專利名稱：多面半球體快裝卸組合式房屋的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及房屋建筑技術領域，具體涉及一種多面半球體快裝卸組合式房屋。
背景技術：
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備，如簡易房屋或者帳篷。這些設備在為人們提供方便的同時也存在一些問題，如建造簡易房屋的成本高，不美觀，壽命短，建造工期長，不易拆卸和運輸，拆卸時容易產(chǎn)生建筑垃圾，而帳篷耐用性差，空間利用率低，不保溫隔熱，無法抵御強風，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，尤其在地形險峻的環(huán)境中和時間緊迫的情況下，這種房屋只需將模塊化的預制件運送到目的地，按照一定的方法和順序?qū)⑺鼈冞M行組裝，以實現(xiàn)快速、簡便地建造房屋的目的。由于其結構簡單、材料輕便、易于組裝、成本低廉等特點，可以適用于地勢險峻，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或長久性的住房需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種承載力強、結構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。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為
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個相同的薄板單元相連構成；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，正八角形的邊長由8個四邊形的長邊構成；所述正八角形的外切圓的直徑等于其邊長的2. 614倍，內(nèi)切圓的直徑等于其邊長的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。進一步地,兩個二分之一的多面體之間通過一條折線拱形連接帶相互結合構成一個所述半橢球形多面體，或是四個四分之一的多面體之間通過兩條垂直相交的折線拱形連接帶相互結合構成半球形多面體。折線拱形連接帶由四個相同的矩形板組成，矩形板的一組對邊與薄板單元的長邊相等并連接。進一步地，多個所述半球形多面體通過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成多面半球體表面的薄板單元的邊緣向內(nèi)側折彎形成棱邊，兩個相鄰薄板單元的棱邊通過螺栓固定連接；或者在所述薄板單元的邊緣的下方固定截面為L型的直線桿件，形成薄板單元的受力邊框，兩個相鄰薄板單元的直線桿件通過螺栓固定連接。薄板單元的內(nèi)側配有保溫層。本發(fā)明在空間利用、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)建筑無法比擬的優(yōu)點(1)薄殼空間結構可以最佳方式抵御各個方向的荷載，具有極高的抗風，抗震和抗雪災的性能。(2)本發(fā)明完全采用預制成型的標準化構件在現(xiàn)場快速裝配和拆卸多種形式的房屋，有利于實現(xiàn)房屋的系列化、產(chǎn)業(yè)化和標準化，可大量節(jié)省房屋的加工和安裝時間和綜合費用。(3)組裝方式靈活多變，建筑面積的大小和布局可隨需求設計，外表面具有幾何學所特有的高科技特征和結晶體的藝術效果，并可采用不同的材料和色彩，達到建筑藝術與技術的完美結合。由此而產(chǎn)生的多樣化的房屋形式和風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，本發(fā)明的半球形表面的面積更小，能耗更少。而且，構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能光電板，形成集保溫和發(fā)電為一體的復合功能外維護板材，其所具有的獨特的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢使它可以適應不同的地域和氣候環(huán)境，用途十分廣泛。


圖1是本發(fā)明不規(guī)則四邊·形平面薄板單元的幾何圖。圖2是由圖1單元構成的半球形多面體。圖3是實施例2中采用的四棱椎體薄板單元的幾何圖。圖4由圖3單元構成的半球形多面體。圖5是實施例3中二分之一半球體組合成的房屋。圖6是實施例3中四分之一半球體組合成的房屋。圖7是實施例4多個房屋的組合圖。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。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明。實施例1
本實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，其中兩條長邊BC=⑶=2米，采用12個這種四邊形拼接起來，即可構建形成面積為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，邊長等于2米。實施例2
如圖3所示，本實施例的多面球體房屋利用四棱錐體作為單元薄板替換實施例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，其底面形狀與實施例1中的不規(guī)則四邊形相同。四棱錐體的頂點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。實施例3
將實施例2中的半球形多面體房屋沿薄板單元I的長邊均分為兩半，再通過一條拱形連接帶2拼接在一起，后者由4個相同的矩形板的短邊依次連接構成，就可以獲得面積比實施例2的房屋面積更大的半橢球形多面體房屋(見圖5)。連接帶2的4個矩形板的長邊分別與薄板單元的長邊BC相等并連接。
此外還可以將實施例2中的半球形多面體房屋沿薄板單元I的長邊均分為四等份，再通過兩條垂直相交的、各自均由4個相同的矩形構成的拱形連接帶2拼接在一起，就可以獲得面積更大的半球形多面體房屋(見圖6)。比如，當矩形板的短邊為1. 6米，不規(guī)則四邊形的長邊為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采光的矩形門和窗戶。實施例4
多個如實施例1、2或3的半球形多面體可以通過連接單元相互組合為一組。如圖6所示，將兩個實施例2底部的相鄰的兩個薄板單元I去除，再將它們通過4個三角形連接單元3連接，就可實現(xiàn)兩個房屋無縫對接，按此原理，3個半球形多面體可實現(xiàn)“T”字形的無縫連接，4個半球形多面體可實現(xiàn)“口”字形的無縫連接。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、棱邊連接法每個單元板的邊緣向內(nèi)側折彎，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，就形成了堅固的外殼(如圖8)。板內(nèi)側配以巖棉、發(fā)泡聚氨酯等建筑保溫材料6。2、直桿連接法如圖9，每個薄板單元I可以分為面板7和與其邊緣長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的結構受力框。通過螺栓5可以將兩個相鄰薄板單元I的邊框固定在一起，組裝成高強度的半球形多面體房屋的外殼。薄板單元I內(nèi)側配以巖棉、發(fā)泡聚氨酯等建筑保溫材料6，外側連接處設置有防水膠帶9。在以上兩種組裝方法中，由于每個相鄰單元面板的棱邊或L型邊框均由螺栓固定在一起，形成了強度大于面板的加強肋，所以當所有單元被連成一個整體，并被固定在基座上時，它們的加強肋就成為高強度的球形空間網(wǎng)狀結構，可承受多方向的較大的外部荷載。
權利要求
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個相同的薄板單元相連構成；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，正八角形的邊長由8個所述四邊形的長邊構成；所述正八角形的外切圓的直徑等于其邊長的2. 614倍，內(nèi)切圓的直徑等于其邊長的2. 415倍。
2.根據(jù)權利要求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。
3.根據(jù)權利要求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二分之一的多面體通過一條折線拱形連接帶相互結合構成，或是由四個四分之一的多面體通過兩條垂直相交的折線拱形連接帶相互結合構成。
4.根據(jù)權利要求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相同的矩形板組成，所述矩形板的一組對邊與薄板單元的長邊相等并連接。
5.根據(jù)權利要求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，多個所述半球形多面體通過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，所述構成多面半球體表面的薄板單元的邊緣向內(nèi)側折彎形成棱邊，兩個相鄰薄板單元的棱邊通過螺栓固定連接；或者在所述薄板單元的邊緣的下方固定截面為L型的直線桿件，形成薄板單元的受力邊框，兩個相鄰薄板單元的直線桿件通過螺栓固定連接。
7.根據(jù)權利要求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)側配有保溫層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多面半球體快裝卸組合式房屋，屬于建筑的技術領域。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個相同的薄板單元構成；薄板單元的形狀為不規(guī)則的四邊形，四邊形的兩條長邊相等，兩條短邊也相等；構成的多面體的底面形狀為正八角形，其邊長等于四邊形的長邊,正八角形的外切圓的直徑等于其邊長的2.614倍，內(nèi)切圓的直徑等于其邊長的2.415倍。本發(fā)明房屋獨特的薄殼空間結構強度高，可以最佳方式抵御各個方向的荷載，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)代社會復雜多變的功能需求。
文檔編號E04B1/348GK103046646SQ20131002784
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權日2013年1月25日
發(fā)明者成海航 申請人:成海航