超高層大跨度大面積裝配整體式鋼網格盒式“成束茼”與“成束茼中茼”結構的制作方法
【專利摘要】一種裝配整體式空間鋼網格盒式“成束茼”結構和“成束茼中茼”結構體系，由四個或九個裝配整體式空間網格盒式單元組成，形成超高度層數達257層的超高層建筑，其中超高度指的是100m＜H≤1080m，單元的橫向結構為裝配整體式空間鋼網格空腹夾層板，其周邊豎向結構為裝配整體式鋼網格式墻架，單元正中央設置裝配式方鋼管柱或設置鋼和鋼筋混凝土樓梯及電梯、管道井，單元間采用螺栓連接，形成空間網格盒式茼體單元和茼中茼單元，其每個單元跨度L1＝20m～36m，單元邊長L2＝40m～72m，每個單元樓蓋面積1600m2～5184m2，采用本結構可達到一棟建筑的建筑面積1026.4萬平方米，其總高度達1000m以上，層數達220層。
【專利說明】超高層大跨度大面積裝配整體式鋼網格盒式“成束茼”與“成束茼中茼”結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種裝配整體式空間鋼網格盒式結構單元，具體涉及采用這些單元(4個或9個)組成的超高層大跨度大面積裝配整體式鋼網格盒式“成束茼”與“成束茼中茼”結構。

【背景技術】
[0002]隨著城市建筑高速發展，為了節約土地促進城市生態文明，建筑物向大面積，高層與超高層建筑發展，但建筑結構體系仍然停留在常規的框架、框-茼和“茼中茼”結構體系，如此類常規結構體系其柱網間距一般在(6m?12m)之間，并受“有墻必有梁”要求限制，因此作不到大空間多功能靈活劃分房間，局限其多功能應用，也作不到大跨度，如大樓中間某層要作演出大廳，籃球、排球場地等應用，亦不可能實現，從而制約其多功能綜合應用，常規的框架梁占去樓層一定高度，如L = 12m時，工字形鋼梁采用H1000X400X10X18，空調管等設備占去高度(500?600)，樓蓋厚度占去層高1/4以上，樓層標準層面積即使作得很大，因受柱網限制，也難作到綜合應用，從國內外已建超高層建筑分析，每棟超高層建筑面積一般在十多萬平方米至三十多萬平方米之間，每層建筑平面內又不能多功能綜合應用，因此采用現有常規結構體系，不可能實現一棟建筑達數百萬至于萬平方米以上，達不到一棟建筑，即是一座小、中型城市的設想。
實用新型內容
[0003]本實用新型目的在于將裝配整體式空間鋼網格盒式結構單元化，采取的技術方案如下:
[0004]一種裝配整體式空間鋼網格盒式“成束茼”結構和“成束茼中茼”結構體系，由四個或九個裝配整體式空間網格盒式單元組成，形成超高度層數達257層的超高層建筑，其中超高度指的是10m < H彡1080m，H表示高度，所述單元的橫向結構為裝配整體式空間鋼網格空腹夾層板，其周邊豎向結構為裝配整體式鋼網格式墻架，單元正中央設裝配式方鋼管柱或設置鋼和鋼筋混凝土樓梯及電梯、管道井，單元間采用螺栓連接，形成空間網格盒式茼體單元和茼中茼單元，其每個單元跨度L1 = 20m?36m,單元邊長L2 = 40m?72m,每個單兀樓蓋面積1600m2?5184m2。
[0005]當單元正中央設置裝配式方鋼管柱時，所述單元的橫向的空腹網格夾層板與豎向的鋼網格式墻架在樓層處正交連接，再一層又一層向上疊加，即形成空間鋼網格盒式“成束茼”結構。
[0006]當單元正中央設置鋼和鋼筋混凝土樓梯及電梯、管道井時，由茼體結構取代中央部位柱，由單茼結構改變為茼中茼結構，即形成空間鋼網格盒式“成束茼中茼”結構體系。
[0007]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0008]在建筑面積僅87.5畝(含交通、綠化、消防面積)的土地上，人均占土地0.097m2。達到一棟建筑即是一座中小型城市要求。此類未來的建筑城市，仍然離不開陽光、空氣、水、電、綠化，而空間網格盒式結構，在每層46656m2面積內有2.769m X 2.769m = 7.7m2的方形網格5184個(4萬m2)，且樓蓋每一層均為空腹，建筑的水、暖、電設施均可設置于空腹內，從而使一棟巨型建筑構成一座中、小型城市。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]附圖1:超高層大面積、大跨度裝配整體式鋼網格盒式“成束茼”結構單元平面圖(周邊設消防井道、電梯等)。
[0010]附圖2:超高層大面積、大跨度裝配整體式鋼網格盒式“成束茼中茼”結構單元平面圖(消防井道、電梯在正中間)。
[0011]附圖3:空間鋼網格盒式“成束茼”與“成束茼中茼”結構的裝配整體式鋼空腹樓蓋的剖面構造(L1 = 36m, L2 = 72m等)。
[0012]附圖4:裝配整體式空間鋼網格盒式結構墻架網格劃分示意圖。
[0013]附圖5:空間鋼網格盒式結構軸測示意圖，即一層樓一個網格盒式單元圖。
[0014]附圖6:空間網格盒式結構其橫向鋼空腹樓蓋網格與其豎向單層網格墻架正交連接軸測圖。
[0015]附圖7:圖5的盒式結構單元一層又一層向上疊加形成高層與超高層空間鋼網格盒式結構的軸測示意圖。
[0016]附圖8:空間鋼網格盒式結構單元其中央部位以消防、井道、電梯等形成的茼體結構取代中央方鋼管柱，形成II型單元“茼中茼”示意圖。
[0017]附圖9:由四個II型鋼網格盒式單元組成的超高層“成束茼中茼”結構樓層平面示意圖。
[0018]附圖10:由九個II型鋼網格盒式單元組成超高層“成束茼中茼”結構樓層平面示意圖。

【具體實施方式】
[0019]本實用新型一種裝配整體式空間鋼網格盒式“成束茼”結構和“成束茼中茼”結構體系，由四個或九個裝配整體式空間網格盒式單元組成，形成超高度層數達257層的超高層建筑，其中超高度指的是10m < H彡1080m, H表示高度。
[0020]具體地，如圖1、圖2所示，單元的橫向結構為裝配整體式空間鋼網格空腹夾層板，如圖3所示，其周邊豎向結構也為裝配整體式鋼網格式墻架，如圖4所示，其單元正中央設裝配式方鋼管柱，如圖1所示，或設置鋼和鋼筋混凝土樓梯及電梯、管道井，如圖2所示。每一層一個盒式單元，其造型為橫向與豎向網格組成的網格式盒子，如圖5所示，其橫向空腹網格樓蓋與網格式鋼墻架在樓層處正交連接，如圖6所示，此類網格式盒式基本單元一層又一層向上疊加，即形成空間鋼網格盒式超高層結構體系，稱之為超高層網格式單茼結構，如圖7所示。圖1與圖7所示單茼結構平面周邊尺寸L1 = 20m、25m、30m、36m，則L2 (寬度B)=40m、50m、60m、72m，每一層面積 A1 分別為 1600m2、2500m2、3600m2 和 5184m2，高層網格茼結構的高(H)寬(B)之比，!1/8 = 5時，即8 = 1^240111、50111、60111、72111時，單個空間網格茼結構高度可達H= 200m、250m、300m、360m，按平均層高h = 4.2m，此單個空間網格茼可建層數分別為η = 47層、59層、71層、85層，按周邊尺寸L2 = 72m計算，建筑面積達85 X 5184 = 440640m2,將此單元四個組合在一起，H/B = 5時，H = 5 X 144m = 720m，其層數n = 720m/4.2m = 171層，建筑面積 A = 171 X 20736m2 = 3545856m2 = 354.58 萬 m2，如圖 9 所示，。
[0021]當空間網格盒式結構的中央設置消防梯、電梯及井道時，中央部位柱由茼體結構取代，如圖2所示，稱之為裝配整體式空間鋼網格盒式II型單元，如圖2和圖8所示，其正中央茼體結構取代鋼柱，即盒式II型單元結構體系，由單茼結構改變為茼中茼結構，其抗側剛度大幅度提高的同時，由于將消防、電梯等設置于單元中央，各單元面積內既滿足大面積建筑功能要求，又能使建筑面積數倍增加。如圖9的4個單元組合(L1 = 30m, L2 = 60m,2XL2 = 120m)，可建總高H = 600m。層數η = 142層，建筑面積204.48萬m2，此建筑內人均占面積20m2計算，此建筑可容納城市人口 10.22萬人，同樣用此單元(L1 = 36m, L2 = 72m)擴大9倍，如圖10所示，周邊長216m，每層建筑面積216mX 216m = 46656m2，按高寬比H/B=5計算,此九單元組合的建筑,建筑總高H = 5 X 216m= 1080m,仍按層高h = 4.2m計算，可建層數η = 1080/4.2 = 257層，此棟建筑總面積達1199萬m2，仍按人均占使用面積20m2計算，此建筑可容納人口 59.95萬人口。在建筑面積僅87.5畝(含交通、綠化、消防面積)的土地上，人均占土地0.097m2。達到一棟建筑即是一座中小型城市要求。此類未來的建筑城市，仍然離不開陽光、空氣、水、電、綠化，而空間網格盒式結構，在每層46656m2面積內有
2.769mX2.769m = 7.7m2的方形網格5184個(4萬m2)，且樓蓋每一層均為空腹，如圖3所不，建筑的水、暖、電設施均可設置于空腹內，從而使一棟巨型建筑構成一座中、小型城市。
[0022]綜上，本實用新型將圖1、圖2空間網格盒式單元分解兩大部分，即中央的支承體系(柱或剪力墻及茼體)在現場分層制作，周邊橫向與豎向鋼網格墻架，劃分成網格單元在工廠車間制作運往工地，在現場以高強螺栓連接為整體，如圖3、圖4的橫向與豎向網格，在每一層樓蓋處正交連接，如圖5和圖6所示，形成每一層為一個空間鋼網格盒式結構單元，其外形如同一正方形空間盒子，如圖5所示，將每一層的空間網格盒子一層又一層向上疊力口，即形成如圖7所示的高層與超高層空間鋼網格盒式“茼體”與“茼中茼”單體結構。當需要的建筑面積很大，且跨度亦大時，可以將圖2所示II型空間網格盒式單元進行四個一組或九個一組，如圖9、圖10即形成超高層、大面積、大跨度空間鋼網格盒式“成束茼中茼”新型結構體系。這種新型盒式結構體系，可實現一座建筑就是一座城市的設想。即一棟建筑其面積達1199萬m2，按人均佔20m2計算，一棟建筑可容納人口 59.95萬人。
【權利要求】
1.一種裝配整體式空間鋼網格盒式“成束茼”結構和“成束茼中茼”結構體系，由四個或九個裝配整體式空間網格盒式單元組成，形成超高度層數達257層的超高層建筑，其中超高度指的是10m < H彡1080m, H表示高度，其特征在于，所述單元的橫向結構為裝配整體式空間鋼網格空腹夾層板，其周邊豎向結構為裝配整體式鋼網格式墻架，單元正中央設置裝配式方鋼管柱或設置鋼和鋼筋混凝土樓梯及電梯、管道井，單元間采用螺栓連接，形成空間網格盒式茼體單元和茼中茼單元，其每個單元跨度L1 = 20m?36m，單元邊長L2 = 40m?72m,每個單兀樓蓋面積1600m2?5184m2。
2.根據權利要求1所述裝配整體式空間鋼網格盒式“成束茼”結構和“成束茼中茼”結構體系，其特征在于，當單元正中央設置裝配式方鋼管柱時，所述單元的橫向的空腹網格夾層板與豎向的鋼網格式墻架在樓層處正交連接，再一層又一層向上疊加，即形成空間鋼網格盒式“成束茼”結構。
3.根據權利要求2所述裝配整體式空間鋼網格盒式“成束茼”結構和“成束茼中茼”結構體系，其特征在于，當單元正中央設置鋼和鋼筋混凝土樓梯及電梯、管道井時，由茼體結構取代中央部位柱，由單茼結構改變為茼中茼結構，即形成空間鋼網格盒式“成束茼中茼”結構體系。
【文檔編號】E04B1/342GK203961015SQ201420287029
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月28日 優先權日:2014年5月28日
【發明者】馬克儉, 陳靖, 田啟良, 吳剛, 吳聚龍, 唐敦洲, 陳志鵬, 曾勇, 曾垂武, 朱方正, 馬華, 張華剛, 肖建春, 金鑫 申請人:南京中建化工設備制造有限公司, 東南大學, 貴州大學, 湖南金海鋼結構股份有限公司, 貴州匯通申發鋼結構股份有限公司