CN111088853A - 可快速装拆的复合材料穹顶屋 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑结构设计领域，特别是一种可快速装拆的复合材料穹顶屋；包括穹壁主体，穹壁主体包括2种以上不同形状的多个穹壁模块；穹壁模块包括内层板和外层板，内层板和外层板错位设置，其错位设置处形成内联接区和/或外联接区；相邻的两块穹壁模块通过内联接区和外联接区进行快速定位，从而依次搭接形成穹壁主体；与传统薄片式穹壁结构比较，本发明具有易于安装、保温良好的优点；穹壁模块间采用内联接区和外联接区搭接和卡扣连接固定方式，解决了传统穹壁采用螺栓连接效率低、不易对位的问题，安装便捷、快速。

Description

可快速装拆的复合材料穹顶屋
技术领域
本发明涉及建筑结构设计领域，特别是一种可快速装拆的复合材料穹顶屋。
背景技术
近年来，国家飞速发展，随着科技的进步，我国部队中军用设施在不断地完善，其中临时屋是军用物资中的一个重要组成部分，其包括尼龙布帐篷、毛坯房、钢板房等，但这些传统的临时屋因为保温性差、拆装繁琐、透风渗水、易被损坏等原因已经无法能满足部队野外驻扎训练的需求。这就需要设计出一种新的军用临时屋。而复合材料可快速装拆穹屋便是一种极佳选择，近几年市场上出现了各种各样的穹屋，但是它们都存在着诸多问题，比如运送困难、结构繁琐、装卸复杂，保温性差，易漏雨渗水等，因此，有必要设计一种轻量化、搬运方便、可快速安装且保温防风、连接稳固的新型穹屋。
发明内容
本发明为了解决目前现有的穹顶层存在的结构繁琐、装卸复杂、保温性差、易漏雨渗水等问题，而提供的一种可快速装拆的复合材料穹顶屋。
为达到上述功能，本发明提供的技术方案是：
一种可快速装拆的复合材料穹顶屋，包括穹壁主体，所述穹壁主体包括2种以上不同形状的多个穹壁模块；
所述穹壁模块包括内层板和外层板，内层板和外层板错位设置，其错位设置处形成内联接区和/或外联接区；
相邻的两块穹壁模块通过内联接区和外联接区进行快速定位，从而依次搭接形成穹壁主体。
优选地，所述外联接区设置有导水凹槽和引水支槽，所述导水凹槽沿外联接区的内边缘设置；所述引水支槽与同一穹壁模块的导水凹槽和相邻的穹壁模块的导水凹槽相连通；所述导水凹槽和所述引水支槽相互连通形成穹顶屋导水系统。
优选地，所述穹壁模块为三明治结构，内层板和外层板的中间填充有泡沫芯材。
优选地，所述复合材料穹顶屋还包括穹基组件，所述穹基组件包括圆环形地缝夹板、内压片、外压片和若干个固定支架；
所述内压片和所述外压片分别设置在所述圆环形地缝夹板的内外两侧，所述内压片和所述外压片之间形成允许穹壁模块插入的夹缝；
所述固定支架均匀设置在所述圆环形地缝夹板上。
优选地，所述外联接区的侧面设置有密封胶条。
优选地，所述穹壁模块上设置有多个搭扣槽，所述搭扣槽上安装有卡钩或挂钩。
优选地，所述穹壁主体为半球结构，按照足球烯的分子结构设计，由下而上依次分为第一穹层、第二穹层、第三穹层、第四穹层和穹顶层；所述第一穹层包括5块等腰梯形穹壁；所述第二穹层包括4块正六边形穹壁；所述第三穹层包括5块正五边形穹壁；所述第四穹层包括5块正六边形穹壁；穹顶层包括1块正五边形穹壁；相邻穹壁模块间通过卡钩和挂钩组成的搭扣固定连接。
优选地，每三片穹壁模块相交的三角处设置有一块三角压块，所述三角压块整体呈弧面三角形，所述三角压块的三个角处分别预埋有3枚螺栓，所述穹壁模块在所述三角压块相对应的位置设置有压块槽，所述压块槽与螺栓相对应的位置开设有允许所述螺栓通过的通孔。
优选地，所述穹壁主体按纬线进行划分，由下而上分成第一穹层、第二穹层、第三穹层和穹顶层。除穹顶层仅包括1块穹壁模块以外，其余每一穹层的穹壁又按经线均匀划分，分成多个形状相同的区域，每个区域填充有1块穹壁模块；相邻穹壁模块间通过卡钩和挂钩组成的搭扣固定连接。
本发明的有益效果在于：
1、拆装方便：本发明穹壁结构有搭扣结构，解决了传统穹壁采用螺栓连接效率低、不易对位的问题，能实现快速安装定位，拆装简单方便，节约时间；
2、保温性好：传统军用穹屋使用一般金属材料，或单一复合材料，壁厚较小，质量大；本发明采用了复合材料夹层泡沫壁的三明治结构设计，可以显著增加壁厚同时减轻质量，提高保温性能；
3、密封性好：本发明穹壁的联接区上有导水凹槽与密封胶条可将雨水由穹顶引流至地面，保证穹屋内部干燥不渗雨水。
4、结构稳定性好：穹壁之间按照顺序依次搭接，充分利用了片和片之间的空间整体搭接，保证穹屋结构的稳定性。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图；
图2为实施例一的第一穹层穹壁的结构示意图；
图3为实施例一的第二穹层穹壁的结构示意图；
图4为实施例一的第三穹层穹壁的结构示意图；
图5为实施例一的第四穹层穹壁的结构示意图；
图6为实施例一的穹顶层穹壁的结构示意图；
图7为图6另一视角的结构示意图；
图8为三角压块与穹壁模块的配合局部示意图；
图9为穹基组件的结构示意图；
图10为图1的AA处的局部剖示图；
图11为实施例二的穹壁主体；
图12为实施例二的第二穹层穹壁的结构示意图；
图13为实施例二穹壁主体的局部爆炸视图。
具体实施方式
下面结合附图1至附图13对本发明作进一步阐述：
如图1所示的一种可快速装拆的复合材料穹顶屋，包括穹基组件1和穹壁主体2。穹壁主体2包括2种以上不同形状的多个穹壁模块。在本实施例中，穹壁模块整体呈多边形结构，表面呈圆弧形，包括5种不同形状。穹壁主体2整体呈半球形状。穹壁主体2由下而上依次分为第一穹层、第二穹层、第三穹层、第四穹层和穹顶层；位于同一穹层的穹壁模块的结构和大小相同，这五个穹层的穹壁模块我们分别称为第一穹层穹壁21、第二穹层穹壁22、第三穹层穹壁23、第四穹层穹壁24和穹顶层穹壁25。同穹层间与非同穹层间的穹壁模块的连接方式均为搭扣3(图1中未示出)联接。
如图2～图7所示，第一穹层穹壁21的形状呈等腰梯形；第二穹层穹壁22的形状呈正六边形；第三穹层穹壁23的形状呈正五边形；第四穹层穹壁24的形状呈正六边形；穹顶层穹壁25的形状呈正五边形；相邻穹壁模块间采用搭扣3固定连接。穹壁主体2按照足球烯的分子结构设计，从上到下按照数量比为穹顶层穹壁25：第四穹层穹壁24：第三穹层穹壁23：第二穹层穹壁22：第一穹层穹壁21＝1：5：5：5：5。
不同穹层的穹壁模块除了形状不同外，其结构大体相同，以第四穹层穹壁24为例对其结构进行说明。如图5所示，穹壁模块包括内层板201和外层板202，内层板201和外层板202的形状大致相同，大小略微不同；内层板201和外层板202错位固定联接，其错位处形成内联接区2011和外联接区2012；相邻的穹壁模块通过内联接区2011和外联接区2012进行快速定位，依次搭接形成穹壁主体2。如图2所示，第一穹层穹壁21除了与穹基组件1相连接的边外，其余的3边都均形成外联接区2012。如图3所示，第二穹层穹壁22与第一穹层穹壁21的联接处为内联接区2011，与第三穹层穹壁23和第四穹层穹壁24联接处均为外联接区2012。如图4所示，第三穹层穹壁23与第一穹层穹壁21和第二穹层穹壁22联接处为内联接区2011，其余的为外联接区2012。如图5所示，第四穹层穹壁24与第二穹层穹壁22和第三穹层穹壁23联接处为内联接区2011，与同一穹层左侧相联接处为内联接区2011，其余的为外联接区2012。如图6所示，穹顶层穹壁25与第四穹层穹壁24联接处均为内联接区2011。
在本实施例中，穹壁模块的整体为三明治结构，内层板201和外层板202的中间填充有泡沫材料。内层板201和外层板202的表层采用纤维增强复合材料制成厚度为2mm，泡芯材料为10～30mm厚的聚氨酯泡沫，三者通过错位压合得到的穹壁模块既坚硬又保温。
外联接区2012开设有导水凹槽2013和引水支槽2014，导水凹槽2013沿外联接区2012的内边缘设置；引水支槽2014与同一穹壁模块的导水凹槽2013和相邻的穹壁模块的导水凹槽2013相连通；相邻穹壁模块的导水凹槽2013和引水支槽2014相互连通形成穹顶屋导水系统。在本实施例中，导水凹槽2013为深7mm，宽15mm的沟槽，可以放止雨水灌入穹顶屋内部，落在穹壁主体2外表面上的雨水一部分会沿穹壁主体2的外表面，流到地面；另一部分雨水会沿着导水凹槽2013和引水支槽2014按照独特的线路从穹顶层经由四层、三层、二层到达第一穹层从穹顶一直流至穹基，从而达到了比较完善的导水。
为了达到更好的防雨防水效果，在本实施例中，我们在外联接区2012区域的穹壁模块的内层板201的侧面设置防水胶条4，从而保证组装后的穹壁主体2的相邻穹壁模块间的侧面接缝都夹设有防水胶条4，阻止雨水沿侧面接缝渗入穹顶屋内。
如图2至图6所示，穹壁模块的外层板202的外表面上还设置有用于安装搭扣3的卡钩31或挂钩32的搭扣槽2015。如图10所示，卡钩31或挂钩32固定安装在搭扣槽2015内，且卡钩31和挂钩32成套配对使用，即相邻两片穹壁模块中，其中的一块上设置了卡钩31，则另一块与卡钩31相对应的位置设置挂钩32。搭扣3为市贩品，其结构与原理我们不再赘述。另外，为了进一步提高穹壁模块间联接的稳固性，我们可以在穹壁模块的外层板202的下表面设置凸起的卡扣2016，卡扣2016扣紧导水凹槽2013，这样导水凹槽2013既有排水功能又与卡扣2016配合形成卡接功能，以使穹壁模块间的联接更稳固。
由于穹壁主体2上相邻三个穹壁模块相交的交点处，会出现外联接区2012外露的情况，因此在本实施例中，如图2至图6所示，我们在穹壁模块的外表面相对应处开设压块凹槽2017，压块凹槽2017的深度为7mm，切除后在此处放置一个厚7mm的三角压块5。如图8所示，三角压块5整体呈弧面三角形，安装于三片穹壁模块相交的三角处，三角压块5的三个角处分别预埋有1枚螺栓，穹壁模块在与螺栓相对应的位置开设有通孔，三角压块5预埋的螺栓穿过穹壁模块上的通孔连接到穹壁主体2上，实现穹壁模块周向和径向紧固定位。
如图9所示，穹基组件1包括内压片12、外压片13和5个固定支架14；内压片12和外压片13呈圆环形，两者同心设置形成圆环形地缝夹板，内压片12和外压片13之间形成允许穹壁模块插入的夹缝；固定支架14均匀设置在圆环形地缝夹板上。固定支架14限制圆环形地缝夹板竖直方向自由度，固定支架14与地面间通过螺栓紧固。
如图1所示，穹屋还包括穹门5，穹门5包括穹门门框51和穹门门体52。穹门门体52可转动设置在穹门门框51上。第二穹层中的一块第二穹层穹壁22上开设有安装穹门门框51的开口，穹门5固定于该开口处，穹门门体52为长方形结构。
实施例二
本实施例的穹顶屋的穹基组件1与实施例一的相同，不同点在于组成穹壁主体2的穹壁模块的形状。
如图11所示，本实施例的穹壁主体2是由穹壁模块相互搭接而成的半球结构。穹壁主体2按纬线进行划分，由下而上分成第一穹层、第二穹层、第三穹层和穹顶层。除穹顶层仅包括1块穹壁模块以外，其余每一穹层的穹壁又按经线均匀划分，分成多个形状相同的区域，每个区域填充有1块穹壁模块。相应地为了叙述上的方便，我们把组成不同穹层的穹壁模块分别称为第一穹层穹壁210、第二穹层穹壁220、第三穹层穹壁230和穹顶层穹壁250。在本实施例中，第一、第二、第三穹层的穹壁模块的数量都为9块。
穹壁模块除形状外，其它结构可参考实施例一。在本实施例中第一穹层穹壁210、第二穹层穹壁220、第三穹层穹壁230的形状大致相同，以第二穹层穹壁220为例，如图12所示，第二穹层穹壁22的左边、上边为外联接区2012，右边和下边为内联接区2011；外联接区2012上也设置有导水凹槽2013和引水支槽2014，导水凹槽2013和引水支槽2014的具体结构参照实施例一。
穹顶层穹壁250为圆形且仅包含内联接区2011。
如图13所示的穹壁主体2的局部爆炸图，穹壁主体2的搭接顺序为：先放置第一穹层穹壁210，顺时针搭接其余同穹层穹壁；接着放置第二穹层，与第一穹层位置对齐，顺时针搭接其余同穹层穹壁；同理放置第三穹层，与第二穹层位置对齐，顺时针搭接其余同穹层穹壁。最后放置穹顶层穹壁250。在放置每一块穹壁模块后，把穹壁模块上的搭扣3与其它相邻的穹壁模块上的相互扣紧。通过上述方法即可实现快速安装，稳定固连。
在本实施例中，穹门5安装在第一穹层和第二穹层之间，具体的在第一穹层的一穹壁模块以及其上方的第二穹层的一穹壁模块上开设用于安装穹门5的开口，然后把穹门5框固定安装在该开口处。当然，我们也可以把安装穹门5的这两块对应的穹壁模块一体化生产形成一个整体，以进一步提高安装效率。
本发明提供穹顶屋具有轻量化，保温防雨，制造成本低，快速安装，搬运方便等特点，能满足战场等野外环境时间紧迫、动作迅速、装配简单的要求；本穹顶屋可以用于军事野外训练，极地考察(如沙漠地区、南极极地)等。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1.一种可快速装拆的复合材料穹顶屋，其特征在于：包括穹壁主体，所述穹壁主体包括2种以上不同形状的多个穹壁模块；
所述穹壁模块包括内层板和外层板，内层板和外层板错位设置，其错位设置处形成内联接区和/或外联接区；
相邻的两块穹壁模块通过内联接区和外联接区进行快速定位，依次搭接形成穹壁主体。
2.如权利要求1所述的可快速装拆的复合材料穹顶屋，其特征在于：所述外联接区设置有导水凹槽和引水支槽，所述导水凹槽沿外联接区的内边缘设置；所述引水支槽与同一穹壁模块的导水凹槽和相邻的穹壁模块的导水凹槽相连通；所述导水凹槽和所述引水支槽相互连通形成穹顶屋导水系统。
3.如权利要求1所述的可快速装拆的复合材料穹顶屋，其特征在于：所述内层板和外层板的中间填充有泡沫芯材。
4.如权利要求1所述的可快速装拆的复合材料穹顶屋，其特征在于：所述复合材料穹顶屋还包括穹基组件，所述穹基组件包括圆内压片、外压片和若干个固定支架；
所述内压片和所述外压片呈圆环状且同心设置形成圆环形地缝夹板，所述内压片和所述外压片之间形成允许穹壁模块插入的夹缝；
所述固定支架均匀设置在所述圆环形地缝夹板上。
5.如权利要求2所述的可快速装拆的复合材料穹顶屋，其特征在于：所述外联接区的侧面设置有密封胶条。
6.如权利要求1～5任意一项所述的可快速装拆的复合材料穹顶屋，其特征在于：所述穹壁模块上设置有多个搭扣槽，所述搭扣槽上安装有卡钩或挂钩。
7.如权利要求6所述的可快速装拆的复合材料穹顶屋，其特征在于：所述穹壁主体为半球结构，按照足球烯的分子结构设计，由下而上依次分为第一穹层、第二穹层、第三穹层、第四穹层和穹顶层；所述第一穹层包括5块等腰梯形穹壁；所述第二穹层包括4块正六边形穹壁；所述第三穹层包括5块正五边形穹壁；所述第四穹层包括5块正六边形穹壁；穹顶层包括1块正五边形穹壁；相邻穹壁模块间通过卡钩和挂钩组成的搭扣固定连接。
8.如权利要求7所述的可快速装拆的复合材料穹顶屋，其特征在于：每三片穹壁模块相交的三角处设置有一块三角压块，所述三角压块整体呈弧面三角形，所述三角压块的三个角处分别预埋有3枚螺栓，所述穹壁模块在所述三角压块相对应的位置设置有压块槽，所述压块槽与螺栓相对应的位置开设有允许所述螺栓通过的通孔。
9.如权利要求6所述的可快速装拆的复合材料穹顶屋，其特征在于：所述穹壁主体按纬线进行划分，由下而上分成第一穹层、第二穹层、第三穹层和穹顶层。除穹顶层仅包括1块穹壁模块以外，其余每一穹层的穹壁又按经线均匀划分，分成多个形状相同的区域，每个区域填充有1块穹壁模块；相邻穹壁模块间通过卡钩和挂钩组成的搭扣固定连接。
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