CN105951992B - 一种弧形快装房 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种弧形快装房，属于房屋建筑领域，包括钢结构架和底结构，钢结构架设在底结构的上端面，形成封闭式形状，钢结构架的横向断面为对称设置的弧形结构，弧形结构两侧的切线与水平线的夹角由上到下逐渐增加，弧形结构至少包括顶部的第一弧段和下部的第二弧段，第一弧段顶部两侧的切线在上端形成的夹角为100度～120度，下端位于距离顶端距离1/5～1/3高度范围内且两侧切线在上端形成的夹角为70度～90度，第二弧段位于弧形结构距离顶端距离在7/10～9/10高度范围内且两侧切线垂直于水平面。本发明模块化制作，拆装方便无需机械，提升组装效率，而且无需预制基础，工期短，成本低，同时抗风性和抗震性好。

Description

一种弧形快装房

技术领域

本发明属于集成房屋建筑领域，尤其是涉及一种弧形快装房。

背景技术

快速集成房屋适用于户外营地的快速建设，户外快捷酒店旅馆的建设，旅游观光建筑的建设，周期短，成本低，方便快捷，现有集成房屋的结构形式皆为比较规则的方形或者矩形的盒子结构，各个构件的受力情况和门式钢架类似，俗称盒子结构，存在以下缺点：1、造型规矩简单，抗侧向力的性能稍差；2、现有集成房屋的结构基本上分为三个部分，顶框、立柱和底框，对顶框的设计制作防水要求高，容易漏水，3、安装时必须使用吊车吊装，必须预留充足的安装空间，施工装配有空间限制；4、基础多采用水泥混凝土，需先进行预制，相对快速安装的集成房屋来讲，预制基础占用时间较长，对土地依赖和破坏较大，建成后是不可移动的，如果作为临时性建筑成本太高，并且对工期不利，而且在低温环境下，水泥无法施工，冬天集成房屋的建设受环境制约而受限制。

发明内容

本发明要解决的问题是提供抗风性好，抗震性好且安装和拆卸方便的一种弧形快装房。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种弧形快装房，包括钢结构架和底结构，所述钢结构架设在所述底结构的上端面，形成封闭式形状，所述钢结构架的横向断面为对称设置的弧形结构，所述弧形结构两侧的切线与水平线的夹角由上到下逐渐增加，所述弧形结构至少包括顶部的第一弧段和下部的第二弧段，所述第一弧段顶部两侧的切线在上端形成的夹角为β，β角度为100度～120度，所述第一弧段的下端位于所述弧形结构距离顶端距离1/5～1/3高度范围内，所述第一弧段下端部的两侧切线在上端形成的夹角为α，α角度为70度～90度，所述第二弧段位于所述弧形结构距离顶端距离在7/10～9/10高度范围内，所述第二弧段的下端部为最大宽度，所述第二弧段下端部的两侧切线垂直于水平面。

进一步的，所述钢结构架横向断面最下端的宽度占所述第二弧段所在最大宽度的比例大于95%。

进一步的，所述钢结构架包括多个中空部分，所述中空部分和所述底结构均由模块拼装而成，每个模块的重量小于75KG。

进一步的，所述底结构通过多个均布的地脚螺钉与下面简易处理过的自然地平面固定连接。

进一步的，所述钢结构架由规格50～90的方管组装而成，所述方管的厚度为1.5mm～5mm。

进一步的，所述钢结构架包括纵向设置的墙面檩条、组成弧形结构的中间立柱和山墙立柱，所述山墙立柱设在所述中间立柱的两侧，所述墙面檩条与所述中间立柱垂直交叉设置，所述墙面檩条和所述山墙立柱垂直交叉设置，所述钢结构架还包括纵向设置在顶端的屋脊梁。

进一步的，所述中间立柱的间距均匀设置，间距为1100mm～1500mm之间，所述山墙立柱与相邻的所述中间立柱的间距与所述中间立柱之间的间距相等。

进一步的，所述墙面檩条所在弧面的弧长间距均匀设置，间距为750mm～1050mm。

进一步的，所述钢结构架在所述底结构上居中设置，所述底结构长度的两端超出所述钢结构架长度的距离为300mm～500mm。

进一步的，所述钢结构架长度的一端为门框，所述门框通过连接横梁与所述底结构和所述山墙立柱连接，所述门框的上端通过连接竖梁与屋脊梁固定连接。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：1、本发明采用对称的弧形结构，而且对弧形结构的断面形状进行一定高度比例和角度的设定，严格按照流体力学的原理进行设计，抗风性能好；2、采用模块化设计组装，且每块的重量不大于75kg，可保证两个人能顺利进行组装，人工皆可操作，安装快捷方便，最大的优点是装卸和安装作业时不用吊车等吊装机械，施工场地及方法更加灵活方便；3、底结构通过地脚螺钉与基础连接，无需预制水泥基础，更加快捷方便，施工不受温度的限制，而且对环境无影响，并可回收利用，环保，地脚螺钉打入的深度可根据基础情况和使用的外部环境进行调节变化。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明钢结构架的结构示意图；

图2是本发明一种弧形快装房的结构示意图；

图3是本发明一种弧形快装房的正视图；

图4是本发明一种弧形快装房的仰视方向的结构示意图；

图5是本发明在方管为60mm×2.0mm，风荷载取值为0.5KN/㎡，迎风面为1.3m宽的抗风受力分析图；

图6是本发明在方管为60mm×2.0mm，风荷载取值为0.6KN/㎡，迎风面为1.3m宽，活荷载与风荷载不同时考虑的抗风受力分析图；

图7是本发明在方管为60mm×2.0mm，风荷载取值为0.6KN/㎡，迎风面为1.3m宽，活荷载与风荷载同时考虑的抗风受力分析图；

图8是本发明在方管为60mm×2.0mm，风荷载取值为0.8KN/㎡，迎风面为1.3m宽，活荷载与风荷载不同时考虑的抗风受力分析图；

图9是本发明在方管为60mm×2.0mm，风荷载取值为0.8KN/㎡，迎风面为1.3m宽，活荷载与风荷载同时考虑的抗风受力分析图；

图10是本发明一种弧形快装房的参数选择对照表。

附图标记说明：

1-钢结构架；11-外盖板；12-内盖板；2-山墙立柱；3-连接竖梁；4-中间立柱；5-墙面檩条；6-屋脊梁；7-门框；8-连接横梁；9-底结构；91-底座横梁；92-底座纵梁；10-地脚螺钉；11-外盖板；12-内盖板；13-第一弧段；14-第二弧段；15-第三弧段；16-第四弧段。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

如图1、图3和图4所示，本发明为一种弧形快装房，包括钢结构架1和底结构9，钢结构架1设在底结构9的上端面，形成封闭式形状，钢结构架1的横向断面为对称设置的弧形结构，弧形结构两侧的切线与水平线的夹角由上到下逐渐增加，弧形结构至少包括顶部的第一弧段13和下部的第二弧段14，第一弧段13顶部两侧的切线在上端形成的夹角为β，β角度为100度～120度，第一弧段13的下端位于弧形结构距离顶端距离1/5～1/3高度范围内，第一弧段13下端部的两侧切线在上端形成的夹角为α，α角度为70度～90度，第二弧段14位于弧形结构距离顶端距离在7/10～9/10高度范围内，第二弧段14的下端部为最大宽度，第二弧段14下端部的两侧切线垂直于水平面，更优选的，第一弧段13和第二弧段14之间从上到下依次设有第三弧段15和第四弧段16，第一弧段13、第二弧段14、第三弧段15和第四弧段16从上到下依次连接形成一个连续的且过渡圆滑的弧形，将竖直方向的受力分解为基础固定处的竖直力和水平力，避免了应力集中问题，相对传统的只上端采用三角形的结构的快装房强度高很多，弧形结构在承受水平剪切力的时候，分解为垂直于弧面的力和与相切于弧面的力，相切于弧面的力因处于相切位置，对弧形结构的受力可忽略不计；分解后垂直于弧面的力远远小于原本的水平剪切力，弧形结构大大提升了抗剪切的能力；如图2所示，钢结构架1的外侧设有外盖板11，内侧设有内盖板12

，内盖板11和外盖板12均为彩钢压型板，底结构9为镀锌板，外盖板11和内盖板12上均设有加强凸起，提升强度；更优选地，底结构9的横端面的两端设有底座横梁91且长度与底结构9的横端面尺寸一致，底结构9纵端面的两端设有底座纵梁92且长度与底结构9的纵端面尺寸一致，底座横梁91和底座纵梁92均为槽钢结构且二者之间通过螺栓连接，可市场直接购买，成本低，强度高。

根据钢结构架1的结构，设定钢结构架1的尺寸(长X宽X高＝6m×3m×3.2m)；恒荷载取值：10Kg/m2（按实际取值）；风荷载按50年一遇 ；环境类别A类，选定的体型及体型系数如图10所示。

活荷载与风荷载不同时考虑复核情况如下 （计算单元选中间区域，迎风面为1.3m宽），抗风性能合格与不合格在采用3D3S软件计算后会通过的不同的颜色显示，绿色即为合格。

如图5所示，钢结构架1规格为方管60×2.0 ， 风荷载取值为0.5KN/㎡（活荷载与风荷载不同时考虑），在校核后数值为绿色，强度满足要求。

如图6所示，钢结构架1规格为方管60×2.0 ， 风荷载取值为0.6KN/㎡（活荷载与风荷载不同时考虑），在校核后数值为绿色，强度满足要求。

如图7所示，钢结构架1规格为方管60×2.0 ， 风荷载取值为0.6KN/㎡ （活荷载与风荷载同时考虑），在校核后数值为绿色，强度满足要求。

如图8所示，钢结构架1规格为方管60×2.0 ， 风荷载取值为0.8KN/㎡ （活荷载与风荷载不同时考虑），在校核后数值为绿色，强度满足要求。

如图9所示，钢结构架1规格为方管60×2.0 ， 风荷载取值为0.8KN/㎡（活荷载与风荷载同时考虑），在校核后数值为绿色，强度满足要求。

结论用60X2.0方管单骨架迎风面宽度为1.3m可承受0.8KN/㎡的风压，抗风性能强，且设计的结构参数经验多次试验模拟，最终确认钢结构架1的外形和构造，相对传统的常见结构稳定性、抗风性更佳。

优选地，钢结构架1横向断面最下端的直径占第二弧段14最大宽度直径的比例大于95%，优选地，底结构9的宽度略大于或者等于钢结构架1的宽度，同时保证最下面宽度略小于其上的最大宽度，下雨过程中，上面下来的雨水会直接掉落在底结构9以下的区域，最大限制的降低雨水对整体的冲刷，提升使用寿命和防水性能。

采用的类三角形弧形设计，利用三角形的稳定性原理，抗震性能佳，经计算，抗震设防烈度8度（0.20g），同时利用坡屋顶防水性能好的优点，进行了特性移植及优化整合，使其具有优良的防水性能，有利水上部水分的流出。

优选地，钢结构架1包括多个中空部分，中空部分和底结构9均由模块拼装而成，每个模块的重量小于75KG，每个模块通过钻尾丝与钢结构架1和/或底结构9连接；更优选地，底结构9由尺寸一致且平行设置的五个模块组成，每个模块的上端从下到上依次设有同样尺寸的玻镁板和地板革，提升底结构9的阻火性能，具有遇火不燃烧，耐水，耐油，不爆的特点，提升整个结构的安全性能。

优选地，底结构9通过多个均布的地脚螺钉10与下面简易处理过的自然地平面固定连接；更优选地，底结构9的尺寸长×宽为6m×3m，钢结构架1的高度为3.2m时候，地脚落定的规格为直径48mm,长度选择为1000mm，采用六个地脚螺钉10均布进行固定，在实际使用过程中，地脚螺钉10使用的规格和数量可根据需要固定的底结构9的尺寸进行选择和确定，确保底结构9与基础连接牢固为原则，地脚螺钉10为市购品，采购方便，采购周期短，而且采购成本低，使用完成后可进行回收在利用，环保无污染，使得底结构9的固定和拆卸更加方便和快捷，传统的快装房，采用水泥基础，需要进行预制，生产周期较长，而且对环境有一定的污染，无法回收再利用，而且在气温较低的冬天，由于水泥性质决定无法施工，导致普通快装房的安装受温度的限制，采用递交螺钉10进行固定的方法应用范围更加广泛和快捷。

优选地，钢结构架1由规格50～90的方管组装而成，方管的厚度为1.5mm～5mm，优选60×2.0的方管，统一规格，此规格经过多次试验获得，强度高而且成本较低，采用较小规格或者较薄的方管，强度达不到，影响抗风性能和抗震性能，若采用较大规格或者较厚的方案，会增加本身的重量，不方便运输和拆卸，影响组装效果，而且会增加成本，同时增加的本身自重会影响整个结构的承重性，影响结构的稳定性。

优选地，钢结构架1包括纵向设置的墙面檩条5、组成弧形结构的中间立柱4和山墙立柱2，山墙立柱2设在中间立柱4的两端，墙面檩条5与中间立柱4垂直交叉设置，墙面檩条5和山墙立柱2垂直交叉设置，钢结构架1还包括设置在顶端的屋脊梁6；更优选地，中间立柱4的间距均匀设置，距离为1100mm～1500mm之间，优选为1275mm,山墙立柱2与相邻的中间立柱4的间距与中间立柱4的间距相等；更优选地，墙面檩条5所在弧面的弧长间距均匀设置，距离为750mm～1050mm，优选为950mm，墙面檩条5的两端超出300mm, 有利于外盖板11和内盖板12的固定和安装和连接，而且通过各种力学性能的校核和多次试验模拟，设定严格的间距，提升强度和稳定性，方便外盖板11和内盖板12的固定和连接；设定固定间隔后，模块的形状和尺寸可以确定，从而保证每个模块的重量不大于75kg，实现了对整体结构的模块化分解与组合设计，而且兼顾了运输可定性与运输装载率的问题，最大限度的解决了安装快捷方便的问题，实现了不用机械，模块化制作安装的过程，降低了施工成本，缩短了施工周期，提升了效率，这些优势在一些自然灾害发生后急需重建的快装房过程中特别明显，快速的解决了人们的需求，而且安全有保障，组装过程简单，操作方便，非专业人员进行简单培训后也可快速完成安装，更加实用。

优选地，钢结构架1在底结构9上居中设置，底结构9长度的两端超出钢结构架1长度的距离为300mm～500mm，提升外盖板11和内盖板12固定的便利性和稳定性。

优选地，钢结构架1长度的一端为门框7，门框7通过连接横梁8与底结构9和山墙立柱2连接，门框7的上端通过连接竖梁3与屋脊梁6固定连接；更优选地，门框7、连接横梁8和连接竖梁3均通过钻尾丝与钢结构架1和/或底结构9连接，整个结构顶端设置屋脊梁6，无平面结构，不存在积水的结构及积水的可能，所以排水性好，外盖板11的设置屋面瓦，每块呈现搭接的状态，始终是上面的一块压着下面的一块，雨水顺着坡度落下，呈现自由排水的状态，不涉及雨水收集等装置，结构简单，稳定可靠；更优选地，钢结构架1与门框7对应的一端为窗户结构，提升采光率。

在实际的使用过程中，按照以下顺序进行组装，将底座横梁91和底座纵梁92采用螺栓连接固定形成底结构边框，同时将组成底结构9的每个模块上方从下到上依次设置好玻梅板和地板革，然后用螺栓连接形成底结构9固定在底结构边框内，然后在底结构9上先固定山墙立柱2和中间立柱4然后在固定墙面檩条5和屋脊梁6，形成钢结构架1，然后安装内盖板12，安装门窗包边边，往后依次安装模块及门窗、暗线电路、玻璃丝绵，然后安装外盖板11，安装内外包边件，安装电源、开关和灯，形成最终的弧形快装房，整个结构性能稳定，抗风性能好，抗震性能好，整个结构均采用螺栓或者钻尾丝连接，安装快捷，零排放，节能环保，同时在使用的过程中，根据实际需求，整个结构可有多种实施方式，可串联排列，也可以成十字交叉排列，或者成其他符合实际需求的任一格式，排列后的结构之间可通过过道进行连接，形成一个完整的快装体系，满足大小不同场合的需求。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种弧形快装房，其特征在于：包括钢结构架(1)和底结构(9)，所述钢结构架(1)设在所述底结构(9)的上端面，形成封闭式形状，所述钢结构架(1)的横向断面为对称设置的弧形结构，所述弧形结构两侧的切线与水平线的夹角由上到下逐渐增加，所述弧形结构至少包括顶部的第一弧段(13)和下部的第二弧段(14)，所述第一弧段(13)顶部两侧的切线在上端形成的夹角为β，β角度为100度～120度，所述第一弧段(13)的下端位于所述弧形结构距离顶端距离1/5～1/3高度范围内，所述第一弧段(13)下端部的两侧切线在上端形成的夹角为α，α角度为70度～90度，所述第二弧段(14)位于所述弧形结构距离顶端距离在7/10～9/10高度范围内，所述第二弧段(14)的下端部为最大宽度，所述第二弧段(14)下端部的两侧切线垂直于水平面。

2.根据权利要求1所述的一种弧形快装房，其特征在于：所述钢结构架(1)横向断面最下端的宽度占所述第二弧段(14)所在最大宽度的比例大于95％。

3.根据权利要求1所述的一种弧形快装房，其特征在于：所述钢结构架(1)包括多个中空部分，所述中空部分和所述底结构(9)均由模块拼装而成，每个模块的重量小于75KG。

4.根据权利要求1所述的一种弧形快装房，其特征在于：所述底结构(9)通过多个均布的地脚螺钉(10)与下面简易处理过的自然地平面固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种弧形快装房，其特征在于：所述钢结构架(1)由规格50～90的方管组装而成，所述方管的厚度为1.5mm～5mm。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种弧形快装房，其特征在于：所述钢结构架(1)包括纵向设置的墙面檩条(5)、组成弧形结构的中间立柱(4)和山墙立柱(2)，所述山墙立柱(2)设在所述中间立柱(4)的两侧，所述墙面檩条(5)与所述中间立柱(4)垂直交叉设置，所述墙面檩条(5)和所述山墙立柱(2)垂直交叉设置，所述钢结构架(1)还包括纵向设置在顶端的屋脊梁(6)。

7.根据权利要求6所述的一种弧形快装房，其特征在于：所述中间立柱(4)的间距均匀设置，间距为1100mm～1500mm之间，所述山墙立柱(2)与相邻的所述中间立柱(4)的间距与所述中间立柱(4)之间的间距相等。

8.根据权利要求6所述的一种弧形快装房，其特征在于：所述墙面檩条(5)所在弧面的弧长间距均匀设置，间距为750mm～1050mm。

9.根据权利要求1～5任一项所述的一种弧形快装房，其特征在于：所述钢结构架(1)在所述底结构(9)上居中设置，所述底结构(9)长度的两端超出钢结构架(1)长度的距离为300mm～500mm。

10.根据权利要求6所述的一种弧形快装房，其特征在于：所述钢结构架(1)长度的一端为门框(7)，所述门框(7)通过连接横梁(8)与所述底结构(9)和所述山墙立柱(2)连接，所述门框(7)的上端通过连接竖梁(3)与屋脊梁(6)固定连接。