CN107724709A - 一种六边形装配式建筑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六边形装配式建筑结构，包括一种六边形框架结构及其通过在其中添加结构模块组成的屋顶单元、二室居住单元、三室居住单元、楼梯间单元和电梯间单元。本结构属于装配式绿色建筑，装配式绿色建筑由工厂模块化生产，由于有固定的模具统一加工制造，构件成品精度较高，其产品具有标准化、规范化的特点；模块化加工制造的特点使得施工不再受季节和环境的限制，且施工现场作业量大大减少，不仅使施工过程对周边环境的影响降到最低且节约了宝贵的人力资源；在建筑达到使用目的后，仍可将其拆除回收再利用。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程领域，尤其是一种六边形装配式建筑结构。
背景技术
所谓装配式建筑模块化设计，指的是设计方和施工方能够根据不同气候、不同的地理环境、不同的建筑对于隔热保温、防水和智能化的具体需求，选择经过标准化生产的各种模块，在施工现场进行组装拼接。
模块化设计将建筑标准化，施工单位在工厂或制作车间提前对其进行组装制作，再运送到施工现场即可直接安装。施工过程减少了大量的人工操作，保证品质均一的同时，也使施工现场产生的废料、废渣等建筑垃圾大量降低。建筑体也可进行二次拆装再利用，节能环保、节约工时和人力，资源利用率大幅度提高。是一种比传统建筑更为先进的工业化绿色建筑设计方案。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种六边形装配式建筑结构。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种六边形装配式建筑结构，包括一种六边形框架结构及其通过在其中添加结构模块组成的屋顶单元、二室居住单元、三室居住单元、楼梯间单元和电梯间单元。
其中，一种六边形框架结构包括上横棱、下横棱和立柱，其中上横棱、下横棱各有六根，各自围成六边形的钢制结构作为框架结构的上下面，在两个六边形的钢制结构之间设置六根垂直的立柱，立柱设置于两个六边形的顶点之间；
其中，屋顶单元在六边形框架结构的基础上，在六个侧面设置墙体结构，并添加遮光屏和光伏板，所述遮光屏设置于六边形框架结构的顶部，所述遮光屏为可折叠式自动光伏遮光屏，该遮光屏通过以齿轮驱动的串联平行四连杆结构实现光伏板的展开与折叠，使用微处理器及光电传感器使得产品随光照变化伺服控制，借以满足用户对于窗户透光面积的调节，该产品一方面通过自然光发电，即发即用，满足建筑物的部分用电需求，另一方面，其阻隔了冗余热量进入室内，减少了空调等制冷设备的使用；在所述六面墙体的其中三面墙体上设置有窗体，在未设置窗体的墙体和设置有窗体的墙体上窗体的下方设置有光伏板，该光伏板采用铜铟镓硒薄膜为材料制成的柔性光伏板，可以实现对任意曲面的全覆盖；
其中，二室居住单元在六边形框架结构的基础上，添加楼板结构、围护结构和二室分隔结构，其中楼板结构设置于六边形框架结构的顶部和底部，围护结构为由三面墙体依次连接组成，每两组墙体之间呈60度角度，围护结构与六边形框架结构的尺寸相匹配使之可嵌入于框架结构之内，在围护结构的其中两面墙体上还设置有窗体，二室分隔结构包括对称边屏、中间横屏、门体和中间分隔板，对称边屏设置于中间横屏的两侧，对称边屏分别与中间横屏呈60度夹角，在中间横屏上设置有两个沿中间横屏中线对称的门体结构(接地的方形门预留用于安装门)，在两个门体之间垂直于中间横屏设置有中间分隔板，使用中间分隔板将框架结构内的空间分为两间独立的居住空间，与围护结构相同，该二室分隔结构也与六边形框架结构的尺寸相匹配使之可嵌入于框架结构之内；
其中，三室居住单元在二室居住单元的基础上，仅将二室分隔结构替换为三室分隔结构，该三室分隔结构也由对称边屏、中间横屏、门体和中间分隔板构成，与二室分隔结构不同的是，在中间横屏上设置有三个门体，在每两个门体之间垂直于中间横屏设置有两面中间分隔板，使用中间分隔板将框架结构内的空间分为三间独立的居住空间；
其中，楼梯间单元在六边形框架结构的基础上，添加围护结构和旋转楼梯，所述旋转楼梯包括扶手结构和楼梯结构；扶手结构位于内部，楼梯结构沿六边形结构旋转上升；
其中，电梯间单元在六边形框架结构的基础上，在六个侧面设置墙体结构，并添加两部电梯，所述电梯背靠在两个六边形的底边上；
在上述技术方案中，所述围护结构采用半实体类型，带窗墙体，窗下和窗侧空间用于布置太阳能光伏板，材料可选用轻质石膏板材，获得良好隔音隔热性能的同时能减轻自重，方便工厂预制，现场装配。
在上述技术方案中，所述六边形框架结构采用钢结构，由型钢钢材与箱型截面钢材构造梁柱体系，形成结构的基本骨架，骨架之间的空间用后续的模块结构进行填充，为了便于采用装配式的方式进行施工，每个钢骨架之间通过高强螺栓进行连接。在结构整体完工后，可在局部设置斜撑构件进行补强，提升结构的刚度。
在上述技术方案中，所述楼梯间的围护结构用三面实体类型围护结构构成，其他三面开放，实现楼梯间单元与其他单元的连通性。
在上述技术方案中，所述电梯间单元用于实现垂直交通功能，单元可工厂预制，现场装配。
一种六边形框架结构以集合体方式在商业地产建筑中的应用，其中集合体结构由六边形框架结构以垂直或水平方向连接组合而成，用于组成集合体结构的单体结构与上述技术方案中所述的六边形框架结构具有如下差异：所述单体结构包括上横棱、下横棱和立柱，其中上横棱、下横棱各有六根，各自围成六边形的钢制结构作为框架结构的上下面，在两个六边形的钢制结构之间设置三根垂直的立柱，立柱设置于两个六边形的顶点之间，三根垂直的立柱为间隔设置，减少了骨架立柱的设置，使空余处更多的空间用后续的模块结构进行填充，为了便于采用装配式的方式进行施工，每个钢骨架之间通过高强螺栓进行连接。在结构整体完工后，可在局部设置斜撑构件进行补强，提升结构的刚度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本结构属于装配式绿色建筑，装配式绿色建筑由工厂模块化生产，由于有固定的模具统一加工制造，构件成品精度较高，其产品具有标准化、规范化的特点；模块化加工制造的特点使得施工不再受季节和环境的限制，且施工现场作业量大大减少，不仅使施工过程对周边环境的影响降到最低且节约了宝贵的人力资源；在建筑达到使用目的后，仍可将其拆除回收再利用。
2、本结构可作为集装箱房屋安置于各类场地，集装箱房屋是模块化思想比较形象而简单的体现；在现代的施工现场，工地附近一般都会有工程师和施工人员的临时住宿区；这种住宿房屋就是由各种模块集装箱组成：住宿模块、淋浴间模块、储物间模块、厨房与餐厅模块；在不同的工地，根据项目的工期、季节、人数和生活要求可以很自由的进行组合与拼接。
3、本结构具有六边形的外形结构，该结构相比于四边形的装配结构具有更易扩展的特点，在例如河水旁边或弯曲的地形等特定的地形中，六边形的装配结构对于土地的利用率更高。
附图说明
图1为六边形框架结构示意图。
图2为多个框架结构组成的集合体结构示意图。
图3为用于组成集合体结构的单体结构示意图。
图4为屋顶单元结构示意图。
图5为二室居住单元结构示意图。
图6为三室居住单元结构示意图。
图7为楼梯间单元结构示意图。
图8为电梯间单元结构示意图。
图9为六边形框架结构集合体结构示意图。
其中，1为上横棱，2为下横棱，3为立柱，4为窗体，5为遮光屏， 6为光伏板，7为楼板结构，8为围护结构，9为二室分隔结构，9-1为对称边屏，9-2为中间分隔板，9-3为中间横屏，9-4为门体，10为三室分隔结构，11为旋转楼梯，11-1为扶手结构，11-2为楼梯结构，12为电梯， 13为高强螺栓，14为斜撑构件。
具体实施方式
下面结合附图与具体的实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图中所示，一种六边形装配式建筑结构，包括一种六边形框架结构(如图1所示)及其通过在其中添加结构模块组成的屋顶单元(如图4 所示)、二室居住单元(如图5所示)、三室居住单元(如图6所示)、楼梯间单元(如图7所示)和电梯间单元(如图8所示)。
其中，一种六边形框架结构包括上横棱1、下横棱2和立柱3，其中上横棱、下横棱各有六根，各自围成六边形的钢制结构作为框架结构的上下面，在两个六边形的钢制结构之间设置六根垂直的立柱，立柱设置于两个六边形的顶点之间；
其中，屋顶单元在六边形框架结构的基础上，在六个侧面设置墙体结构，并添加遮光屏4和光伏板5，所述遮光屏设置于六边形框架结构的顶部，所述遮光屏为可折叠式自动光伏遮光屏，该遮光屏通过以齿轮驱动的串联平行四连杆结构实现光伏板的展开与折叠，使用微处理器及光电传感器使得产品随光照变化伺服控制，借以满足用户对于窗户透光面积的调节，该产品一方面通过自然光发电，即发即用，满足建筑物的部分用电需求，另一方面，其阻隔了冗余热量进入室内，减少了空调等制冷设备的使用；在所述六面墙体的其中三面墙体上设置有窗体，在未设置窗体的墙体和设置有窗体的墙体上窗体的下方设置有光伏板，该光伏板采用铜铟镓硒薄膜为材料制成的柔性光伏板，可以实现对任意曲面的全覆盖；
其中，二室居住单元在六边形框架结构的基础上，添加楼板结构7、围护结构8和二室分隔结构9，其中楼板结构设置于六边形框架结构的顶部和底部，围护结构为由三面墙体依次连接组成，每两组墙体之间呈60 度角度，围护结构与六边形框架结构的尺寸相匹配使之可嵌入于框架结构之内，在围护结构的其中两面墙体上还设置有窗体，二室分隔结构包括对称边屏9-1、中间横屏9-3、门体9-4和中间分隔板9-2，对称边屏设置于中间横屏的两侧，对称边屏分别与中间横屏呈60度夹角，在中间横屏上设置有两个沿中间横屏中线对称的门体结构(接地的方形门预留用于安装门)，在两个门体之间垂直于中间横屏设置有中间分隔板，使用中间分隔板将框架结构内的空间分为两间独立的居住空间，与围护结构相同，该二室分隔结构也与六边形框架结构的尺寸相匹配使之可嵌入于框架结构之内；
其中，三室居住单元在二室居住单元的基础上，仅将二室分隔结构替换为三室分隔结构10，该三室分隔结构也由对称边屏、中间横屏、门体和中间分隔板构成，与二室分隔结构不同的是，在中间横屏上设置有三个门体，在每两个门体之间垂直于中间横屏设置有两面中间分隔板，使用中间分隔板将框架结构内的空间分为三间独立的居住空间；
其中，楼梯间单元在六边形框架结构的基础上，添加围护结构和旋转楼梯11，所述旋转楼梯包括扶手结构11-1和楼梯结构11-2；扶手结构位于内部，楼梯结构沿六边形结构旋转上升；
其中，电梯间单元在六边形框架结构的基础上，在六个侧面设置墙体结构，并添加两部电梯12，所述电梯背靠在两个六边形的底边上；
在上述技术方案中，所述围护结构采用半实体类型，带窗墙体，窗下和窗侧空间用于布置太阳能光伏板，材料可选用轻质石膏板材，获得良好隔音隔热性能的同时能减轻自重，方便工厂预制，现场装配。
在上述技术方案中，所述六边形框架结构采用钢结构，由型钢钢材与箱型截面钢材构造梁柱体系，形成结构的基本骨架，骨架之间的空间用后续的模块结构进行填充，为了便于采用装配式的方式进行施工，每个钢骨架之间通过高强螺栓13进行连接。在结构整体完工后，可在局部设置斜撑构件14进行补强，提升结构的刚度(如图9所述)。
在上述技术方案中，所述楼梯间的围护结构用三面实体类型围护结构构成，其他三面开房，实现楼梯间单元与其他单元的连通性。
在上述技术方案中，所述电梯间单元用于实现垂直交通功能，单元可工厂预制，现场装配。
一种六边形框架结构以集合体方式在商业地产建筑中的应用，其中集合体结构(如图2所示)由六边形框架结构以垂直或水平方向连接组合而成，用于组成集合体结构的单体结构(如图3所示)与上述技术方案中所述的六边形框架结构具有如下差异：所述单体结构包括上横棱、下横棱和立柱，其中上横棱、下横棱各有六根，各自围成六边形的钢制结构作为框架结构的上下面，在两个六边形的钢制结构之间设置三根垂直的立柱，立柱设置于两个六边形的顶点之间，三根垂直的立柱为间隔设置，减少了骨架立柱的设置，使空余处更多的空间用后续的模块结构进行填充，为了便于采用装配式的方式进行施工，每个钢骨架之间通过高强螺栓进行连接。在结构整体完工后，可在局部设置斜撑构件进行补强，提升结构的刚度。
以上对本发明进行了详细说明，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 (5)
1.一种六边形装配式建筑结构，其特征在于：包括一种六边形框架结构及其通过在其中添加结构模块组成的屋顶单元、二室居住单元、三室居住单元、楼梯间单元和电梯间单元；
其中，一种六边形框架结构包括上横棱、下横棱和立柱，其中上横棱、下横棱各有六根，各自围成六边形的钢制结构作为框架结构的上下面，在两个六边形的钢制结构之间设置六根垂直的立柱，立柱设置于两个六边形的顶点之间；
其中，屋顶单元在六边形框架结构的基础上，在六个侧面设置墙体结构，并添加遮光屏和光伏板，所述遮光屏设置于六边形框架结构的顶部，所述遮光屏为可折叠式自动光伏遮光屏，该遮光屏通过以齿轮驱动的串联平行四连杆结构实现光伏板的展开与折叠，使用微处理器及光电传感器使得产品随光照变化伺服控制，借以满足用户对于窗户透光面积的调节，该产品一方面通过自然光发电，即发即用，满足建筑物的部分用电需求，另一方面，其阻隔了冗余热量进入室内，减少了空调等制冷设备的使用；在所述六面墙体的其中三面墙体上设置有窗体，在未设置窗体的墙体和设置有窗体的墙体上窗体的下方设置有光伏板，该光伏板采用铜铟镓硒薄膜为材料制成的柔性光伏板，可以实现对任意曲面的全覆盖；
其中，二室居住单元在六边形框架结构的基础上，添加楼板结构、围护结构和二室分隔结构，其中楼板结构设置于六边形框架结构的顶部和底部，围护结构为由三面墙体依次连接组成，每两组墙体之间呈60度角度，围护结构与六边形框架结构的尺寸相匹配使之可嵌入于框架结构之内，在围护结构的其中两面墙体上还设置有窗体，二室分隔结构包括对称边屏、中间横屏、门体和中间分隔板，对称边屏设置于中间横屏的两侧，对称边屏分别与中间横屏呈60度夹角，在中间横屏上设置有两个沿中间横屏中线对称的门体结构，在两个门体之间垂直于中间横屏设置有中间分隔板，使用中间分隔板将框架结构内的空间分为两间独立的居住空间，与围护结构相同，该二室分隔结构也与六边形框架结构的尺寸相匹配使之可嵌入于框架结构之内；
其中，三室居住单元在二室居住单元的基础上，仅将二室分隔结构替换为三室分隔结构，该三室分隔结构也由对称边屏、中间横屏、门体和中间分隔板构成，与二室分隔结构不同的是，在中间横屏上设置有三个门体，在每两个门体之间垂直于中间横屏设置有两面中间分隔板，使用中间分隔板将框架结构内的空间分为三间独立的居住空间；
其中，楼梯间单元在六边形框架结构的基础上，添加围护结构和旋转楼梯，所述旋转楼梯包括扶手结构和楼梯结构；扶手结构位于内部，楼梯结构沿六边形结构旋转上升；
其中，电梯间单元在六边形框架结构的基础上，在六个侧面设置墙体结构，并添加两部电梯，所述电梯背靠在两个六边形的底边上。
2.根据权利要求1所述的一种六边形装配式建筑结构，其特征在于：所述围护结构采用半实体类型，带窗墙体，窗下和窗侧空间用于布置太阳能光伏板。
3.根据权利要求1所述的一种六边形装配式建筑结构，其特征在于：所述六边形框架结构采用钢结构，由型钢钢材与箱型截面钢材构造梁柱体系，形成结构的基本骨架，骨架之间的空间用后续的模块结构进行填充，为了便于采用装配式的方式进行施工，每个钢骨架之间通过高强螺栓进行连接，在结构整体完工后，在局部设置斜撑构件进行补强。
4.根据权利要求1所述的一种六边形装配式建筑结构，其特征在于：所述楼梯间的围护结构用三面实体类型围护结构构成，其他三面开放。
5.根据权利要求1所述的一种六边形装配式建筑结构，其特征在于：所述电梯间单元用于实现垂直交通功能。
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