專利名稱：高層建筑法的制作方法
本方法是有關(guān)高聳、重荷、高聳重荷類(如高層等)等建筑物的穩(wěn)定、角度控制及施工的構(gòu)思。
高聳重荷類建筑，因其荷重大，易引起地基不均勻沉陷;因其重心高，受風(fēng)力、地震力等干擾時(shí)，或地基的流砂性引起的傾斜。都能影響建筑物的力平衡，造成不穩(wěn)定。實(shí)用上，許多建筑物又被要求很高的角度精度。然而，現(xiàn)有的技術(shù)都是加固地基，并提高基礎(chǔ)與建筑物底部的連接強(qiáng)度和剛度，如樁基樁群加很大的承樁臺，以承受重荷及水平方向干擾力。因此，現(xiàn)有工藝存在基礎(chǔ)工程量大、建材耗用多、施工期長等問題。
本方法的目的在于用作用于建筑物上部的外力，平衡建筑物受力及控制其角度，改善建筑物的受力性能，改用簡易的施力件平衡及控制建筑物。
本方法穩(wěn)定建筑物的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，用一個(gè)足夠大的底板，承受建筑物垂直方向的力(重力、震動力等)。再用外力作用于建筑物的上部，產(chǎn)生平衡力矩，平衡建筑物的傾覆力矩。
本方法控制建筑物角度的目的這樣實(shí)現(xiàn)的，用外力作用于建筑物上部，產(chǎn)生一矯正力矩，移動建筑物的上部，矯正其傾斜，控制其角度。
外部的平衡(或矯正)力作用建筑物的上部，力學(xué)上，該力以建筑物本身-現(xiàn)有的高層建筑等主體框架幾乎都是態(tài)體澆筑，具有足夠強(qiáng)度，長度又較長-作為力臂。因而，較小的平衡(或矯正)力可形成較大的平衡(或矯正)力矩。另外，選擇合適的底板形狀，平衡(或矯正)建筑物時(shí)，引起地基變形的阻力矩更小，可較小的力實(shí)現(xiàn)平衡(或矯正)。如建筑物選擇倒球面底板，矯正時(shí)就是使球面底板在地基上作極小的滾動或極微小的滑動，這時(shí)克服的阻矩太上減小。所以，許多建筑物就可用鋼絲繩和滑輪組，或簡易拉桿等，結(jié)構(gòu)簡單，易加工的組件作為施力件組。
本方法建筑物的穩(wěn)定和角度控制，是通過建筑物上部的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。因而，對底板的強(qiáng)度和剛度的要求，大大降低。
對于多數(shù)土基上的建筑物，通常以1～3系數(shù)×單層建筑面積的底板，以免建筑物在有壓縮性的土基上過量沉陷，保證建筑物在少量沉陷后，最終在垂直方向穩(wěn)定。利用土基的壓縮性具有土建反力在度板趨于較均勻的自行調(diào)整的特性。因此，將底板制成既輕巧，又有足夠剛度和強(qiáng)度的非平面板殼型底板，如曲面、多面形、球面等。
本方法簡化施工工藝的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，直接在未加固的地基上先澆底板，及建筑物，用一組施力件子，分別一頭連接于建筑物的上部，另一頭連在樁上，分別調(diào)各施力件的作用力，平衡建筑物受力，控制建筑物的角度。
這樣省去了加固地基，用一組簡易的施力件組平衡和控制建筑物，簡化了施工工藝，省基礎(chǔ)材料及工期。
實(shí)施例如圖(1)所示。在軟土地基上，建18層高層，總高54米，每層平面建筑面積300米，平衡荷重約1.5噸/m2，抗震要求7級(10～25厘米/秒2)，總重約8000噸。傳統(tǒng)土基許用承載力約8噸/米2。通常極限承載力可能為許用承載力的1.5～2.5倍。為此，本法選球面鋼筋混凝土板殼底板(1)，球直徑150米，開口處園直徑27.6米，開口園面積約600米2。清除場地上雜物，以免堅(jiān)硬物損壞底板。直接用模板澆鋼筋混凝土球面板殼底板(1)，再逐層向上建筑物(整體澆筑一剛和強(qiáng)度較高)(2)。要求建筑物重心落在底板中心區(qū)。每隔二十三左右設(shè)置一組九根輻射狀均布的與地面成60°角的輔助鋼拉桿(3)，另一端連在樁(4)，拉桿調(diào)力器(5)，調(diào)整拉桿力，以平衡(或控制)在建及沉陷時(shí)，建筑物的力(或角度)。每根拉桿(3)拉力可達(dá)20～50噸。最后，在建筑物頂端，呈輻射均布三組(每組5根)的，與地面成約60°角的拉桿組，另一頭連在樁上，每根桿拉力0～50噸，可調(diào)長度。這組拉桿可在水平任何方向組成約6000噸-米的平衡(或矯正)力矩，平衡建筑物所受的水平方向干擾力，其中最大的地震力約8000×27/40的5400噸-米的傾復(fù)力矩。
由于本例中對地平均比壓15噸/米2，會使球面底板(1)在土基中產(chǎn)生約1.5～2.5米的沉陷。如圖(2)所示。本方法則隨時(shí)監(jiān)測沉陷量及沉陷趨勢，若底板(1)開口園邊緣將沉至地面的可能，即用原形狀球面模板從原邊緣處擴(kuò)展底板(1)，擴(kuò)展段底板(6)，以此既增大邊園的直徑和面積，又提高邊緣的離地高度。使球面底板(1)沉陷后，壓縮土基面積擴(kuò)大，比壓下降，少量沉陷后建筑物(2)穩(wěn)定。同時(shí)，拉桿(3)保持力(或控制)平衡(或角度)。
矯正時(shí)是使底板在球徑150米的土基窩中，作微小滾動，并壓陷少量土，形成新的球形土基窩。
將給排水及煤氣管道改成從建筑物(3)內(nèi)通到底板(1)邊緣，改用軟管(7)中間過渡后，再分別接地下管道網(wǎng)。軟管即可允許底板(1)的少量移動。底板邊緣至建筑物(3)之間輔行道(8)，底板邊緣到地面架一鋼樓梯板(幾個(gè)臺階)(7)至地面道路。
本例中一拉桿的調(diào)力器為梯形牙螺栓與螺母組成。直徑60毫米，用液壓搬手調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種高矗、重荷、高矗重荷建筑物的穩(wěn)定方法，其特征是用組外力系作用于建筑物的上部，分別調(diào)節(jié)各作用力，形成一定方向和大小的合力，以平衡建筑物的受力，使其穩(wěn)定。
2.一種高矗、重荷、高矗重荷建筑物的矯正方法，其特征是用一組外力系作用于已傾斜的建筑物的上部，分別調(diào)節(jié)各作用力，形成一定方向和大小的矯正力矩，矯正建筑物，控制建筑物的角度。
3.一種高矗、重荷、高矗重荷建筑物的施工方法，其特征是直接在地基上建筑物，用一組外力系作用，于建筑物的上部以平衡建筑物的受力，控制其角度。
4.一種土基上高聳、重荷、高聳重荷類建筑穩(wěn)定方法，其特征在于用擴(kuò)大的非平面底板垂受垂直方向載荷，用一組外力作用于建筑物(2)的上部，分別調(diào)節(jié)各作用力，形成所需方向和大小的合力矩，以平衡建筑物的傾復(fù)力矩。
5.一種土基上高聳、重荷、高聳重荷類建筑法，其特征在于直接在未加固的土基上，澆擴(kuò)大的非平面板殼底板(1)，再建筑物(2)，用一組施力件系，一頭連在建筑物上部，另一頭連在樁(4)上，調(diào)節(jié)各施力件長度及力，組成合力，作用于上建筑物上部，平衡建筑物的受力，及控制建筑物角度，底板(1)重荷壓力下沉陷稍大時(shí)，再由底板邊緣擴(kuò)展底板，減少比壓，保持垂直方向的穩(wěn)定。
全文摘要
本方法是有關(guān)高聳、重荷、高聳重荷等建筑物的穩(wěn)定、角度控制、施工工藝的構(gòu)思，現(xiàn)有的這類建筑物是以加固地基基礎(chǔ)，提高基礎(chǔ)與建筑物底部的連接強(qiáng)度和剛度來保證，存在施工量大建材耗用多，工期長等問題，本方法改用外力作用于建筑物上部以平衡建筑物的受力而穩(wěn)定，矯正建筑物的傾斜，可直接在地基上建建筑物，簡化了施工工藝，耗建材少。
文檔編號E04H12/20GK1066313SQ91102870
公開日1992年11月18日 申請日期1991年4月25日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月25日
發(fā)明者高波 申請人:高波