JP2020502403A

JP2020502403A - 超高層建築物

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Publication number: JP2020502403A
Application number: JP2019534130A
Authority: JP
Inventors: リストヴィンナリ
Original assignee: リストヴィンナリ
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2020-01-23
Also published as: WO2018114628A1; BR112019012695A2; US20200095759A1; RU2019122615A; KR20190095386A; CN110325696A; MX2019007218A; AU2017381466A1; EP3559376A1; RU2019122615A3

Abstract

超高層建築物１は、補強コンクリートの主要支持構造１０と、少なくとも４つの角１３を有する基部２０；２０”；２０”’とを含む。主要支持構造１０は少なくとも２つの壁１１で形成され、壁１１の各々は前記基部２０の対角的に対向する外壁角１３の間全体に延在している。前記２つの壁１１、１１は互いに交差しており、それぞれの壁１１の少なくとも中間部分１４は前記超高層建築物１の一番上の部分まで延在する。【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の前文によるスカイスクレーパーとも呼ばれる超高層建築物に関する。

本記載において超高層建築物とは、約１００メートルから最大５００メートルまたはそれ以上の高さの建築物を意味する。こうした建築物は自身の重量を支持でき、風および地震に耐え、かつ居住者を火災から守る必要がある。

製造される超高層建築物のほとんどは、支持構造として、従来の構造の耐力壁を有する代わりに、鋼のフレームワークを有する。

過去に製造された超高層建築物のほとんどは、補強コンクリートの典型的な耐力柱よりも高く建設されることを可能にする支持構造として、鋼のフレームを有した。

さらに高い建築物を建設できるように、６０年代半ばには骨組鋼管の新たな構造システムが開発された。

しかし、超高層建築物の鋼構造は、ワールドトレードセンターのツインタワーの崩壊によって示されたとおり、大きな火災が起こったときのリスクファクターであり、前記建築物が高くなるほど、火災の場合の消防の問題および建築物崩壊のリスクが増す。

したがって近年は、補強コンクリートの支持構造によって構築された超高層建築物が、鋼の支持構造に対する選択肢となっている。

補強コンクリートの支持構造で構築された超高層建築物における火災の場合の崩壊のリスクは、鋼の支持構造に比べて低減するが、特に爆発性の火災の場合には、火災がフロア間およびフロア沿いの両方で建築物の主要部分に広がるリスクが常に存在する。これは、補強コンクリートの支持構造が多かれ少なかれ建築物の中心に置かれるという事実によるものである。

したがって、超高層建築物を構築するときの補強コンクリートの支持構造の改善が必要とされている。

したがって本発明の１つの目的は、補強コンクリートの改善された支持構造を提供することであり、この支持構造は超高層建築物を少なくとも４つの互いに独立した主要セルに分割し、各主要セルは前記超高層建築物の基部から頂部に延在する。

本発明のさらなる目的は、超高層建築物の安定性および剛性を改善することで建築物の振動および横揺れを低減させるような補強コンクリートの支持構造を有する超高層建築物を提供することである。

本発明のさらなる目的は、各主要セル内に少なくとも中央に配置されたリフトシャフトを有する補強コンクリートの支持構造を有する超高層建築物を提供することである。

これらの目的およびその他の目的は、請求項１において定義される本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物によって達成される。

本発明の好ましい実施形態および発展は、従属請求項２〜１３において定義される。

本発明のさらなる利点、特徴および実施形態は、添付の図面に示される補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

補強コンクリートの正方形の形状の主要支持構造を有する先行技術の超高層建築物の上からの概略的断面図である。本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の上からの概略的断面図である。本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の上からの概略的断面図である。本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の上からの概略的断面図である。本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の上からの概略的断面図である。本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の上からの概略的断面図である。本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の上からの概略的断面図である。本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の上からの概略的断面図である。本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の上からの概略的断面図である。本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の上からの概略的断面図である。本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の上からの概略的断面図である。本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の上からの概略的断面図である。図６に示される本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の実施形態の概略的縦断側面図である。図２に示される本発明による補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物の実施形態の概略的縦断側面図である。

以下の説明および請求項には、補強コンクリートの主要支持構造を有する超高層建築物が記載されている。外壁のファサードは通常非耐力タイプであり、たとえばガラスなどでできていてもよい。

図１は補強コンクリートの主要支持構造を有する先行技術の超高層建築物の例を示しており、この建築物の外形は正方形であり、主要支持構造も正方形である。主要支持構造の外側の壁は、超高層建築物の各外壁から約１／４の距離において形成されている。例として、各外壁の長さは約６０〜７０メートルである。

図１から推測され得るとおり、大規模な火災が発生した場合、火災は主要支持構造の周りに広がって１つまたはそれ以上のフロアに広がるおそれがあり、すなわち超高層建築物全体を火災が包囲するおそれがある。

図２〜図１２から分かるとおり、超高層建築物１の補強コンクリートの主要支持構造１０を図示されるやり方で設計することによって、大規模な火災が超高層建築物全体を包囲する、すなわち１つまたはそれ以上のフロアに広がるリスクを最小化することが可能である。

図２および図１４は、補強コンクリートの主要支持構造１０を有する超高層建築物１の第１の実施形態を示す。前記超高層建築物の基部２０は、概略的に正方形の形で示されている。なお、基部２０の形状はたとえば四角形、平行四辺形、平行六面体、矩形、または正方形などの任意の好適な形状であり得る。

超高層建築物１は、鉛直方向に高さｈを有する。図１３および図１４を参照。高さｈは、約１００メートルから最大５００メートルまたはそれ以上であってもよい。

少なくとも前記主要支持構造１０のコンクリートの補強材は、鋼、ガラス繊維、および炭素繊維、またはそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含んでもよい。

主要支持構造１０は、少なくとも２つの壁１１で形成される。各々の壁１１は、耐火壁であってもよい。各壁１１は、前記基部２０の対角的に対向する外壁角１３の間全体に延在している。

各々の壁１１は、補強コンクリートでできている。各々の壁１１は平坦な形状を有して、基部２０から鉛直に延在してもよい。

推測され得るとおり、２つの壁１１は互いに交差する。超高層建築物１の構造およびそれによる主要支持構造１０に依存して、前記壁はそれぞれの壁１１の中間部分１４において互いに交差してもよい。図２〜図１４に示されるとおり、前記中間部分１４は前記主要支持構造１０のそれぞれの壁１１の交差部分または中央部分を形成してもよいが、それは必須ではない。各壁１１の前記中間部分１４は、前記基部２０から前記超高層建築物１の一番上の部分または超高層建築物１の頂端部１ａまで延在しており、すなわち超高層建築物１の高さまたは高さ全体にわたって延在する。図１３および図１４を参照。

各壁１１は、基部２０から超高層建築物１の高さｈに沿って鉛直に延在してもよい。超高層建築物１は、ジョイスト１７によって互いに分離された複数のフロア１５を含み、各フロア１５に対して１つのジョイスト１７である。図１４を参照。壁１１は、基部２０からすべてのフロア１５およびジョイスト１７を通って延在する。

上述の主要支持構造１０を提供することによって、少なくとも４つの主要密閉空間１００が配置され、これらの各々は前記基部２０から前記超高層建築物１の頂端部まで延在する。

さらに、各壁１１に関連する各外壁角１３において、それぞれの壁１１の外端部１６には、前記端部１６からそれぞれの隣接外壁４０の一部分に沿って水平方向に延在し、かつ前記隣接外壁４０が終わる高さまで延在する外壁支持構造３０が配置される。

たとえば図３〜図５にみられるとおり、超高層建築物１の安定性および剛性をさらに改善するために、各壁１１に関連する外壁角１３において各外壁支持構造３０は角支持構造３１を形成し、この形成は前記角支持構造３１を形成するように各隣接外壁４０から直角に前記壁１１まで延在する支持壁３２を配置することによって行われる。前記角支持構造３１は、閉じた角支持構造３１を形成してもよい。好ましくは、壁１１は前記角支持構造３１の各々を通って外壁角１３まで延在する。前記角支持構造３１は、好ましくはたとえば正方形または矩形などの四角形の形を有し、前記隣接外壁４０が終わる高さまで延在する。

図３に示される実施形態において、それぞれの壁１１の中間部分１４には、少なくとも一対の対向する内部支持構造５０が設けられる。各内部支持構造５０の端部５１は、それぞれの壁１１まで延在する。

対向する内部支持構造５０は、図４に示されるとおり、それぞれの壁１１の中間部分１４において中央支持構造５２を形成してもよい。中央支持構造５２は、２対の対向する内部支持構造５０で形成される。中央支持構造５２は、好ましくは超高層建築物１の外形と同じ形状を有する。さらに、それぞれの壁１１の中間部分１４から内部支持構造５０のそれぞれ１つまで、内側支持構造５３が延在して、それぞれの内部支持構造５０と直角を形成してもよい。よって、中央支持構造５２は複数の第１の鉛直に延在するシャフト５４を形成してもよい。前記第１の鉛直に延在するシャフト５４は、超高層建築物のサービス機能のためのシャフトを形成してもよく、この機能はエレベーター、換気機器、電気ケーブル、および配管などからなる群より選択される。

図５に示される実施形態は図３のものに類似しているが、対向する内部支持構造５０を有さない。

図６に示される実施形態では、超高層建築物１の特に角の安定性および剛性をさらに改善するために、各角支持構造３１に隣接して、壁１１沿いにそれぞれの壁１１の中間部分１４に向かって、少なくともさらなる角支持構造３４が配置される。前記さらなる角支持構造３４は、好ましくはたとえば正方形または矩形などの四角形の形を有する。好ましくは、壁１１は前記さらなる角支持構造３４の各々を通って延在する。

こうして形成された角支持構造３１および前記さらなる角支持構造３４は、超高層建築物１のサービス機能のための鉛直に延在するシャフト３３を形成し、この機能はエレベーター、換気機器、電気ケーブル、および配管などからなる群より選択される。

図７は、図４および図６に示される実施形態の組み合わせである超高層建築物１の実施形態を示す。

図８に示される実施形態にみられるとおり、必須ではないが前記基部２０が四角形に成形されている場合、前記少なくとも２つの壁１１の各々は、互いに同じ形を有する複数の四角形の支持構造７０で形成される。それぞれの壁１１の中間部分１４には、中央四角形支持構造７０ａが形成される。前記中央四角形支持構造７０ａの各角７１において、前記複数の四角形支持構造７０は対角的に対向する角７２において互いに接続されてもよく、好ましくは中央四角形支持構造７０ａおよび各四角形支持構造７０ａのそれぞれの側部７０ｂ、７０ｃは、基部２０のそれぞれの側部２０ａおよびおそらくは外壁４０のそれぞれ１つと平行になる。

図９に示される実施形態において、基部２０’は基本的な四角形の形状に加えて、対向外壁角１３から延在して外壁４２によって互いに接続された、対向する内向きに角度の付いた外壁部分４１を有する。図３に示されるのと同じやり方で、それぞれの壁１１の中間部分１４には、少なくとも一対の対向する内部支持構造５０が設けられる。各支持構造５０の端部５１は、それぞれの壁１１まで延在する。

基部２０’がより矩形に近い形状を有する場合は、支持構造１０の２つの壁１１の間に形成される鈍角αは最大値約１３０°を有する。

図１０に示される実施形態において、基部２０”は八角形の形を有するが、支持構造１０は図５に示されるものと同じ形状を有する。

しかし、図示されない実施形態において、基部は８つよりも多いかまたは少ない角を有してもよい。

図９および図１０においては、図３〜図５に示されるのと同じやり方で、各壁１１に関連する外壁角１３において外壁支持構造３０は角支持構造３１を形成し、この形成は前記角支持構造３１を形成するように各隣接外壁４０、４１から前記壁１１まで延在する壁３２を配置することによって行われる。前記角支持構造３１は、閉じた角支持構造３１を形成してもよい。好ましくは、壁１１は前記角支持構造３１の各々を通って外壁角１３まで延在する。前記角支持構造３１は、前記隣接外壁４０、４１が終わる高さまで延在する。

図１１および図１２に示されるとおり、超高層建築物１の安定性および剛性をさらに改善するため、および大爆発の結果を低減させるために、たとえばアーム１１の間に形成された密閉空間１００の中に、さらなる鉛直支持構造８０および中央に配置された鉛直支持構造９０が提供される。前記中央に配置された鉛直支持構造９０は、好ましくは各々が建築物の中心に向けられた直線状の側部構造９１を有する。

鉛直支持構造８０および中央に配置された鉛直支持構造９０は、好ましくは廊下１１０および１１１が形成されるように互いに対して配置され、かつ鉛直支持構造８０が個別に配置される。

図１２に示される直線状の側部構造９１の１つ（右側）の、超高層建築物の中心に向けられた側部にシャフト５４が形成される。

上記の実施形態と同様に、主要支持構造１０は２つの交差する壁１１で形成され、壁１１の各々は前記基部２０、２０’、２０”の対角的に対向する外壁角１３の間全体に延在している。

本発明による超高層建築物１のすべての実施形態において、少なくとも４つの主要密閉空間１００が形成され、その各々が独自の耐火セルを提供する。こうして形成された耐火セルの間の壁１１に防火扉が提供されてもよい。耐火セルの間の壁１１に防火扉が提供されるとき、それらの防火扉は好ましくは４〜５フロア１５の間隔で配置される。

図１３は、たとえば図６に示される本発明による補強コンクリートの主要支持構造１０を有する超高層建築物１の実施形態の概略的縦断側面図である。非限定的な例として、角支持構造３２、３４は異なる高さまで延在し、角支持構造３２は一番外側の角支持構造３２を形成し、さらなる角支持構造３４は中間角支持構造３４および一番内側の角支持構造３４を形成してもよい。一番外側の角支持構造３２は最も低くてもよく、好ましくは約１００メートルの高さまで延在してもよい。中間角支持構造３４は好ましくは約３００メートルの高さまで延在してもよく、一番内側の角支持構造３４は好ましくは約５００メートルの高さまで延在してもよい。

なお、上述したすべての実施形態における支持構造１０の壁１１は、好ましくは大規模な火災および／または大爆発に耐えるような強度を有するものとする。

Claims

補強コンクリートの主要支持構造（１０）と、少なくとも４つの角（１３）を有する基部（２０；２０’；２０”）とを含む超高層建築物（１）であって、前記主要支持構造（１０）は少なくとも２つの壁（１１）で形成され、各壁（１１）は前記基部（２０、２０’、２０”）の対角的に対向する外壁角（１３）の間全体に延在しており、前記２つの壁（１１、１１）は互いに交差しており、それぞれの前記壁（１１）の少なくとも中間部分（１４）は前記超高層建築物（１）の一番上の部分まで延在することを特徴とする、超高層建築物（１）。
前記２つの壁（１１、１１）はそれぞれの前記壁（１１）の前記中間部分（１４）において互いに交差することを特徴とする、請求項１に記載の超高層建築物（１）。
それぞれの前記壁（１１）の前記中間部分（１４）は、それぞれの前記壁（１１）の中央部分であることを特徴とする、請求項２に記載の超高層建築物（１）。
各壁（１１）に関連する前記外壁角（１３）において、それぞれの壁（１１）の端部（１６）には、前記端部（１６）からそれぞれの隣接外壁（４０）の一部分に沿って水平方向に延在し、かつ前記隣接外壁（４０）が終わる高さまで延在する外壁支持構造（３０）が設けられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の超高層建築物（１）。
それぞれの前記壁（１１）の前記中間部分（１４）には少なくとも一対の対向する支持構造（５０）が配置され、前記対向する支持構造（５０）の端部（５１）はそれぞれの前記壁（１１）まで延在することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の超高層建築物（１）。
前記基部（２０、２０’、２０”）が四角形の形状を有する場合、それぞれの前記壁（１１）の前記中間部分（１４）には対応する四角形の形状を有する中央支持構造（５２）が配置され、前記中央支持構造（５２）の端部（５１）は、少なくとも１つの第１の鉛直に延在するシャフト（５４）を形成するようにそれぞれの前記壁（１１）まで延在することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の超高層建築物（１）。
各壁（１１）に関連する前記外壁角（１３）において、前記壁（１１）の端部（１６）には、角支持構造（３１）を形成するように各隣接外壁（４０）から前記壁（１１）まで直角に延在する角支持構造（３２）が設けられ、前記角支持構造（３１）は前記隣接外壁（４０）が終わる高さまで延在し、前記角支持構造（３１）は第２の鉛直に延在するシャフト（３３）を形成することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の超高層建築物（１）。
各角支持構造（３１）に隣接して、前記壁（１１）沿いにそれぞれの前記壁（１１）の前記中間部分（１４）に向かって、少なくともさらなる角支持構造（３４）が配置され、前記さらなる角支持構造（３４）は前記基部（２０）と同じ四角形の形状を有し、前記壁（１１）は各々の前記さらなる角支持構造（３４）を通って延在することを特徴とする、請求項７に記載の超高層建築物（１）。
前記基部（２０）が四角形の形状を有する場合、前記少なくとも２つの壁（１１）は互いに同じ形を有する複数の四角形（７０）で形成され、それぞれの壁（１１）の前記中間部分（１４）において中央四角形（７０ａ）が形成され、前記中央四角形（７０ａ）の各角（７１）において前記複数の四角形（７０）が対角的に対向する角（７２）において互いに接続されることによって、前記中央四角形（７０）および各四角形（７０ａ）のそれぞれの側部（７０ｂ、７０ｃ）が前記基部（２０）のそれぞれの側部（２０ａ）と平行になることを特徴とする、請求項１に記載の超高層建築物（１）。
前記壁（１１）の間に、さらなる鉛直支持構造（８０）が配置されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の超高層建築物（１）。
前記少なくとも１つの第１の鉛直に延在するシャフト（５４）と、前記第２の鉛直に延在するシャフト（３３）とは、前記超高層建築物（１）のサービス機能のためのシャフトを形成し、前記機能はエレベーター、換気機器、電気ケーブル、および配管からなる群より選択されることを特徴とする、請求項６または７のいずれか一項に記載の超高層建築物（１）。
少なくとも前記主要支持構造（１０）の前記コンクリートの補強材は、鋼、ガラス繊維、および炭素繊維、またはそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の超高層建築物（１）。
前記基部（２０）は四角形の形状を有し、４つの中央に配置された鉛直支持構造（９０）が前記壁（１１）の間に延在するように配置され、前記中央に配置された鉛直支持構造（９０）は前記建築物の中心に向けられ、前記中央に配置された鉛直支持構造（９０）の端部に防火扉が設けられることで、少なくとも４つの主要密閉空間が形成され、前記主要密閉空間の各々が独自の耐火セルを提供することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の超高層建築物（１）。