CN212562114U - 一种旋转式开合屋盖 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋转式开合屋盖，包括中轴柱(1)、内轨道结构(6)、外轨道结构(5)和多片屋盖片(2)，所述中轴柱(1)设于中心部位，所述内轨道结构(6)设于所述中轴柱(1)的外壁上，所述外轨道结构(5)设于外缘部位，多片屋盖片(2)包括中轴对称的两个屋盖片组，每一个屋盖片组包括一个固定片(1)和多个旋转活动片(4)，所述固定片(3)的一端与中轴柱(1)固接，另一端与外轨道结构(5)固接，各旋转活动片(4)的一端与内轨道结构(6)活动连接，另一端与外轨道结构(5)活动接触。与现有技术相比，本实用新型具有缓解建筑房屋压力，避免对建筑外观效果的影响，使用灵活等优点。

Description

一种旋转式开合屋盖

技术领域

本实用新型涉及房屋建筑技术领域，尤其是涉及一种旋转式开合屋盖。

背景技术

随着国内经济建设的发展，物质文化生活水平的提高，传统的单一功能的建筑已经难以满足逐渐丰富的大众需求，在这种情况下，开合屋盖结构顺势而起，蓬勃发展。开合屋盖的出现打破了传统的室内空间与室外空间的界限，由于开合屋盖可以根据天气情况在室内环境与室外环境之间进行转换，因此，越来越多的房屋建筑采用开合屋盖，其实现了单一建筑多种功能，尤其是对于大型的体育场馆，这种新型的建筑形式带来了更多的机遇。其中旋转开启方式因为造型优美，布置灵活的特点成为最受建筑师青睐的开启方式之一。

随着这种新的建筑结构形式的发展与逐步应用于实际工程，其局限也逐渐显露出来。采用这种结构形式可以获得更好的采光和通风，自然地，建筑师会追求更大的采光率和通风率，也就是开启率，然而现有的旋转开启方式均为阶梯式的轨道布置，开启率越大，屋盖的总厚度就越厚，对建筑房屋造成一定压力的同时，对建筑外观效果的影响也越严重。这也是当前这种结构形式应用遇到的最大难题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种总厚度小，布置灵活，不影响建筑外观效果的旋转式开合屋盖。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种旋转式开合屋盖，包括中轴柱、内轨道结构、外轨道结构和多片屋盖片，所述中轴柱设于中心部位，所述内轨道结构设于所述中轴柱的外壁上，所述外轨道结构设于外缘部位，多片屋盖片包括中轴对称的两个屋盖片组，每一个屋盖片组包括一个固定片和多个旋转活动片，所述固定片的一端与中轴柱固接，另一端与外轨道结构固接，各旋转活动片的一端与内轨道结构活动连接，另一端与外轨道结构活动接触，各旋转活动片可围绕中轴柱旋转开合。

优选地，各固定片与各旋转活动片的标高一致，且厚度相同。

优选地，该屋盖的中央为圆形穹顶，各固定片与各旋转活动片为尺寸相同的扇形片状结构，各固定片和各旋转活动片朝向中轴柱的端部宽度小于朝向外轨道结构的端部宽度。

优选地，所述外轨道结构为台阶状的环形桁架，各台阶之间的高度差与相应内轨道结构之间的间距相同，各台阶相邻轨道高度差与各屋盖片的厚度相同。

优选地，所述外轨道结构的最顶端台阶表面上固定连接固定片远离中轴柱的一端。

优选地，两片固定片固定在中轴柱的外壁上，且水平相邻设置，每片固定片的固定位置底部分别设置与每组屋盖片组的旋转活动片数量相同的内轨道结构，各内轨道结构上下等间隔设置在中轴柱的外壁上。

优选地，所述内轨道结构为180度万向机械转向连接头结构，所述中轴柱的外壁上设有用以安装180度万向机械转向连接头的螺孔，180度万向机械转向连接头的一端安装在中轴柱外壁上，另一连接旋转活动片。

优选地，所述外轨道结构的其余台阶顶面上设有用以辅助旋转活动片端部滑动的环形滑道。

优选地，所述旋转活动片远离中轴柱的一端底部设有与环形滑道宽度尺寸相匹配的台车。

优选地，该屋盖的穹顶直径为100m，各固定片与各旋转活动片的厚度为1.5m。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)本实用新型旋转式开合屋盖可以最大限度压缩旋转活动片闭合状态下总厚度，使得整体结构在闭合状态下的总厚度小，且不受开启率和开启片数的影响，仅与旋转活动开启单元本身的厚度有关，缓解了对建筑房屋造成的压力，且避免了对建筑外观效果的影响；

2)本实用新型开启方式多样，开启形式可向上旋转堆叠也可向下旋转隐藏；

3)外轨道结构采用台阶形式的环形桁架结构，且各台阶之间的高度差与相应内轨道结构之间的间距相同，可避免各屋盖片的轨道互相干扰；

4)本实用新型屋盖采用主动台车与随动台车组合驱动的形式，旋转活动片与外轨道结构相对应的一端采用主动式台车，用于提供驱动力，内轨道结构采用随动式台车，不主动提供动力，台车和轨道均需设置抗拔构造，可避免风荷载以及地震作用下的台车产生的反向力；

5)本实用新型外轨道结构与旋转活动片相接触的台阶部的顶面上设有环形滑道，相对应地，旋转活动片远离中轴柱的一端底部设有与环形滑道宽度尺寸相匹配的台车，环形滑道与台车的配合作用可辅助旋转活动片更加灵活、准确的旋转移动。

附图说明

图1为本实用新型实施例中旋转开启屋盖的全闭状态示意图；

图2为本实用新型实施例中旋转开启屋盖的全开状态示意图；

图3为本实用新型实施例中旋转开启屋盖的外圈轨道结构布置示意图；

图4为本实用新型实施例中旋转开启屋盖的内圈轨道结构布置示意图；

图中标号所示：

1、中轴柱，2、屋盖片，3、固定片，4、旋转活动片，5、外轨道结构，6、内轨道结构，7、台车。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1～图4所示，本实用新型涉及一种旋转式开合屋盖，应用于某大型室内广场，该屋盖的中央为圆形穹顶，穹顶直径为100m，根据建筑师以及甲方要求，该穹顶需尽量实现最大开启率，同时需保证长期状态(闭合)下的建筑效果。本实施例提供方案如下：

本实施例旋转式开合屋盖包括中轴柱1、内轨道结构6、外轨道结构5和多片屋盖片2。中轴柱1设置在中心部位，内轨道结构6设置在中轴柱1的外壁上。屋盖片2包括多个固定片3和旋转活动片4，固定片3的一端与中轴柱1连接，另一端连接外轨道结构5。旋转活动片4的一端活动连接内轨道结构6，另一端与外轨道结构5活动接触。

在本实施例中设有10片屋盖片2，具体包括两片固定片3和十片旋转活动片4，固定片3和旋转活动片4的标高一致。每一片固定片3与相应的四片旋转活动片4 作为一组，两组屋盖片组中轴对称。两片固定片3固定在中轴柱1的外壁上，且水平相邻设置。每片固定片3的固定处下方各设置四个内轨道结构6，四个内轨道结构6呈上下平行设置在中轴柱1的外壁上，用于活动连接旋转活动片4；每一个旋转活动片4与内轨道结构6活动连接，可在水平方向旋转移动，使各旋转活动片4 可绕着中轴柱7旋转开合。固定片3和旋转活动片4朝向中轴柱1的内侧宽度很小。内轨道的相邻轨道高差与各屋盖片2厚度相同。

外轨道结构5采用大的环形桁架，做成台阶形式，避免各片屋盖的轨道互相干扰，且各台阶之间的高度差与相应内轨道结构6之间的间距相同，相邻轨道高差与屋盖片2厚度相同。外轨道结构5的最顶端固定连接固定片3远离中轴柱1的另一端，外轨道结构5的其余台阶部的顶面上设有用于辅助旋转活动片4端部滑动的环形滑道；相对应地，旋转活动片4远离中轴柱1的一端底部设有与环形滑道宽度尺寸相匹配的台车7，环形滑道与台车7的配合作用可辅助旋转活动片4更加灵活、准确的旋转移动。

作为一种实施方式，旋转活动片4在内轨道结构6、外轨道结构5的活动轨迹参数如下：

1、假设中轴柱1的外径为R，旋转活动片4的跨度为L，整个旋转开合屋盖的扇形角度为

旋转活动片的厚度为h，两片旋转活动片4的预留空隙为Δh，总开启屋盖片2数量为n(按均匀划分考虑)，旋转活动片4的旋转角速度为ω。

2、旋转活动片4在内轨道结构6的内圈活动轨迹函数为：

式中，i为旋转活动片的序号，取1,2,3······n-1。

3、旋转活动片4在外轨道结构5的外圈活动轨迹函数为：

式中，i为旋转活动片的序号，取1,2,3······n-1。

旋转活动片4在内轨道结构6的内圈活动轨迹、在外轨道结构5的外圈活动轨迹的典型轨迹函数不局限于上述所规定的函数，但凡符合本实用新型中描述的螺旋旋转的移动轨迹的都应在本实用新型专利的保护范围内。

假设分配固定片3的个数为n₁，旋转活动片4的数量为n₂，n＝n₁+n₂，则开启率为n₂/n。旋转活动片4全闭合状态下的总厚度为2h+Δh，全开状态下的总厚度为h+(h+Δh)n₂/n₁。开启率最大可做到(n-1)/n，此时全开状态下总厚度达到最大 h+(h+Δh)n。

在本实施例中，作为优选方案，固定片3和旋转活动片4为尺寸相同的扇形片状结构。单片屋盖厚度(考虑本身构造厚度以及变形需求)1.5m。

在本实施例中，作为优选方案，内轨道结构6为180度万向机械转向连接头结构，中轴柱1的外壁上设有安装螺孔，180度万向机械转向连接头的一端安装在中轴柱1外壁上，另一连接旋转活动片4。

在本实施例中，作为优选方案，屋盖结构通过驱动装置驱动旋转，具体采用主动台车与随动台车组合驱动的形式，旋转活动片4与外轨道结构5相对应的一端采用主动式台车，用于提供驱动力，内轨道结构6采用随动式台车，不主动提供动力。台车和轨道均需设置抗拔构造，避免风荷载以及地震作用下的台车产生的反向力。

通过驱动装置的驱动作用，在开启状态下，各个旋转活动片4上下依次等间隔设置在固定片3下方，屋盖闭合状态下整体呈倾斜状态，兼顾排水需求，完全开启时5片次旋转活动屋盖叠加高度7.5m。在闭合状态下，各个旋转活动片4通过内轨道结构6和外轨道结构5做旋转运动，类似打开扇子的状态，可根据实际需求选择闭合的程度，当最底部的两个旋转活动片4相遇时，即实现完全闭合。

本实用新型旋转式开合屋盖可以最大限度压缩旋转活动片闭合状态下总厚度，使得整体结构在闭合状态下的总厚度小，且不受开启率和开启片数的影响，仅与旋转活动开启单元本身的厚度有关，缓解了对建筑房屋造成的压力，且避免了对建筑外观效果的影响；开启方式多样，开启形式可向上旋转堆叠也可向下旋转隐藏。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种旋转式开合屋盖，其特征在于，包括中轴柱(1)、内轨道结构(6)、外轨道结构(5)和多片屋盖片(2)，所述中轴柱(1)设于中心部位，所述内轨道结构(6)设于所述中轴柱(1)的外壁上，所述外轨道结构(5)设于外缘部位，多片屋盖片(2)包括中轴对称的两个屋盖片组，每一个屋盖片组包括一个固定片(3)和多个旋转活动片(4)，所述固定片(3)的一端与中轴柱(1)固接，另一端与外轨道结构(5)固接，各旋转活动片(4)的一端与内轨道结构(6)活动连接，另一端与外轨道结构(5)活动接触，各旋转活动片(4)可围绕中轴柱(1)旋转开合。

2.根据权利要求1所述的一种旋转式开合屋盖，其特征在于，各固定片(3)与各旋转活动片(4)的标高一致，且厚度相同。

3.根据权利要求2所述的一种旋转式开合屋盖，其特征在于，该屋盖的中央为圆形穹顶，各固定片(3)与各旋转活动片(4)为尺寸相同的扇形片状结构，各固定片(3)和各旋转活动片(4)朝向中轴柱(1)的端部宽度小于朝向外轨道结构(5)的端部宽度。

4.根据权利要求1所述的一种旋转式开合屋盖，其特征在于，所述外轨道结构(5)为台阶状的环形桁架，各台阶之间的高度差与相应内轨道结构(6)之间的间距相同，各台阶相邻轨道高度差与各屋盖片(2)的厚度相同。

5.根据权利要求4所述的一种旋转式开合屋盖，其特征在于，所述外轨道结构(5)的最顶端台阶表面上固定连接固定片(3)远离中轴柱(1)的一端。

6.根据权利要求1所述的一种旋转式开合屋盖，其特征在于，两片固定片(3)固定在中轴柱的外壁上，且水平相邻设置，每片固定片(3)的固定位置底部分别设置与每组屋盖片组的旋转活动片(4)数量相同的内轨道结构(6)，各内轨道结构(6)上下等间隔设置在中轴柱(1)的外壁上。

7.根据权利要求5所述的一种旋转式开合屋盖，其特征在于，所述内轨道结构(6)为180度万向机械转向连接头结构，所述中轴柱(1)的外壁上设有用以安装180度万向机械转向连接头的螺孔，180度万向机械转向连接头的一端安装在中轴柱(1)外壁上，另一连接旋转活动片(4)。

8.根据权利要求4所述的一种旋转式开合屋盖，其特征在于，所述外轨道结构(5)的其余台阶顶面上设有用以辅助旋转活动片(4)端部滑动的环形滑道。

9.根据权利要求8所述的一种旋转式开合屋盖，其特征在于，所述旋转活动片(4)远离中轴柱(1)的一端底部设有与环形滑道宽度尺寸相匹配的台车(7)。

10.根据权利要求3所述的一种旋转式开合屋盖，其特征在于，该屋盖的穹顶直径为100m，各固定片(3)与各旋转活动片(4)的厚度为1.5m。

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