拱頂房屋建筑的制作方法
【專利摘要】本發明針對當前樓房使用壽命過短的缺陷，提出拱頂房屋建筑技術。經分析論證得出如下結論：影響樓壽命過短的主要因素不在建材本身，而是由樓房的結構所致。因為目前所有樓房的頂板均為平頂，這是制約其壽命的決定性因素。本發明利用拱頂載重的原理，提出將樓房的頂板設計成拱形，從而達到延長其壽命的目的。樓房頂板設計雙層鋼筋，下面呈弧形，上面為平面，起拱高度50-60厘米，混凝土現澆。預測拱形樓房要比現有平頂樓房的壽命至少延長3倍，其壽命應在200年以上。關于已建現有樓房，仍利用拱頂載重的原理，設計拱形鋼架支撐頂板，從而分減頂板承重，阻止其下沉，實現延長樓房壽命的目的。預測經拱形鋼架支撐后，其使用年限亦可延長至200年或以上。
【專利說明】拱頂房屋建筑

【技術領域】
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[0001]房屋建筑領域【背景技術】:
[0002]目前,樓房建筑大體分為高層建筑和非高層建筑。結構有框架結構，也有磚混結構。頂板有鋼筋混凝土現澆頂板，也有預制樓板。高層建筑均為全框架結構，現澆頂板，而非高層建筑的情況就比較多樣化，有框架結構，也有磚混結構，有現澆頂板，也有預制樓板。但所有房屋的頂板有一個共同的特征——平頂，房屋斷面為矩形。
[0003]目前，高層建筑的設計使用年限，大體在70年-100年之間，而非高層建筑的使用年限卻在50年-70年之間。


【發明內容】

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[0004]目前，我國一類城市的房價，每平米兩萬多元人民幣，這就說明:一般中低收入的人群，一生將要為住房而辛勞忙碌，甚至終生負債而難以償還。以畢生努力所得的房子，其使用年限卻不過70年，之后孩子們將又要為住房而辛勞終生，好像人們就是為住房而活著。
[0005]筆者不可能也沒有能力改變房價，以減輕人們因購房而帶來的經濟壓力。但本發明所要解決的問題是:改造樓房的結構，或者說改變房子的造型，從而達到延長樓房使用年限的目的，緩減人們因住房帶來的經濟負擔。
[0006]下來，我們先分析一下影響樓房壽命的主要因素。我們知道，樓房的主要建筑材料是:鋼材、混凝土和磚(因門窗、粉涂、裝飾等不會影響其壽命，所以不予考慮)。眾所周知，鋼材被裹在混凝土中，不見風雨，不會被腐蝕，所以鋼材不是影響其壽命的主要因素。水泥及其制品——混凝土的特性是:堅固耐久，是土木建筑和水利工程的最佳材選。雖然水泥的發明時間不是很長，但也有近兩百年的歷史，至今還沒有材料證明水泥及其制品一混凝土，在若干年后就會自然風化，失去其堅固耐久性，所以，混凝土也不是影響樓房壽命的主要因素。至于磚，我們知道，秦磚漢瓦尚有保存，而一千多年前修建的西安大雁塔至今還完好無損，這足以說明，磚亦不是影響其壽命的主要因素。況且高層建筑的骨架并非磚，而是由鋼筋混凝土澆注而成的梁和柱，磚僅僅用于補空和隔墻。
[0007]由此可見:樓房的所有建材均不會制約其過短的使用年限。那么樓房壽命過短的制約因素到底是什么呢？筆者經過長期的觀察，分析，經論證得出的結論是:樓房壽命過短的制約因素不在建材，而是樓房的結構，問題出在頂板的形狀上——平頂。我們知道，不管是預制樓板還是現澆頂板，均由鋼筋混凝土膠凝而成的，所有的房頂均為平頂，房屋斷面為矩形。
[0008]我們知道，頂板自有一定的重量，屋內自然要放置一些物品，而人必然要在屋內活動，自然會產生一些震動。上述所有的重量和震動共同向下施壓于頂板，導致頂板逐年下沉，盡管下沉過程及其緩慢，幅度十分微小，不易被察覺，但其下沉是必然的。隨時間的推移，頂板下沉幅度必然增大，當其下沉達到一定程度時，頂板就會出現裂紋，隨時間的繼續推移，頂板下沉幅度的進一步增大，裂縫也將會越來越大，當其超過一定限度時，頂板將不堪重負，隨時有斷裂掉落的可能，于是樓房的壽命就此終止了。
[0009]既然病因已經找到，剩下的問題就是對癥下藥，尋求解決的方案。眾所周知，趙州橋建于隋大業年間，約公元605年，距今已有1400多年的歷史，歷經無數次的洪災和地震，至今還完好無損。那么趙州橋為何如此堅固耐久？我想除橋梁的設計科學，建造合理外，而拱頂是其重要的因素。試問，如若不是拱頂，它能堅持到今天嗎？
[0010]拱頂如長虹，呈內外兩弧，內弧小而外弧大。馬車、行人的重量及其所產生的震動，加上橋梁的自重，共同向下施壓于橋梁。那些震動和重力作用于橋梁時，猶如楔子打入，使拱頂越壓越緊。我想，即使更大的壓力也不能使橋梁斷裂塌陷，這難道不是拱頂可以載重的原理嗎？
[0011]既然拱頂可以載重，何不將樓房的頂板設計成拱頂，從而解決樓房壽命過短的缺陷？
[0012]關于已建現有樓房，能否采取一些補救的措施，延長其使用壽命呢？應該說是可以的。同樣可以利用拱頂載重的原理，在房子的頂部設計一組拱形鋼架，支撐頂板。

【具體實施方式】
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[0013]樓房建造，應將頂板設計成拱頂。起拱高度可選擇50-60厘米，頂板應布雙層鋼筋，下層為弧形，上層為平面，各層鋼材縱橫交錯成網狀，筋距應在18-20厘米之間。鋼材配置:拱筋12，其它筋10，頂部混凝土的厚度應選擇12厘米左右，建筑時可選擇拱形鋼模支撐，因鋼模可以多次重復使用，節約建筑成本。
[0014]預測，拱頂樓房的使用壽命比平頂樓房至少延長三倍以上，應在200年以上。
[0015]該建筑的缺點是:樓房的重量大幅增加，所以在設計中，基礎和梁柱應合理加強。
[0016]關于已建現有樓房，仍利用拱頂載重的原理，在房頂設計一組拱形鋼架，起支撐頂板，分解頂板承重，阻止頂板下沉的作用，從而達到延長樓房使用年限的目的。
[0017]在兩房腿頂端，每間隔約30厘米，打小孔插入型號合適的鋼筋a，在鋼筋a的兩端貼墻向下分別焊接一根約50-60厘米的型號適中的鋼筋b，然后在鋼筋b的下端水平焊接一根合適型號和長度的角鋼，在兩墻角鋼上每間隔約30厘米，對應焊接一排型號合適的拱形槽鋼，拱型槽鋼的頂端必須緊貼樓房頂板，構成一組拱形鋼架，給頂板強勁的向上支撐。另夕卜，在拱形槽鋼上可適當焊接幾根拉筋，起穩定鋼架的作用。
[0018]需要說明的一點，所有鋼材應進行防銹處理，必要時可在拱形鋼架下支模造成空腔，腔內用泡沫填充，形成一個鋼筋泡沫體，起保護鋼架，不使銹蝕的作用。
[0019]當然，也可以根據樓房的結構特征，插筋小孔可以布在房腿頂端下約50-60厘米處，這樣水平角鋼就可以與橫插鋼筋a直接焊接；視情況也可以省去水平角鋼，拱形槽鋼，直接焊接在橫插鋼筋a上，這樣既省工又節約材料。
[0020]還可以根據人們的喜好，將拱形鋼架設計成梯形，人字形或其他形狀，同樣可以起到支撐頂板，分解頂板承重，阻止其下沉的作用。
[0021]有了拱形鋼架支撐頂板的技術，原來由頂板獨立承擔的重力和震動，可以通過鋼架，將其重力和震動傳到房腿，起到支撐頂板，減輕頂板負荷，阻止其下沉的作用，從而達到延長樓房壽命的目的。
[0022]經拱形鋼架支撐后，相當于在房屋中間增設一腿，猶如房屋跨度減半，所以房屋頂板受力減半，而且重力臂亦減半，因重力臂減半，所以頂板的承重能力倍增。綜合各種因素預測，經拱形鋼架支撐后，樓房的使用年限應延長至200年或以上。
【權利要求】
1.一種拱頂房屋建筑的設計方法，其特征在于:針對當前平頂房屋建筑使用年限過短的缺陷，利用拱頂載重的原理，將房屋頂板設計成拱形，根據房屋跨度大小，起拱高度可選擇50-60厘米，頂板應布雙層鋼筋，各層鋼筋縱橫交叉成網狀，下層成弧形，上層為平面，筋距應在18-20厘米之間，配筋:拱筋12其它10，頂部混凝土的厚度應在12厘米左右，建筑時可選用鋼模，因鋼模可多次復用。
2.關于已建現有樓房，仍利用拱頂載重的原理，在屋頂設計一組拱形鋼架支撐頂板，起分解頂板承重，阻止其下沉的作用，從而實現延長樓房壽命的目的； ①根據權利要求2所述，在兩房腿頂端，每間隔約30-50厘米打小孔，插入型號合適的鋼筋a，在鋼筋a的兩端貼墻向下分別焊接一根長約50-60厘米的型號適中的鋼筋b，然后在鋼筋b的下端，水平焊接一根合適型號和長度的角鋼，在兩墻角鋼上每間隔約30厘米，對應焊接一組型號合適的拱形槽鋼(或其它型鋼)，其拱頂必須緊貼房屋頂板，給頂板以強勁的向上支撐； ②根據權利要求2或2①，視樓房的結構特征，插筋小孔亦可放在房腿頂端下約50-60厘米處，這樣水平角鋼與橫插鋼筋a就可以直接焊接；視情況也可以省去水平角鋼，拱形槽鋼直接焊在橫插鋼筋a (或下垂鋼筋b的下端)，這樣既省工又節約材料； ③根據權利要求2或2①、②所述，視人們的喜好，將拱形鋼架設計成梯形、人字形或其它形狀，同樣可以起到支撐頂板的作用； ④根據權利要求2或2①、②、③所述，所有支撐鋼材應進行防銹處理，有必要的話，可在鋼架下支模創造一個倒凹形空腔，腔內可用泡沫充填，從而起到保護鋼架，不使銹蝕的作用。
【文檔編號】E04B7/08GK104328854SQ201310309190
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年7月23日 優先權日:2013年7月23日
【發明者】李喬林 申請人:李喬林