新型轻质穹形结构制造技术

一种新型轻质穹形结构，所述穹形结构包括基本单元，所述基本单元设置有至少三个以上，所述基本单元包括一类木杆件和二类木杆件；所述一类木杆件的截面呈方形，所述一类木杆件的中部开有第一榫眼，所述一类木杆件在所述第一榫眼的同一侧的顶面和底面分别开有上卡槽和下卡槽，所述上卡槽位于所述第一榫眼与所述下卡槽之间；所述二类木杆件的截面呈方形，所述二类木杆件的一端的端部形成一个榫头，所述二类木杆件的中部开有第二榫眼，所述榫头的宽度小于所述第二榫眼的宽度；所述基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在相邻基本单元的一类木杆件的上卡槽上。本发明专利技术提供了一种构造简单、迅速起拱易搭建的新型轻质穹形结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轻质穹形结构。
技术介绍
在建筑领域，穹形结构跨度大、高度高，无论是在美观感受上还是空间获得上都有其特殊优势。穹形结构可以构成建筑物本身(如北极的雪屋)，穹形结构更广泛地用于建筑物的屋顶即穹顶。然而当下的穹形结构存在以下两种问题：一、传统的混凝土或砖结构穹形结构自重大，需要用巨大的承重墙或柱子来承载。因此，建筑整体结构显得笨重，建筑空间受到制约。二、现代的大跨穹形结构往往由多种高强薄膜材料及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间结构，往往适用于体育建筑、展览中心、交通服务设施等大型建筑。这类穹形结构节点结构复杂，构件种类繁多，要求较高的施工技术，造价昂贵，不具备普遍适应性。
技术实现思路
为了克服已有穹形结构的构造复杂、自重大、不易搭建、造价高的不足，本专利技术提供了一种构造简单、迅速起拱易搭建的新型轻质穹形结构。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型轻质穹形结构，所述穹形结构包括基本单元，所述基本单元设置有至少三个以上，所述基本单元包括一类木杆件和二类木杆件；所述一类木杆件的截面呈方形，所述一类木杆件的中部开有第一榫眼，所述一类木杆件在所述第一榫眼的同一侧的顶面和底面分别开有上卡槽和下卡槽，所述上卡槽位于所述第一榫眼与所述下卡槽之间；所述二类木杆件的截面呈方形，所述二类木杆件的一端的端部形成一个榫头，所述二类木杆件的中部开有第二榫眼，所述榫头的宽度小于所述第二榫眼的宽度，所述榫头的两侧形成对称的三角形结构；所述一类木杆件设置有一根，所述二类木杆件设置有至少两根以上，两根以上的二类木杆件的规格自穹形结构的顶部至底部逐渐递增，所述二类木杆件最小杆件的榫头宽度与所述第一榫眼的宽度相同；所述二类木杆件最小杆件的榫头与所述第一榫眼插接，相邻二类木杆件之间，规格较大杆件的榫头与规格较小杆件的第二榫眼插接；所述基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在相邻基本单元的一类木杆件的上卡槽上。进一步，所述二类木杆件的第二榫眼的宽度为其榫头宽度的1.2倍，相邻两个二类木杆件之间，规格较大杆件的规格是规格较小杆件的规格的1.2倍。再进一步，所述三角形结构的底面与所述榫头的底面平齐，所述三角形结构的斜面自所述榫头的根部至所述榫头的头部方向向下倾斜，所述三角形结构的斜面与所述三角形结构的底面之间的夹角为13°。更进一步，所述基本单元包括一根一类木杆件和六根二类木杆件；六根二类木杆件自穹形结构的顶部至底部分别为二类木杆件第一杆件、二类木杆件第二杆件、二类木杆件第三杆件、二类木杆件第四杆件、二类木杆件第五杆件和二类木杆件第六杆件，所述二类木杆件第一杆件的榫头与所述一类木杆件的第一榫眼插接，所述二类木杆件第二杆件的榫头与所述二类木杆件第一杆件的第二榫眼插接，所述二类木杆件第三杆件的榫头与所述二类木杆件第二杆件的第二榫眼插接，所述二类木杆件第四杆件的榫头与所述二类木杆件第三杆件的第二榫眼插接，所述二类木杆件第五杆件的榫头与所述二类木杆件第四杆件的第二榫眼插接，所述二类木杆件第六杆件的榫头与所述二类木杆件第五杆件的第二榫眼插接；所述基本单元设置有八个，分别为第一基本单元、第二基本单元、第三基本单元、第四基本单元、第五基本单元、第六基本单元、第七基本单元和第八基本单元，所述第二基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在所述第一基本单元的一类木杆件的上卡槽上，所述第三基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在所述第二基本单元的一类木杆件的上卡槽上，所述第四基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在所述第三基本单元的一类木杆件的上卡槽上，所述第五基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在所述第四基本单元的一类木杆件的上卡槽上，所述第六基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在所述第五基本单元的一类木杆件的上卡槽上，所述第七基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在所述第六基本单元的一类木杆件的上卡槽上，所述第八基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在所述第七基本单元的一类木杆件的上卡槽上，所述第一基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在所述第八基本单元的一类木杆件的上卡槽上。本专利技术的技术构思为：打破当下穹形结构形态，借鉴传统的木结构榫卯的连接方法，用两种类型的杆件构成穹形结构的一个基本单元；与传统木结构榫卯结构略有不同的是，榫卯结构的稳定更多是依靠摩擦力，本结构的稳定是依靠杆件叠加的重力；此外，在一个基本单元内，从底部到顶部，杆件规格依次递减，减少底部杆件的负重，进一步优化结构力的传递；多个基本单元互搭，形成稳定的穹形结构。本专利技术的有益效果主要表现在：1.两种类型杆件，统一构造，可简易搭建；2.创新的构造方法，能用较少木料形成较大的穹形空间，达到轻质、节省材料的效果；3.在一个基本单元内，从底部到顶部，杆件规格依次递减，减少底部杆件的负重，进一步优化结构力的传递，对木材的要求降低；4.不同单元的尺度和角度均可做一定调整，互搭单元之间的角度亦可调整，能搭建能不同尺度、形态的穹形结构；5.拆卸方便，易于回收利用。附图说明图1是新型轻质穹形结构的结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是图1的主视图。图4是穹形结构基本单元的主视图。图5是图4的俯视图。图6是第一木杆件的结构示意图。图7是第二木杆件的结构示意图。图8是新型轻质穹形结构的搭建流程；其中图8a为所述二类木杆件第一杆件与所述一类木杆件插接示意图，图8b为所述二类木杆件第二杆件与所述二类木杆件第一杆件插接示意图，图8c为所述二类木杆件第三杆件与所述二类木杆件第二杆件插接示意图，图8d为所述二类木杆件第四杆件与所述二类木杆件第三杆件插接示意图，图8e为所述二类木杆件第五杆件与所述二类木杆件第四杆件插接示意图，图8f为所述二类木杆件第六杆件与所述二类木杆件第五杆件插接示意图，图8g为八个基本单元搭接完毕的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1～图8，一种新型轻质穹形结构，所述穹形结构包括基本单元，所述基本单元设置有至少三个以上，所述基本单元包括一类木杆件1和二类木杆件2；所述一类木杆件1的截面呈方形，所述一类木杆件1的中部开有第一榫眼3，所述一类木杆件1在所述第一榫眼3的同一侧的顶面和底面分别开有上卡槽4和下卡槽5，所述上卡槽4位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型轻质穹形结构，其特征在于：所述穹形结构包括基本单元，所述基本单元设置有至少三个以上，所述基本单元包括一类木杆件和二类木杆件；所述一类木杆件的截面呈方形，所述一类木杆件的中部开有第一榫眼，所述一类木杆件在所述第一榫眼的同一侧的顶面和底面分别开有上卡槽和下卡槽，所述上卡槽位于所述第一榫眼与所述下卡槽之间；所述二类木杆件的截面呈方形，所述二类木杆件的一端的端部形成一个榫头，所述二类木杆件的中部开有第二榫眼，所述榫头的宽度小于所述第二榫眼的宽度，所述榫头的两侧形成对称的三角形结构；所述一类木杆件设置有一根，所述二类木杆件设置有至少两根以上，两根以上的二类木杆件的规格自穹形结构的顶部至底部逐渐递增，所述二类木杆件最小杆件的榫头宽度与所述第一榫眼的宽度相同；所述二类木杆件最小杆件的榫头与所述第一榫眼插接，相邻二类木杆件之间，规格较大杆件的榫头与规格较小杆件的第二榫眼插接；所述基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在相邻基本单元的一类木杆件的上卡槽上。

【技术特征摘要】
1.一种新型轻质穹形结构，其特征在于：所述穹形结构包括基本单
元，所述基本单元设置有至少三个以上，所述基本单元包括一类木杆
件和二类木杆件；
所述一类木杆件的截面呈方形，所述一类木杆件的中部开有第一
榫眼，所述一类木杆件在所述第一榫眼的同一侧的顶面和底面分别开
有上卡槽和下卡槽，所述上卡槽位于所述第一榫眼与所述下卡槽之间；
所述二类木杆件的截面呈方形，所述二类木杆件的一端的端部形
成一个榫头，所述二类木杆件的中部开有第二榫眼，所述榫头的宽度
小于所述第二榫眼的宽度，所述榫头的两侧形成对称的三角形结构；
所述一类木杆件设置有一根，所述二类木杆件设置有至少两根以
上，两根以上的二类木杆件的规格自穹形结构的顶部至底部逐渐递增，
所述二类木杆件最小杆件的榫头宽度与所述第一榫眼的宽度相同；所
述二类木杆件最小杆件的榫头与所述第一榫眼插接，相邻二类木杆件
之间，规格较大杆件的榫头与规格较小杆件的第二榫眼插接；
所述基本单元的一类木杆件的下卡槽卡接在相邻基本单元的一类
木杆件的上卡槽上。
2.如权利要求1所述的新型轻质穹形结构，其特征在于：所述二类木
杆件的第二榫眼的宽度为其榫头宽度的1.2倍，相邻两个二类木杆件
之间，规格较大杆件的规格是规格较小杆件的规格的1.2倍。
3.如权利要求2所述的新型轻质穹形结构，其特征在于：所述三角形
结构的底面与所述榫头的底面平齐，所述三角形结构的斜面自所述榫
头的根部至所述榫头的头部方向向下倾斜，所述三角形结构的斜面与

\t所述三角形结构的底面之间的夹角为13°。
4.如权利要求3所述的新型轻质穹形结构，其特征在于：所述基本单
元包括一根一类木杆件和六根二类木杆件；

【专利技术属性】
技术研发人员：汪凝，
申请(专利权)人：浙江财经大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33