專利名稱：多面半球體快裝卸組合式房屋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及房屋建筑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多面半球體快裝卸組合式房屋。
背景技術(shù)：
生活中經(jīng)常需要使用一些便于攜帶并可以快速組裝和拆卸的居住設(shè)備，如簡(jiǎn)易房屋或者帳篷。這些設(shè)備在為人們提供方便的同時(shí)也存在一些問(wèn)題，如建造簡(jiǎn)易房屋的成本高，不美觀，壽命短，建造工期長(zhǎng)，不易拆卸和運(yùn)輸，拆卸時(shí)容易產(chǎn)生建筑垃圾，而帳篷耐用性差，空間利用率低，不保溫隔熱，無(wú)法抵御強(qiáng)風(fēng)，暴雨的侵襲。快裝卸組合式房屋相比傳統(tǒng)的建筑具有很大的優(yōu)勢(shì)，尤其在地形險(xiǎn)峻的環(huán)境中和時(shí)間緊迫的情況下，這種房屋只需將模塊化的預(yù)制件運(yùn)送到目的地，按照一定的方法和順序?qū)⑺鼈冞M(jìn)行組裝，以實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便地建造房屋的目的。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料輕便、易于組裝、成本低廉等特點(diǎn)，可以適用于地勢(shì)險(xiǎn)峻，交通不便，氣候惡劣的地理環(huán)境，方便地解決人們各種臨時(shí)或長(zhǎng)久性的住房需求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種承載力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)新穎的多面半球體快裝卸組合式房屋，具有較高的空間利用率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:多面半球體快裝卸組合式房屋，房屋的形狀為規(guī)則的半球形多面體，半球形多面體由12個(gè)相同的薄板單元相連構(gòu)成；所述薄板單元的形狀為不規(guī)則的四邊形，四邊形的兩條長(zhǎng)邊相等，兩條短邊也相等；所述多面體的底面形狀為正八角形，正八角形的邊長(zhǎng)由8個(gè)四邊形的長(zhǎng)邊構(gòu)成；所述正八角形的外切圓的直徑等于其邊長(zhǎng)的2.614倍，內(nèi)切圓的直徑等于其邊長(zhǎng)的2.415倍。薄板單元的形狀還可以采用以所述不規(guī)則四邊形為底面的棱錐或棱臺(tái)。進(jìn)一步地,兩個(gè)二分之一的多面體之間通過(guò)一條折線拱形連接帶相互結(jié)合構(gòu)成一個(gè)所述半橢球形多面體，或是四個(gè)四分之一的多面體之間通過(guò)兩條垂直相交的折線拱形連接帶相互結(jié)合構(gòu)成半球形多面體。折線拱形連接帶由四個(gè)相同的矩形板組成，矩形板的一組對(duì)邊與薄板單元的長(zhǎng)邊相等并連接。進(jìn)一步地，多個(gè)所述半球形多面體通過(guò)連接單元相互組合為一體，連接單元為三角形的薄板。薄板單元之間的連接方式如下:構(gòu)成多面半球體表面的薄板單元的邊緣向內(nèi)側(cè)折彎形成棱邊，兩個(gè)相鄰薄板單元的棱邊通過(guò)螺栓固定連接；或者在所述薄板單元的邊緣的下方固定截面為L(zhǎng)型的直線桿件，形成薄板單元的受力邊框，兩個(gè)相鄰薄板單元的直線桿件通過(guò)螺栓固定連接。薄板單元的內(nèi)側(cè)配有保溫層。本實(shí)用新型在空間利用、建造方式、承載外力、形式美感等方面完全突破了傳統(tǒng)意義上的房屋建筑概念，具有以下傳統(tǒng)建筑無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn):(1)薄殼空間結(jié)構(gòu)可以最佳方式抵御各個(gè)方向的荷載，具有極高的抗風(fēng)，抗震和抗雪災(zāi)的性能。(2)本實(shí)用新型完全采用預(yù)制成型的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)快速裝配和拆卸多種形式的房屋，有利于實(shí)現(xiàn)房屋的系列化、產(chǎn)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化，可大量節(jié)省房屋的加工和安裝時(shí)間和綜合費(fèi)用。(3)組裝方式靈活多變，建筑面積的大小和布局可隨需求設(shè)計(jì)，外表面具有幾何學(xué)所特有的高科技特征和結(jié)晶體的藝術(shù)效果，并可采用不同的材料和色彩，達(dá)到建筑藝術(shù)與技術(shù)的完美結(jié)合。由此而產(chǎn)生的多樣化的房屋形式和風(fēng)格能和諧地融入到豐富多彩的自然和城市環(huán)境之中。(4)與傳統(tǒng)的方盒子形式的建筑相比，本實(shí)用新型的半球形表面的面積更小，能耗更少。而且，構(gòu)成房屋外殼的小尺寸單元板可方便地在工廠中安裝保溫隔熱材料和太陽(yáng)能光電板，形成集保溫和發(fā)電為一體的復(fù)合功能外維護(hù)板材，其所具有的獨(dú)特的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)使它可以適應(yīng)不同的地域和氣候環(huán)境，用途十分廣泛。
圖1是本實(shí)用新型不規(guī)則四邊形平面薄板單元的幾何圖。圖2是由圖1單元構(gòu)成的半球形多面體。圖3是實(shí)施例2中采用的四棱椎體薄板單元的幾何圖。圖4由圖3單元構(gòu)成的半球形多面體。圖5是實(shí)施例3中二分之一半球體組合成的房屋。圖6是實(shí)施例3中四分之一半球體組合成的房屋。圖7是實(shí)施例4多個(gè)房屋的組合圖。圖8是薄板單元采用折彎棱邊連接法的示意圖。圖9是薄板單元采用直桿連接法的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例1本實(shí)施例的多面球體房屋利用如圖1所示的不規(guī)則四邊形作為薄板單元，薄板單元為平面的，其中兩條長(zhǎng)邊BC=⑶=2米，采用12個(gè)這種四邊形拼接起來(lái)，即可構(gòu)建形成面積為19.3米2的多面半球體快裝卸組合式房(圖2)。房屋的底面形狀為正八角形，邊長(zhǎng)等于2米。實(shí)施例2如圖3所示，本實(shí)施例的多面球體房屋利用四棱錐體作為單元薄板替換實(shí)施例1中的不規(guī)則四邊形薄板，四棱錐體也是由平面的薄板組成的，其底面形狀與實(shí)施例1中的不規(guī)則四邊形相同。四棱錐體的頂點(diǎn)e距底面的垂直高度ee’可變，從而可以增加或減弱多面體表面的晶體狀凹凸效果。圖4為采用四棱錐體的薄板組成的多面半球體房屋。實(shí)施例3將實(shí)施例2中的半球形多面體房屋沿薄板單元I的長(zhǎng)邊均分為兩半，再通過(guò)一條拱形連接帶2拼接在一起，后者由4個(gè)相同的矩形板的短邊依次連接構(gòu)成，就可以獲得面積比實(shí)施例2的房屋面積更大的半橢球形多面體房屋(見(jiàn)圖5)。連接帶2的4個(gè)矩形板的長(zhǎng)邊分別與薄板單元的長(zhǎng)邊BC相等并連接。此外還可以將實(shí)施例2中的半球形多面體房屋沿薄板單元I的長(zhǎng)邊均分為四等份，再通過(guò)兩條垂直相交的、各自均由4個(gè)相同的矩形構(gòu)成的拱形連接帶2拼接在一起，就可以獲得面積更大的半球形多面體房屋(見(jiàn)圖6)。比如，當(dāng)矩形板的短邊為1.6米，不規(guī)則四邊形的長(zhǎng)邊為2米，該房屋的建筑面積為33.5平方米，外切圓直徑等于6.83米，內(nèi)切圓直徑等于6.43米。上述不同房屋的矩形連接帶可以用玻璃做成房屋的通風(fēng)采光的矩形門和窗戶。實(shí)施例4多個(gè)如實(shí)施例1、2或3的半球形多面體可以通過(guò)連接單元相互組合為一組。如圖6所示，將兩個(gè)實(shí)施例2底部的相鄰的兩個(gè)薄板單元I去除，再將它們通過(guò)4個(gè)三角形連接單元3連接，就可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)房屋無(wú)縫對(duì)接，按此原理，3個(gè)半球形多面體可實(shí)現(xiàn)“T”字形的無(wú)縫連接，4個(gè)半球形多面體可實(shí)現(xiàn)“口 ”字形的無(wú)縫連接。此外，根據(jù)半球形多面體的數(shù)量和它們的不同組合方式，還可以實(shí)現(xiàn)“一”字形，“十”字形，“U”字形或“S”形等多樣化的房屋群，以滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。上述薄板單元之間的組裝可以有兩種方式:1、棱邊連接法:每個(gè)單元板的邊緣向內(nèi)側(cè)折彎，形成棱邊4。用螺栓5將兩塊單元板的棱邊4固定在一起。一旦半球形多面體房屋或者它們的組合群體的所有單元的棱邊4均如此固定，就形成了堅(jiān)固的外殼(如圖8)。板內(nèi)側(cè)配以巖棉、發(fā)泡聚氨酯等建筑保溫材料6。2、直桿連接法:如圖9，每個(gè)薄板單元I可以分為面板7和與其邊緣長(zhǎng)度相等的受力直線桿件8兩部分，桿件的截面形狀為折角小于90度的“L”形，面板7和直線桿件8可以用鋼、鋁、木、玻璃纖維或其它建筑材料加工而成。通過(guò)膠粘或螺栓5固定的方式將L型桿件固定在面板7的邊緣下方，形成薄板單元I的結(jié)構(gòu)受力框。通過(guò)螺栓5可以將兩個(gè)相鄰薄板單元I的邊框固定在一起，組裝成高強(qiáng)度的半球形多面體房屋的外殼。薄板單元I內(nèi)側(cè)配以巖棉、發(fā)泡聚氨酯等建筑保溫材料6，外側(cè)連接處設(shè)置有防水膠帶9。在以上兩種組裝方法中，由于每個(gè)相鄰單元面板的棱邊或L型邊框均由螺栓固定在一起，形成了強(qiáng)度大于面板的加強(qiáng)肋，所以當(dāng)所有單元被連成一個(gè)整體，并被固定在基座上時(shí)，它們的加強(qiáng)肋就成為高強(qiáng)度的球形空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可承受多方向的較大的外部荷載。
權(quán)利要求1.多面半球體快裝卸組合式房屋，其特征在于，房屋的形狀為規(guī)則的半球形多面體，半球形多面體由12個(gè)相同的薄板單元相連構(gòu)成；所述薄板單元的形狀為不規(guī)則的四邊形，四邊形的兩條長(zhǎng)邊相等，兩條短邊也相等；所述薄板單元組成的多面體的底面形狀為正八角形，正八角形的邊長(zhǎng)由8個(gè)所述四邊形的長(zhǎng)邊構(gòu)成；所述正八角形的外切圓的直徑等于其邊長(zhǎng)的2.614倍，內(nèi)切圓的直徑等于其邊長(zhǎng)的2.415倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多面半球體快裝卸組合式房屋，其特征在于，所述薄板單元的形狀為以所述不規(guī)則四邊形為底面的棱錐或棱臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多面半球體快裝卸組合式房屋，其特征在于，所述半球形多面體是由兩個(gè)二分之一的多面體通過(guò)一條折線拱形連接帶相互結(jié)合構(gòu)成，或是由四個(gè)四分之一的多面體通過(guò)兩條垂直相交的折線拱形連接帶相互結(jié)合構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多面半球體快裝卸組合式房屋，其特征在于，所述折線拱形連接帶由四個(gè)相同的矩形板組成，所述矩形板的一組對(duì)邊與薄板單元的長(zhǎng)邊相等并連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的多面半球體快裝卸組合式房屋，其特征在于，多個(gè)所述半球形多面體通過(guò)連接單元相互組合為一體，連接單元為三角形的薄板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的多面半球體快裝卸組合式房屋，其特征在于，所述構(gòu)成多面半球體表面的薄板單元的邊緣向內(nèi)側(cè)折彎形成棱邊，兩個(gè)相鄰薄板單元的棱邊通過(guò)螺栓固定連接；或者在所述薄板單元的邊緣的下方固定截面為L(zhǎng)型的直線桿件，形成薄板單元的受力邊框，兩個(gè)相鄰薄板單元的直線桿件通過(guò)螺栓固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多面半球體快裝卸組合式房屋，其特征在于，所述薄板單元的內(nèi)側(cè)配有保溫層。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種多面半球體快裝卸組合式房屋，屬于建筑的技術(shù)領(lǐng)域。該組合式房屋的基本形狀為幾何規(guī)則的12面半球形多面體，并可衍生出多種系列產(chǎn)品。半球形多面體由12個(gè)相同的薄板單元構(gòu)成；薄板單元的形狀為不規(guī)則的四邊形，四邊形的兩條長(zhǎng)邊相等，兩條短邊也相等；構(gòu)成的多面體的底面形狀為正八角形，其邊長(zhǎng)等于四邊形的長(zhǎng)邊,正八角形的外切圓的直徑等于其邊長(zhǎng)的2.614倍，內(nèi)切圓的直徑等于其邊長(zhǎng)的2.415倍。本實(shí)用新型房屋獨(dú)特的薄殼空間結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，可以最佳方式抵御各個(gè)方向的荷載，具有較高的空間利用率，房屋與房屋之間有多種組合方式，可形成不同的建筑布局形式，能滿足現(xiàn)代社會(huì)復(fù)雜多變的功能需求。
文檔編號(hào)E04B1/32GK203066240SQ201320040150
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者成海航 申請(qǐng)人:成海航