CN111576928B - 一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了建筑结构领域内的一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，包括底座、伸缩柱、楼板结构系统、柔性墙面结构、通风结构和弹性门；伸缩柱在高度方向上可伸缩，伸缩柱上成对设有若干第一贯通孔和第二贯通孔；楼板结构系统中的主直梁插于第一贯通孔之中；辅直梁中的两根插于对应的第二贯通孔之中；圈梁、主直梁及辅直梁整体构成网格状结构并于相交点位置相互固定；面板铺设于网格状结构的上方；顶部设有通风结构：外侧采用柔性墙面结构，柔性墙面上设有弹性门。本发明能根据使用者的需要随时调整建筑层高和层数，并结合通风、隔热等措施来增强使用者的居住舒适性，可大大提高建筑的使用性能。

Description

一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构

技术领域

本发明涉及到建筑结构设计领域，具体是一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构。

背景技术

临时性微型建筑可用于旅游景点、灾后安置、施工工地等场合，可解决住房紧缺人口的安置问题，也可满足某些人群对居住空间的个性化需求，具有占地面积小、成本低廉、安装方便等优点。其不足之处在于：由于季节环境条件的不同、使用目的的差异以及节约占地的需要，其建筑的空间高度难以进行临时性的调整，冬季不利于保暖，夏季不利于通风。

发明内容

本发明的目的是提供一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，使其能根据使用者的需要随时调整建筑层高和层数，并结合通风、隔热等措施来增强使用者的居住舒适性，可大大提高建筑的使用性能。

为此，本发明提供的一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，包括底座、伸缩柱、楼板结构系统、柔性墙面、通风结构和弹性门；其中，

底座：所述底座固定在地基上；

伸缩柱：所述伸缩柱间隔设置有两根，并分别垂直安装在底座上，伸缩柱在高度方向上可伸缩，伸缩柱上成对设有若干第一贯通孔和第二贯通孔，所述第一贯通孔和第二贯通孔相互垂直设置；

楼板结构系统：包括多层楼板单元，用于构成建筑的地板，顶板和中间层楼板，每一楼板单元由一根主直梁、多根辅直梁、多根圈梁、面板和斜撑组成，其中一根主直梁以伸缩柱为中心，插于第一贯通孔之中；其中两根辅直梁穿插在第二贯通孔中；圈梁、主直梁及辅直梁整体构成网格状结构并于相交点位置相互固定；面板铺设于网格状结构的上方；斜撑支撑在网格状结构与伸缩柱之间；

柔性墙面：柔性墙面整体为可伸缩的柱面形状，包括柔性面料，环形侧壁、连接环和弹性绳；柔性面料在高度方向上与多个环形侧壁相连，部分环形侧壁与楼板结构系统连接固定；柔性面料上在垂直方向上间隔设置有内外两组连接环；所述弹性绳连接在上下两根相邻的连接环上，弹性绳用来控制柔性面料的拉伸与收缩，使柔性面料在垂挂时形成皱褶状态；

通风结构：安装于顶板中心部位的矩形开口处，用来增强建筑通风；

弹性门：设置于柔性墙面的一侧，作为人员进出通道。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本产品通过伸缩柱的升降，可使临时性微型建筑改变高度，具有不同季节和不同地域气候环境良好的适用性，并具有良好的通风性能和一定的保温隔热性能，从而使其更加适合居住。

本产品结构简单、成本低廉、施工方便，因而具有较高的市场实施可能性，期望具有一定的经济效益。

作为本发明的进一步改进在于，所述圈梁为椭圆形，主直梁和辅直梁的外缘与最外侧的圈梁形状相对应，伸缩柱分别设置在最外侧圈梁所在椭圆的两个焦点位置。其支撑结构稳定，建筑外形美观，用料节约。进一步地，所述圈梁由若干根弧形梁拼接而成，所述椭圆的长短轴比例大于1等于且小于2。该结构在保证建筑稳定、用料节约的同时，可以形成较大的室内空间。

进一步地，所述伸缩柱为三段可伸缩结构，分别为底柱、中柱和顶柱。三段式的结构可兼顾经济性和操作的便利性。

作为本发明的进一步改进在于，所述地板安装于伸缩柱下部，地板与底座平行，两者之间留有不小于15cm的间隙，以起到防水的作用；顶板安装于伸缩柱的顶部，与底座平行，顶板的中间部位设置有矩形开口；顶板上部的面板上方应设置保温层和防水层，并在上表面设置2%-3%的坡度以利于排水；中间层楼板与底座平行；中间层楼板用来为建筑增加层数；中间层楼板上开设洞口，用以架设伸缩梯，并改善上下楼层之间的通风，洞口的开设位置避开主直梁、辅直梁和圈梁。其具有布局合理，使用方便的效果。

进一步地，所述柔性面料在建筑外侧一面涂有不同材料的涂层，在皱褶向外凸起部分涂有对太阳辐射高吸收率的第一涂层；在其余位置涂有对太阳辐射高反射率的第二涂层。进一步地，第一涂层可选用黑漆涂层，第二涂层可选用聚氨酯银胶涂层；柔性墙面部分为用来增强室内采光的透明或半透明材料。寒冷天气时，需要减小建筑高度以增强保温，此时皱褶被折叠，柔性面料上的第二涂层绝大部分被压在面料内部，只有第一涂层露在外面，可以增强建筑吸收的太阳辐射，使室内更加温暖；炎热天气时需要增加建筑空间高度以增强通风，此时皱褶被展开，建筑外侧以第二涂层为主，可以减少建筑吸收的太阳辐射，使室内更加凉爽。

本发明的进一步改进在于，所述通风结构包括通风结构顶板、通风结构侧壁、风口和引风板；通风结构顶板为矩形板，通风结构侧壁分别垂直设置于通风结构顶板下侧的四边，围合成长方体的四个侧面，所述风口开设在方向相对的两个通风结构侧壁上，引风板垂直设置于通风结构顶板下侧的中部，用以将相对的两个风口隔开，以引导气流进出。

本发明的进一步改进在于，所述弹性门包括内侧弹性织物层和外侧弹性织物层；内侧弹性织物层和外侧弹性织物层的靠墙一边长度较长，与柔性墙面通过缝纫或热压黏合方法连接，另一边较短且彼此叠合，通过尼龙搭扣使其可以闭合。

本发明的进一步改进在于，所述底座、伸缩柱为钢制结构；主直梁、辅直梁和圈梁为轻钢结构、胶合木结构或钢木混合结构；面板为木质结构；柔性面料为张拉膜材料或牛津布材料；环形侧壁为高强塑料或胶合木材料。

附图说明

图1为建筑结构主体正立面图。

图2为建筑结构主体侧立面图。

图3为建筑结构顶层平面图。

图4为建筑结构底层平面图。

图5为楼板结构系统3结构示意图。

图6为柔性墙面4示意图（皱褶折叠时）。

图7为柔性墙面4示意图（皱褶展开时）。

图8为弹性门6示意图（开启时）。

图9为弹性门6示意图（关闭时）。

图10为实施例1建筑横剖面图（工作状态一）。

图11为实施例1建筑纵剖面图（工作状态一）。

图12为实施例1骨架结构横剖面图（工作状态一）。

图13为实施例1骨架结构纵剖面图（工作状态一）。

图14为实施例1横剖面图（工作状态二）。

图15为实施例1横剖面图（工作状态三）。

图16为实施例1横剖面图（工作状态四）。

图17为实施例2横剖面图。

图18为实施例2纵剖面图。

图19为实施例2骨架结构横剖面图。

图20为实施例2骨架结构纵剖面图。

图中：1-底座；2-伸缩柱；2A-底柱；2B-中柱；2C-顶柱；2D-第一贯通孔；2E-第二贯通孔；3-楼板结构系统；3A-主直梁；3B-辅直梁；3C-圈梁；3D-面板；3E-斜撑；31-地板；32-顶板；33-中间层楼板；4-柔性墙面；4A-柔性面料；4B-环形侧壁；4C-连接环；4D-弹性绳；4E-第一涂层；4F-第二涂层；5-通风结构；5A-通风结构顶板；5B-通风结构侧壁；5C-风口；5D-引风板；6-弹性门；6A-内侧弹性织物层；6B-外侧弹性织物层。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合附图1-图20对发明进行进一步说明。

如图1-图2所示，本建筑结构的主体由底座1、伸缩柱2、楼板结构系统3、柔性墙面4、通风结构5和弹性门6组成。

如图1-图2、图12-图13、图19-图20所示，底座1为钢制结构，通过螺栓连接方式固连于地基。伸缩柱2为两个，均为钢制结构，分别垂直安装于底座1的中部位置，两个伸缩柱2之间保持1m-2m的间距。伸缩柱2为三段可伸缩结构，分别为底柱2A、中柱2B和顶柱2C，沿伸缩柱2柱体方向上成对设有若干第一贯通孔2D和第二贯通孔2E，所述第一贯通孔2D和第二贯通孔2E相互垂直设置。伸缩柱2在高度方向上可伸缩，其伸缩可通过液压举升装置、吊车、人力举升等方式予以实现。

如图1-图5所示，楼板结构系统3的轮廓为椭圆形，长短轴比例大于等于1且小于2，楼板结构系统3包括多层楼板单元，用于构成建筑的地板31，顶板32和中间层楼板33，每一楼板单元由一根主直梁3A、多根辅直梁3B、多根圈梁3C、面板3D和斜撑3E组成，其中一根主直梁3A以伸缩柱2为中心，插于第一贯通孔2D之中。辅直梁3B位于主直梁3A的下部，均在同一平面上，其中两根辅直梁3B以伸缩柱2为中心，插于对应的第二贯通孔2E之中，其余辅直梁3B均匀分布于结构系统中。圈梁3C为一组形状相似、大小不同的椭圆形框架，每根圈梁3C均由若干根弧形梁拼接而成，通过螺栓固连于主直梁3A的两侧，最外层圈梁3C的长轴与主直梁3A的长度相同，最外侧圈梁所在椭圆的两个焦点分别为两个伸缩柱2的中心位置。圈梁3C的下侧通过螺栓与辅直梁3B固连。圈梁3C、主直梁3A及辅直梁3B整体构成网格状结构并于相交点位置相互固定；面板3D为椭圆形，与最外层圈梁3C的大小和形状相同，铺设于网格状结构的上方；斜撑3E位于网格状结构与伸缩柱2之间，以增强楼板结构系统3的稳定性；主直梁3A、辅直梁3B和圈梁3C可为轻钢结构、胶合木结构或钢木混合结构。面板3D为木质结构。

如图1-图5、图17-图20所示，楼板结构系统3可用作建筑的地板31，顶板32和中间层楼板33。地板31安装于伸缩柱2底柱2A下部接近底座1的位置，与底座1平行。底座1与地板31中间留有不小于15cm的间隙，以起到防水的作用。顶板32安装于伸缩柱2顶柱2C的顶部，与底座1平行。顶板32的中间部位设置有矩形开口。顶板32上部的面板3D上方应设置保温层和防水层，并在上表面设置2%-3%的坡度以利于排水。中间层楼板33可根据需要安装于伸缩柱2的适当位置，与底座1平行。中间层楼板33用来为建筑增加层数。中间层楼板33中根据需要开设洞口，用以架设伸缩梯，并改善上下楼层之间的通风，洞口的开设位置需避开主直梁3A、辅直梁3B和圈梁3C。

如图1-图2、图6-图7所示，柔性墙面4为椭圆柱面形状，包括柔性面料4A，环形侧壁4B、连接环4C和弹性绳4D。柔性面料4A设置于地板31、中间层楼板33和顶板32外侧，由固连于地板31，中间层楼板33和顶板32外侧的环形侧壁4B连接固定，环形侧壁4B为高强塑料或胶合木材料，起到稳定柔性墙面4的作用。柔性墙面4在垂直方向也可以添加数个不固连于地板31，中间层楼板33和顶板32外侧的环形侧壁4B，以进一步增强整体结构的稳定性。柔性面料4A为张拉膜材料或牛津布材料，自顶板33向下覆盖，直至地板31。柔性面料4A在垂直方向上以一定间隔依次设置有内外2个椭圆形连接环4C。上下两根相邻的连接环4C之间均连接有弹性绳4D，弹性绳4D用来控制柔性面料4A的拉伸与收缩，弹性绳4D松紧度不同，上紧下松，使柔性面料4A在垂挂时形成均匀的皱褶的状态。

如图6-图7所示，柔性面料4A在建筑外侧一面涂有不同材料的涂层，在皱褶向外凸起部分涂有对太阳辐射高吸收率的第一涂层4E；在其余位置涂有对太阳辐射高反射率的第二涂层4F。寒冷天气时，需要减小建筑高度以增强保温，此时皱褶被折叠，柔性面料4上的第二涂层4F绝大部分被压在面料内部，只有第一涂层4E露在外面，可以增强建筑吸收的太阳辐射，使室内更加温暖；炎热天气时需要增加建筑空间高度以增强通风，此时皱褶被展开，建筑外侧以第二涂层4F为主，可以减少建筑吸收的太阳辐射，使室内更加凉爽。第一涂层4E可选用黑漆涂层，第二涂层4F可选用聚氨酯银胶涂层。柔性墙面4可部分采用透明或半透明材料，以用来增强室内采光。

如图10-图11、图14-图18所示，通风结构5安装于顶板32中心部位的矩形开口处，用来增强建筑通风。通风结构5包括通风结构顶板5A、通风结构侧壁5B、风口5C和引风板5D。通风结构顶板5A为矩形板，长宽略大于顶板32矩形开口的长宽，4面通风结构侧壁5B分别垂直设置于通风结构顶板5A下侧的四边，围合成长方体的四个侧面，其中方向相对的2个通风结构侧壁5B上开设有风口5C。引风板5D垂直设置于通风结构顶板5A下侧的中部，用以将相对的两个风口5C隔开，以引导气流进出，进一步增强通风效果。

如图8-图9所示，弹性门6设置于柔性墙面4的一侧。弹性门6包括内侧弹性织物层6A和外侧弹性织物层6B。内侧弹性织物层6A和外侧弹性织物层6B的靠墙一边长度较长，与柔性墙面4通过缝纫或热压黏合方法连接，另一边较短且彼此叠合，通过尼龙搭扣使其可以闭合。

实施例1

如图10-16，本建筑结构可根据使用者的实际需要，对柔性墙面4进行拉伸或收缩，以调整建筑高度，具体可分为以下四种工作状态：

工作状态一夏季工况：此时建筑需要较大的高度，以增强热压作用引起的自然通风，使室内更加凉爽。图10为夏季工况的建筑横剖面图；图11为夏季工况的建筑纵剖面图；图12为夏季工况的骨架结构横剖面图；图13为夏季工况的骨架结构纵剖面图。

工作状态二过渡季工况：此时建筑需要适中的高度，使室内冷热适宜。图14为过度季工况的建筑横剖面图。

工作状态三冬季工况：此时建筑需要较小的高度，以减弱热压作用引起的自然通风，使室内更加温暖。图15为冬季工况的建筑横剖面图。

工作状态四闲置工况：建筑在未使用的时候，如在运输过程中，应尽量缩小体积，此时建筑完全折叠，降到最低高度。图16为闲置工况的建筑横剖面图。

实施例2

如图17-20，本建筑可根据使用者的实际需要，在建筑中添加中间层楼板33，以增加建筑层数。中间层楼板33的洞口处需架设伸缩梯。图17为双层建筑的横剖面图；图18为双层建筑的纵剖面图；图19为双层建筑的骨架结构横剖面图；图20为双层建筑的骨架结构纵剖面图。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，其特征在于：包括底座（1）、伸缩柱（2）、楼板结构系统（3）、柔性墙面（4）、通风结构（5）和弹性门（6）；其中，

底座（1）：所述底座（1）固定在地基上；

伸缩柱（2）：所述伸缩柱（2）间隔设置有两根，伸缩柱（2）垂直安装在底座（1）上，伸缩柱（2）在高度方向上可伸缩，伸缩柱（2）上成对设有若干第一贯通孔（2D）和第二贯通孔（2E），所述第一贯通孔（2D）和第二贯通孔（2E）相互垂直设置；

楼板结构系统（3）：包括多层楼板单元，用于构成建筑的地板（31），顶板（32）和中间层楼板（33），每一楼板单元由一根主直梁（3A）、多根辅直梁（3B）、多根圈梁（3C）、面板（3D）和斜撑（3E）组成，其中一根主直梁（3A）以伸缩柱（2）为中心，插于第一贯通孔（2D）之中；其中两根辅直梁（3B）穿插在第二贯通孔（2E）中；圈梁（3C）、主直梁（3A）及辅直梁（3B）整体构成网格状结构并于相交点位置相互固定；面板（3D）铺设于网格状结构的上方；斜撑（3E）支撑在网格状结构与伸缩柱之间；

柔性墙面（4）：柔性墙面（4）整体为可伸缩的柱面形状，包括柔性面料（4A），环形侧壁（4B）、连接环（4C）和弹性绳（4D）；柔性面料（4A）在高度方向上与多个环形侧壁（4B）相连，部分环形侧壁（4B）与楼板结构系统（3）连接固定；柔性面料（4A）在垂直方向上间隔设置有内外两组连接环（4C）；所述弹性绳（4D）连接在上下两根相邻的连接环上，弹性绳（4D）用来控制柔性面料（4A）的拉伸与收缩，使柔性面料4A在垂挂时形成皱褶状态；

通风结构（5）：安装于顶板（32）中心部位的矩形开口处，用来增强建筑通风；

弹性门（6）：设置于柔性墙面（4）的一侧，作为人员进出通道。

2.根据权利要求1所述的一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，其特征在于：所述圈梁（3C）为椭圆形，主直梁（3A）和辅直梁（3B）的外缘与最外侧的圈梁（3C）形状相对应，伸缩柱（2）分别设置在最外侧圈梁所在椭圆的两个焦点位置。

3.根据权利要求2所述的一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，其特征在于：所述圈梁（3C）由若干根弧形梁拼接而成，所述椭圆的长短轴比例大于等于1且小于2。

4.根据权利要求1所述的一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，其特征在于：所述伸缩柱（2）为三段可伸缩结构，分别为底柱（2A）、中柱（2B）和顶柱（2C）。

5.根据权利要求1所述的一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，其特征在于：所述地板（31）安装于伸缩柱（2）下部，地板（31）与底座（1）平行，两者之间留有不小于15cm的间隙，以起到防水的作用；

顶板（32）安装于伸缩柱（2）的顶部，与底座（1）平行，顶板（32）的中间部位设置有矩形开口；顶板（32）上部的面板（3D）上方应设置保温层和防水层，并在上表面设置2%-3%的坡度以利于排水；

中间层楼板（33）与底座（1）平行；中间层楼板（33）用来为建筑增加层数；中间层楼板（33）上开设洞口，用以架设伸缩梯，并改善上下楼层之间的通风，洞口的开设位置避开主直梁（3A）、辅直梁（3B）和圈梁（3C）。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，其特征在于：所述柔性面料（4A）在建筑外侧一面涂有不同材料的涂层，在皱褶向外凸起部分涂有对太阳辐射高吸收率的第一涂层（4E）；在其余位置涂有对太阳辐射高反射率的第二涂层（4F）。

7.根据权利要求6所述的一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，其特征在于：第一涂层（4E）选用黑漆涂层，第二涂层（4F）选用聚氨酯银胶涂层；柔性墙面（4）部分为用来增强室内采光的透明或半透明材料。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，其特征在于：所述通风结构（5）包括通风结构顶板（5A）、通风结构侧壁（5B）、风口（5C）和引风板（5D）；通风结构顶板（5A）为矩形板，通风结构侧壁（5B）分别垂直设置于通风结构顶板（5A）下侧的四边，围合成长方体的四个侧面，所述风口（5C）开设在方向相对的两个通风结构侧壁（5B）上，引风板（5D）垂直设置于通风结构顶板（5A）下侧的中部，用以将相对的两个风口（5C）隔开，以引导气流进出。

9.根据权利要求1-5任一项所述的一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，其特征在于：所述弹性门（6）包括内侧弹性织物层（6A）和外侧弹性织物层（6B）；内侧弹性织物层（6A）和外侧弹性织物层（6B）的靠墙一边长度较长，与柔性墙面（4）通过缝纫或热压黏合方法连接，另一边较短且彼此叠合，通过尼龙搭扣使其可以闭合。

10.根据权利要求1-5任一项所述的一种可垂直伸缩的临时性微型建筑结构，其特征在于：

所述底座（1）、伸缩柱（2）为钢制结构；主直梁（3A）、辅直梁（3B）和圈梁（3C）为轻钢结构、胶合木结构或钢木混合结构；面板（3D）为木质结构；柔性面料（4A）为张拉膜材料或牛津布材料；环形侧壁（4B）为高强塑料或胶合木材料。

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