CN110117989A - 节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法及其移动建筑 - Google Patents

节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法及其移动建筑 Download PDF

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Abstract

一种节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法及其移动建筑。该移动建筑采用模块化单元构件支撑柱和连接横梁通过角部连接结构、边部连接结构和中间连接结构首先搭建出移动建筑的可拆装框架结构，然后按照设计要求选择适当的墙体进行填充并搭建屋顶，最后搭建出节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑。本发明移动建筑完全采用单元模块化设计，所有模块均在车间内生产完成，在现场进行施工搭建。且所述建筑单元模块不涉及集装箱或柜体等大型单元，可大大降低生产车间的占地面积，便于普及推广。该建筑不受任何环境的限制，可适用于任何场地和任何地质条件的搭建，包括平原、坡地、山地、沙漠、湿地以及水上等。

Description

节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法 及其移动建筑
技术领域
本发明属于移动建筑技术领域，特别涉及一种节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法及其移动建筑。
背景技术
传统建筑所使用的建筑材料大多都是钢筋、水泥、砖和石材等，而建筑施工和房屋的搭建过程均是在现场完成施工。这些建筑材料比较笨重，运输和施工耗时费力，且对环境造成严重的污染。
此前申请发明人申请了一项名称为《模块化积木式可集装箱装载的建筑物及搭建方法》(专利号ZL201410632901.2)的发明专利。该专利是以集装箱为载体，也可以归类为“集装箱房屋”，或称MMI房屋(modularmadeintelligent)：即一种由载体和模块化单件组成的可伸缩变形，多次拆装组合并可将部件装入载体(集装箱)内进行运输的建筑物。该建筑采用模块化设计，所有建筑单元全部做成单元模块，并在工厂车间内制作完成。该建筑不再需要钢筋、水泥、砖和石材等建筑材料，不用破土打地基，也不用砌墙抹灰，更不用油漆粉刷。所有部件均采用可回收循环再利用的环保材料，所搭建的MMI房屋绿色环保，省时省力，非常灵活多变，相对传统住房能提供给住户更多的选择，可以随时随地移动并固定到任意需要的地方，为人们带来更方便、更舒适的生活。另一方面，随着全球自然资源的极具匮乏和环境保护意识的不断加强，建筑业正在走向工业化生产时代，也就是所有的建筑构件均在车间内完成生产，运送到现场进行组装搭建，进而可以克服传统建筑施工中因混凝土浇筑作业等带来的环境污染，以及建筑材料不可循环再利用等诸多弊端。
此外，中国专利ZL201610255028.9号公开了名称为《一种可移动房屋》的发明专利。ZL201720652561.9号公开了名称为《可拓展式移动房屋》的实用新型专利。ZL201721026468.3号公开了名称为《一种整体可拼装式移动房屋》的实用新型专利。ZL201721497229.6号公开了名称为《一种无限拼接式的移动房屋》的实用新型专利。这些专利都是以集装箱或类似集装箱的柜体作为房屋的主体，在此基础上，进行房屋的搭建或拓展。此类建筑都必须将房屋的主体做成集装箱或类似集装箱的柜体运输到施工现场，再进行搭建施工，而对于一些特殊的场地和环境可能不适合整体式房屋主体的运输和施工。另外，对于大规模建筑群的搭建，首先必须将整体式房屋主体制作出大量的集装箱或类似集装箱的柜体并进行储存和运输，这样势必对生产车间的占地面积提出更高的要求，因此也就限制了一般规模生产单位对此类建筑进行生产的可能，进而限制了此类建筑的普及和推广。此外，将房屋主体制作成集装箱或类似集装箱的柜体也不利于房屋建筑个性化、多元化和复杂化的发展需要。
发明内容
本发明目的是克服现有技术的上述不足，提供一种节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法及其移动建筑。
本发明的技术方案：
一种节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法，所述方法涉及的单元构件包括支撑柱、连接横梁、墙体和屋顶；涉及的连接结构包括角部连接结构、边部连接结构和中间连接结构；
支撑柱：由方形金属管制成，根据安装位置不同分为角部支撑柱、边部支撑柱和中间支撑柱；角部支撑柱的至少一端的相邻两边各开有一个横梁固定槽；边部支撑柱的至少一端的三个边各开有一个横梁固定槽；中间支撑柱的至少一端的四个边各开有一个横梁固定槽；
连接横梁：为矩形截面的实体梁，连接横梁的端部根据安装位置和作用不同分为角部连接端和中间连接端；角部连接端在靠近末端的位置开有一个连接凹槽，两个连接横梁的角部连接端通过所述连接凹槽相互嵌合在一起而呈L型；中间连接端的末端连接部分沿中心对称轴去掉横梁的一半，同时在剩余一半的横梁上开有一个与角部连接端相同的连接凹槽，两个相同的中间连接端前后反转对调叠放后的连接部分与连接横梁同宽且两个连接凹槽重合在一起，使两个连接横梁呈一字型；
墙体：按照设计要求分为带窗墙体、带门墙体、带窗带门墙体和无窗无门墙体；
屋顶：包括平顶和带脊屋顶；
角部连接结构：由角部支撑柱和两个带有角部连接端的连接横梁构成，两个连接横梁的角部连接端通过其上的连接凹槽相互嵌合在一起呈L型，然后整体嵌入角部支撑柱端部的横梁固定槽内，形成角部连接结构；
边部连接结构：由一个边部支撑柱、两个带有中间连接端的连接横梁和一个带有角部连接端的连接横梁构成，两个带有中间连接端的连接横梁将中间连接端前后反转对接叠放在一起，使其上的两个连接凹槽重合，然后与另一连接横梁的角部连接端上的连接凹槽嵌合在一起使三个连接横梁呈T型，然后整体嵌入边部支撑柱端部的横梁固定槽内，形成边部连接结构；
中间连接结构：由一个中间支撑柱和四个带有中间连接端的连接横梁构成，四个连接横梁两两一组，每一组中的两个连接横梁将中间连接端前后反转对接叠放在一起，使其上的两个连接凹槽重合，对接后的两组连接横梁通过其上重合后的连接凹槽嵌合在一起使四个连接横梁呈十字型，然后整体嵌入中间支撑柱端部的横梁固定槽内，形成中间连接结构；
所述节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法包括如下步骤：
第1步、基本建筑单元框架的搭建；
选择四根角部支撑柱和四根带有角部连接端的连接横梁，按照上述角部连接结构相互搭建在一起构成所述节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的基本建筑单元框架；
第2步、基本建筑单元框架的一维拓建；
将第1步搭建的基本建筑单元框架中的相邻两个角部连接结构用两个所述的边部连接结构替换并向一侧连续拓建，拓建的末端采用两个角部连接结构搭建成由n个基本建筑单元构成的一字型建筑框架，其中n大于等于2；
第3步、一维建筑框架的二维拓建；
第3.1步、将第2步搭建的一维建筑框架的端部一侧相邻的两个连接结构分别用一个边部连接结构和一个中间连接结构替换，然后按照第2步所述方法向一维建筑框架的垂直方向拓建，搭建成L型建筑框架；
第3.2步、或者将第2步搭建的一维建筑框架一侧中间的相邻两个边部连接结构用两个中间连接结构替换，然后按照第2步所述方法向一维建筑框架的垂直方向拓建，搭建成T型建筑框架；
第4步、二维矩阵结构建筑框架的拓建；
同时采用第3.1步和第3.2步的方法，将第2步搭建的一维建筑框架向一侧整体拓建，搭建成横向由n个基本建筑单元、纵向由m个基本建筑单元构成的二维矩阵结构建筑框架，其中m、n均大于等于2；
第5步、墙体的填充；
分别将第2步、第3.1步、第3.2步和第4步搭建的建筑框架中间，按照设计要求选择上述墙体中的一种进行填充；或者在搭建上述建筑框架的同时一并进行墙体填充；
第6步、屋顶的搭建；
按照设计要求选择平顶或带脊屋顶，对第5步填充墙体后的建筑框架进行屋顶的搭建，最终建成一字型、L型、T型或二维矩阵结构移动建筑。
本发明方法涉及的构件还包括：楼板和楼梯；所述楼板包括仅用于隔离上下楼层的楼面板，以及与楼梯对应并留有用于上下楼的楼梯口的楼梯板；所述楼梯包括内置式楼梯和外置式楼梯；所述的快速搭建方法还包括如下步骤：
第7步、将与第2步、第3.1步、第3.2步或第4步搭建的完全相同的p层建筑框架通过所述的连接结构上下嵌装在一起，并按照设计要求选择内置式或外置式楼梯以及对应的楼面板或楼梯板，最终搭建成p层的多层移动建筑，其中p大于等于2。
所述支撑柱端部的横梁固定槽的宽度与连接横梁的宽度相同；所述横梁固定槽的深度小于等于连接横梁的高度。对于多层移动建筑中连接上下楼之间的支撑柱端部的横梁固定槽的深度等于连接横梁高度的一半。所述连接横梁端部的连接凹槽的宽度与连接横梁的宽度相同，连接凹槽的深度为连接横梁高度的一半。
在连接上下楼之间的角部连接结构和/或边部连接结构的支撑柱端部的外周增设一个加固套。所述加固套与上方支撑柱的下端固定，在加固套覆盖下方支撑柱上端的位置至少开设一个定位槽，在下方支撑柱上端的相应位置设置与定位槽配合的定位块。
所述支撑柱与墙体对应的侧面上设置有连接固定筋，所述墙体的对应侧面上开设有连接固定槽道(支撑柱与墙体之间形成子母扣式连接结构)。
本发明同时提供了上述方法搭建的节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑。
本发明的优点和有益效果：
本发明提供的节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑完全采用单元模块化设计，所有模块均在车间内生产完成，在现场进行施工搭建。且所述建筑单元模块不涉及集装箱或柜体等大型单元，可大大降低生产车间的占地面积，便于普及推广。且不受狭小运输通道的限制，便于运输和安装。
该建筑的搭建过程不使用水泥石料等传统的建筑材料，也不需要施工用水等资源，做到了无尘化环保施工，因此不会造成任何环境污染，真正实现了节能环保。
该建筑的所有单元模块和单元结构均为可拆装结构，因此该建筑可以反复拆装而不会造成任何单元模块的损坏，所有单元均可以反复循环使用，因此可以节约大量的自然资源，真正实现可持续发展。
该建筑不受任何环境的限制，可适用于任何场地和任何地质条件的搭建，包括平原、坡地、山地、沙漠、湿地以及水上等。
附图说明
图1是角部连接结构示意图；
图2是角部连接结构部分展开示意图；
图3是角部连接结构展开示意图(爆炸图)；
图4是边部连接结构示意图；
图5是边部连接结构部分展开示意图；
图6是边部连接结构展开示意图(爆炸图)；
图7是中间连接结构示意图；
图8是中间连接结构部分展开示意图；
图9是中间连接结构展开示意图(爆炸图)；
图10是支撑柱与墙体连接结构示意图；
图11实施例1凉亭框架结构示意图；
图12实施例1凉亭效果示意图；
图13实施例2-L型双层建筑框架结构示意图；
图14实施例2-L型双层建筑效果图；
图15实施例3矩阵式平层建筑效果图。
图中，1支撑柱，11横梁固定槽，12连接固定筋，2连接横梁，21角部连接端，22中间连接端，23连接凹槽，3墙体，31连接固定槽道，4屋顶，5楼梯，6楼面板或楼梯板，7加固套，71定位槽，72定位块。
具体实施方式
一种节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法，所述方法涉及的单元构件包括支撑柱、连接横梁、墙体和屋顶；涉及的连接结构包括角部连接结构、边部连接结构和中间连接结构；现将所涉及的各单元构建结合具体连接结构说明如下：
角部连接结构(如图1至图3所示)：该结构由角部支撑柱1和两个带有角部连接端21的连接横梁2构成；所述支撑柱由方形金属管制成，根据需要角部支撑柱的至少一端的相邻两边各开有一个横梁固定槽11(见图3)；连接横梁2为矩形截面的实体梁，角部连接端21在靠近末端的位置开有一个连接凹槽23，连接凹槽的宽度与连接横梁的宽度相同，连接凹槽的深度为连接横梁高度的一半，两个连接横梁的角部连接端通过所述连接凹槽相互嵌合在一起而呈L型，如图2所示；然后将嵌合在一起的两个连接横梁整体嵌入角部支撑柱端部的横梁固定槽23内，形成角部连接结构，如图1所示。对于多层建筑使用的支撑柱，其上下两端均开有横梁固定槽23，且在支撑柱上下端部衔接处的外周增设一个加固套7，加固套与上方支撑柱的下端焊接固定在一起，在加固套覆盖下方支撑柱上端的对应位置至少开设一个定位槽71，在下方支撑柱上端的相应位置设置有与定位槽配合的定位块72，如图2所示。
边部连接结构(如图4至图6所示)：由一个边部支撑柱1、两个带有中间连接端22和一个带有角部连接端21的连接横梁2构成，边部支撑柱的至少一端的三个边各开有一个横梁固定槽11；连接横梁的中间连接端22的末端连接部分沿中心对称轴去掉横梁的一半，同时在剩余一半的横梁上开有一个与角部连接端相同的连接凹槽23(见图6)，两个相同的中间连接端前后反转对调叠放后的连接部分与连接横梁同宽且两个连接凹槽重合在一起，使两个连接横梁呈一字型，然后与另一连接横梁的角部连接端上的连接凹槽嵌合在一起使三个连接横梁呈T型，如图5所示；然后将嵌合在一起的三个连接横梁整体嵌入边部支撑柱端部的横梁固定槽11内，形成边部连接结构，如图4所示。同样，对于多层建筑使用的支撑柱，其上下两端均开有横梁固定槽23，且在支撑柱上下端部衔接处的外周增设一个加固套7，具体结构同角部连接结构。
中间连接结构(如图7至图9所示)：由一个中间支撑柱1和四个带有中间连接端22的连接横梁2(具体结构同边部连接结构中的连接横梁)构成；中间支撑柱的至少一端的四个边各开有一个横梁固定槽11；四个连接横梁两两一组，每一组中的两个连接横梁将中间连接端前后反转对接叠放在一起，使其上的两个连接凹槽23重合，对接后的两组连接横梁通过其上重合后的连接凹槽嵌合在一起使四个连接横梁呈十字型，如图8所示，然后将嵌合在一起的四个连接横梁整体嵌入中间支撑柱端部的横梁固定槽11内，形成中间连接结构，如图7所示。
实施例1：凉亭的搭建
第1步、选择四根角部支撑柱1和四根带有角部连接端21的连接横梁2，将四根角部支撑柱的下端与地基固定，按照上述角部连接结构相互搭建在一起构成所述节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的基本建筑单元框架，该单元框架可以作为凉亭的框架，如图11所示。
第2步、根据设计需要，在单元框架的下部四周设置围栏及坐凳，在单元框架的上端设置凉亭的顶架；
第3步、在上述凉亭的顶架上架设顶板，最终搭建出所需要的凉亭，如图12所示。
实施例2：L型双层建筑的搭建
L型双层建筑由三个单元框架构成。三个单元框架呈L型布置，中间紧邻的两个共用的连接横梁的外端用边部连接结构替换，内端用中间连接结构替换。为了安装外置楼梯的需要，将内侧的一个角部连接结构(如图13中左侧)用边部连接结构替换，向外延伸的部分用于搭建外置楼梯，如图13所示。将相同结构的两组框架上下叠放在一起并通过支撑柱上下端衔接处的加固套7(图中略)将上下两层框架加固在一起。与楼梯对应的内侧部分用于搭建走廊，为了保证墙体的稳固及强度，在与走廊内侧对应的位置各增加一个连接横梁，且在连接横梁的两端各增加一个支撑柱，如图13所示。
L型双层建筑的主体框架搭建后，根据设计需要填充墙体3(墙体结构参见图10，通过墙体上的连接固定槽道31和支撑柱上的连接固定筋12相互嵌装在一起)并搭建屋顶4。与楼梯衔接的内侧部分作为走廊铺设楼梯板6，最终搭建成如图14所示的L型双层建筑。
实施例3：矩阵式平层建筑
首先按照发明内容部分所述的方法搭建由n个基本建筑单元构成的一字型一维建筑框架，然后整体向一侧拓建，最后拓建成纵向由m个基本建筑单元构成的二维矩阵结构建筑框架，其中m、n均大于等于2。
然后按照设计要求选择墙体进行填充并搭建屋顶，最终搭建成横向由n个基本建筑单元，纵向由m个基本建筑单元构成的二维矩阵式平层建筑，如图15所示。

Claims (9)

1.一种节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法，所述方法涉及的单元构件包括支撑柱、连接横梁、墙体和屋顶；涉及的连接结构包括角部连接结构、边部连接结构和中间连接结构；
支撑柱：由方形金属管制成，根据安装位置不同分为角部支撑柱、边部支撑柱和中间支撑柱；角部支撑柱的至少一端的相邻两边各开有一个横梁固定槽；边部支撑柱的至少一端的三个边各开有一个横梁固定槽；中间支撑柱的至少一端的四个边各开有一个横梁固定槽；
连接横梁：为矩形截面的实体梁，连接横梁的端部根据安装位置和作用不同分为角部连接端和中间连接端；角部连接端在靠近末端的位置开有一个连接凹槽，两个连接横梁的角部连接端通过所述连接凹槽相互嵌合在一起而呈L型；中间连接端的末端连接部分沿中心对称轴去掉横梁的一半，同时在剩余一半的横梁上开有一个与角部连接端相同的连接凹槽，两个相同的中间连接端前后反转对调叠放后的连接部分与连接横梁同宽且两个连接凹槽重合在一起，使两个连接横梁呈一字型；
墙体：按照设计要求分为带窗墙体、带门墙体、带窗带门墙体和无窗无门墙体；
屋顶：包括平顶和带脊屋顶；
角部连接结构：由角部支撑柱和两个带有角部连接端的连接横梁构成，两个连接横梁的角部连接端通过其上的连接凹槽相互嵌合在一起呈L型，然后整体嵌入角部支撑柱端部的横梁固定槽内，形成角部连接结构；
边部连接结构：由一个边部支撑柱、两个带有中间连接端的连接横梁和一个带有角部连接端的连接横梁构成，两个带有中间连接端的连接横梁将中间连接端前后反转对接叠放在一起，使其上的两个连接凹槽重合，然后与另一连接横梁的角部连接端上的连接凹槽嵌合在一起使三个连接横梁呈T型，然后整体嵌入边部支撑柱端部的横梁固定槽内，形成边部连接结构；
中间连接结构：由一个中间支撑柱和四个带有中间连接端的连接横梁构成，四个连接横梁两两一组，每一组中的两个连接横梁将中间连接端前后反转对接叠放在一起，使其上的两个连接凹槽重合，对接后的两组连接横梁通过其上重合后的连接凹槽嵌合在一起使四个连接横梁呈十字型，然后整体嵌入中间支撑柱端部的横梁固定槽内，形成中间连接结构；
所述节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法包括如下步骤：
第1步、基本建筑单元框架的搭建；
选择四根角部支撑柱和四根带有角部连接端的连接横梁，按照上述角部连接结构相互搭建在一起构成所述节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的基本建筑单元框架；
第2步、基本建筑单元框架的一维拓建；
将第1步搭建的基本建筑单元框架中的相邻两个角部连接结构用两个所述的边部连接结构替换并向一侧连续拓建，拓建的末端采用两个角部连接结构搭建成由n个基本建筑单元构成的一字型建筑框架，其中n大于等于2；
第3步、一维建筑框架的二维拓建；
第3.1步、将第2步搭建的一维建筑框架的端部一侧相邻的两个连接结构分别用一个边部连接结构和一个中间连接结构替换，然后按照第2步所述方法向一维建筑框架的垂直方向拓建，搭建成L型建筑框架；
第3.2步、或者将第2步搭建的一维建筑框架一侧中间的相邻两个边部连接结构用两个中间连接结构替换，然后按照第2步所述方法向一维建筑框架的垂直方向拓建，搭建成T型建筑框架；
第4步、二维矩阵结构建筑框架的拓建；
同时采用第3.1步和第3.2步的方法，将第2步搭建的一维建筑框架向一侧整体拓建，搭建成横向由n个基本建筑单元、纵向由m个基本建筑单元构成的二维矩阵结构建筑框架，其中m、n均大于等于2；
第5步、墙体的填充；
分别将第2步、第3.1步、第3.2步和第4步搭建的建筑框架中间，按照设计要求选择上述墙体中的一种进行填充；或者在搭建上述建筑框架的同时一并进行墙体填充；
第6步、屋顶的搭建；
按照设计要求选择平顶或带脊屋顶，对第5步填充墙体后的建筑框架进行屋顶的搭建，最终建成一字型、L型、T型或二维矩阵结构移动建筑。
2.根据权利要求1所述的节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法，其特征在于，所述方法涉及的构件还包括：楼板和楼梯；所述楼板包括仅用于隔离上下楼层的楼面板，以及与楼梯对应并留有用于上下楼的楼梯口的楼梯板；所述楼梯包括内置式楼梯和外置式楼梯；所述的快速搭建方法还包括如下步骤：
第7步、将与第2步、第3.1步、第3.2步或第4步搭建的完全相同的p层建筑框架通过所述的连接结构上下嵌装在一起，并按照设计要求选择内置式或外置式楼梯以及对应的楼面板或楼梯板，最终搭建成p层的多层移动建筑，其中p大于等于2。
3.根据权利要求1或2所述的节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法，其特征在于，所述支撑柱端部的横梁固定槽的宽度与连接横梁的宽度相同；所述横梁固定槽的深度小于等于连接横梁的高度。
4.根据权利要求2所述的节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法，其特征在于，对于多层移动建筑中连接上下楼之间的支撑柱端部的横梁固定槽的深度等于连接横梁高度的一半。
5.根据权利要求4所述的节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法，其特征在于，在连接上下楼之间的角部连接结构和/或边部连接结构的支撑柱端部的外周增设一个加固套。
6.根据权利要求5所述的节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法，其特征在于，所述加固套与上方支撑柱的下端固定，在加固套覆盖下方支撑柱上端的位置至少开设一个定位槽，在下方支撑柱上端的相应位置设置与定位槽配合的定位块。
7.根据权利要求1或2所述的节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法，其特征在于，所述连接横梁端部的连接凹槽的宽度与连接横梁的宽度相同，连接凹槽的深度为连接横梁高度的一半。
8.根据权利要求1或2所述的节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑的快速搭建方法，其特征在于，所述支撑柱与墙体对应的侧面上设置有连接固定筋，所述墙体的对应侧面上开设有连接固定槽道。
9.一种权利要求1或2所述方法搭建的节能环保型积木式可拆装框架结构移动建筑。
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