CN219569172U - 一种空间承压建筑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及增压增氧建筑技术领域，具体涉及一种空间承压建筑结构。一种空间承压建筑结构，包括外部结构、中间结构和内部结构；外部结构作为建筑的保温围护结构，中间结构作为建筑的承压受力结构，内部结构作为建筑的传递内力、维持气密性结构；外部结构通过螺栓固定于中间结构外侧，内部结构通过螺栓固定于中间结构内侧。实用新型提供一种空间承压建筑结构，在高海拔极端恶劣作业环境焊接无法操作时的情况下，通过全螺栓化安装，解决大空间建筑在较大内外压力差情况下的受力和密封问题，拥有较好的承压结构安全储备和较高的气密性，满足建筑大空间的功能需求，实现城市空间的拓展与优化，满足高海拔地区人们的日常办公、生活、运动需求。

Description

一种空间承压建筑结构

技术领域

本实用新型涉及增压增氧建筑技术领域，具体涉及一种空间承压建筑结构。

背景技术

高海拔地区，大跨度空间承压建筑可实现城市空间的拓展与优化，满足居民多样化的需求，比如篮球、羽毛球运动场馆，训练场，会议室，多功能厅等。但是大跨度空间承压带来结构需承担较大的作用力、密封难的问题，目前已有较小跨度的框架结构承压建筑，但是无相关的大跨度空间承压建筑工程应用实例，较小跨度的框架难以满足建筑大空间的功能需求。

高海拔地区的大跨度空间承压建筑，处于低氧环境，存在大型施工机械难以到达，采用钢结构焊接时，焊缝质量难以保证的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种高海拔地区的大跨度空间承压建筑，其解决了钢结构焊接时，焊缝质量难以保证的问题的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种空间承压建筑结构，包括外部结构、中间结构和内部结构；

外部结构作为建筑的保温围护结构，中间结构作为建筑的承压受力结构，内部结构作为建筑的传递内力、维持气密性结构；

外部结构通过螺栓固定于中间结构外侧，内部结构通过螺栓固定于中间结构内侧。

优选地，外部结构包括第一檩托、檩条和外保温板，建筑四周墙面、屋面和地面均设有外保温板；

外保温板通过自攻螺钉固定于檩条上，檩条采用螺栓或焊接固定于第一檩托上；

第一檩托通过螺栓与中间结构相连。

优选地，中间结构为正交正放网架，正交正放网架包括多个小单元子结构，小单元子结构包括外层螺栓球、内层螺栓球和网架杆件；

多个内层螺栓球之间或内层螺栓球和外层螺栓球之间通过网架杆件相互连接，组成小单元子结构；

外层螺栓球和内层螺栓球上设置有若干个螺栓孔，网架杆件通过两个第一螺栓分别与外层螺栓球和内层螺栓球可拆卸连接；

外层螺栓球上靠近外部结构方向的螺栓孔通过网架杆件与第一檩托连接。

优选地，中间结构还包括网架支座，外层螺栓球、内层螺栓球和网架杆件可拆卸地拼接而成有六个面的正交正放网架结构；

建筑体地面上的正交正放网架安装于网架支座上，网架支座材质为钢板或橡胶。

优选地，内部结构包括承压板、第二檩托和三元乙丙橡胶；

第二檩托通过网架杆件与内层螺栓球相连；

不同承压板通过螺栓相互连接，两个承压板之间连接处设有三元乙丙橡胶，不同承压板通过第三螺栓固定于第二檩托上。

优选地，承压板包括横边、斜边、竖边、圆弧板和扁钢；

由上至下依次连接的横边、斜边、竖边、圆弧板，竖边、斜边、横边组成上下对称的组合形状的承压板，其中，两个横边平行且在二者的相对面对称设置有扁钢，两个竖边与两个横边垂直，圆弧板朝向第一方向突出，斜边从竖边向横边朝向第一方向倾斜；

横边和斜边设有带有螺纹的螺栓孔；

扁钢设置有圆孔，扁钢通过圆孔塞焊缝与横边固定连接。

优选地，建筑非折角部位处，不同承压板上异侧的两个横边之间设有三元乙丙橡胶，通过第二螺栓紧固挤压三元乙丙橡胶形成面外密封；

建筑折角部位处，不同承压板上异侧的两个斜边之间设置三元乙丙橡胶，通过第二螺栓紧固挤压三元乙丙橡胶形成面外密封。

优选地，相邻承压板上竖边通过第三螺栓固定于同一第二檩托上，同一竖边与第三螺栓之间设置三元乙丙橡胶。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种空间承压建筑结构，在高海拔极端恶劣作业环境焊接无法操作时的情况下，通过全螺栓化安装，解决大空间建筑在较大内外压力差情况下的受力和密封问题，拥有较好的承压结构安全储备和较高的气密性，满足建筑大空间的功能需求，实现城市空间的拓展与优化，满足高海拔地区人们的日常办公、生活、运动需求。

优选地，标准化的承压板，大大提高了产品定型化和装配化，有助于加快工期、节省造价。墙面、屋面采用承压板整体美观、整洁，可直接作为建筑内装，不需额外增加内装做法，具有一定的优越性。

优选地，内部增压P＝20kPa或其它压力时，网架结构整体能够自平衡，只受到支座反力，保持整体结构的受力和稳定性。

优选地，螺栓球和网架杆件规格尺寸比较单一，轻量化可在工厂中成批生产，方便运输、拼装，施工简单，装配化程度高，满足西藏等高海拔地区恶劣环境的安装需求。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种大跨度空间承压建筑的剖面结构布置图；

图2为本实用新型提供的一种大跨度空间承压建筑的架空层楼面结构布置图；

图3为本实用新型提供的正交正放网架结构示意图；

图4为本实用新型提供的网架第一檩托板；

图5为本实用新型提供的承压板的组合形状；

图6为本实用新型提供的建筑非折角部位承压板的密封构造示意图；

图7为本实用新型提供的建筑折角部位承压板的密封构造示意图。

附图标记说明

1：外部结构；2：中间结构；3：内部结构；

10：第一檩托；11：檩条；12：外保温板；13：圆形或矩形竖边；14：L形组合板；15：三边围合组合板；

20：内层螺栓球；21：网架杆件；22：外层螺栓球；

30：承压板；31：横边；32：斜边；33：竖边；34：圆弧板；35：扁钢；

40：第二檩托；41：第三螺栓；42：三元乙丙橡胶；43：第二螺栓；44：第一螺栓。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

本实用新型实施例提出的一种空间承压建筑结构，包括外部结构1、中间结构2和内部结构3。外部结构1作为建筑的保温围护结构，中间结构2作为建筑的承压受力构件，内部结构3作为建筑的传递内力、维持气密性结构。在高海拔极端恶劣作业环境焊接无法操作时的情况下，通过全螺栓化安装，解决大空间建筑在较大内外压力差情况下的受力和密封问题。拥有较好的承压结构安全储备和较高的气密性，满足建筑大空间的功能需求，实现城市空间的拓展与优化，满足高海拔地区人们的日常办公、生活、运动需求。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

如图1所示，一种空间承压建筑结构，包括外部结构1、中间结构2和内部结构3。

具体的，外部结构1作为建筑的保温围护结构，中间结构2作为建筑的承压受力结构，内部结构3作为建筑的传递内力、维持气密性结构。其中，外部结构1通过螺栓固定于中间结构2外侧，内部结构3通过螺栓固定于中间结构2内侧。

如图1所示，外部结构1包括第一檩托10、檩条11和外保温板12，建筑四周墙面、屋面和地面均设有外保温板12，所有的外保温板围合而成有四周侧面、底面和屋顶面的空间。。

檩条11包括常见的C型、口型冷弯薄壁型钢，外保温板12采用压型钢板单板、夹芯板、铝板或其它金属屋面板。

建筑体在刚性支撑、水平支撑，柱间支撑安装完毕后进行檩条安装，根据需要可横着设置多根檩条11，或竖着设置多根檩条11，且钢结构主体调校完毕后进行，在钢梁上进行第一檩托10安装来固定檩条11，第一檩托10按线固定在一条直线上，同时第一檩托10与中间结构2相连，来保证外部结构1和中间结构2连接。

整个外部结构1可根据建筑的立面造型设计相匹配的龙骨，实现建筑外观效果。

外保温板12通过自攻螺钉固定于檩条11上，檩条11采用螺栓或焊接固定于第一檩托10上。

第一檩托10通过螺栓与中间结构2相连。

如图2和3所示，中间结构2为正交正放网架，正交是由两个方向的平面桁架垂直交叉而成，正放是两个方向的桁架分别平行于建筑物平面的边线。正交正放网架包括多个小单元子结构，小单元子结构包括外层螺栓球22、内层螺栓球20和网架杆件21。螺栓球直径为D100～D300，螺栓球与杆件通过高强度螺栓连接，可有效的传递杆件的拉力和压力。

正交正放网架不同于常规的两向正交斜放网架、四角锥网架、三角锥网架，螺栓球空间节点位置完全对应一致，可很方便的抽空网格形成窗洞、门洞的同时，满足结构受力和建筑美观要求，而正放四角锥网架外层、内层螺栓球刚好错开交错布置，不利于开洞。

屋面板和墙面板规格一致，有利用建筑功能实现。螺栓球、杆件规格尺寸比较单一，轻量化可在工厂中成批生产，方便运输、拼装，施工简单，装配化程度高，满足西藏等高海拔地区恶劣环境的安装需求。

具体的，多个内层螺栓球20之间通过网架杆件21相互连接组成小单元子结构，或内层螺栓球20和外层螺栓球22之间通过网架杆件21相互连接，组成小单元子结构。

外层螺栓球22和内层螺栓球20结构一样，区别点为外层螺栓球22与外部结构1相连。

外层螺栓球22和内层螺栓球20上设置有若干个螺栓孔，网架杆件21通过两个第一螺栓44分别与外层螺栓球22和内层螺栓球20可拆卸连接。

外层螺栓球22上靠近外部结构1方向的螺栓孔通过网架杆件21与第一檩托10连接。

如图3所示，中间结构2还包括网架支座，外层螺栓球22、内层螺栓球20和网架杆件21可拆卸地拼接而成有六个面的正交正放网架结构；建筑体地面上的正交正放网架安装于网架支座上，网架支座材质为钢板或橡胶。正交正放网架结构由六个面组成，当内部增压P＝20kPa或其它压力时，网架结构整体能够自平衡，只受到支座反力。考虑到网架跨度、温度作用，周边设置板式橡胶支座，橡胶支座通过地脚锚栓固定于混凝土短柱上，保持结构的受力和稳定性。同时，六个面中的架空层必须要设置，否则基础受到较大的抗拔力，柱脚节点难以设计。

如图5-7所示，内部结构3包括承压板30、第二檩托40和三元乙丙橡胶42。第二檩托40通过网架杆件21与内层螺栓球20相连；不同承压板30通过螺栓相互连接，两个承压板30之间连接处设有12mm厚三元乙丙橡胶42，通过把12厚三元乙丙橡胶挤压成6mm，保持节点的密封性，不同承压板30通过第三螺栓41固定于第二檩托40上。

具体如图5所示，承压板30由镀锌钢板通过冲压机械冲压而成，承压板30包括横边31、斜边32、竖边33、圆弧板34和扁钢35；由上至下依次连接的横边31、斜边32、竖边33、圆弧板34，竖边33、斜边32、横边31组成上下对称的组合形状的承压板30，其中，两个横边31平行且在二者的相对面对称设置有扁钢35，两个竖边33与两个横边31垂直，圆弧板34朝向第一方向突出，斜边32从竖边33向横边31朝向第一方向倾斜。

当抗弯模量不够时，加厚钢板厚度或设置加劲肋。承压板30通过冲压机械冲压成该特定形状，可大幅度提高承压板面外抗弯模量，不需要加厚钢板厚度情况下即可满足增压P＝20kPa或其它压力，经济性好。扁钢35设置孔径20mm间距200mm的孔洞，通过圆孔塞焊缝与镀锌钢板连接，扁钢可提高边框的刚度，满足受力要求。

架空层楼面、墙面、屋面均采用标准化的承压板30，大大提高了产品定型化和装配化，有助于加快工期、节省造价。墙面、屋面采用承压板30整体美观、整洁，可直接作为建筑内装，不需额外增加内装做法，具有一定的优越性。

此外，横边31和斜边32设有带有螺纹的螺栓孔；扁钢35设置有圆孔，扁钢35通过圆孔塞焊缝与横边31固定连接。

同时，承压板30可冲压成椭圆形、矩形、方形的组合形状，材料也可为其它金属材料。

如图4所示，第二檩托40和第一檩托10包括支托钢管支撑的圆形平板、矩形平板、L形组合板、三边围合组合板的檩托板。

如图6所示，建筑非折角部位处，不同承压板30上异侧的两个横边31之间设有三元乙丙橡胶42，两个横边31通过第二螺栓43紧固挤压三元乙丙橡胶42形成面外密封，满足密封要求。

如图7所示，建筑折角部位处，不同承压板30上异侧的两个斜边32之间设置三元乙丙橡胶42，两个斜边32通过第二螺栓43紧固挤压三元乙丙橡胶42形成面外密封，满足密封要求。

如图6和图7所示，相邻承压板30上竖边33通过第三螺栓41固定于同一第二檩托40上，同一竖边33与第三螺栓41之间设置三元乙丙橡胶42。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种空间承压建筑结构，其特征在于，包括外部结构(1)、中间结构(2)和内部结构(3)；

外部结构(1)作为建筑的保温围护结构，中间结构(2)作为建筑的承压受力结构，内部结构(3)作为建筑的传递内力、维持气密性结构；

外部结构(1)通过螺栓固定于中间结构(2)外侧，内部结构(3)通过螺栓固定于中间结构(2)内侧。

2.根据权利要求1所述的一种空间承压建筑结构，其特征在于，外部结构(1)包括第一檩托(10)、檩条(11)和外保温板(12)，建筑四周墙面、屋面和地面均设有外保温板(12)；

外保温板(12)通过自攻螺钉固定于檩条(11)上，檩条(11)采用螺栓或焊接固定于第一檩托(10)上；

第一檩托(10)通过螺栓与中间结构(2)相连。

3.根据权利要求2所述的一种空间承压建筑结构，其特征在于，中间结构(2)为正交正放网架，正交正放网架包括多个小单元子结构，小单元子结构包括外层螺栓球(22)、内层螺栓球(20)和网架杆件(21)；

多个内层螺栓球(20)之间或内层螺栓球(20)和外层螺栓球(22)之间通过网架杆件(21)相互连接，组成小单元子结构；

外层螺栓球(22)和内层螺栓球(20)上设置有若干个螺栓孔，网架杆件(21)通过两个第一螺栓(44)分别与外层螺栓球(22)和内层螺栓球(20)可拆卸连接；

外层螺栓球(22)上靠近外部结构(1)方向的螺栓孔通过网架杆件(21)与第一檩托(10)连接。

4.根据权利要求3所述的一种空间承压建筑结构，其特征在于，中间结构(2)还包括网架支座，外层螺栓球(22)、内层螺栓球(20)和网架杆件(21)可拆卸地拼接而成有六个面的正交正放网架结构；

建筑体地面上的正交正放网架安装于网架支座上，网架支座材质为钢板或橡胶。

5.根据权利要求3所述的一种空间承压建筑结构，其特征在于，内部结构(3)包括承压板(30)、第二檩托(40)和三元乙丙橡胶(42)；

第二檩托(40)通过网架杆件(21)与内层螺栓球(20)相连；

不同承压板(30)通过螺栓相互连接，两个承压板(30)之间连接处设有三元乙丙橡胶(42)，不同承压板(30)通过第三螺栓(41)固定于第二檩托(40)上。

6.根据权利要求5所述的一种空间承压建筑结构，其特征在于，承压板(30)包括横边(31)、斜边(32)、竖边(33)、圆弧板(34)和扁钢(35)；

由上至下依次连接的横边(31)、斜边(32)、竖边(33)、圆弧板(34)，竖边(33)、斜边(32)、横边(31)组成上下对称的组合形状的承压板(30)，其中，两个横边(31)平行且在二者的相对面对称设置有扁钢(35)，两个竖边(33)与两个横边(31)垂直，圆弧板(34)朝向第一方向突出，斜边(32)从竖边(33)向横边(31)朝向第一方向倾斜；

横边(31)和斜边(32)设有带有螺纹的螺栓孔；

扁钢(35)设置有圆孔，扁钢(35)通过圆孔塞焊缝与横边(31)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种空间承压建筑结构，其特征在于，建筑非折角部位处，不同承压板(30)上异侧的两个横边(31)之间设有三元乙丙橡胶(42)，通过第二螺栓(43)紧固挤压三元乙丙橡胶(42)形成面外密封；

建筑折角部位处，不同承压板(30)上异侧的两个斜边(32)之间设置三元乙丙橡胶(42)，通过第二螺栓(43)紧固挤压三元乙丙橡胶(42)形成面外密封。

8.根据权利要求6所述的一种空间承压建筑结构，其特征在于，相邻承压板(30)上竖边(33)通过第三螺栓(41)固定于同一第二檩托(40)上，同一竖边(33)与第三螺栓(41)之间设置三元乙丙橡胶(42)。