基于蜂巢式建筑墙体的人工大浮岛的制作方法

本发明涉及一种基于蜂巢式建筑墙体的人工大浮岛，适用于水上浮岛的建设。主要用到的技术和原理有：分散压力、浮力原理等。属水上浮岛、建筑、力学等领域。

背景技术：

传统墙体理论的误区在于：认为墙体的抗压强度来源于砖的抗压强度，并与之成正比例函数关系。要达到墙体的高强度，按此理论必须采用高强度的材料。而实际上，根据墙体受力破坏的一般规律，墙体在形成压应力的同时，产生弯曲应力，在墙体受力破坏时，压应力远投有达到砖的抗压强度，而弯曲应力首先达到。因此，在砖砌传统墙结构中，墙体的抗压强度主要取块砖的抗折强度和砂浆的抗折强度及砂浆对砖的粘结力。通过提高材料抗压强度来达到提高材料抗折强度的效果并不明显,材料的高抗压强度并不能真正发挥作用。因此，传统的建筑对于建材是极大的浪费。

目前的人工浮岛是一种可为多种野生生物提供生境的漂浮结构，由植被基、植物和固定系统组成。由于采用漂浮的平台支撑植被生长，所以能随水位波动上下左右移动，从而可用于在一个水位波动的系统里恢复人类喜爱的湖滨植被。

水上漂浮建筑，首先要有正常建筑一样的强度和稳定性，其次要尽可能的减轻重量，节省材料，最重要的就是要漂浮，因此建筑材料要满足可漂浮、防火、强度足够等优点。以发泡石英为主材料、蜂巢式建筑的墙，空心率高，质量轻，一定壁厚的墙砖在一个方向上施加压力时形成多向压应力，并产生应力扩散，结构的强度高，稳定性好。更适合水上漂浮建筑的需求。

技术实现要素：

如图2位浮岛结构示意图。人工大浮岛在结构划分上，由上至下大致可以分为六个大的分区。

第一层是承重层。承重层部分使用六方空心柱体砖和钢筋制成多个正方体组合成一个长方体，在每个正方体中间浇筑发泡石英。以此方式制成多个长方体，作为底层称重。

第二层是蓄水箱。蓄水箱紧挨承重层，也是蜂巢式结构，以海水为原水，通过一定的技术手段将海水转化为淡水。这些存储下来的水可用作生活用水、控制整个岛的吃水量、增重减少风浪带来的摆动，最重要的是可以起到配种平衡的作用，根据浮岛上方承载的重量，进行动态调整浮岛水箱重量。

第三层是人工沙滩。此层与蓄水层处在同一平面，周围设置安全围栏抵御海生物攻击以及其他不法侵入。沙滩层可供度假娱乐等。

第四层是建筑层。建筑整体设计为圆锥形状中间部分设置直升电梯和部分留空，留空部分产生气流，调节楼内温度，冬暖夏凉；建筑外表做绿化。

第五层是圆锥的顶部设置灯塔。灯塔可作为通讯、导向等作用。

第六层是停机坪。该停机坪做多功能停机坪，可在停机坪外侧停靠船舶；在停机坪下方水中设置螺旋桨，提供浮岛移动的动力。停机坪设置中空，可就行污水处理等。

附图说明

图1是传统墙体结构图；

图2是浮岛结构示意图；

图3是方形单元拼接方式图；

图4是方形和正六边形对齐排列图；

图5是六边形组合最优模型图；

图6是蜂巢式墙体结构。

具体实施方式

蜂巢的结构是在加长菱形十二面体砌块组合造型后，形成六边形拼接剖面的造型。

如图3方形单元拼接有以下两种方式对齐顶点和不对齐顶点。由几何学可知，不对齐定点方式的外围边长较长,带来的弊端是不利于节省材料；对齐顶点排列方式中，全等正方形排列优于全等矩形排列,最次之为不规则矩形排列。

现试比较正方形对齐排列与正六边形对齐排列。如图4为方形和正六边形对齐排列图。其中1与2具有相同的单元个数，设其面积相同；对1来说：s=n²;其总边长l=2n²+2n；单元数极多时，；对2来说：；设一具体数字，比如n=9，比较如下：

而

也就是说：同等面积，b排列形式边长之和只相当于a排列形式的60%强，若套用建筑构造的对比，可以节省近40%的建筑墙体材料。且n值越大λb/λa的值越小，节约的价值就越多。

经计算：全等六边形组合的最优模型（最少耗费材料）应为具有三条对称轴的排列方式，如图5，其总边长ln=3n(3n-1)l0（n为每边单元数，l0位单元长度）；总面积其组合形式优点是在n较小时，比nxn型可以进一步节省材料。

试以一定长度的材料围合成如图几种形状,正四边形,正六边形,正n边形直至圆。由几何计算可知围成圆形的图形面积为最大。且边数越多,围合面积越大。单独对比正方形与正六边形可以发现，100平方米的正方形其周长为40m。同样面积的正六边形其周长仅为37.22m。假设某住宅平面为正方形，另一住宅平面为正六边形,两房屋面积相同，按房屋2.8m高度，墙体厚度为50墙，相比之下，六边形住宅的墙体体积可节省3.892立方墙体材料，约占房屋总墙体体积的7%。

以上，相较于其他形状，六方柱体更适合作为蜂巢结构的基础单体，蜂巢形式在空间和强度上都比传统的建筑方式更有优势，特别是在水上浮岛的建筑中，对于建筑材料的密度要求比较高。而六方柱体空心砖围城的蜂巢结构，刚好中间可以填充发泡石英这种同时具备浮力、防火、抗压能力极强的极大优点。利用发泡石英填充，蜂巢式结构墙体，分层建设的理念便可满足建筑人工大浮岛的基本要求。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于蜂巢式建筑墙体的人工大浮岛。此建筑墙体设计为蜂巢式墙体结构，其特点是自重轻，结构强度高。墙主体由正六方空心柱体的砖砌成，空心孔洞中可以浇筑发泡石英材料，六方空心砖预留管孔可以安插布线管或直接布线。围护墙的外墙面端孔可以用玻璃和陶瓷将其封闭，内墙面可以采用各类装饰板将端孔封闭成墙体。

技术研发人员：柴军杰;任晋原;高佩瑶
受保护的技术使用者：深蓝海工（北京）科技有限公司
技术研发日：2017.04.28
技术公布日：2017.07.18