CN211548060U - 一种装配式球形穹顶建筑 - Google Patents

Abstract

一种装配式球形穹顶建筑，所述穹顶建筑为由多个3D打印单体构件(10)拼合而成的半球形拼合体，所述3D打印单体构件包括正六边形构件W_6i、正五边形构件件W_5i和梯形构件W_4i，i＝1、2或3；所述半球形拼合体包括三层构件，顶层构件包括1个正五边形构件W₅₀，和在该正五边形构件W₅₀的5条边分别拼合的5个正六边形构件W₆₁；中间层构件包括分别在相邻两个正六边形构件W₆₁之间拼合的5个正五边形构件W₅₂，底层构件包括5个拼合在相邻两个正五边形构件W₅₂之间的正六边形构件W₆₃和拼合在相邻两个正六边形构件W₆₃之间的梯形构件W₄₃。所述装配式球形穹顶建筑，由工厂生产的3D打印单体构件运输到现场并快速装配而成。

Description

一种装配式球形穹顶建筑

技术领域

本实用新型涉及穹顶建筑的技术领域，具体涉及一种装配式球形穹顶建筑。

背景技术

绿植温室、游泳池、穹幕演示厅、蒙古包、图书馆等都采用穹顶建筑形式。而构建跨度大的穹顶建筑，使用砖、钢架或混凝土预制件来构建并不适用，存在重量大导致跨度有限、施工复杂的局限性。比如北京鸟巢奥运主场馆，钢梁施工难度极大。球形装配式穹顶建筑，因互相支撑的原因，突破了难以构建大跨度穹顶建筑的难题。

研究具有特定装配节点结构、装配兼顾使用方便是装配式球形穹顶建筑必须面临的技术难题。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种3D打印单体构件的装配式球形穹顶建筑。

本实用新型的目的是这样实现的，一种装配式球形穹顶建筑，

所述穹顶建筑为由多个3D打印单体构件拼合而成的半球形拼合体，所述3D打印单体构件包括正六边形构件W_6i、正五边形构件件W_5i和梯形构件W_4i，i＝1、2或3；

所述半球形拼合体包括顶层构件、中间层构件和底层构件，顶层构件包括1个正五边形构件W₅₀，和在该正五边形构件W₅₀的5条边分别拼合的5个正六边形构件W₆₁；中间层构件包括分别在相邻两个正六边形构件W₆₁之间拼合的5个正五边形构件W₅₂，底层构件包括5个拼合在相邻两个正五边形构件W₅₂之间的正六边形构件W₆₃和拼合在相邻两个正六边形构件W₆₃之间的梯形构件W₄₃；

所述拼合为：每个正五边形构件W_5i的5条边均拼接有一个正六边形构件W_6i或梯形构件 W₄₃。

进一步地，3D打印单体构件包括正n边形板，n＝4,5或6，在正n边形板的每条边分别一体连接拼合壁，所述拼合壁沿与所述n边形板的法线方向呈一倾斜夹角延伸。

进一步地，所述正n边形半11为与拼合壁一体的3D打印材料，或者为带有正n边形玻璃框的玻璃，玻璃框一体连接拼合壁。

进一步地，相邻拼合壁相交于拼合边，在拼和壁端部位于拼合边两侧分别设有嵌合槽。

进一步地，拼合壁内填充有正n边形保温板，n＝4,5或6，所述正n边形保温板的一面一体设有固定法兰，所述固定法兰通过螺栓固定在拼合壁上。

进一步地，还包括连接件，所述连接件包括连接边和一体连接连接边的3个连接板，所述连接板包括第一连接板、第二连接板和第三连接板，第一连接板与第二连接板成第一夹角β，β＝108°；第一连接板、第二连接板分别与第三连接板成第二夹角γ，γ＝120°。

进一步地，连接板设有通孔，所述连接板贴合在嵌合槽中，连接螺栓穿过拼合壁和通孔在另一端用螺母紧固连接。

进一步地，所述3D打印单体构件还包括连接在底层构件外侧的外侧廊道，所述外侧廊道包括正六边形柱体壳，所述柱体壳一端通过正六边形底壁封闭，柱体壳另一端替代底层构件的一正六边形构件W₆₃与周围构件拼合。

进一步地，所述外侧廊道可选择地在正六边形底壁上设有入户门，或者在柱体壳轴线垂直方向延伸有门廊，门廊中设有入户门。

所述装配式球形穹顶建筑，将由工厂生产的3D打印单体构件现场装配而成，属于轻型装配式建筑，3D打印单体构件运输方便，现场安装快速，保温，外形科幻，有别于现代规则建筑，适于公园或幼儿园的儿童游乐设施，也适于旅游区的特色酒吧。

附图说明

图1为本实用新型一种装配式球形穹顶建筑的3D打印单体构件示意图。

其中，1)为正六边形构件W_6i，2)为带门的正六边形构件W_6i，3)为正五边形构件W_5i，4)为梯形构件W_4i，5)为衬垫构件D₆₃，6)为连接件17，7)为外侧廊道20。

图2为本实用新型一种装配式球形穹顶建筑的轴侧图。

图3为本实用新型一种装配式球形穹顶建筑的又一例的轴侧图。

图4为本实用新型一种装配式球形穹顶建筑的局部拼合示意图。

上述图中的附图标记：

10 3D打印单体构件，11正n边形板，12拼合壁，15拼合边,16嵌合槽,17连接件， 18楔形部，19底板连接凸块

20外侧廊道，21柱体壳，22底壁，23门廊，24入户门

17.1第一连接板,17.2第二连接板，17.3第三连接板，17.4连接边，17.5通孔

W_6i正六边形构件,W_5i正五边形构件,W_4i梯形构件,D₆₃衬垫构件

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，但不用来限制本实用新型的范围。

如图所示，一种装配式球形穹顶建筑，所述穹顶建筑为由多个3D打印单体构件10拼合而成的半球形拼合体，所述3D打印单体构件10包括正六边形构件W_6i、正五边形构件件W_5i和梯形构件W_4i，i＝1、2或3；所述半球形拼合体包括三层构件，顶层构件包括1个正五边形构件W₅₀，和在该正五边形构件W₅₀的5条边分别拼合的5个正六边形构件W₆₁，所述中间层构件包括分别在相邻两个正六边形构件W₆₁之间拼合的5个正五边形构件W₅₂，底层构件包括5个拼合在相邻两个正五边形构件W₅₂之间的正六边形构件W₆₃和拼合在相邻两个正六边形构件W₆₃之间的梯形构件W₄₃。拼合为：每个正五边形构件W_5i的5条边均拼接有一个正六边形构件W_6i或梯形构件W₄₃。

底层构件还包括支撑在梯形构件W₄₃或正六边形构件W₆₃的衬垫构件D₆₃，所述衬垫构件D₆₃长度等于梯形构件W₄₃或正六边形构件W₆₃与地接触的壁的长度，宽度等于该壁的厚度。所述衬垫构件D₆₃包括楔形部18和底板连接凸块19。

3D打印单体构件10包括正n边形板11，n＝4,5或6，在正n边形板11的每条边分别设有拼合壁12，所述拼合壁12沿与所述n边形板11的法线方向呈一倾斜夹角α延伸。在拼合壁12相对于n边形板11的高度为保温厚度H，拼合壁12内填充有正n边形保温板，所述正n 边形保温板一面一体设有固定法兰，所述固定法兰通过螺栓固定在拼合壁12上。底层构件的正六边形板上可开设有供人进出的入户门。所述正n边形半11为与拼合壁一体的3D打印材料，或者为带有正n边形玻璃框的玻璃。玻璃框一体连接拼合壁12。

相邻拼合壁12相交于拼合边15，在拼和壁12端部位于拼合边15两侧分别设有嵌合槽16。拼合体的每个顶点拼合连接有3个3D打印单体构件10，所以还包括连接件17，所述连接件 17包括连接边17.4，和一体连接在连接边17.4的3个连接板，所述连接板包括第一连接板 17.1、第二连接板17.2和第三连接板17.3，第一连接板17.1与第二连接板17.2成第一夹角β，β＝108°；第一连接板17.1与第三连接板17.3，第二连接板17.2与第三连接板17.3分别成第二夹角γ，γ＝120°。连接板设有通孔17.5，所述连接板贴合在嵌合槽16中，连接螺栓穿过拼合壁12和通孔17.5在另一端用螺母紧固连接。

所述3D打印单体构件10还包括连接在底层构件外侧的外侧廊道20，所述外侧廊道20包括正六边形的柱体壳21，所述柱体壳一端通过正六边形的底壁22封闭，柱体壳另一端替代底层构件的一正六边形构件W₆₃与周围构件拼合。所述外侧廊道20可选择地在正六边形底壁 22上设有入户门24，或者在柱体壳21轴线垂直方向延伸有门廊23，门廊23中设有入户门 24。

所述装配式球形穹顶建筑，将由工厂生产的3D打印单体构件现场装配而成，属于轻型装配式建筑，3D打印单体构件运输方便，现场安装快速，保温，外形科幻，有别于现代规则建筑，适于公园或幼儿园的儿童游乐设施，也适于旅游区的特色酒吧。

Claims (9)

1.一种装配式球形穹顶建筑，其特征在于，

所述穹顶建筑为由多个3D打印单体构件(10)拼合而成的半球形拼合体，所述3D打印单体构件(10)包括正六边形构件W_6i、正五边形构件件W_5i和梯形构件W_4i，i＝1、2或3；

所述半球形拼合体包括顶层构件、中间层构件和底层构件，顶层构件包括1个正五边形构件W₅₀，和在该正五边形构件W₅₀的5条边分别拼合的5个正六边形构件W₆₁；中间层构件包括分别在相邻两个正六边形构件W₆₁之间拼合的5个正五边形构件W₅₂，底层构件包括5个拼合在相邻两个正五边形构件W₅₂之间的正六边形构件W₆₃和拼合在相邻两个正六边形构件W₆₃之间的梯形构件W₄₃；

所述拼合为：每个正五边形构件W_5i的5条边均拼接有一个正六边形构件W_6i或梯形构件W₄₃。

2.如权利要求1所述装配式球形穹顶建筑，其特征在于，3D打印单体构件(10)包括正n边形板(11)，n＝4,5或6，在正n边形板(11)的每条边分别一体连接拼合壁(12)，所述拼合壁(12)沿与所述n边形板(11)的法线方向呈一倾斜夹角(α)延伸。

3.如权利要求2所述装配式球形穹顶建筑，其特征在于，所述正n边形半11为与拼合壁一体的3D打印材料，或者为带有正n边形玻璃框的玻璃，玻璃框一体连接拼合壁(12)。

4.如权利要求2所述装配式球形穹顶建筑，其特征在于，相邻拼合壁(12)相交于拼合边(15)，在拼合壁(12)端部位于拼合边(15)两侧分别设有嵌合槽(16)。

5.如权利要求4所述装配式球形穹顶建筑，其特征在于，拼合壁(12)内填充有正n边形保温板(13)，n＝4,5或6，所述正n边形保温板(13)的一面一体设有固定法兰(14)，所述固定法兰(14)通过螺栓固定在拼合壁(12)上。

6.如权利要求1所述装配式球形穹顶建筑，其特征在于，还包括连接件(17)，所述连接件(17)包括连接边(17.4)和一体连接连接边的3个连接板，所述连接板包括第一连接板(17.1)、第二连接板(17.2)和第三连接板(17.3)，第一连接板(17.1)与第二连接板(17.2)成第一夹角β，β＝108°；第一连接板(17.1)、第二连接板(17.2)分别与第三连接板(17.3)成第二夹角γ，γ＝120°。

7.如权利要求6所述装配式球形穹顶建筑，其特征在于，连接板设有通孔(17.5)，所述连接板贴合在嵌合槽(16)中，连接螺栓(18)穿过拼合壁(12)和通孔(17.5)在另一端用螺母紧固连接。

8.如权利要求1所述装配式球形穹顶建筑，其特征在于，所述3D打印单体构件(10) 还包括连接在底层构件外侧的外侧廊道(20)，所述外侧廊道(20)包括正六边形柱体壳(21)，所述柱体壳一端通过正六边形底壁(22)封闭，柱体壳另一端替代底层构件的一正六边形构件W₆₃与周围构件拼合。

9.如权利要求8所述装配式球形穹顶建筑，其特征在于，所述外侧廊道(20)可选择地在正六边形底壁(22)上设有入户门(24)，或者在柱体壳(21)轴线垂直方向延伸有门廊(23)，门廊(23)中设有入户门(24)。

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