超高层大跨度大面积装配整体式钢网格盒式“成束茼”与“成束茼中茼”结构的制作方法
【专利摘要】一种装配整体式空间钢网格盒式“成束茼”结构和“成束茼中茼”结构体系，由四个或九个装配整体式空间网格盒式单元组成，形成超高度层数达257层的超高层建筑，其中超高度指的是100m＜H≤1080m，单元的横向结构为装配整体式空间钢网格空腹夹层板，其周边竖向结构为装配整体式钢网格式墙架，单元正中央设置装配式方钢管柱或设置钢和钢筋混凝土楼梯及电梯、管道井，单元间采用螺栓连接，形成空间网格盒式茼体单元和茼中茼单元，其每个单元跨度L1＝20m～36m，单元边长L2＝40m～72m，每个单元楼盖面积1600m2～5184m2，采用本结构可达到一栋建筑的建筑面积1026.4万平方米，其总高度达1000m以上，层数达220层。
【专利说明】超高层大跨度大面积装配整体式钢网格盒式“成束茼”与“成束茼中茼”结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种装配整体式空间钢网格盒式结构单元，具体涉及采用这些单元(4个或9个)组成的超高层大跨度大面积装配整体式钢网格盒式“成束茼”与“成束茼中茼”结构。
【背景技术】
[0002]随着城市建筑高速发展，为了节约土地促进城市生态文明，建筑物向大面积，高层与超高层建筑发展，但建筑结构体系仍然停留在常规的框架、框-茼和“茼中茼”结构体系，如此类常规结构体系其柱网间距一般在(6m?12m)之间，并受“有墙必有梁”要求限制，因此作不到大空间多功能灵活划分房间，局限其多功能应用，也作不到大跨度，如大楼中间某层要作演出大厅，篮球、排球场地等应用，亦不可能实现，从而制约其多功能综合应用，常规的框架梁占去楼层一定高度，如L = 12m时，工字形钢梁采用H1000X400X10X18，空调管等设备占去高度(500?600)，楼盖厚度占去层高1/4以上，楼层标准层面积即使作得很大，因受柱网限制，也难作到综合应用，从国内外已建超高层建筑分析，每栋超高层建筑面积一般在十多万平方米至三十多万平方米之间，每层建筑平面内又不能多功能综合应用，因此采用现有常规结构体系，不可能实现一栋建筑达数百万至于万平方米以上，达不到一栋建筑，即是一座小、中型城市的设想。
实用新型内容
[0003]本实用新型目的在于将装配整体式空间钢网格盒式结构单元化，采取的技术方案如下:
[0004]一种装配整体式空间钢网格盒式“成束茼”结构和“成束茼中茼”结构体系，由四个或九个装配整体式空间网格盒式单元组成，形成超高度层数达257层的超高层建筑，其中超高度指的是10m < H彡1080m，H表示高度，所述单元的横向结构为装配整体式空间钢网格空腹夹层板，其周边竖向结构为装配整体式钢网格式墙架，单元正中央设装配式方钢管柱或设置钢和钢筋混凝土楼梯及电梯、管道井，单元间采用螺栓连接，形成空间网格盒式茼体单元和茼中茼单元，其每个单元跨度L1 = 20m?36m,单元边长L2 = 40m?72m,每个单兀楼盖面积1600m2?5184m2。
[0005]当单元正中央设置装配式方钢管柱时，所述单元的横向的空腹网格夹层板与竖向的钢网格式墙架在楼层处正交连接，再一层又一层向上叠加，即形成空间钢网格盒式“成束茼”结构。
[0006]当单元正中央设置钢和钢筋混凝土楼梯及电梯、管道井时，由茼体结构取代中央部位柱，由单茼结构改变为茼中茼结构，即形成空间钢网格盒式“成束茼中茼”结构体系。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0008]在建筑面积仅87.5亩(含交通、绿化、消防面积)的土地上，人均占土地0.097m2。达到一栋建筑即是一座中小型城市要求。此类未来的建筑城市，仍然离不开阳光、空气、水、电、绿化，而空间网格盒式结构，在每层46656m2面积内有2.769m X 2.769m = 7.7m2的方形网格5184个(4万m2)，且楼盖每一层均为空腹，建筑的水、暖、电设施均可设置于空腹内，从而使一栋巨型建筑构成一座中、小型城市。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]附图1:超高层大面积、大跨度装配整体式钢网格盒式“成束茼”结构单元平面图(周边设消防井道、电梯等)。
[0010]附图2:超高层大面积、大跨度装配整体式钢网格盒式“成束茼中茼”结构单元平面图(消防井道、电梯在正中间)。
[0011]附图3:空间钢网格盒式“成束茼”与“成束茼中茼”结构的装配整体式钢空腹楼盖的剖面构造(L1 = 36m, L2 = 72m等)。
[0012]附图4:装配整体式空间钢网格盒式结构墙架网格划分示意图。
[0013]附图5:空间钢网格盒式结构轴测示意图，即一层楼一个网格盒式单元图。
[0014]附图6:空间网格盒式结构其横向钢空腹楼盖网格与其竖向单层网格墙架正交连接轴测图。
[0015]附图7:图5的盒式结构单元一层又一层向上叠加形成高层与超高层空间钢网格盒式结构的轴测示意图。
[0016]附图8:空间钢网格盒式结构单元其中央部位以消防、井道、电梯等形成的茼体结构取代中央方钢管柱，形成II型单元“茼中茼”示意图。
[0017]附图9:由四个II型钢网格盒式单元组成的超高层“成束茼中茼”结构楼层平面示意图。
[0018]附图10:由九个II型钢网格盒式单元组成超高层“成束茼中茼”结构楼层平面示意图。
【具体实施方式】
[0019]本实用新型一种装配整体式空间钢网格盒式“成束茼”结构和“成束茼中茼”结构体系，由四个或九个装配整体式空间网格盒式单元组成，形成超高度层数达257层的超高层建筑，其中超高度指的是10m < H彡1080m, H表示高度。
[0020]具体地，如图1、图2所示，单元的横向结构为装配整体式空间钢网格空腹夹层板，如图3所示，其周边竖向结构也为装配整体式钢网格式墙架，如图4所示，其单元正中央设装配式方钢管柱，如图1所示，或设置钢和钢筋混凝土楼梯及电梯、管道井，如图2所示。每一层一个盒式单元，其造型为横向与竖向网格组成的网格式盒子，如图5所示，其横向空腹网格楼盖与网格式钢墙架在楼层处正交连接，如图6所示，此类网格式盒式基本单元一层又一层向上叠加，即形成空间钢网格盒式超高层结构体系，称之为超高层网格式单茼结构，如图7所示。图1与图7所示单茼结构平面周边尺寸L1 = 20m、25m、30m、36m，则L2 (宽度B)=40m、50m、60m、72m，每一层面积 A1 分别为 1600m2、2500m2、3600m2 和 5184m2，高层网格茼结构的高(H)宽(B)之比，!1/8 = 5时，即8 = 1^240111、50111、60111、72111时，单个空间网格茼结构高度可达H= 200m、250m、300m、360m，按平均层高h = 4.2m，此单个空间网格茼可建层数分别为η = 47层、59层、71层、85层，按周边尺寸L2 = 72m计算，建筑面积达85 X 5184 = 440640m2,将此单元四个组合在一起，H/B = 5时，H = 5 X 144m = 720m，其层数n = 720m/4.2m = 171层，建筑面积 A = 171 X 20736m2 = 3545856m2 = 354.58 万 m2，如图 9 所示，。
[0021]当空间网格盒式结构的中央设置消防梯、电梯及井道时，中央部位柱由茼体结构取代，如图2所示，称之为装配整体式空间钢网格盒式II型单元，如图2和图8所示，其正中央茼体结构取代钢柱，即盒式II型单元结构体系，由单茼结构改变为茼中茼结构，其抗侧刚度大幅度提高的同时，由于将消防、电梯等设置于单元中央，各单元面积内既满足大面积建筑功能要求，又能使建筑面积数倍增加。如图9的4个单元组合(L1 = 30m, L2 = 60m,2XL2 = 120m)，可建总高H = 600m。层数η = 142层，建筑面积204.48万m2，此建筑内人均占面积20m2计算，此建筑可容纳城市人口 10.22万人，同样用此单元(L1 = 36m, L2 = 72m)扩大9倍，如图10所示，周边长216m，每层建筑面积216mX 216m = 46656m2，按高宽比H/B=5计算,此九单元组合的建筑,建筑总高H = 5 X 216m= 1080m,仍按层高h = 4.2m计算，可建层数η = 1080/4.2 = 257层，此栋建筑总面积达1199万m2，仍按人均占使用面积20m2计算，此建筑可容纳人口 59.95万人口。在建筑面积仅87.5亩(含交通、绿化、消防面积)的土地上，人均占土地0.097m2。达到一栋建筑即是一座中小型城市要求。此类未来的建筑城市，仍然离不开阳光、空气、水、电、绿化，而空间网格盒式结构，在每层46656m2面积内有
2.769mX2.769m = 7.7m2的方形网格5184个(4万m2)，且楼盖每一层均为空腹，如图3所不，建筑的水、暖、电设施均可设置于空腹内，从而使一栋巨型建筑构成一座中、小型城市。
[0022]综上，本实用新型将图1、图2空间网格盒式单元分解两大部分，即中央的支承体系(柱或剪力墙及茼体)在现场分层制作，周边横向与竖向钢网格墙架，划分成网格单元在工厂车间制作运往工地，在现场以高强螺栓连接为整体，如图3、图4的横向与竖向网格，在每一层楼盖处正交连接，如图5和图6所示，形成每一层为一个空间钢网格盒式结构单元，其外形如同一正方形空间盒子，如图5所示，将每一层的空间网格盒子一层又一层向上叠力口，即形成如图7所示的高层与超高层空间钢网格盒式“茼体”与“茼中茼”单体结构。当需要的建筑面积很大，且跨度亦大时，可以将图2所示II型空间网格盒式单元进行四个一组或九个一组，如图9、图10即形成超高层、大面积、大跨度空间钢网格盒式“成束茼中茼”新型结构体系。这种新型盒式结构体系，可实现一座建筑就是一座城市的设想。即一栋建筑其面积达1199万m2，按人均佔20m2计算，一栋建筑可容纳人口 59.95万人。
【权利要求】
1.一种装配整体式空间钢网格盒式“成束茼”结构和“成束茼中茼”结构体系，由四个或九个装配整体式空间网格盒式单元组成，形成超高度层数达257层的超高层建筑，其中超高度指的是10m < H彡1080m, H表示高度，其特征在于，所述单元的横向结构为装配整体式空间钢网格空腹夹层板，其周边竖向结构为装配整体式钢网格式墙架，单元正中央设置装配式方钢管柱或设置钢和钢筋混凝土楼梯及电梯、管道井，单元间采用螺栓连接，形成空间网格盒式茼体单元和茼中茼单元，其每个单元跨度L1 = 20m?36m，单元边长L2 = 40m?72m,每个单兀楼盖面积1600m2?5184m2。
2.根据权利要求1所述装配整体式空间钢网格盒式“成束茼”结构和“成束茼中茼”结构体系，其特征在于，当单元正中央设置装配式方钢管柱时，所述单元的横向的空腹网格夹层板与竖向的钢网格式墙架在楼层处正交连接，再一层又一层向上叠加，即形成空间钢网格盒式“成束茼”结构。
3.根据权利要求2所述装配整体式空间钢网格盒式“成束茼”结构和“成束茼中茼”结构体系，其特征在于，当单元正中央设置钢和钢筋混凝土楼梯及电梯、管道井时，由茼体结构取代中央部位柱，由单茼结构改变为茼中茼结构，即形成空间钢网格盒式“成束茼中茼”结构体系。
【文档编号】E04B1/342GK203961015SQ201420287029
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】马克俭, 陈靖, 田啟良, 吴刚, 吴聚龙, 唐敦洲, 陈志鹏, 曾勇, 曾垂武, 朱方正, 马华, 张华刚, 肖建春, 金鑫 申请人:南京中建化工设备制造有限公司, 东南大学, 贵州大学, 湖南金海钢结构股份有限公司, 贵州汇通申发钢结构股份有限公司