专利名称：带翼缓冲空间单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑物，主要是利用在缓冲空间单元(有多种形式)垂直叠加中所形成的结构特性，并加入起增强结构作用的翼板，从而形成带翼缓冲空间单元。
带翼缓冲空间单元是根据缓冲空间理论与建筑结构中的框架或剪力墙结构结合所形成的一种运用技术。在建筑施工时，可以先于建筑内部建造并作为垂直运输的通道与材料吊运的支撑点。带翼缓冲空间单元有许多变化，并且可以运用在各种建筑中，它的主要特点是在满足室内功能需求并使建筑呈现千变万化的外形的同时，运用加强的结构，为建筑物整体的建造与维护提供了一种良好的途径。这点在高层及超高层建筑中更为明显，可实现建筑的边建(上部)边用(下部)，并且其自身也可以边建边用。
背景技术：
1.在本人第一件在先申请并已获中国发明公开的“建筑物的缓冲空间单元”(CN1381660A)中，公开了用上下缓冲空间组成单元，并应用在建筑上的方法。其主要基本特征是采光阳台(多功能室)向外突出增加了阳台的受光面，并论述了缓冲空间单元的思想及观点。同时也说明了缓冲空间单元的结构可以采用多种形式。
2.而本人的第二件在先申请“建筑物的缓冲空间构造”(申请号为02145361)中，提出了缓冲空间理论及其体系，阐述了缓冲空间的形式可以有多种多样的变化，并指出了没有突出采光阳台也是缓冲空间单元的一种形式。在理论中还提到了缓冲空间构造可以将自身的结构、功能、外形三者分离与重组。强化结构功能并与空间功能不同位的思想，就是将该理论在本发明中的具体运用。
3.在本人的第三件在先申请“交叉缓冲空间单元”(申请号为03114745)中，是在上述二件申请中的单元形式与理论基础上，发明了上下空间变化时的一种缓冲空间单元形式，其形状像剪刀样交叉。但这种单元内上下空间的不同变化的形式还可以是左右变化或错位，如本人提出的错位缓冲空间单元。
4.在本人的第四件在先申请“缓冲空间单元建筑的标准化建造方法”(申请号为03114746)中，提出了用标准化建造方法来实施各种缓冲空间技术，同样也适合于本发明技术的运用，事实上，本发明的技术对实施标准化建造方法提供了具体并且可行的操作方法。在该申请中还提出了附加活动空间的单元形式。
发明内容
缓冲空间单元的基本特征是由上下二个缓冲空间空间组成一个单元，这二个为同一个室内空间服务的缓冲空间之间的关系可以用四个在先申请及本人另一申请文件“错位缓冲空间单元”中的单元式缓冲空间的组合来全部覆盖。
就空间形式而言，本发明是在加强垂直结构条件下，与以上各种单元形式的缓冲空间进行组合。由于缓冲空间单元是依附在建筑上的，因此通常是以缓冲空间单元内部与建筑主体连接处作为区分标准，而单元的外部或外观是可以任意变化的。
本发明与在先第一、第二个申请的关系在于，本发明是将这二个申请中的技术特征及原理的具体运用，是一个细化的过程。就具体的技术内容而言，与前四个申请是一个补充与完整的过程。因此，本技术不可能仅仅是将现有技术简单地组合到原来的技术中，其中必然包含了对这些技术的改进，同时也决定了本发明是应用层次上的技术改进。
此外对本人的在先申请中已经提出的技术，如创业大楼、中间体、缓冲空间单元建筑的标准化建造方法、网络化管理等方面，在本发明中视为继承并加以组合运用而不再重复说明，直到有新的内容对先前的内容修改为止。同样，与本申请同日或以后申请的与单元式缓冲空间有关的申请，相同的内容不再详细的全面说明。
由于带翼缓冲空间单元可以有多种形式，在具体使用中也会有其自身的特点与要求，下面将结合附图加以说明，并通过说明总结出可以实际运用的技术，从而成为本发明的技术核心。
图1、图2和图3是已公开的缓冲空间单元剖面示意图，其中图1说明缓冲空间单元的整体8，是由上空间1和下空间2叠加而成，楼板7分隔将上下空间分开，它们与室内空间3相交于位置4，该单元总高度为H。图2是将上空间1作为采光室，当取消采光窗5就成为常见的阳台或平台，而图3是将下空间2作为采光室，这二图的共同特征是采光室向外突出，其中由于采光阳台突出增加了阳台的受光面，同时导致另一层阳光照射的减少。图4为本人第二项在先申请“建筑物的缓冲空间构造”中的基本形式之一，它与图1的形式接近，表明缓冲空间单元中的采光阳台不突出也是一种使用形式。这二种形式的缓冲空间单元的共同特征是，上下二个可使用空间是为同一个室内空间3服务的(连通)。
而图5是表示，上层空间1向内伸展，如果该层为采光室，内墙面可采用透明材料10，其平面可以是任意形状，如斜面、曲面等。而图6表示上空间内立面也可以向外移，与图5组合就形成上下空间可以沿建筑进深方向任意变动，这从本人再先第一和第二申请中可以得出。
图7是交叉缓冲空间单元的一种形式，上空间1与下空间2只有部分重叠6，这可以理解为图1至图6中的上下空间改变了自身形状。并在保持与室内空间接触面不变的情况下，向左右相反方向转动，这就是交叉缓冲空间单元的基本形式。这种转动继续至上下空间呈水平直线时(见图8)，就如同图9那样成为上下左右错位的形式，这就是本人的另一申请错位缓冲空间单元主要内容之一。
在已申请的交叉缓冲空间单元中，虽然有部分错位的图例，但并没有明确说明左右错位的情况，即缺少了图7中上下空间转动的终点。所以错位缓冲空间单元还具有一种反向补充作用，因此也造成交叉缓冲空间单元与错位缓冲空间单元二者边界的模糊性。
图10表示错位缓冲空间与室内空间3可以是任意的连接关系，而图11表示上下空间的形状与室内空间不接触部分也可以是任意的。
以上图1至图12的内容，可以用图12来概括，任意形状的上空间1与任意形状的下空间2组合，并与室内空间3相接。同时，上下空间都是可供人进入使用的；二个空间中必定有一个是多功能采光室，该室为室内空间提供阳光和空气。
图13表示缓冲空间单元8被楼板或复合板分割成多个可供人进入使用的空间9，则空间3就成为内部共享空间。但与通常的内部共享空间不同的是，室内空间3是通过缓冲空间单元8来采光、通风的，因此空间16中必定有一个或多个空间是作为采光室、通风用的。当可供人使用的空间只有二个时，就是图1的形式。
图14是三个正交平面所形成的中心，以及二个面的相交线和一个面内斜线，这是常规知识。这种关系还可以用一个立方体(图15)来表示，用这一图形来代表缓冲空间单元，其外立面为11。
在图16中假设一幢建筑物是由多个立方体组成的(至少建筑物周边的缓冲空间区域内是如此)，为增强建筑物抵抗侧向力的能力，还设置了斜向支撑构件12。若去除其中一部分立方体，如图13所示，就形成了台阶的形状13。以缓冲空间单元的外立面为标准，可以从图13中分离出4种基本的缓冲空间单元的组合形式(见图14)。它们是垂直叠加的缓冲空间单元14、左右并列的缓冲空间单元17、斜向相接的缓冲空间单元15和台阶形状的缓冲空间单元。
本发明主要是对垂直叠加的形式作进一步的改进与应用。
如图19所示，可以将缓冲空间单元分为三个部分，即中间主体19部分、外立面或外观变化的空间(虚)20部分，以及与内部的主体结构的连接区间18部分。在图20中将缓冲空间单元视为是由多块平面板拼接而成的，如左右墙壁板(21、22)，上、中、下楼板(23、24、25)，和外立面11，其中上下楼板通常是相同的。中间楼板不同于前面的板7，因为板7是包括了平面在内的各种形式，平面呈台阶状，此处只是简化表达。
图21是本发明的基本平面示意图，在单元内有左右墙21、22，立柱26用于承受外观装饰的重量，而立柱27用于承受单元主体的重力，其中的特点在于在上述的与内部的主体结构的连接区间18中增加了墙28和立柱29。这种形式可用于以前所有的缓冲空间单元，在形式上垂直的墙28和立柱29使缓冲空间单元附带了一块垂直翼，通常该翼板具有增强结构的性能。墙28和立柱29可以是钢筋混凝土，或合为一体成钢筋混凝土剪力墙，或者是由钢、钢筋混凝土等材料组成的桁架结构所形成的组合板。
图22是多个单元并列的情况，用梁30、31和32在结构上将各单元间连接在一起，从而使缓冲空间单元的三个部分更加明确。图23是图22的立体示意图。在图24中表示，在施工时利用翼板构成垂直的竖井，在上部设机房33，将建筑材料34进行垂直运输。
在图25的示意图中，在建设用地35中，将正在施工的大型建筑划分成一个或二个施工专用区域36。余下的区域允许用户在工程建设期使用，并为使用留出了垂直交通区域37。统一的后勤通道38可以避免与施工交通产生不必要的相互干扰。从立剖面图26看，按楼层将建筑分成正在施工的区域39，和可以使用的区域40；由带翼的缓冲空间单元所形成的垂直竖井41，还可以在垂直竖井的上部安装起重机(吊车)43；正常使用的工作人员通过安装在垂直交通区域37中的电梯上下，在该区域内还预留了可安装多台电梯的位置44。是否每边都有缓冲空间单元45，或者是否要采用带翼的缓冲空间单元，这将由设计人员和施工管理者共同决定。
图27表示施工时期的带翼缓冲空间单元，由柱27、29构成了竖井46，用附加的结构件47，依附在竖井的内壁或柱上，这样就可以保证不会影响竖井自身的向上建造；另外在室外搭建斜坡式的施工人员通道48，利用缓冲空间单元内的管道设置卫生设施49，由此构成了一种新的施工方法。
在图28中表明了柱与楼板的关系，由于施工时作为竖井的室内空间3没出有楼板，严格地说，此时还不能构成正直使用中的缓冲空间单元。但这只是一种形式上的变化，当竖井取消后还会恢复室内空间3，因此，实质内容未变。
图29表示塔吊43安装在电梯机房33的上面，有关塔吊43和电梯机房33随竖井升高，以及最后拆除是公知技术，本发明只是将这一方法在具有缓冲空间单元的建筑物内运用。施工电梯所经过的非施工楼面，可用临时的墙50阻拦或封闭。
图30表示，二个带翼单元并列时减少一个翼板。说明翼板的使用形式并是可变的。
在图31中，单元自身用四根立柱形成一个小的筒体；二个并列时就是图32；当多个并列用在建筑中，形成了图33的结构形式，其结构性能比普通的由立柱形成的外筒结构要强，也应该要好于双层外筒的形式。因为在图33中，单元中由立柱、楼板及中间楼板构成了小的筒体结构，可将它看作为一个大的柱。而这些柱相互间又紧密地排列在建筑的四周，成为建筑物大的筒体结构。也就是说在结构上是连续封闭的，而在使用中又保持了缓冲空间单元的特性。
在图34中，将翼板放在单元的外侧，从而使内部空间结构简化。同时表明翼板的梁51、柱52和墙53即可以在单元的内侧(27、28、29)，也可以在单元的外侧。图35表示单个单元的情况，当翼板主要起建筑主体作用时，可不用立柱26；而当翼板起装饰或仅满足自身结构要求时，与立柱26连接并共同作用。
图36是单个带翼板的单元，翼柱29可以和二个单元内的结构柱27连成三角形，并且三角形也可以随柱29的位置变化而形成任意形状。在图37中，多个单翼单元错列组成了平面齿形排列，并且一些翼板和单元合并成一体58。从图38中可以看出，这种组合也使带单翼的单元发生了变化，产生了二种错位的双翼单元(54、55)，并且同时存在于一个组合中。事实上，在这种组合的中间单元中，有一对角的每个角上，同时有二个成直角的翼板。以此用作为建筑物的筒体结构应该是高效的。
图39是一种用于住宅的结构平面示意图，每户由四块形状相同的平面并列直排组成，其缓冲空间区域与图37和图38相同，因此可采用带翼的缓冲空间单元。由于与单元相连的结构平面57只有两条边与单元有关，可用横梁(粗虚线)构成三角形用于垂直交通，还可以将垂直竖井通道46放在单元的外侧。
将图38中的单元54和55都作为单一平面并上下叠置，如同图40那样，就成为图7的交叉缓冲空间单元，与之相连的室内空间3除交接面4固定外，其形状58可以是任意的。
图41表示二个单元共用一个翼板并有二个竖井，翼板可随着柱29的改变而转动；在高层建筑中通常要用二个竖井。也可用二个垂直竖井分别承担上下半程的运输，从而使相互间能够进行垂直运输接力。
图42是图34的部分立体轴测示意图，翼板(或只用梁、柱)所形成的结构可用于外观装饰的基础。在施工时(见图43)外侧翼板也可产生垂直竖井并用于运输材料。实际上图42和图43是与图23、图24是相同的，只不过翼板的位置内外换位而已。
通过上述对带翼缓冲空间单元进行的阐述，可以得出一些如下的关于带翼缓冲空间单元的基本特征1.关于缓冲空间单元带翼的数量在不考虑不带翼的其它空间情况下，最少是二个单元合用一个翼板；由于每个单元与室内空间的连接至少有二个点(由线形成一个面)，每个点最多连二个翼板(从力学上来讲，任何平面力都可以分解为二个轴线方向的力)。
2.关于翼板的位置可以是在建筑物的内部或外部，由于翼板必须与单元中的结构点相连，因此翼板可以是围绕单元中的结构点旋转的任意位置。
3.翼板的使用时间可以是临时用于施工和维修，或长期用于结构和装饰。在维修时通常在缓冲空间单元的外侧增加翼板，并形成垂直运输通道。
4.翼板的主要功能是稳定缓冲空间单元。它使单元如同建筑施工中的脚手架一样，并同时具有使用功能(如临时生活设施等)；用在建筑物的外墙上，可承受由于建筑外观装饰所产生的额外重力和侧向力；可与缓冲空间单元一起组成建筑物的主要结构体系；以及形成垂直竖井安装施工电梯和吊车等。
5.构成翼板的材料与缓冲空间单元基本相同的，主要是钢结构、钢筋混凝土结构，以及桁架结构等。
有益效果本发明中的结构并不涉及具体的结构计算，本发明的技术主要用于对建筑物的结构选型与结构比较，而结构选型在高层建筑中，往往比结构计算更重要。对一个高层建筑来说，可以提出多种对它同样适用的结构，但最后的方案往往要根据它是否更能满足其它非结构性的要求来确定。带翼缓冲空间单元是一个反向过程，它是通过将各种功能的缓冲空间单元改进为适合建筑结构选型的单元。
带翼缓冲空间单元技术运用并不神秘，只是将目前一些普遍采用的常规技术加以组合而已，但关键是需要思想观念的转变，特别是对建筑物的缓冲空间必须从全新的理论思想高度来加以认识。
带翼缓冲空间单元技术的运用，改善了包括施工人员的生活，施工期的建筑外观在内的施工环境。同时也因为有效降低日照、风雨、气温等影响，从而提高了施工的质量和劳动的强度。它也可以成为建筑物外观装饰的支撑结构。边建成边用的建设思想即可以保证质量与早日使用，又不必因加快建设周期而使结构在养护期内就承受上层的施工荷载，这一流程在超高层建筑或巨型建筑中尤其需要。
需要指出的是在本人的第一和第二件在先申请中，都提到了用缓冲空间作为建筑施工时的脚手架功能，本发明只是这一方法的具体表现与内容的细化及增加。因此本发明是将这二个申请中的技术特征及原理的具体运用，是一个细化的过程。
本说明中的所有
均在发明内容和实施方案中。
实施方案本发明是按照缓冲空间理论所形成的、并区别于已公开的“建筑物的缓冲空间单元”的构造形式。带翼缓冲空间单元主要运用在局部结构加强的特殊的建筑场合，下面给出一个用于在恶劣环境下进行施工的示意图。
在选定的建设用地(见图44)上标出带翼缓冲空间单元的位置59，用运输工具60将建筑材料堆放在场地的中央61。用简易的装配方法搭建数层带翼缓冲空间单元(见图45)，并形成建筑物的封闭周边62；用屋架63支撑帆布，形成一个帐篷式的临时建筑。如此就可改善内部的环境条件，不受外部温差变化及风雨的影响，从而可提高劳动工效和施工质量，并且施工人员可生活在单元中。
可采用厂房中的行车(见图46中的64)在内部运送材料，当主体结构也完成数层时，工作人员通过垂直交通区域65进入已完成的部分使用，后续送来的包括建筑材料在内的物资66堆放在屋外，根据用途再送入室内，其中建筑材料可通过由翼板组合的竖井送到施工层面。
图47表示继续升高建筑周边的带翼缓冲空间单元67并提升屋架，同时将下部的装配的缓冲空间单元68立并入建筑的主体结构，使下部的建筑成为一个结构完整的整体。还可考虑是否要拆除按照设计或施工要求增加的具有加强缓冲空间单元结构作用的垂直翼板。
重复以上过程直到建筑物完成建造。
本说明中的所有
均在发明内容和实施方案中，其中图1是缓冲空间单元的基本形式；图2至图11说明上下空间在左右、内外及交叉三方面的变化；图12说明所有的缓冲空间形式都可以用“任意形状的上空间1与任意形状的下空间2组合，并与室内空间3相接”来表示。
图13是二层以上缓冲空间组合说明；图14至图18说明缓冲空间单元的立体表示和组合形式。图19、20是任意单元的立体分解；而图21至24表示本发明带翼单元的构成及组合形式。
图25至图29说明带翼单元在施工中的运用；而图30至图43说明带翼单元的各种变化。
图44至图47是将本发明用于在恶劣环境下进行施工的示意图。
权利要求
1.建筑物的带翼缓冲空间单元，它是由上下二个建筑物的缓冲空间组合而成，并且可供同一室内空间或用户中的人进入使用，其特征在于附带直达基础的垂直板；该板具有加强缓冲空间单元结构的作用。
2.根据权利要求1所述的建筑物的带翼缓冲空间单元，其特征在于在上下二个空间中只有一个空间用于采光室。
3.根据权利要求1所述的建筑物的带翼缓冲空间单元，其特征在于所述的板为钢筋混凝土剪力墙，或由钢、钢筋混凝土等材料组成的桁架结构所形成的组合板。
4.根据权利要求1和3所述的建筑物的带翼缓冲空间单元，其特征在于所述的板可以有多个；其位置可以在建筑开间轴线上或与缓冲空间单元对齐；也可以在建筑物的内侧或外侧。
5.根据权利要求1所述的建筑物的带翼缓冲空间单元，其特征在于缓冲空间中的结构构件与附带竖板的结构连为一体，并在同一直线上。
6.根据权利要求5所述的建筑物的带翼缓冲空间单元，其特征在于与缓冲空间单元结构连成直线的板，其位置与建筑开间轴线相同；或与建筑内部主体结构相连通。
7.根据权利要求1所述的建筑物的带翼缓冲空间单元，其特征在于用缓冲空间单元附带的垂直板形成竖井结构，安装运货电梯，作为施工物料的垂直交通通道。
8.根据权利要求1所述的建筑物的带翼缓冲空间单元，其特征在于用数层高的塔吊的塔身，固定在用缓冲空间单元附带的垂直板所形成的竖井结构内侧；该塔吊不影响垂直板的向上施工，并随垂直板的增高而上升。
9.根据权利要求7和8所述的建筑物的带翼缓冲空间单元，其特征在于运货电梯与塔吊共用一个垂直井道。
10.根据权利要求1所述的建筑物的带翼缓冲空间单元，一种建筑物的施工方法，其特征在于首先将包括带翼缓冲空间在内的建筑物的周边建设到数层高度，并用蓬布盖顶，使该周边具有可供人使用的空间并隔离了外部的气候环境；在不受外部气候环境的影响下，进行内部主体结构的施工并与周边连成一体；重复以上过程直至建筑达到设计高度；可按照设计要求考虑是否拆除具有加强缓冲空间单元结构的作用垂直板。
全文摘要
本发明涉及建筑物，主要是利用在缓冲空间单元(有多种形式)垂直叠加中所形成的结构特性，并加入起增强结构作用的翼板，从而形成带翼缓冲空间单元。带翼缓冲空间单元是根据缓冲空间理论与建筑结构中的框架或剪力墙结构结合所形成的一种运用技术。在建筑施工时，可以先于建筑内部建造并作为垂直运输的通道与材料吊运的支撑点。带翼缓冲空间单元有许多变化，并且可以运用在各种建筑中，它的主要特点是在满足室内功能需求并使建筑呈现千变万化的外形的同时，运用加强的结构，为建筑物整体的建造与维护提供了一种良好的途径。这点在高层及超高层建筑中更为明显，可实现建筑的边建(上部)边用(下部)，并且其自身也可以边建边用。
文档编号E04H1/00GK1490484SQ0311577
公开日2004年4月21日 申请日期2003年3月13日 优先权日2003年3月13日
发明者徐永生 申请人:徐永生