CN105257019A - 金字塔建筑施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金字塔建筑施工工艺主要用于太空基地的建设，主要解决现有技术中太空基地建设需要投入大量的人力、财力、能源、资源问题，采用将太阳光聚焦后产生的高温，将太空基地附近采集的沙石熔化并用于建筑的施工方法，本施工方法前期需要投入已太空基地相配套的太空太阳能基站（申请号：2015108331435），基地建设机械人或宇航员，建筑的主体材料就地取材，相对于目前的太空基地建设方案来说资源投入大大减少，而且基地建设好后面此太空太阳能基站将作为此基地的能源、以及动植物人类长期驻扎的重要因素，它提供的光能可以局部改变基地附近的环境因素。为抵御宇宙射线、太阳风、陨石撞击、地壳运动以及一些确定的自然因素，本发明中的建筑结构采用金字塔结构。

Description

金字塔建筑施工工艺

技术领域

本发明名称为：金字塔建筑施工工艺，涉及建筑施工技术领域，具体地说，是一种采用太阳光聚焦后产生的高温，将沙石熔化并用于建筑的施工方法。

技术背景

在埃及首都开罗郊外的吉萨，有一座举世闻名的胡夫金字塔。作为人造建筑的世界奇迹，胡夫金字塔首先是世界上最大的金字塔，是第四王朝第二个国王胡夫的陵墓，建于公元前2690年左右。在1888年巴黎建筑起埃菲尔铁塔以前，它一直是世界上最高的建筑物。原高146.5米，因年久风化，顶端剥落10米，现高136.5米；底座每边长230多米，现长220米，三角面斜度52度，塔底面积52900平方米；塔身由230万块石头砌成，每块石头平均重2.5吨。金字塔除了以其规模的巨大而令人惊叹以外，还以其高度的建筑技巧而得名。塔身的石块之间，没有任何水泥之类的粘着物，而是一块石头叠在另一块石头上面的。每块石头都磨得很平，至今已历时数千年，就算这样，人们也很难用一把锋利的刀刃插入石块之间的缝隙，所以能历数千年而不倒，这不能不说是建筑史上的奇迹。让人们叹为观止，另外，在大金字塔身的北侧离地面13米高处有一个用4块巨石砌成的三角形出入口。这个三角形用得很巧妙，因为如果不用三角形而用四边形，那么，一百多米高的金字塔本身的巨大压力将会把这个出入口压塌。而用三角形，就使那巨大的压力均匀地分散开了。在四千多年前对力学原理有这样的理解和运用，能有这样的构造，确实是十分了不起的。

美国是最先决定创建月球基地的国家。据报道美国已决定耗资1000亿美元，建立临时月球太空城。这计划将分阶段进行。最初建立临时基地，人数从十几人逐步增加到几十人，他们将在月球进行矿物开采和冶炼试验，并为建造永久基地做准备。其占地8000平方米，是一座圆形3层建筑物，直径64米，每层高4.5米。屋顶由混凝土建造，再覆以月球土，厚0.7~2.5米。墙壁分内外两部分，外墙6层，厚1.4米，内墙厚2.5米，内外墙中间夹0.7米厚的月球土，主要用于防宇宙射线、太阳风，以及陨石的撞击。另外建筑物中间还有一个圆形防空洞，一旦建筑物受损，大气外泄，人可以躲入其中避难。

日本的月球基地与月球资源开发研究会也提出了一份月球基地的建设蓝图。这一蓝图计划分为5个阶段实施。第一阶段从本世纪末到下世纪初，主要对月球进行调查探测，用机器人为基地选址，绘出月球资源分布图。第二阶段建设可供6~8人居住的直径为6米、长为11米的基地，人们可以不定期地在这里工作，时间为几天到几周。第三阶段基地扩大到可供8~32人居住，建成可防止阳光强烈辐射的保护装置，工作人员可在这里连续工作3~12个月。第四阶段基地进一步扩大，工作人员增至64~125人，居住时间长达1~5年，逐步解决氧气自给问题和农场建设问题。第五阶段基地做到完全自给自足，开始进行能源生产，月球和地球之间开辟定期航线，使月球基地成为人类在地球以外建立的第一个真正的太空居民点。

我国科学家提出在月球上的山体中建设一个很大的窑洞，一方面可以屏蔽太空辐射，另一方面可以提供更大的空间，在窑洞里创造出类似地球的大气环境，实现宇航员的生命保障系统。

从上面的月球基地建设方案中可以看出无论是基地建设的前期、中期乃至于后期主要的建设材料均是有地球供给，这将是一个相当巨大的投入，特别是目前随着地球人口的增加、资源的滥用以及资源的匮乏等因素都制约着太空建设的发展。

发明内容

针对上述太空建设的缺陷，基于发明专利太空太阳能基站（申请号：2015108331435）提供的能源。本发明的目的在于提供一种金字塔建筑施工方法，主要解决现有技术中太空基地建设需要投入大量的人力、财力、能源、资源问题。本发明采用将太阳光聚焦后产生的高温，将太空基地附近采集的沙石熔化用于建筑的施工方法。本施工方法前期需要投入已太空基地相配套的太空太阳能基站，基地建设机械人或宇航员，建筑的主体材料就地取材。相对于目前的基地建设方案来说资源投入大大减少，而且基地建设好后此太空太阳能基站将作为此基地的动力、能源供给站、以及为动植物人类提供长期驻扎的重要因素，它提供的光能可以局部改变基地附近的环境因素。为了抵御宇宙射线、太阳风、陨石撞击、地壳运动以及一些确定的自然因素，本发明中的建筑结构采用金字塔形，建筑的使用功能要求这里不详细说明。

为实现上述目的，本发明提供的金字塔建筑施工工艺，其特点是。

1、太空基地的结构采用稳定性好的金字塔结构。

2、太空基地主体材料采用采用附近的沙石，经过聚焦后的太阳能熔化成岩浆，并在模板中一次成型。

3、太空基地的建设采用填沙法，从下到上逐层施工，采用可重复使用模板单元沿建筑墙面螺旋方向、以及沿立柱竖直方向流水段施工。

4、在岩浆结晶成岩浆岩的过程中根据当地环境适当地进行加压、加热、散热、保温措施，以此提高岩浆岩强度。为加速沙石熔化以及在结晶过程中保证均匀结晶、无气泡、紧密，在沙石熔化过程采用搅拌措施。

附图说明

下面结合附图来对本发明进一步说明。

图1是本发明的剖视图。

图2是本发明图1中A-A截面的俯视图。

图3是本发明图1中A-1节点的大样图。

图4是本发明图1中A-2节点的大样图。

图5是本发明施工的大样图。

图6是本发明分层分区域流水段施工大样图。

附图标记说明：1-立柱，2-条形基础，3-楼板，4-内墙体，5-外墙体，6-沙石，7-沙石，8-契合连接，A-1—侧墙与底板交接大样，A-2—立柱与底板交接大样；1-1—成品，1-2—养护区，1-3—熔化区，1-4—待熔化区，1-5—模板，1-6—养护模板；1A-1—成品，1A-2—养护区，1A-3—熔化区，1A-4—待熔化区，1A-5—模板，1A-6—养护模板,1A-7—已拆模成品；1B-1—成品，1B-2—养护区，1B-3—熔化区，1B-4—待熔化区，1B-5—模板，1B-6—养护模板,1B-7—已拆模成品；1C-1—成品，1C-2—养护区，1C-3—熔化区，1C-4—待熔化区，1C-5—模板，1C-6—养护模板。

具体实施方式

下面，参照附图，对根据本发明提供的金字塔建筑施工工艺的实施方式进行详细说明。

1、选址：根据太空基地的规模选择太空太阳能基站连续照射时间长、提供温度高，以及太空基地附近沙石充足，便于运输的地域。

2、清槽：去除待建筑基址下的松软沙层，根据建筑的规模可以选择桩式基础或者板式基础做法，本实施例为桩式基础。

3、基础硬化：根据施工图纸对建筑的立柱、条形基础进行定位，然后采用高聚焦太阳光照射待沙石熔化到立柱截面积的2倍之后进行下一个桩基的硬化。

4、基础施工，所有桩基（1）的硬化及外墙条形基础硬化（2）后，按照施工图纸将预制好的模板支护好，为方便后续施工，对于基础首层模板（1-5）要求整个建筑浇筑完成面在一个水平面上；然后将选定的沙石填充到模板（1-5）内，不要高于模板（1-5）；然后将高聚焦太阳光按照预定的轨迹分别照射到模板（1-5）内，对于外墙施工注意高聚焦太阳光的移动速度，在岩浆凝固结晶的有效时间能完成另外一模板单元沙石的熔化工作，能够保证最后结晶的岩石的整体性，当然最完美的情况是整个条形基础（2）的浇筑层无间隙连接；对于立柱在沙石有效熔化后即可进行下一个立柱的工作；在沙石熔化中采用搅拌棒搅拌均匀，再本模板单元内沙石有效熔化及聚焦太阳光移出后盖上养护盖板（1-6）并加压养护预定的时间。

第一层基础单元浇筑、养护完成后面，拆除第一单元层模板，架设第二单元层模板，然后将沙石填充到第一单元层浇筑完成面内，不要高于第一单元层浇筑完成面，以免影响上层模板的拆除，后续施工方法同第一层基础单元浇筑施工方法。

5、第一层底板浇筑：在条形基础（2）及桩基（1）按照图纸浇筑完成后，在完成面内满铺沙石，并夯实至要求高度，然后铺垫底板模板，此第一层底板模板不能重复利用，然后架设完其他的第一层底板模板，将沙石填充满整个模板内，将高聚焦太阳光按照预定的轨迹分别照射到模板内，注意高聚焦太阳光的移动速度，同样沙石熔化中使用搅拌棒搅拌均匀，盖上养护盖板（1-6）加压养护；对于立柱（1）与底板（2）、底板（2）与侧墙（3）有交界的地方在下层浇筑单元沙石熔化后岩浆凝固前应插入异形模具（8），岩浆凝固后取出，此法增强了建筑的整体性能，保证了建筑的安全性。

6、首层立柱及侧墙施工：首层立柱及侧墙的施工方法同桩基及条形基础的施工。

7、第二层底板浇筑：第二层底板的施工方法同第一层底板浇筑方法，在第二层底板养护完成后面可以取出沙石，第二层底板模板重复利用于上层建筑，也可以不取出沙石，而根据外星开发的力度逐步开放有效的空间。

8、后续的施工方法同下层的施工方式；需要特别说明的是为保证施工质量以及进度，可以采用分层分区域流水段施工。施工流程如图6示出：首先架设模板（1A-5、1B-5、1C-5），然后模板内填充满沙石（1A-3、1B-3、1C-3），对于模板外沙石填充至已经拆模的成品墙体的上顶面，仅建筑物内填充，建筑外可以不填充，考虑施工方便建筑外也可以填充；然后引入高聚焦太阳光照射，采用搅拌棒搅拌均匀直至沙石熔化；然后将高聚焦太阳光移动到下一个待熔化区（1A-4、1B-4、1C-4），并盖上养护模板（1A-6、1B-6、1C-6），直至规定的养护时间，最后拆除模板（1A-5、1B-5、1C-5）。

Claims (8)

1.一种金字塔建筑施工工艺，其特征在于，采用太阳光聚焦后产生的高温，将模板内的沙石熔化，并一次成型形成岩浆岩的建筑施工方法，所述金字塔建筑施工工艺，其特点是：

（1）建筑结构采用稳定性好的金字塔结构；

（2）采用填沙法，从下到上逐层施工，采用可重复使用模板单元沿建筑墙面螺旋方向、以及沿立柱竖直方向流水段施工；

（3）根据建筑不同部位承载力的差异有效控制岩浆结晶过程，在岩浆结晶过程加压、加热、散热、保温措施，以及在沙石熔化采用搅拌措施。

2.根据权利要求1所述的金字塔建筑施工工艺，其特征在于，聚焦后的太阳光是由发明专利太空太阳能基站（申请号：2015108331435）提供，此温度可以根据当地岩石特点、及环境因素，选择投入的太空太阳能基站数量或者单个太空太阳能基站的激光单元。

3.根据权利要求1所述的金字塔建筑施工工艺，其特征在于，金字塔结构分为内墙、外墙、立柱以及内墙外墙之间的沙石填充层，外墙及沙石填充层主要是为抵御小型陨石撞击、太空辐射而设置的，沙石填充层主要起缓冲作用以及将外力均匀的分散到内墙上；外墙及沙石填充层可以根据使用环境选择，陨石或者受外力冲击少的地区可以不设置。

4.根据权利要求1所述的金字塔建筑施工工艺，其特征在于，填沙法的施工方法是：在下层浇筑单元施工完成后，拆除模板，并在完成面内满铺沙石；然后架设上层模板，并将沙石填充满整个模板内；将高聚焦太阳光按照预定的轨迹照射到模板内的沙石上，在沙石熔化过程可以中可以采用搅拌棒搅拌均匀，在一个模板单元完成熔化后盖上养护盖板并加压养护；对于立柱与底板、底板与侧墙有交界的地方在下层浇筑单元沙石熔化后岩浆凝固前应插入异性模具，在岩浆凝固后取出。

5.根据权利要求1所述的金字塔建筑施工工艺，其特征在于，有效控制岩浆结晶通过沙石熔化中搅拌，熔化后加压、加热、散热、保温措施，来获得刚性、抗压性、柔性不同的岩浆岩，以此满足不同建筑部位的需求。

6.根据权利要求4所述的金字塔建筑施工工艺，其特征在于，在立柱与底板、底板与侧墙有交界的地方在下层浇筑单元沙石熔化后岩浆凝固前应插入异性模具，是保证建筑的整体性、安全性的必要措施。

7.根据权利要求4所述的金字塔建筑施工工艺，其特征在于，在沙石熔化过程中使用搅拌棒搅拌，能够有效的保证岩石结晶后无气泡、紧密，以及沙石快速均匀熔化。

8.根据权利要求4所述的金字塔建筑施工工艺，其特征在于，除第一层底板模板外，其他的模板均能够重复使用。