CN101942862B - 在高层/超高层建筑中设置风力发电机的结构体系 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高层/超高层建筑中设置风力发电机的结构体系，包括高层/超高层建筑中的框架-核心筒结构，所述框架-核心筒结构包括有框架部分和核心筒部分，其特征在于：在所述框架部分的立面上设有若干个风洞(2)，该风洞(2)沿建筑物的短向布置，风洞(2)的大小和形状与所设置风的力发电机吻合，与风洞(2)同一楼层的并与风洞(2)接近的框架柱(1)向内收，形成吸风口；在楼层中风洞(2)附近的框架部分设有钢支撑结构(3)，或者在风洞(2)附近的楼层设有钢支撑结构(3)，使风洞(2)周围形成刚度加强结构。本发明使超高层建筑物中设置风力发电机成为可能，并且使建筑物更加节能和环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑结构体系，特别是一种在高层/超高层建筑中设置风力发电机的结构体系。属于建筑结构技术领域。
背景技术
随着工业生产的发展和人们生活水平的提高，对能源的需求量越来越大，尤其是每年的夏季用电高峰到来时，我国的电力缺口就非常大。然而，地下资源的储藏量是有限的，不可能供永久性开采，因此，如何有效利用可再生资源，是社会的研究发展趋势。众所周知，风力发电使用的是可再生能源，符合环保、可持续发展的要求。目前，世界各地设有大量的风力发电设备，中国及其他一些风力资源丰富的国家在大型风场中设置风呼发电要组，北欧某些国家(如芬兰)在单层或多层建筑物的顶部设有风力发电机，可以为其带来一定的发电量，但这些设置在低层建筑物顶部的风力发电装置存在如下方面缺陷：1、由于建筑物的高度低，风力发电机的受风量不够多，因此，单位发电量较低。2、风力发电装置设置楼顶，没有防护机构，存在安全隐患，需要特别加装安全防护机构，风力发电投入成本较高。3、在建筑物的楼顶竖立风力发电装置，会破坏建筑物整体及建筑物周围的景观。
发明内容
本发明的目的，是为了克服低层建筑物楼顶设置风力发电机，存在发电量低、不安全及破坏景观的缺点，提供一种在高层/超高层建筑中设置风力发电机的结构体系。
本发明的目的是通过以下技术方案达到：
在高层/超高层建筑中设置风力发电机的结构体系，包括高层/超高层建筑中的框架-核心筒结构，即所述框架-核心筒结构由框架部分和核心筒部分构成，其结构特点在于：在所述框架部分的立面上设有若干个风洞，该风洞沿建筑物的短向布置，与风洞接近的框架柱向内收，形成吸风口通道；在位于风洞附近的框架部分设有钢支撑结构，或者在风洞附近的楼层设有加强钢支撑结构，使风洞周围形成刚度加强结构；风洞的大小和形状包含有多种规格，即与所设置的风力发电装置的大小和形状吻合。
本发明的目的还可以通过以下技术方案达到：
本发明的一种实施方案是：在风洞附近楼层的框架柱可以向建筑物内侧倾斜，形成伞状或喇叭状吸风通道。
本发明的一种实施方案是：在风洞附近楼层，沿建筑物短向设置加强钢支撑结构，与框架柱共同组成空间桁架体系。
本发明的一种实施方案是：在风洞附近楼层，沿建筑物长向设置加强钢支撑结构，与框架柱共同组成空间桁架体系。
本发明的一种实施方案是：所述加强钢支撑结构的截面为“工”字型或箱型。
本发明具有如下突出的有益效果：
1、本发明是在高层或超高层建筑物的框架-核心筒结构中，设置用于若干个放置风力发电装置的风洞，构成了一种全新的风力发电的结构型式，充分利用高层或超高层建筑物的吸风和受风特点，与建筑物构成和谐协调的整体，具有整体结构坚固、简洁、合理，风力发电量大、投入成本低、安全和环保的有益效果。
2、本发明设置的风洞，可以使建筑物承担的风荷载有所减小。本发明在风洞附近楼层设置由钢支撑和框架柱形成的空间桁架体系，弥补了风洞附近楼层的框架柱内倾带来的刚度削弱，满足了结构设计规范的要求。
3、本发明风洞和空间桁架体系不仅在结构受力上有重要作用，且在建筑立面上极其重要，实现了建筑与结构的协调统一。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的局部结构立面示意图。
图2为本发明的局部剖面示意图。
其中，1-框架柱，2-风洞，3-钢支撑结构或加强钢支撑结构。
具体实施方式
具体实施例1：
图1、图2和图3构成本发明的具体实施例1。
参照图1、图2和图3，包括超高层建筑中的框架-核心筒结构，即所述框架-核心筒结构由框架部分和核心筒部分构成，在所述框架部分的立面上设有若干个风洞2，该风洞2沿建筑物的短向布置，与风洞2接近的框架柱1向内收，形成吸风通道；在位于风洞2附近的框架部分设有钢支撑结构3，或者在风洞2附近的楼层设有加强钢支撑结构3，使风洞2周围形成刚度加强结构；风洞2的大小和形状与所设置的风力发电机吻合，可包含有多种规格，即根据风力电机的大小和形状设置风洞2的大小和形状。
本实施例中：
在风洞2附近楼层的框架柱1可以向建筑物内侧倾斜，形成伞状、喇叭状或漏斗状吸风通道。例如：风洞2可以呈方形状，在所述风洞2尾部附近楼层的框架柱1呈四面向内侧倾斜，形成向四面扩散的倾斜状；或者风洞2可以三角形状，在所述风洞2尾部附近楼层的框架柱1呈三面向内侧倾斜，形成向三面扩散的倾斜状；或者风洞2可以呈长方形状，在所述风洞2尾部附近楼层的框架柱1呈四面向内侧倾斜，形成向四面扩散的倾斜状；或者风洞2可以呈圆形状，在所述风洞2尾部附近楼层的框架柱1呈周围向内侧倾斜，形成向周围扩散的圆锥状；或者风洞2可以呈椭圆形状，在所述风洞2尾部附近楼层的框架柱1呈周围向内侧倾斜，形成向四面扩散的椭圆柱状；或者风洞2可以呈其他多边状，在所述风洞2尾部附近楼层的框架柱1呈周围向内侧倾斜，形成向周围扩散的倾斜状。
在风洞2附近楼层，沿建筑物短向设置加强钢支撑结构3，与框架柱1共同组成空间桁架体系。在风洞2附近楼层，沿建筑物长向设置加强钢支撑结构3，与框架柱1共同组成空间桁架体系。所述加强钢支撑3结构的截面为工字型或箱形。
本实施例应用在楼高为71层的塔楼，塔楼的高度为309米，在24层、35层和50层各设置两台风力发电机，即在24层、35层和50层各设置两个风洞结构。本实施例是在超高层建筑中的框架-核心筒结构中设置风力发电装置，是一超高建筑物设置风力发电机的范例。
具体实施例2：
本实施例的特点是：在高层建筑中的框架-核心筒结构中设置风力发电装置，建筑物的楼层可以为35层，可以分别在17层、25层和30层各设置两台风力发电机，即在17层、25层和30层各设置两个风洞结构。
需要说明的是，以上所述的实施例为本实用新型的最佳实施方式，本实用新型要求保护的技术方案不限于该具体实施例。
Claims (3)
1.在高层/超高层建筑中设置风力发电机的结构体系，包括高层/超高层建筑中的框架-核心筒结构，即所述框架-核心筒结构由框架部分和核心筒部分构成，其特征在于：在所述框架部分的立面上设有若干个风洞（2），该风洞（2）沿建筑物的短向布置，与风洞（2）接近的框架柱（1）向内收、形成吸风通道；在位于风洞（2）附近的框架部分设有钢支撑结构（3），或者在风洞（2）附近的楼层设有加强钢支撑结构（3），使风洞（2）周围形成刚度加强结构；风洞（2）的大小和形状包含有多种规格；在风洞（2）附近楼层，沿建筑物短向和长向设置加强钢支撑结构（3），与框架柱（1）共同组成空间桁架体系。
2.根据权利要求1所述的在高层/超高层建筑中设置风力发电机的结构体系，其特征在于：在风洞（2）附近楼层的框架柱（1）向建筑物内侧倾斜，形成伞状或喇叭状吸风通道。
3.根据权利要求1或2所述的在高层/超高层建筑中设置风力发电机的结构体系，其特征在于：所述加强钢支撑结构（3）的截面为“工”字型或箱型。
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