CN109098285B - 可快速拆装的构建临时性大空间结构体系及其施工方法 - Google Patents

可快速拆装的构建临时性大空间结构体系及其施工方法 Download PDF

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Abstract

一种可快速拆装的临时性大空间结构体系,包括圆形平面底座、维护结构和顶部固定结构,所述的圆形平面底座由多个底部结构环形均布相连形成,底部结构包括支撑杆,相邻底部结构的支撑杆之间通过I型剪刀结构和风琴状的可伸缩转动轴相连,每个底部结构连接一个维护结构,所述的维护结构主要由维护构件和安装于维护构件之间的维护膜结构组成,维护构件包括液压缸和II型剪刀结构,所述的顶部固定结构包括固定构件和铰接在维护构件顶端连杆组上的连接构件。能够折叠,便于运输,结构稳定,拆装过程简单、快捷,造型优美同时内部空间大,运输、制作及施工人工成本都降低。

Description

可快速拆装的构建临时性大空间结构体系及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种可快速拆装的临时性大空间结构体系及其施工方法,属于建筑技术领域。
背景技术
当今社会对于临时性的表演、集会、交流的空间需求不断的提高。特别是对于只需要一天内运行的临时性表演建筑,通常这类建筑在安装过程中需要花费很多时间,加大了举办方的运营成本。
为了解决上述问题,已知的一种临时建筑物的快速成型方法,该方法包括:1)制作临时建筑物所需的结构构件,所述的结构构件包括主受力撑杆和受力小斜杆;2)将多个主受力撑杆可转动地铰接,并将受力小斜杆固定在预先设定的位置,形成一部面为直角三角形的斜坡结构;3)将多个上述斜坡结构进行拼接,形成一个平铺的主受力结构;4)在主受力结构上穿置悬索;5) 张拉悬索,使平铺的主受力结构成型为一个拱形结构,并固定拱形结构的两端;6)在拱形结构上铺设厂房膜结构。具有结构体系成型迅速、空间利用率高、经济效益高等优点。
但是对于活动空间有要求的临时性表演建筑,例如马戏团剧院,它既需要外观造型新颖,同时还内部需要较高的空间。这样一来,上述现有专利存在以下的不足:1.安装过程中,支撑杆的安装大多是以人力为主,人工成本较大;2.使用条件较为局限,主要都应用于临时工厂或厂房的快速安装,对于建筑空间内部的高度等没有研究;3.需要现场安装,安装步骤较为繁琐,需要专业人员操作;4.不能快速形成封闭的表演用的大空间,已形成的拱形结构还需要进一步地花费时间人力物力来进行封闭施工;5.整体造型缺乏美感。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足,本发明提供一种可快速拆装的临时性大空间结构体系及其施工方法,能够折叠,便于运输,结构稳定,拆装过程简单、快捷,造型优美同时内部空间大,运输、制作及施工人工成本都降低。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是:
一种可快速拆装的临时性大空间结构体系,包括圆形平面底座、维护结构和顶部固定结构,所述的圆形平面底座由多个底部结构环形均布相连形成,底部结构包括支撑杆,相邻底部结构的支撑杆之间通过I型剪刀结构和风琴状的可伸缩转动轴相连,二者分别布置于支撑杆的中部两侧以及内端部两侧,支撑杆的下方设有万向轮;支撑杆的内外段上表面设有内滑槽和外滑槽,支撑杆的内段上面还平行设有一个连接杆,连接杆的一端铰接在支撑杆的内端上,另一端与I型剪刀结构铰接后安装于内滑槽;I型剪刀结构由若干个相互成X型交叉铰接的连杆组首尾铰接构成,且交叉铰接点Ⅰ到长度伸缩方向上两个铰接点不等距,位于端部的一个连杆组的两端分别通过滚轮设置于内滑槽和外滑槽内,且以交叉铰接点Ⅰ离内滑槽比外滑槽近的方式安装;圆形平面底座之上铺设预制地板;
每个底部结构连接一个维护结构,所述的维护结构主要由维护构件和安装于维护构件之间的维护膜结构组成,维护构件包括液压缸和II型剪刀结构,液压缸与底部结构的支撑杆同轴并固定连接在其外端,液压缸的下方布置有支腿和万向轮,II型剪刀结构由一对平行连接的剪刀结构连杆构成,每个剪刀结构连杆由若干个相互成X型交叉铰接的连杆组首尾铰接而成,且交叉铰接点Ⅱ位于连杆长度的中间位置,位于最下端一对连杆组的两端铰接在液压缸的缸体的内端部,位于最下端一对连杆组的交叉铰接点Ⅱ之间连接的支撑钢杆与液压缸的液压杆铰接,液压杆另一端设置在缸体的外端部,位于最上端一对连杆组的端部之间通过一个相平行的顶端连杆组连接,所有维护构件的顶端连杆组通过顶部固定结构连接在一起;所述的顶部固定结构包括固定构件和铰接在维护构件顶端连杆组上的连接构件,固定构件的周向上具有多个钩体,连接构件上形成有与钩体形状相配合的上凹口和下卡口。
一种可快速拆装的临时性大空间结构体系的施工方法,操作步骤如下:
1)由人工将折叠后的圆形平面底座搬下车,放到平整的地面上;
2)由人工手动将收缩的底部结构之间的I型剪刀结构展开,最终形成展开的圆形平面底座;
3)圆形底座固定好后,在其上安装预制地板;
4)启动维护结构的液压缸,所有维护结构的II型剪刀结构同时缓慢上升,再将相邻的II型剪刀结构之间通过钢索连接,钢索上附维护膜结构;
5)最终所有维护结构集中于一点,并采用顶部固定结构将其固定,整体结构安装完毕;
6)拆卸时,依次拆掉顶部固定结构和围护结构的维护膜结构,然后先压缩维护结构的II型剪刀结构和拆掉预制地板,最后收缩底部结构之间的I 型剪刀结构将圆形平面底座折叠。
相比现有技术,本发明的一种可快速拆装的临时性大空间结构体系及其施工方法,其临时性大空间结构体系的主体结构圆形平面底座和维护结构可以通过剪刀结构实现折叠,主体结构被收缩到一起,通过大型卡车便可以运输,减少了成本;由于本发明临时性大空间结构体系由模块化的圆形平面底座和维护结构展开后顶部固定结构之间连接,并且维护结构的II型剪刀结构通过液压缸自动收放,大大减少了安装和拆卸时间以及人工成本;由于剪刀系统的合理运用,使得该临时性建筑外观更加美观同时可以改变,它的结构展开后是以穹顶的形式,造型优美同时内部空间大,满足表演需要。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的半剖视图。
图2主要是本发明实施例中底部结构的结构示意图,其中还含有维护结构的液压缸。
图3是本发明实施例中I型剪刀结构的结构及伸展轨迹示意图。
图4主要是本发明实施例中维护结构的结构示意图,其中还含有底部结构的支撑杆和连接杆。
图5是本发明实施例中Ⅱ型剪刀结构的结构及伸展轨迹示意图。
图6是本发明实施例中顶部固定结构的结构示意图。
图中,1、顶部固定结构,11、固定构件,12、钩体,13、上凹口,14、卡口转轴,15、下卡口,16、连接构件转轴,2、维护膜结构,3、维护结构,31、维护构件,311、交叉铰接点Ⅱ,312、II型剪刀结构,32、液压缸, 321、液压杆,322、缸体,33、顶端连杆组,4、钢索,5、底部结构,51、风琴状的可伸缩转动轴,52、支撑杆,53、交叉铰接点Ⅰ,54、连接杆,55、万向轮,56、外滑槽,57、I型剪刀结构,571、连杆。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
图1至图6示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图,图1中的一种可快速拆装的临时性大空间结构体系,包括圆形平面底座、维护结构3 和顶部固定结构1,所述的圆形平面底座由多个底部结构5环形均布相连形成,圆形平面底座之上铺设预制地板;每个底部结构5连接一个维护结构3,所述的维护结构3主要由维护构件31和安装于维护构件31之间的维护膜结构2组成。更具体地,所述的维护结构3的II型剪刀结构312之间通过多层钢索4连接,每层钢索4穿过同一高度的II型剪刀结构312的交叉铰接点II311,维护膜结构2附在钢索4上。
其中,参见图2,所述的底部结构5包括支撑杆52,相邻底部结构5的支撑杆52之间通过I型剪刀结构57和风琴状的可伸缩转动轴51相连,二者分别布置于支撑杆52的中部两侧以及内端部两侧,支撑杆52的下方设有万向轮55;支撑杆52的内外段上表面设有内滑槽和外滑槽56,支撑杆52 的内段上面还平行设有一个连接杆54,连接杆54的一端铰接在支撑杆52 的内端上,另一端与I型剪刀结构57铰接后安装于内滑槽;参见图3,I型剪刀结构57由若干个相互成X型交叉铰接的连杆组首尾铰接构成,且交叉铰接点Ⅰ53到长度伸缩方向上两个铰接点不等距,优选地,所述I型剪刀结构57的交叉铰接点Ⅰ53与长度伸缩方向两个铰接点的距离之比为3:4,位于端部的一个连杆组的两端分别通过滚轮设置于内滑槽和外滑槽56内,且以交叉铰接点Ⅰ53离内滑槽比外滑槽56近的方式安装。
在本实施例中,参见图4,所述的维护构件31包括液压缸32和II型剪刀结构312,液压缸32与底部结构5的支撑杆52同轴并固定连接在其外端,液压缸32的下方布置有支腿和万向轮55;参见图5,II型剪刀结构312由一对平行连接的剪刀结构连杆构成,每个剪刀结构连杆由若干个相互成X型交叉铰接的连杆571组首尾铰接而成,且交叉铰接点Ⅱ311位于连杆571长度的中间位置,位于最下端一对连杆组的两端铰接在液压缸32的缸体322 的内端部,位于最下端一对连杆组的交叉铰接点Ⅱ311之间连接的支撑钢杆与液压缸32的液压杆321铰接,液压杆321另一端设置在缸体322的外端部,位于最上端一对连杆组的端部之间通过一个相平行的顶端连杆组33连接,所有维护构件31的顶端连杆组33通过顶部固定结构1连接在一起;
参见图6,所述的顶部固定结构1包括固定构件11和铰接在维护构件 31顶端连杆组33上的连接构件,连接构件通过连接构件转轴16实现铰接,固定构件11的周向上具有多个钩体12,固定构件11和钩体12一体成型或者刚性连接,连接构件上形成有与钩体12形状相配合的上凹口13和下卡口 15,下卡口15通过卡口转轴14铰接在连接构件上,用于容纳钩体12并锁定。
本发明可快速拆装的临时性大空间结构体系的施工方法,操作步骤如下:
1)由人工将折叠后的圆形平面底座搬下车,放到平整的地面上;
2)由人工手动将收缩的底部结构5之间的I型剪刀结构57展开,最终形成展开的圆形平面底座;
3)圆形底座固定好后,在其上安装预制地板;
4)启动维护结构3的液压缸32,所有维护结构3的II型剪刀结构 312同时缓慢上升,再将相邻的II型剪刀结构312之间通过钢索4连接,钢索4上附维护膜结构2;
5)最终所有维护结构3集中于一点,并采用顶部固定结构1将其固定,整体结构安装完毕;
6)拆卸时,依次拆掉顶部固定结构1和围护结构的维护膜结构2,然后先压缩维护结构3的II型剪刀结构312和拆掉预制地板,最后收缩底部结构5之间的I型剪刀结构57将圆形平面底座折叠。
实施例中,所述步骤4)和5)的具体操作是首先将一个维护结构3与顶部固定结构1相连,使其到达预设位置,其余的维护结构3再逐步向已经到预设位置的顶部固定结构1靠近并连接。
本发明的结构体系使临时性表演建筑的安装时间将大大减少,由于剪刀系统的合理运用,会使得该临时性建筑外观更加美观同时可以改变。同时,由于采用液压缸32,安装过程中工人的使用量将会减少。最后,所有的结构模块最终可以折叠在一起,通过大型卡车便可以运输,减少了成本。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质,对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化,均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可快速拆装的临时性大空间结构体系,其特征是:包括圆形平面底座、维护结构(3)和顶部固定结构(1), 所述的圆形平面底座由多个底部结构(5)环形均布相连形成,底部结构(5)包括支撑杆(52),相邻底部结构(5)的支撑杆(52)之间通过I型剪刀结构(57)和风琴状的可伸缩转动轴(51)相连,二者分别布置于支撑杆(52)的中部两侧以及内端部两侧,支撑杆(52)的下方设有万向轮(55);支撑杆(52)两端的内外段上表面设有内滑槽和外滑槽(56),支撑杆(52)的内段上面还平行设有一个连接杆(54),连接杆(54)的一端铰接在支撑杆(52)的内端上,另一端与I型剪刀结构(57)铰接后安装于内滑槽;I型剪刀结构(57)由若干个相互成X型交叉铰接的连杆组首尾铰接构成,且交叉铰接点Ⅰ(53)到长度伸缩方向上两个铰接点不等距,位于端部的一个连杆组的两端分别通过滚轮设置于内滑槽和外滑槽(56)内,且以交叉铰接点Ⅰ(53)离内滑槽比外滑槽(56)近的方式安装;圆形平面底座之上铺设预制地板; 每个底部结构(5)连接一个维护结构(3),所述的维护结构(3)主要由维护构件(31)和安装于维护构件(31)之间的维护膜结构(2)组成,维护构件(31)包括液压缸(32)和II型剪刀结构(312),液压缸(32)与底部结构(5)的支撑杆(52)同轴并固定连接在其外端,液压缸(32)的下方布置有支腿和万向轮(55),II型剪刀结构(312)由一对平行连接的剪刀结构连杆构成,每个剪刀结构连杆由若干个相互成X型交叉铰接的连杆组首尾铰接而成,且交叉铰接点Ⅱ(311)位于连杆长度的中间位置,位于最下端一对连杆组的两端铰接在液压缸(32)的缸体(322)的内端部,位于最下端一对连杆组的交叉铰接点Ⅱ(311)之间连接的支撑钢杆与液压缸(32)的液压杆(321)铰接,液压杆(321)另一端设置在缸体(322)的外端部,位于最上端一对连杆组的端部之间通过一个相平行的顶端连杆组(33)连接,所有维护构件(31)的顶端连杆组(33)通过顶部固定结构(1)连接在一起; 所述的顶部固定结构(1)包括固定构件(11)和铰接在维护构件(31)顶端连杆组(33)上的连接构件,固定构件(11)的周向上具有多个钩体(12),连接构件上形成有与钩体(12)形状相配合的上凹口(13)和下卡口(15)。
2.根据权利要求1所述的一种可快速拆装的临时性大空间结构体系,其特征是:所述的维护结构(3)的II型剪刀结构(312)之间通过多层钢索(4)连接,每层钢索(4)穿过同一高度的II型剪刀结构(312)的交叉铰接点II(311),维护膜结构(2)附在钢索(4)上。
3.根据权利要求1或2所述的一种可快速拆装的临时性大空间结构体系,其特征是:所述I型剪刀结构(57)的交叉铰接点I(53)与长度伸缩方向两个铰接点的距离之比为3:4。
4.一种权利要求1所述可快速拆装的临时性大空间结构体系的施工方法,其特征在于,操作步骤如下:
1)由人工将折叠后的圆形平面底座搬下车,放到平整的地面上;
2)由人工手动将收缩的底部结构(5)之间的I型剪刀结构(57)展开,最终形成展开的圆形平面底座;
3)圆形底座固定好后,在其上安装预制地板;
4)启动维护结构(3)的液压缸(32),所有维护结构(3)的II型剪刀结构(312)同时缓慢上升,再将相邻的II型剪刀结构(312)之间通过钢索(4)连接,钢索(4)上附维护膜结构(2);
5)最终所有维护结构(3)集中于一点,并采用顶部固定结构(1)将其固定,整体结构安装完毕;
6)拆卸时,依次拆掉顶部固定结构(1)和围护结构的维护膜结构(2),然后先压缩维护结构(3)的II型剪刀结构(312)和拆掉预制地板,最后收缩底部结构(5)之间的I型剪刀结构(57)将圆形平面底座折叠。
5.根据权利要求4所述的一种可快速拆装的临时性大空间结构体系的施工方法,其特征是:所述步骤4)和5)的具体操作是首先将一个维护结构(3)与顶部固定结构(1)相连,使其到达预设位置,其余的维护结构(3)再逐步向已经到预设位置的顶部固定结构(1)靠近并连接。
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