺度上，马德里的一对斜塔楼均为30多层，建筑高度为107米，建筑相对倾斜，倾角达14度，即屋顶中心投影离开首层地坪中心26米。美国1967年建成的杰斐逊纪念拱，是呈抛物线的钢结构拱，其跨度和高度均为190多米，拱形体内有电梯沿弧形路线将游客送到能同时容纳200人的顶部。这就预示了在相同尺度范围内，本专利技术的龙骨建筑，在技术上是可行的。人造的曲面构筑物还有许多，但建筑师们往往会将曲面与薄壳建筑形式联系起来，其结构只被看作为建筑物的屋顶，而屋顶在高层建筑的结构中往往不是主要部分，在本专利技术中曲面不仅是建筑的屋顶，也是建筑物的主要立面。从曲面建筑的外观效果上看，由于许多曲面形壳体建筑都普遍受到了人们的欢迎，因而也是一种容易被人们接受的建筑形式。但同时，曲面建筑还存在着技术与使用上的难点。在技术上，由于曲面建筑通常为高层建筑，因而在钢材及钢筋混凝土材料出现并广泛使用以前是不可能建造的；其次，曲面建筑的上部结构重心，偏离了底层平面的-->形心，因而需要在结构上进行额外的处理，这通常被认为是不经济的；第三，现有的结构设计理论与结构设计规范缺少这方面的内容和研究，尤其是受风力和地震的影响情况，因而希望建筑的外形垂直、简单；第四，各种原因导致了垂直曲面建筑的设计方法还停留在作为建筑作品的专项设计，不能达到像普通住宅那样大批量标准化设计。本专利技术将在结构选型上加以阐述曲面建筑的技术可行性，进而构成本专利技术的核心内容。二、相关专利在建筑使用方面，由于人们对建筑内部空间的如何分隔与使用，还没有形成统一的观点，因而无法确定最佳的建筑平面布置形式。在本人已获得国家专利公开的八个专利技术申请中，公开了一类可灵活分隔内部建筑空间的方法，这些专利技术是公开号为CN1381660A的《建筑物的缓冲空间单元》、公开号为CN1415829A的《建筑物的缓冲空间构造》、公开号为CN1447000A的《缓冲空间单元建筑的标准化建造方法》、公开号为CN1447001的《台阶缓冲空间单元》、公开号为CN1424478A的《交叉缓冲空间单元》、公开号为CN1488831A的《斜向缓冲空间单元》、公开号为CN14900483A的《错位缓冲空间单元》、和公开号为CN1490484A的《带翼缓冲空间单元》。上述公开的各种缓冲空间单元形式，其方法是在建筑物的主要立面的缓冲空间或区域内，合理地集中了人们使用过程中所需要的各种辅助空间，从而使建筑的内部空间可以用简单的方式进行分隔。在本专利技术中，各种缓冲空间单元的位置就在建筑曲面处，建筑的内部空间可以简化到由开间上的龙骨与水平楼面所构成的条状空间体。缓冲空间单元是一种上下二层空间组合的形式，需要相应的建筑内部空间的配合。例如，将层高设为6米，楼面的结构厚度为0.5～1米，但净高不小于5米，楼板的设计荷载为二层活载加一层轻质楼面的重量，这样楼面的允许荷载可达到每平方米500公斤以上，不仅可以自由分隔平面，还可以自由分隔成上下二层空间，而且楼层之间的隔音效果更好，其用途将更加广泛。缓冲空间单元技术在本专利技术中运用，可以有效简化和解决大进深建筑的平面布置问题，而且建筑进深在本专利技术的建筑中也是关键的指标之一，有关缓冲空间单元的内容此处不再描述。可以说，本专利技术是最能体现各种缓冲空间单元作用的建筑形式，但同时本专利技术也包含了将各种缓冲空间单元的思想用于非缓冲空间单元的建筑中，如普通楼面结构、标准的楼层高度等建筑。三、建筑思想由黄运升翻译的意大利建筑师奈尔维(Pier Luigi Nervi)所著的《建筑的艺术与技术》一书(中国建筑工业出版社，1981年)，阐述了奈尔维本人用现代技术创造建筑艺术的思想，他对钢筋混凝土结构的认识与运用，无疑是该领域的先锋和巨匠。他所设计的佛罗伦萨市体育场(1928年)和巴黎联合国教科文组织总部(1952年)，也都可以看成是本专利技术的龙骨建筑前身。-->奈尔维的最佳经济结构思想，以及公共建筑与居住建筑分离的观点，在现代建筑中都得到了充分的体现，但同时，这些思想也忽略了不同的建筑思想或观点，例如，公共建筑与居住建筑的结合，以及安全建筑的问题。事实上，历史上的优秀居住建筑大都变成了公共建筑，如皇宫、教堂和大型别墅，公共建筑的价值不仅仅是内部空间，而且更为重要的是公共建筑所产生的外部空间价值。但是，将居住功能从公共建筑中分离出来后，那么在经济结构的引导下必然会产生许多奈尔维所不愿看到的呆板建筑，因为这些纯粹居住的建筑不可能以外部空间作为设计的重点。另一方面，最佳经济结构对大型公共建筑的安全留下了隐患，因为它要求建筑的整个结构不能有多余部分，反过来任何一个构件的缺损或破坏都有可能导致对整个建筑的破坏。因此，现代建筑设计中对安全系数的提高是无可指责的，那么安全系数提高所产生的结构投资是否能转化为不呆板的建筑形式呢？将这两方面结合起来再返回到奈尔维的技术中，就可以构成本专利技术所需要的技术思想，复杂的横剖面——弯曲的龙骨及其建筑。虽然本人的思想形成并非从此书悟出，但结果恰好形成对照，在此作为
技术介绍
指出。四、设计方法1.基本原理。在现代建筑中，坐标轴网起到了至关重要的作用，轴网的外观为平面网格，实际上是由多条轴线按一定规律排列所形成的，所谓轴线就是指定位轴线，是设计中建筑物各组成部分定位的依据，绘制墙体、楼梯、门窗等均以定位轴线为基准，以确定它们在平面上位置与尺寸。通常有直线轴网、弧线轴网和圆形轴网。确定建筑物的轴网是设计的第一步，也是建筑物产生的第一步，在这种设计方法的指引下，建筑师养成了良好的看图习惯——从平面图中想象建筑的整体形象，而各层平面的相互关系却被简化成极少内容的轴号上。因此，这种习惯也会将一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种龙骨建筑及其方法，包括基础、龙骨、外立面、楼地面等部分，它是以多个龙骨为主，按一定方法构成的可供人进入使用的建筑，其特征在于：（１）龙骨建筑为多层以上建筑物，并至少有二个连续的开间或不少于三条开间轴线；（２）龙骨是由钢材 或钢筋混凝土等结构构件所组成，并用一条建筑轴线定位的具有一定厚度的垂直平面结构，通常以底层地面为各龙骨的统一基准面，而开间轴线确定了龙骨的位置与方向；（３）龙骨是整个建筑结构体系中基本的承重和抗弯结构体，它是建筑横向结构体系中，在某 一开间轴线位置上的相关结构总和；（４）龙骨在各楼层标高的水平长度为开间的全部或部分进深，其范围在５至２５米之间；（５）龙骨在立面的水平方向非直线地向一侧弯曲，顶部至少有一层建筑楼面的垂直投影在底层地面之外，或者与其它某个楼面 的垂直投影没有重叠；（６）龙骨结构所包围的面积占整个立面的绝大部分，外部其它立面只占少量面积；（７）多个龙骨与各层楼面形成了许多个建筑内部空间，其中绝大多数空间在尺度上是可以供人生活、学习和工作的。

【技术特征摘要】
1.一种龙骨建筑及其方法，包括基础、龙骨、外立面、楼地面等部分，它是以多个龙骨为主，按一定方法构成的可供人进入使用的建筑，其特征在于：(1)龙骨建筑为多层以上建筑物，并至少有二个连续的开间或不少于三条开间轴线；(2)龙骨是由钢材或钢筋混凝土等结构构件所组成，并用一条建筑轴线定位的具有一定厚度的垂直平面结构，通常以底层地面为各龙骨的统一基准面，而开间轴线确定了龙骨的位置与方向；(3)龙骨是整个建筑结构体系中基本的承重和抗弯结构体，它是建筑横向结构体系中，在某一开间轴线位置上的相关结构总和；(4)龙骨在各楼层标高的水平长度为开间的全部或部分进深，其范围在5至25米之间；(5)龙骨在立面的水平方向非直线地向一侧弯曲，顶部至少有一层建筑楼面的垂直投影在底层地面之外，或者与其它某个楼面的垂直投影没有重叠；(6)龙骨结构所包围的面积占整个立面的绝大部分，外部其它立面只占少量面积；(7)多个龙骨与各层楼面形成了许多个建筑内部空间，其中绝大多数空间在尺度上是可以供人生活、学习和工作的。2.根据权利要求1所述的龙骨建筑及其方法，为了使龙骨建筑能够更好地满足在建造、结构、使用及装饰上的各种需要，可采用与各种缓冲空间单元相关运用的设计，其特征在于：(1)楼层高度为去除楼面平均设计厚度后的净高在4.8至6米之间；(2)楼面设计荷载不小于每平方米500KG，或者是二层普通活荷载加一层轻结构夹层的重量；(3)在采用各种缓冲空间单元的建筑部位，在外立面近半高位置，设置采光平台或多功能采光室；(4)在采光平台或多功能采光室的下面或上面为厨房、卫生间走廊等辅助空间。3.根据权利要求1所述的龙骨建筑及其方法，设置楼梯间和电梯设备，其特征在于：(1)选择轴线平行或较平行的开间作为上下交通的楼梯间；(2)采用不到建筑顶部的垂直电梯或沿曲线上升可到达顶层的电梯。4.根据权利要求1所述的龙骨建筑及其方法，在连续开间较多时设置三缝，其特征在于：(1)选择包括楼梯间及电梯间在内的平行或较为平行的开间作为三缝的位置；(2)三缝设置在开...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永生，
申请(专利权)人：徐永生，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]