尖端建筑技术与新型材料

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1、第11章尖端建筑技术与新型材料1内容1“超超高层建筑”的构想2大深度地下空间与新材料3海洋建筑物的开发与新材料4宇宙空间建筑的开发与新材料211.1“超超高层建筑”的构想将高度超过100m的建筑叫做超高层建筑，超超高层建筑的构想，其高度均超过了800m;具有生活、工作、购物、休闲、科教等综合功能的建筑体，相当于一座小型城市。1.1“超超高层建筑”的构想3“超超高层建筑“的构想4“空间城市1000“的构想5“DIB－200“的构想由直径约为50m、50层的圆柱形高层建筑的单元组成，共12个，200层总高度大约为800m650

2、层的单元建筑采用圆筒形钢束结构，然后用大型梁将各单元联结起来，形成整体上的超级框架结构通过风洞实验证明，这种结构形式受风荷载较小，有利于减小建筑物的振幅7功能与优点第一，办公楼、旅馆、住宅等使用功能可以按单元划分，在建筑物总体中分别配置在不同的位置；第二，可以在每一个单元的上部设置空中广场、屋顶庭园等开放空间；第三，各单元明确划分，有利于防灾，建筑物的安全性提高；第四，与外部空间相连接的面积大，有利于建筑物的采光和居住者向外眺望；第五，利用各单元之间的圆形连接，可以分散、减轻风力荷载，也可以减少“高层建筑风荷载”给周边环境

3、带来的不良影响。8“空中波利斯2001“的构想9正三角形的各个顶点设置圆形的柱子，单元的上下端设置大型梁，将单元之间联结起来，构成超级大型的钢骨结构;建筑物的基础采用地下连续壁组合的形式，并进行大深度挖掘，以固结沙砾层作为地基支持层采用巨大架构形式，即将建筑物整体划分成若干个单元，每个单元的平面为边长100m的正三角形，高度为80m10“X-SEED4000“的构想外围区域以居住设施为主，同时设置一些必要的城市功能设施.中央区域以办公、商业设施为主；在中核区域主要设置行政机关、国际交流等设施11超超高层建筑必须综合运用结构

4、设计、材料、施工手段、防灾设备、环境、规划、建筑经济、物流、能源、信息、通讯等各领域的知识和尖端技术，开发和创造建筑领域中许多前所未有的高精尖技术，才能实现人类向更高的生存空间迈进的理想。121.2超超高层建筑的技术难点超超高层建筑的结构形式，可以设想是由安全、牢固的、起支撑作用的主体结构和能够自由组合、构成最合适空间的副结构组成。主体结构具有强大的承载力，保证建筑物的安全，副结构各自相对独立，可以根据需求随时进行调整和改型。13超超高层建筑的技术难点1．基础的可靠性2．抗震、抗风荷载设计3．防灾设计4．建筑设计与立体交通

5、5．高效率的施工手段6．新型建筑材料的开发141．基础的可靠性美国西尔斯大厦，高度443m，总建筑面积42ha。如果将超超高层建筑的高度定位在1000m左右，总的建筑面积大约为1000ha现有的建筑物自重按每平方米计算，大约为每平方米1200-1300kg，按这个数据计算，超超高层建筑的自重将达到800-1200万t以上。152．抗震、抗风荷载设计随着建筑物高度的增加和体型的增大，抗震、抗风荷载设计成为难点为了提高建筑物抵抗水平荷载的能力，要导入制震装置等最新技术，以保证不发生明显的摇动，减小高空部位过大的振幅；同时，建筑

6、物的立面形状、单元划分及单元之间的连接形式，都是需要研究的课题。163．防灾设计在所用能源和交通工具方面保证不产生火种；采用新型的建筑材料，耐高温，不燃烧；通过结构设计使建筑物达到地震发生时能正常工作、严重地震时不倒塌、且日后有修复的可能等。174．建筑设计与立体交通要考虑建筑物内的采光、通风换气、空调系统的设计，高空层与较低层之间存在着较大的冷热寒暑差，物流、人流需要上下、纵横方向移动，能源的供给、废弃物的处理，以及与外部空间的联系等等方面的设计185．高效率的施工手段超超高层建筑的施工是一项复杂、庞大的工程，工程量大，

7、工期长，最短也要超过7年，最长的达到25年，因此开发新的施工技术和材料、提高施工速度，是实现超超高层建筑的关键。196．新型建筑材料的开发超超高层建筑要求全新、性能卓越的建筑材料:轻质而高强的材料；良好的塑性和韧性；不燃性和阻燃性；具有优良的耐久性，要求超超高层建筑具有500年甚至上千年的寿命20为实现超超高层建筑材料领域所需要研究的课题21为实现超超高层建筑材料领域所需要研究的课题2211.2大深度地下空间与新材料地下空间具有保温、隔热、防风等特点，可以节省建筑能耗现代化城市的地下建筑物多数设置在地表以下到30m左右，有

8、的甚至开发密度已经很大而更深层的地下空间(深度50m以上)还属于未开发的领域23大深度地下空间的建设所要解决的问题1土地所有权或使用权问题2防灾问题更加严重3环境与居住性4地下水脉的变更、地基沉降等问题5新型材料的开发24适用于大深度地下空间建设的新材料2511．3海洋建筑物的开发与新材料海洋空间的开发