一种以膜钢结构为主体的球形建筑制造技术

本实用新型专利技术提供了一种以膜钢结构为主体的球形建筑，包括表层、网壳、支柱、横梁和地板，所述表层的主体为膜，所述网壳、所述支柱、所述横梁均为预制的钢质材料，所述地板为轻质预制板。本实用新型专利技术的有益效果是：降低了整个球形建筑自重，节省了安装时间以及材料成本；球形建筑采用大量可拆卸的预制件，降低了施工安装的复杂度，实现整个建筑构件可快速安装及拆卸、运输转移的目的；另外，球形建筑结构属于架空式建造，既可以实现最小范围破坏生态地被，保护生态环境；同时又可以根据不同地质环境，地形环境，在普通平地、山坡或水上等各种不同地形环境中进行建造，为行业提供了一种既保护生态又可灵活建设的用地方法。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及球形建筑领域，特别涉及一种以膜钢结构为主体的球形建筑。
技术介绍
目前，球形建筑物越来越常见。一般球形建筑物的设计依据是三角形作为几何图形中稳固性最强的原理出发，由于这种三角形结构的稳定性，使它并不依赖于通常厚重的砌体墙面或钢筋混凝土墙体，更不需要其它内部的结构支撑，因此，就拥有最大面积的内部空间及其无遮挡的通透性。建筑技术人员经过测算表明，球形建筑物的结构，要比其它结构形式做支撑体系的建筑物牢固。球形建筑物能较有效地抵御地震、飓风等自然灾害的袭击。目前已有的球形建筑一般都是半球形状，这些球型建筑的外墙一般采用钢板或者混凝土砌筑，自重较大、建造工艺复杂，施工周期很长；同时由于整个建筑的链接承重构件种类繁多，使得建造成本过高；尤其是此类型建筑一经建成，便不易拆卸，也难以转移到另外的地方实现再利用，所以不适宜作为灵活拆卸的、可复制的建筑构造形式。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是现有球形建筑物自重大、结构复杂、不易拆卸。为了解决上述技术问题，本技术中披露了一种以膜钢结构为主体的球形建筑，本技术的技术方案是这样实施的：一种以膜钢结构为主体的球形建筑，包括表层、网壳、支柱、横梁和地板，所述表层的主体为膜，所述网壳、所述支柱、所述横梁均为预制的钢质材料，所
述地板为轻型预制板；所述网壳包括杆件和连接所述杆件的节点；所述网壳固定并支撑起所述表层；所述横梁、所述地板位于所述网壳内部；所述支柱支撑起所述横梁；所述横梁端部连接所述网壳的节点，以支撑起所述网壳；所述横梁还支撑起所述地板。优选地，所述表层还包括设置于所述网壳底部的透明玻璃钢块。优选地，所述网壳包括球面网状部、多边顶部和多边底部；所述球面网状部包括球面节点和球面杆件；所述球面节点位于直径为Z的球面上，所述球面节点分为K层，每层所述球面节点设置于相同的高度位置上；每层所述球面节点的数量相同为N，N为4的倍数且不小于12；相邻层之间的所述球面节点以180°/N的角度差布置；所述球面节点通过所述球面杆件连接至本层及相邻层的距离最近的两个所述球面节点；所述多边顶部，包括N/4个顶部节点和3N/4个顶部杆件；所述顶部节点在同一高度上设置于直径为Z的球面上；所述顶部节点通过所述顶部杆件连接至两个相邻的所述顶部节点和两个球面节点；所述多边底部，包括N/4个底部节点和3N/4个底部杆件；所述底部节点在同一高度上设置于直径为Z的球面上；所述底部节点通过所述底部杆件连接至两个相邻的所述底部节点和两个球面节点。优选地，K为奇数，所述球面网状部以基准层E层为基础，上下对称。所述多边底部的设置与所述多边顶部的设置以基准层E层为基础，上下对称；所述球面节点数量N为每层12，16，20，24或32。优选地，所述球面节点为球形节点。优选地，所述地板为ALC预制板。优选地，所述球形建筑底部设置有自动升降门。优选地，所述膜与所述网壳节点的连接方式包括螺栓连接、焊接或粘结；所述杆件、所述支柱、所述横梁、所述地板均为拼接件。优选地，所述多边顶部设置有天窗。优选地，所述膜采用PVC材质。实施本技术的有益效果是：1、以膜作为表层主体，以钢作为支撑主体，降低了整个球形建筑自重，节省了安装时间以及材料成本；2、球形建筑采用大量可拆卸的预制件，降低了施工复杂度，实现整个建筑可快速安装及拆卸、转移的目的；3、球形建筑结构只有支柱与地面有接触，这种结构体系，既可以实现最小范围破坏生态地被，保护生态环境；同时又可以根据不同地质环境，地形环境，在普通平地、山坡或水上等各种不同地形环境中进行建造，为行业提供了一种既保护生态又可灵活建设的用地方法。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种实施例中，网壳和支柱结构的示意图；图2为图1网壳结构的节点简化后的示意图；图3为图1网壳俯视结构示意图；图4为另一种实施例中，网壳和支柱结构的示意图。编号说明：1-网壳、2-支柱。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有
作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的一种具体实施方式中，结合图1、图2、图3，一种以膜钢结构为主体的球形建筑包括表层、网壳1、支柱2、横梁和地板，所述表层的主体为膜，所述网壳1、所述支柱2、所述横梁均为预制的钢质材料，所述地板为轻型预制板；所述网壳1包括杆件和连接所述杆件的节点；所述网壳1固定并支撑起所述表层；所述横梁、所述地板位于所述网壳内部；所述支柱2支撑起所述横梁；所述横梁端部连接所述网壳1的节点，以支撑起所述网壳1；所述横梁还支撑起所述地板。本技术的膜采用现有建筑中常用的膜材料，包括但不限于聚酯纤维覆聚氯乙烯(PVC)、玻璃纤维覆聚聚四氟乙烯(Teflon)。本技术所述的表层可以全部采用膜材料，也可以通过膜与玻璃、塑料、金属中的一种或多种模块一起构建起来；膜可以采用一种透光度的材料，也可以在不同的区域设计多种不同透光度，以满足居住者观景、透光、遮光等不同需求。膜可以直接铺在网壳1上，通过螺栓来固定，也可以以粘接的方式和网壳1进行连接固定；网壳1的外表可以设置一些弧形的杆件或者平面来支撑膜，达到更好的支撑效果和增大与膜的接触面积。使用膜材料作为建筑表层，减省了传统建设模式中的许多施工步骤和建设材料，加快了施工速度，提高了时间效率，降低了建设成本。本技术中的网壳1是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。其作为建筑的主要支撑体，采用钢质的杆件和节点，与表层一起构成球形建筑墙体最主要的部分，与现有以钢筋混凝土、石板等墙体材料相比，具有更小的自重。本技术中的支柱2的数量为3根以上，每根支柱可以一体成型，但最好的方式是每条支柱在出厂时分成许多段，在施工的时候每段支柱通过高强螺栓连接的方式连成一条支柱；这样的好处是利于工厂规模制作、利于以散件形式运输、利于根据当地地形来调节具体每条柱子的长度。本实施例中的支柱2(如图1所示)是4根各自相互平行、同时皆垂直于基地水平面的钢构支柱，其下端插入地基中与桩基固定，进一步地，支柱2与桩基可以以螺栓焊接的方式支撑起球形建
筑内部的横梁，横梁的两端通过和网壳1的节点或者杆件连接，构成整个网壳的结构体系。本技术中的地板采用轻质的、现有的预制板材，进一步降低了球形建筑整体自重。常见的轻质预制板材，包括木楼板、钢筋混凝土楼板、ALC板等。ALC是蒸压轻质混凝土(Autoclaved Lightweight Concrete)的简称，是高性能蒸压加气混凝土的一种。ALC板是以粉煤灰(或硅砂)、水泥、石灰等为主原料，经过高压蒸汽养护而成的多气孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以膜钢结构为主体的球形建筑，包括表层、网壳、支柱、横梁和地板，其特征在于：所述表层的主体为膜，所述网壳、所述支柱、所述横梁均为预制的钢质材料，所述地板为轻型预制板；所述网壳包括杆件和连接所述杆件的节点；所述网壳固定并支撑起所述表层；所述横梁、所述地板位于所述网壳内部；所述支柱支撑起所述横梁；所述横梁端部连接所述网壳的节点，以支撑起所述网壳；所述横梁还支撑起所述地板。

【技术特征摘要】
1.一种以膜钢结构为主体的球形建筑，包括表层、网壳、支柱、横梁和地板，其特征在于：所述表层的主体为膜，所述网壳、所述支柱、所述横梁均为预制的钢质材料，所述地板为轻型预制板；所述网壳包括杆件和连接所述杆件的节点；所述网壳固定并支撑起所述表层；所述横梁、所述地板位于所述网壳内部；所述支柱支撑起所述横梁；所述横梁端部连接所述网壳的节点，以支撑起所述网壳；所述横梁还支撑起所述地板。2.根据权利要求1所述的球形建筑，其特征在于：所述表层还包括设置于所述网壳底部的透明玻璃钢块。3.根据权利要求1或2所述的球形建筑，其特征在于：所述网壳包括球面网状部、多边顶部和多边底部；所述球面网状部包括球面节点和球面杆件；所述球面节点位于直径为Z的球面上，所述球面节点分为K层，每层所述球面节点设置于相同的高度位置上；每层所述球面节点的数量相同为N，N为4的倍数且不小于12；相邻层之间的所述球面节点以180°/N的角度差布置；所述球面节点通过所述球面杆件连接至本层及相邻层的距离最近的两个所述球面节点；所述多边顶部，包括N/4个顶部节点和3N/4个顶部杆件；所述顶部节点在同一高度上设置于直径为Z的球面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈硕，
申请(专利权)人：上海零碳建筑科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31