一种千米级超高层塔楼的制作方法

1.本发明涉及建筑结构设计技术领域，尤其涉及一种千米级超高层塔 楼。


背景技术：

2.随着人类文明的进步与建造技术的发展，不断向建筑的高度挑战是 人类的渴望。近年来，各国争相建造超高塔体，对未来高塔的设想也层 出不穷。但要实现所设想的超级高塔，还存在一系列的需要解决的技术 问题。
3.千米级超高层塔楼有很强的功能性与标志性。为满足结构侧向刚性 需要耗费大量的钢材，巨大的结构重量对地基造成超大压力，再加上地 震力等因素，建造的难度可想而知。
4.在当前建筑材料和建筑手段下，要建造千米级超高层塔楼需要解决 以下技术问题：
5.1、千米级超高层塔楼侧向刚度难以保证的技术瓶颈问题。
6.2、千米级超高层塔楼建筑荷载巨大，现有桩基无法满足承载力要求。 一般建筑采用桩筏基础。当建筑高度达到500m左右时，受到单桩承载力 的限制，塔楼体下筏板面积不足以布置数量充足的基桩，以支承上部结 构巨大的荷载。
7.上述技术难点限制了超千米的千米级超高层塔楼的建造。


技术实现要素：

8.鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种千米级超高层塔楼，用以 解决千米级超高层塔楼侧向刚度不足、桩筏基础无法承载巨大载荷的技 术问题。
9.本发明通过如下技术方案实现：
10.一种千米级超高层塔楼，包括中央高塔和塔基；所述中央高塔设置 在塔基上；所述塔基设置有环状基础；所述中央高塔包括塔楼区和桅杆 区；所述桅杆区设置在所述塔楼区之上；所述塔楼区设置有竖向支撑单 元、水平支撑单元和立面支撑单元；所述竖向支撑单元连接所述水平支 撑单元，形成塔楼区巨型格构结构；所述立面支撑单元螺旋盘绕连接在 所述塔楼区巨型格构结构上；所述竖向支撑单元包括塔楼外筒体；所述 千米级超高层塔楼是指所述中央高塔高度超过1000m。
11.进一步的，所述塔基建筑基础包括塔基桩基础和环状筏板，所述塔 基建筑群设置在环状筏板上，所述中央高塔设置在所述塔基桁架上。
12.进一步的，所述塔楼区包括从低到高依次设置的高塔低区、高塔中 区和高塔高区，所述高塔低区设置在所述塔基桁架上。
13.进一步的，所述水平支撑单元分为低区水平支撑单元、中区水平支 撑单元和高区水平支撑单元，所述竖向支撑单元分为低区竖向支撑单元、 中区竖向支撑单元和高区竖向支撑单元，所述立面支撑单元分为低区立 面支撑、中区立面支撑和高区立面支撑。
14.进一步的，所述低区水平支撑单元包括低区楼面梁和低区水平桁架 层；相邻所述
低区水平桁架层间隔多层所述低区楼面梁设置；所述低区 楼面梁向内侧悬挑，形成内侧环形通道，并环设低区塔楼。
15.进一步的，所述低区竖向支撑单元包括低区支撑内筒、低区支撑外 筒、低区钢管柱和低区加强肋；所述低区支撑内筒平行设置在所述低区 支撑外筒内；所述低区支撑内筒和低区支撑外筒上对应设置有相同数量 的所述低区钢管柱，所述低区支撑内筒和低区支撑外筒上对应的所述低 区钢管柱设置有所述低区加强肋。
16.进一步的，所述低区立面支撑由交叉斜杆构成，所述交叉斜杆首尾 相接，螺旋缠绕在所述低区支撑外筒上。
17.进一步的，所述中区水平支撑单元包括中区楼面梁；所述中区竖向 支撑单元包括中区核心筒、中区桁架柱和中区加强肋。
18.进一步的，所述中区核心筒设置在中区支撑内筒内部，所述中区支 撑内筒平行设置在中区支撑外筒内；相同数量的所述中区桁架柱周向均 布在所述中区支撑内筒和中区支撑外筒上，所述中区加强肋连接所述低 区支撑内筒和低区支撑外筒上对应的所述低区钢管柱；所述中区支撑外 筒为低区支撑外筒的延伸，所述中区立面支撑为部分所述低区立面支撑 的延伸。
19.进一步的，所述高区水平支撑单元包括高区楼面梁、高区支撑外筒、 高区钢管柱和高区立面支撑；所述高区钢管柱轴向均布在所述高区支撑 外筒上，所述高区支撑外筒为中区支撑外筒的延伸，所述高区立面支撑 为部分中区立面支撑的延伸。
20.进一步的，所述桅杆区设置在所述塔楼区顶部的水平支撑单元上， 所述桅杆区采用钢管柱或格构柱结构。
21.一种立体城市超高层建筑，包括所述的千米级超高层塔楼。
22.与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
23.1、本发明通过采用下大上小的流线千米级超高层塔楼立面造型、严 格控制塔楼体高宽比，以及通过竖向支撑单元、水平支撑单元和立面支 撑单元的交互连接，有效增大了千米级超高层塔楼的结构刚度，同时有 效减小了千米级超高层塔楼上部风阻面积；在减轻结构自重的同时，显 著减小了千米级超高层塔楼上部风荷载，以及地震可能造成的破坏力影 响。
24.2、本发明的千米级超高层塔楼采用钢结构，可以充分发挥钢结构的 高强材料优势，减轻结构自重；同时，衔接巨型环状结构顶部的穹顶结 构与塔楼体的圆形布置截面相适应，网格疏密可调，可显著提高超高层 建筑结构侧向刚度。
25.3、本发明的环桩基础与环状筏板共同构成的环形基础解决了建造千 米级超高层塔楼地基承载力的主要瓶颈问题。环形基础突破了距离较远 的相邻结构各自具有独立桩筏基础的传统做法，一方面利用连续地基梁 的受力，另一方面利用环形承台扩大布桩面积，还借助桩间土的有利作 用以提高地基的承载力，从而克服地基承载力不足的难题，为超高层建 筑高度的大幅度提高提供了全新思路。
26.4、本发明的立体城市千米级超高层塔楼沿千米级超高层建筑竖向设 置若干个平台，作为水平加强层；水平加强层一方面能够抵抗竖向构件 水平分力、提高结构整体受力性能，另一方面可以作为建筑共享空间的 支承平台，同时有利于施工，即在施工建造阶段可以作为高空大运距构 件分级吊装、混凝土分级泵送的施工平台。
27.本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优 选组合方案。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且， 部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本 发明的目的和其它优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来 实现和获得。
附图说明
28.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制， 在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
29.图1为本发明千米级超高层塔楼整体结构示意图；
30.图2为本发明带有接地交叉编织索网结构的千米级超高层塔楼结构 示意图；
31.图3为带有本发明千米级超高层塔楼的立体城市结构示意图；
32.图4为图1中a-a剖面示意图；
33.图5为图1中b-b剖面示意图；
34.图6为图1中c-c剖面示意图；
35.图7为图1中d-d剖面示意图；
36.图8为本发明塔基建筑群展平后局部中分面结构示意图；
37.图9为本发明塔基桩基础与环状筏板位置关系示意图；
38.图10为图9的仰视图；
39.图11为图1中e部局部放大示意图图；
40.图12为本发明高塔低区结构示意图；
41.图13为图12中f部局部放大示意图；
42.图14为本发明立体城市超高建筑塔楼分布投影示意图；
43.图15为本发明塔基建筑群示意图；
44.图16为本发明中环建筑群示意图；
45.图17为本发明外环建筑群示意图；
46.图18为本发明高塔中区结构示意图；
47.图19为本发明高塔高区结构示意图。
48.附图标记：
49.1.建筑基础；11.桩筏基础；111.外环桩基础；112.中环桩基础；113. 塔基桩基础；12.环状筏板；
50.21.外环建筑群；211.外环塔楼体；212.外环桁架；213.外环塔楼核 心筒；22.中环建筑群；221.中环塔楼体；222.中环桁架；223.外环塔楼 核心筒；23.塔基建筑群；231.塔基塔楼体；232.塔基桁架；233.内环塔 楼核心筒；234.内环平台水平加强层；
51.3.中央高塔；31.高塔低区；311.低区楼面梁；312.低区竖向支撑单 元；313.低区水平桁架层；314.低区交叉支撑；315.低区桁架柱内筒； 316.低区桁架柱外筒；317.低区桁架柱；318.低区双向梁；32.高塔中区； 321.中区楼面梁；322.中区核心筒；323.中区竖向支撑单元；324.中区 双向梁；325.中区桁架柱外筒；326.中区桁架柱内筒；327，中区桁架柱； 328.中区交叉支撑；33.高塔高区；331.高区楼面梁；332高区桁架柱外 筒；332.高区桁架柱外筒；333.高区桁架柱；334.高区交叉支撑；34.桅 杆区；
52.4.穹顶结构；41.屋盖索网单元；411.外侧环状交叉编织索网；412. 内侧环状交叉编织索网；42.充气膜单元；43.双层索夹；431.索夹基座 板；432.索夹上盖板；43.索夹下盖板；
53.5.接地交叉编织索网结构。
具体实施方式
54.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本 发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用 于限定本发明的范围。
55.下面结合图1-图19，更具体地描述本发明的技术方案：
56.实施例1
57.一种千米级超高层塔楼。
58.实施例1的千米级超高层塔楼主体结构为中央高塔3。实施例1定义 中央高塔3高度超过1000m。
59.如图1所示，本实施例1的千米级超高层塔楼包括中央高塔3和塔 基。千米级超高层塔楼的塔基包括实施例2中的塔基建筑群23、塔基桩 基础113和环状筏板12；其中，塔基桩基础113和环状筏板12构成塔基 建筑群23的基础；塔基建筑群23包括塔基塔楼体231和塔基桁架232。
60.结合图1、图8和图9所示，中央高塔3设置在塔基桁架232之上。 中央高塔3的巨大荷载通过塔基桁架232传递至塔基建筑群23上环形布 置的多个塔基塔楼体231上，进一步通过在各塔基塔楼体231下部设置 的塔基桩基础113承压。同时，中央高塔3下部依附于塔基桁架232所 建造的内环平台水平加强层234与穹顶结构4环向放射状连接，并与中 环建筑群22和外环建筑群21连接为一个整体，有效提高了中央高塔3 的侧向刚度，特别是提升了作为中央高塔3底座的内环平台水平加强层 234的侧向刚度。
61.如图1所示，中央高塔3包括塔楼区和桅杆区34，塔楼区为回转体， 桅杆区34设置在塔楼区顶部。塔楼区从下至上依次包括高塔低区31、高 塔中区32和高塔高区33。其中，高塔高区33和桅杆区34为无人区。
62.塔楼区包括竖向支撑单元、水平支撑单元和交叉支撑单元；竖向支 撑单元沿周向设置，水平支撑单元沿轴向设置，竖向支撑单元交织连接 水平支撑单元，形成塔楼区巨型格构结构；交叉支撑单元螺旋盘绕连接 在塔楼区巨型格构结构上。
63.具体的，高塔低区31沿周边均匀布置低区竖向支撑单元312，沿高 度方向布置多个低区水平支撑单元，低区水平支撑单元与低区竖向支撑 单元312共同构成高塔低区网格结构，高塔低区网格结构的立面上连续 布置有低区交叉支撑314，高塔低区网格结构加低区交叉支撑314的结构 可以提高中央高塔3结构的侧向刚度。高塔低区网格结构内设置有多层 低区楼面梁311，形成具有使用功能的楼层结构。
64.具体的，高塔中区32沿周边向均匀布置中区竖向支撑单元323和中 区水平支撑单元，中区竖向支撑单元323包括中区核心筒322，中区水平 支撑单元和中区竖向支撑单元323共同构成高塔中区网格结构；高塔中 区网格结构立面上连续布置的中区交叉支撑328。高塔中区网格结构和中 区交叉支撑328可以提高中央高塔3结构的侧向刚度。中区水平支撑单 元包括多层的中区楼面梁321，中区楼面梁321处可以形成具有使用功能 的楼层结
构。
65.具体的，高塔高区33包括高区水平支撑单元、高区竖向支撑单元和 高区交叉支撑334，形成高塔高区33的整体框架结构。高区水平支撑单 元包括多层高区楼面梁331，形成具有设备使用功能的楼层结构。
66.具体的，桅杆区34设置在塔楼区顶部的水平支撑单元上，采用桁架 柱或格构柱结构。
67.塔楼区的竖向支撑单元包括贯通塔楼区的塔楼外筒体，塔楼外筒体 的母线为光顺的曲线。优选的，塔楼外筒体的母线为双曲线的一部分。
68.如图12所示，高塔低区31包括低区水平支撑单元、低区竖向支撑 单元312和低区交叉支撑314。
69.结合图4、图12和图13所示，具体的，高塔低区31的水平支撑单 元为巨型钢桁架结构，包括多个低区楼面梁311和低区水平桁架层313。 低区楼面梁311与楼层高度匹配，相邻的低区水平桁架层313间隔若干 层低区楼面梁311设置。
70.具体的，高塔低区31的低区竖向支撑单元312包括低区桁架柱内筒 315、低区桁架柱外筒316、低区桁架柱317和低区双向梁318。
71.低区桁架柱内筒315在低区桁架柱外筒316内，与低区桁架柱外筒 316平行设置。低区桁架柱外筒316为塔楼外筒体的一部分，具体为塔楼 外筒体的下部。
72.结合图4和图12所示，低区桁架柱内筒315和低区桁架柱外筒316 上沿母线对应设置有相同数量的低区桁架柱317。优选的，实施例3中， 高塔低区31上的低区桁架柱317分组设置，具体为每2个低区桁架柱317 为一个桁架柱组；桁架柱组对应地、周向均布在低区桁架柱内筒315和 低区桁架柱外筒316上。低区桁架柱内筒315和低区桁架柱外筒316上 对应的低区桁架柱317间通过低区双向梁318连接。低区桁架柱内筒315、 低区桁架柱外筒316、桁架柱组的区塔楼桁架柱317及对应的低区双向梁 318，共同围覆成一个低区竖向支撑单元312。多个低区竖向支撑单元312 彼此间隔，周向均布在高塔低区31的立面上。低区竖向支撑单元312共 用低区桁架柱内筒315和低区桁架柱外筒316。
73.具体的，低区交叉支撑314由交叉支撑构成，交叉支撑首尾相接， 螺旋缠绕在低区桁架柱外筒316上。
74.如图13所示，优选的，实施例3中，低区交叉支撑314双向、多个、 螺旋盘绕在低区桁架柱外筒316上。
75.进一步优选的，实施例3中，低区交叉支撑314采用8个双向、共 计16根交叉支撑作为低区交叉支撑314。
76.进一步优选的，低区交叉支撑314的交叉支撑采用圆钢管或箱型钢 构件。
77.在高塔低区31上，低区水平桁架层313相当于环桁梁，低区竖向支 撑单元312相当于竖肋；低区水平桁架层313和低区竖向支撑单元312 交织成高塔低区31的低区网格塔基骨架，能够增强结构的整体性。低区 楼面梁311设置在低区水平桁架层313之间，与低区竖向支撑单元312 和低区交叉支撑314均有连接，进一步增强了高塔低区31的结构强度。
78.位于高塔低区31外围的周边位置，在低区楼面梁311处建造有低区 塔楼。
79.低区楼面梁311的网格尺寸与低区塔楼楼层高度相匹配，低区楼面 梁311向内侧悬挑，形成内侧环形通道。环设的低区塔楼的周边作为使 用房间，可以获得较好的采光与
景观。
80.低区水平桁架层313处间隔或逐层建造有低区中心平台，可以作为 中央共享大厅，也是施工过程中的转换平台，作为高空大运距构件分级 吊装、混凝土分级泵送的施工平台。其中，高塔低区31最上端设置有内 环平台水平加强层234。内环平台水平加强层234也是中央高塔3的最下 部的基础。
81.如图11所示，施工过程中，随着高塔高度的上升，低区水平桁架层 313有效工作面变小，不再能够提供足够大的平台用于施工设备的安装和 施工作业。此时，可以在高塔低区31外部设置外沿转换平台。可选的， 高塔低区31外部的外沿转换平台设置在低区水平支撑单元和低区竖向支 撑单元312交点处。优选的，高塔低区31外部的外沿转换平台设置在低 区水平桁架层313和低区竖向支撑单元312交点处，即中央高塔3的高 塔低区网格塔基骨架节点上。
82.结合图18和图5所示，高塔中区32整体建造在高塔低区31上端， 具体衔接的高塔低区31最上端的低区水平桁架层313上。
83.如图18所示，具体的，高塔中区32包括中区水平支撑单元、中区 竖向支撑单元323和中区交叉支撑单元328。
84.中区水平支撑单元包括中区楼面梁321。
85.中区竖向支撑单元323包括中区核心筒322、中区桁架柱内筒326、 中区桁架柱外筒325、中区桁架柱327和中区双向梁324。
86.具体的，中区核心筒322位于中区桁架柱内筒326内，中区核心筒 322内设置有网格布置的核心筒双向梁。
87.中区桁架柱327对应地周向均布在中区桁架柱内筒326和中区桁架 柱外筒325上，中区双向梁324设置在中区桁架柱内筒326和中区桁架 柱外筒325上对应的中区桁架柱327间。
88.优选的，中区桁架柱外筒325为塔楼外筒体的一部分，具体为塔楼 外筒体的中部，是低区桁架柱外筒316的延伸。中区桁架柱内筒326位 于高塔低区31的低区桁架柱内筒315的延伸位置；中区桁架柱327位于 高塔低区31的桁架柱组中相同位置的其中1个低区桁架柱317的延伸位 置；由于高塔低区31的桁架柱组为周向均布，因此，中区桁架柱327在 中区桁架柱外筒325和中区桁架柱内筒326上位对应轴向均布。相应的， 中区双向梁324设置在中区桁架柱内筒326和中区桁架柱外筒325上， 也为轴向均布。
89.具体的，中区桁架柱327通过位于高塔低区31顶部的低区水平桁架 层313连接位置对应的低区桁架柱317；中区双向梁324通过位于高塔低 区31顶部的低区水平桁架层313连接位置对应的低区双向梁318。
90.具体的，中区交叉支撑单元328由交叉支撑构成，交叉支撑首尾相 接，螺旋缠绕在中区桁架柱外筒326上。
91.优选的，实施例1中，中区交叉支撑328双向、多个、螺旋盘绕在 中区桁架柱外筒326上。
92.进一步优选的，实施例1中，中区交叉支撑328采用、双向、各2 个，共计4根交叉支撑作为中区交叉支撑328。
93.进一步优选的，中区交叉支撑328的4根交叉支撑为高塔低区31上 16根交叉支撑
中等间隔的4根交叉支撑向上延伸形成。
94.如图5所示，中区塔楼外筒体325、中区桁架柱内筒326与2个相邻 的中区双向梁324以及4个顶点处的4个中区桁架柱327，一同围覆成一 个中区的竖向支撑单元323。多个竖向支撑单元323周向、连续布置。中 区竖向支撑单元323和中区楼面梁321形成中区网格塔基骨架。多个竖 向支撑单元323共用中区桁架柱外筒325和中区桁架柱内筒326。
95.高塔中区32仍可以依附中区网格塔基骨架建造中区塔楼。中区塔楼 直径接近于普通超高层建筑。中区塔楼周边为居住办公等使用房间，利 于采光。
96.结合图19和图6所示，高塔高区33采用桁架柱加螺旋支撑筒体结 构，包括高区水平支撑单元、高区竖向支撑单元和高区交叉支撑334。
97.高区水平支撑单元包括高区楼面梁331。
98.高区竖向支撑单元包括高区桁架柱外筒332、高区桁架柱333和螺旋 盘绕高区桁架柱外筒上的高区交叉支撑334。
99.优选的，高区桁架柱外筒332为塔楼外筒体的一部分，具体为塔楼 外筒体的上部，是中区桁架柱外筒325的延伸。
100.优选的，高区桁架柱333通过位于高塔中区32顶部的中区楼面梁321 连接位置对应的中区桁架柱327。高区桁架柱333圆周均布在高区桁架柱 外筒332上。
101.优选的，实施例1中，高塔高区33采用双向、各1个、共计2根高 区交叉支撑334，螺旋盘绕在高区桁架柱外筒332上。
102.进一步优选的，高区交叉支撑334的2根交叉支撑为高塔中区32上 4根交叉支撑中相间隔的2根向上延伸形成。
103.高区竖向支撑单元和作为高区水平支撑单元的高区楼面梁331共同 构成高区网格塔基骨架。
104.高塔高区33仍可以依附高区网格塔基骨架建造高区塔楼。高区塔楼 直径小于普通超高层建筑，结构侧向刚度较小，在风荷载作用下控制侧 向位移成本很高，故此不宜布置居住功能，可用于风力发电等功能，顶 部设置旅游观光设施。当不设置围护结构时，结构通透有助于减小风阻 与结构自重。
105.结合图1和图7所示，桅杆区34采用桁架柱或格构柱结构，用以实 施电讯发射以及气温、日照、大气质量的监测。最高点可设置高点标识， 并安装避雷装置。
106.本发明千米级超高层塔楼的中央高塔3采用下大上小的建筑体型， 严格控制使用楼层的高宽比，从上至下高宽比逐渐增大，高塔低区31处 高宽比h/b不大于5，能够有效减小迎风面积，显著减小风荷载与地震作 用。中央高塔3主体采用钢结构，其中，上部的高塔高区33和桅杆区34 采用高效巨型桁架-支撑体系钢结构体系；中央高塔3的结构的材料能够 显著减轻结构自重，缩短自振周期，有效控制风振响应。
107.所述千米级超高层塔楼是指所述中央高塔3高度超过1000m。
108.如图2所示，本发明的中央高塔3下端外周边可以通过接地交叉编 织索网结构5与地面基础相连，以进一步增大千米级超高层塔楼的侧向 刚度。
109.具体的，接地交叉编织索网结构5上端连接塔基桁架232外侧上沿， 接地交叉编织索网结构5下端连接地面，具体位于地面上、与中央高塔3 同心的圆上。接地交叉编织索网结构5与中央高塔3光顺连接。
110.环状结构连结为一个整体，可以有效提高中央高塔基座的侧向刚度。
111.如图1所示，塔基建筑群23构建在塔基建筑基础上。塔基建筑基础 包括桩筏基础11和环状筏板12；环状筏板12环设在塔基桩基础113上。
112.如图9和图10所示，优选的，实施例3的环状筏板12的径向尺寸 远大于其上支撑的塔基塔楼体231的最大平面尺寸，且将远距离的6座 塔基塔楼体231连接在一个桩基之上。塔基桩基础113不只是设置在塔 基塔楼体231下方，而是设置在整个环状筏板12的下方，使得有效布桩 面积扩大，从而承载更大的载荷。同时，有效增强了塔基建筑群23的整 体强度。
113.塔基建筑群23底部采用环形筏板12，相当于构建了连续的地基基梁， 环状筏板12的环形基础突破了距离较远的相邻建筑结构各自具有独立桩 筏基础的传统做法。环状筏板12的连续地基梁可以将集中载荷分散到整 个环形承台，允许扩大布桩面积，提高地基的承载力。通过布桩面积远 大于塔基塔楼体231的投影面积，可以解决单独筏板面积难以满足高塔 低区31下布桩要求的难题，可以克服地基承载力不足的难题，为建筑高 度大幅度提高提供了全新思路。
114.实施例2：
115.一种立体城市的超高层建筑。
116.实施例2的立体城市的超高层建筑包括实施例1的千米级超高层塔 楼。
117.如图3所示，具体的，立体城市的超高层建筑包括建筑基础1、巨型 环状结构、实施例1的千米级超高层塔楼和穹顶结构4。其中，实施例1 的千米级超高层塔楼主体结构为中央高塔3；实施例2中的巨型环状结构 包括实施例1千米级超高层塔楼的塔基，即包括实施例1中的塔基建筑 群23、塔基桩基础113和环状筏板12。
118.实施例2定义立体城市的超高层建筑的是指高度超过1000m的高层 建筑；所述巨型环状结构是指最小内接圆直径不小于200m的环状结构。
119.超高层建筑的多个巨型环状结构可以是圆形，也可以是其它任意形 状的、不相交的多个封闭结构。
120.优选的，超高层建筑的多个巨型环状结构分别设置在一组同心环的 不同环上。
121.进一步优选的，超高层建筑的多个巨型环状结构分别设置在一组同 心圆环的不同圆上。
122.每个环上分别包括周向设置的多个塔楼体和1个环桁架；环桁架环 设在该环上设置的多个塔楼体的顶部。优选的，每个环上的多个塔楼体 圆周均布设置。
123.每个环桁架上能够建造成环形公共空间。环境可控空间内能够依塔 楼体、环桁架的主体结构设置水平、垂直、倾斜，甚至是螺旋状的通道 作为公共空间，以实现立体城市交叉互通的交通、疏散通道网。优选的， 通道为对称设置。
124.优选的，同一环上的塔楼体高度相同，相邻环半径之差与该两环上 设置的塔楼体高度差之比大于1。从内到外，同一半径上塔楼高度的连线 为流线型曲线，并与中央高塔3的母线光滑衔接。
125.如图3所示，超高层建筑的穹顶结构4设置在各环桁架之间，形成 立体空间的屋盖。
126.优选的，超高层建筑中心环上的巨型环状结构内部在垂直方向也设 置有多个结
构转换层。结构转换层包括环形转换桁架和转换平台。转换 平台建造在对应的环形转换桁架上。结构转换层同时能够作为施工期间 的工作平台，将建筑材料与构件从地面吊运至转换平台，再通过附塔吊 车进行安装。同时，结构转换层能将中心环上的巨型环状结构的竖向荷 载分散至下部多个中心环上的塔楼体底部，有利于平衡控制每栋超高层 建筑负担的竖向荷载；结构转换层还可以作为中心环上的巨型环状结构 的接力换乘平台，以及供商业、餐饮、人员集散等多功能使用的巨大空 间。
127.优选的，实施例2的巨型环状结构共计有三层，三层的巨型环状结 构以同心圆的方式布置。
128.如图3所示，实施例2的立体城市超高层建筑的巨型环状结构包括 外环建筑群21、中环建筑群22和塔基建筑群23。每个环上分别包括各 自的塔楼体和环桁架。每个环桁架环设在对应环上布置的塔楼体顶部。
129.如图14所示，优选的，每个环桁架的中分面与该环塔楼体的中分面 共面。
130.如图3所示，外环建筑群21包括外环塔楼体211和外环桁架212； 中环建筑群22包括中环塔楼体221和中环桁架222；塔基建筑群23包括 塔基塔楼体231和塔基桁架232。
131.具体的，在实施例2中，外环塔楼体211、中环塔楼体221和塔基塔 楼体231上分别包括多个塔楼。可选的，塔楼可以是圆形、梯形、扇形 以及其它形状中的一种或几种。
132.优选的，外环塔楼体211、中环塔楼体221和塔基塔楼体231上各自 的多个塔楼体周向均布，且高度相同。塔基塔楼体231、中环塔楼体221 和外环塔楼体211上的塔楼体由内到外高度逐环降低，且中环建筑群22 与塔基建筑群23半径差大于塔基塔楼体231和中环塔楼体221高度差， 外环建筑群21与中环建筑群22半径差大于中环塔楼体221和外环塔楼 体211的高度差。
133.塔基塔楼体231、中环塔楼体221和外环塔楼体211上所包含的塔楼 体的数量由内至外逐渐增加。
134.优选的，塔楼体的数量由内到外按等比增加。
135.进一步优选的，塔楼体的数量由内到外按1：2等比增加。
136.进一步优选的，在一条直径线上，外环建筑群21、中环建筑群22和 塔基建筑群23分别对称设置有2座塔楼。
137.如图15所示，实施例2优选塔基建筑群23上圆周均布塔楼6座。
138.如图16所示，实施例2优选中环建筑群22上圆周均布塔楼12座。
139.如图17所示，实施例2优选外环建筑群21上圆周均布塔楼24座。
140.具体的，如图3所示，外环建筑群21、中环建筑群22和塔基建筑群 23上的塔楼体高度由外到内逐层增加。
141.每座塔楼体包括塔楼和核心筒。环形桁架搭建在同环的核心筒上端。
142.具体的，图8示出了塔基建筑群23展平后局部的中分面结构示意， 包括了塔基塔楼体231和塔基桁架232；塔基塔楼体231包括内环塔楼和 内环塔楼核心筒233；内环塔楼核心筒233设置在内环塔楼中心位置。内 环塔楼核心筒233与内环塔楼均连接在环状筏板12上。
143.内环塔楼核心筒233顶部高出塔基塔楼体231；塔基桁架232通过环 形桁架结构连接同环上所有每个内环塔楼核心筒233顶部。内环塔楼核 心筒233在塔基塔楼体231上与塔
基桁架232构成一个整体，连同环状 筏板12及环状筏板12下的塔基桩基础，共同形成上部中央高塔3的塔 基。
144.同样的，中环建筑群22包括中环桁架222和中环塔楼体221，中环 塔楼体221包括中环塔楼核心筒223和中环塔楼。中环塔楼核心筒223 设置在中环塔楼内；中环桁架222在中环塔楼体221顶上连接同环上所 有中环塔楼核心筒223顶部，从而构成一个整体，该部分的地基为每个 中环塔楼体221下的中环桩基础112。
145.同样的，外环建筑群21包括外环桁架212和外环塔楼体211，外环 塔楼体211包括外环塔楼核心筒213和外环塔楼。外环塔楼核心筒213 设置在外环塔楼内，外环桁架212在外环塔楼体211顶上连接同环上所 有外环塔楼核心筒213顶部，从而构成一个整体，该部分的地基为每个 外环塔楼231下的外环桩基础111。
146.实施例2的超高层建筑的建筑基础1包括桩筏基础11和环状筏板12。 桩筏基础11包括外环桩基础111、中环桩基础112和塔基桩基础113。 环状筏板12环设在塔基塔楼体231底部的塔基桩基础113上。环状筏板 12的环半径差大于塔基塔楼体231的最大外接圆直径。塔基桩基础113 均布在环状筏板12上，塔基桩基础113具有不同的桩长，且位于塔基塔 楼体231下方的塔基桩基础113较长，位于环状筏板12边缘处的塔基桩 基础113较短。
147.外环桩基础111和中环桩基础112视桩基上塔楼体的高度而定，可 以是普通桩基，也可以如塔基建筑群23下环设环形筏板，然后环形筏板 下构建普通桩基。优选的，实施例2的外环桩基础111和中环桩基础112 为普通桩基。
148.优选的，实施例2的外环桁架212和中环桁架222为交叉编织轮辐 结构，塔基桁架232为环形桁架结构。
149.如图11所示，优选的，依附于塔基桁架232，建造有内环平台水平 加强层234。内环平台水平加强层234可以作为中央共享大厅，也是施工 过程中的转换平台。
150.可选的，中环桁架222之上还可以构建多层的塔楼，使得中环塔楼 体221从穹顶结构4中穿出。
151.同样的，外环桁架212之上还可以构建多层的塔楼，使得外环塔楼 体211从穹顶结构4中穿出。
152.如图3所示，实施例2的立体城市的超高层建筑还可以包括穹顶结 构4，穹顶结构4包括屋盖索网单元41和充气膜单元42。屋盖索网单元 41连接相邻环桁架的外沿，充气膜单元42覆盖屋盖索网单元41。
153.具体的，屋盖索网单元41包括外侧环状交叉编织索网411和内侧环 状交叉编织索网412。具体的，内侧环状交叉编织索网412设置在塔基桁 架232和中环桁架222之间；外侧环状交叉编织索网411设置在中环桁 架222和外环桁架212之间。
154.优选的，外侧环状交叉编织索网411和内侧环状交叉编织索网412 为交叉编织单层索结构。
155.交叉编织单层索的交叉钢索之间不垂直，2根钢索在交叉处使用双层 索夹。
156.使用不同的双层索夹可以适用于任意角度钢索的相交情况。双层索 夹由索夹基座板、索夹上盖板、索夹下盖板和螺栓组成。双层索夹体积 小，构造简单，制作成本低，且紧固呈角度的2条钢索效果好。
157.通过屋盖索网单元41与周边环状连体结构相连，其作用相当于塔桅 结构(中心塔
楼3)的缆风绳(屋盖索网单元41)，将多重巨型环状结 构连结为一个整体，可以有效提高中央高塔基座的侧向刚度。
158.优选的，充气膜单元42采用etfe充气膜(乙烯-四氟乙烯共聚物)。 一方面，etfe充气膜重量轻、透光性好、强度高、耐冲击性强、保温隔 热性能好，能满足立体城市内自然光照射的需求，使得立体城市节能效 果良好，并能够对立体城市内部环境起到围护的作用；另一方面，etfe 充气膜燃烧时不会滴落且能够自熄，有利于立体城市的消防安全性。还 有，相邻环形桁架的屋盖索网单元41内高、外低，有利于屋面排水。
159.穹顶结构4整体采用下大上小的体型，有利于立体城市减小风阻面 积，降低风荷载的影响，增大立体城市结构的侧向刚度。
160.实施例3：
161.一种立体城市。
162.实施例3的一种立体城市的主体结构包括实施例2的立体城市的超 高层建筑，该立体城市的超高层建筑是立体城市的骨架。
163.实施例2的立体城市的超高层建筑包括建筑基础1、巨型环状结构、 实施例1的千米级超高层塔楼和穹顶结构4。其中，实施例1的千米级超 高层塔楼的主体结构为中央高塔3。
164.如图3示出了实施例2的立体城市的超高层建筑。实施例3的巨大 的穹顶结构4之下可以覆盖有立体城市街区，能够营造环境可控空间。 环境可控空间可以集居住、办公、商业、酒店和旅游等功能于一体，内 部形成人工气候环境，能够建造道路、绿地、河流等大量的公共空间。
165.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时，凡 搭载了本装置的设备，以扩大应用领域并产生复合的技术效果，都属于 本方法发明保护的范围。