建筑单元的支撑骨架结构、基本建筑单元、建筑单元及应用其的产品化建筑的制作方法

文档序号:10994972
建筑单元的支撑骨架结构、基本建筑单元、建筑单元及应用其的产品化建筑的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种建筑单元的支撑骨架结构、基本建筑单元、建筑单元及应用其的产品化建筑。其中,所述基本建筑单元包括:顶部梁结构(10),支撑管结构(20),顶板结构(30),底座结构(50),所述顶板结构(30)安装于所述顶部梁结构(10),构成所述基本建筑单元的顶面结构;所述顶部梁结构(10)具有正六边形的外缘形状,并且背向所述底座结构(50)开口,所述支撑管结构(20)的一端与所述顶部梁结构(10)的中心部分固定连接,其另一端固定于所述底座结构(50)。根据本实用新型实施例的建筑结构方案,能够实现可拆卸并再重新拼装、模块化、可批量定制的建造体系。
【专利说明】
建筑单元的支撑骨架结构、基本建筑单元、建筑单元及应用其的产品化建筑
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及建筑结构,具体而言,涉及一种基本建筑单元、建筑单元及应用其的产品化建筑。
【背景技术】
[0002]从法律时效的角度,建筑可以分为永久性建筑和临时性建筑。其中,临时建筑是指单位和个人因生产、生活需要临时建造使用,结构简易并在规定期限内必须拆除的建(构)筑物或其他设施。比如:窝棚、工棚等棚屋及短期性质的展示用房(样板房、展览房)等。在结构上不得超过两层,在建筑用材上除工程特殊需要外,一般不采用现浇钢筋混凝土等耐久性结构形式。
[0003]从使用年限和成本的角度考虑,临时建筑往往结构简单、用料质低、安全性差,而且往往使用过后拆除,所用材料废弃,不利于环保。
【实用新型内容】
[0004]根据本实用新型的一方面,提供了一种基本建筑单元,其包括:顶部梁结构,支撑管结构,顶板结构,底座结构,顶板结构安装于顶部梁结构,构成基本建筑单元的顶面结构;顶部梁结构具有正六边形的外缘形状,并且背向底座结构开口,支撑管结构的一端与顶部梁结构的中心部分固定连接,其另一端固定于底座结构。
[0005]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,顶部梁结构包括中心辐射状分布的多条主梁,在相邻的主梁之间安装顶板结构的顶板。
[0006]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,主梁具有T形或工字形截面,在该T形或工字形结构的宽度延伸部分之上安装顶板,在该T形或工字形结构的高度延伸部分的一端与支撑管结构顶部的固定板连接固定。
[0007]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,主梁具有变截面结构,越接近支撑管结构的部分截面积越大。
[0008]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,在主梁的侧面设置有一个或多个副梁,该副梁连接相邻的两个主梁,其中,副梁具有T字形或者工字形截面形状,并且用其宽度延伸部分连接到主梁的宽度延伸部分,或者在其端部设置连接片,通过将连接片连接到主梁的对应部分来实现其与主梁的连接固定。
[0009]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,主梁靠近中心的一端与支撑管结构的固定板连接,远离中心的一端设置有组合连接构件,该组合连接构件能将相邻主梁的远离中心端相连接,或与设置于主梁侧面的副梁连接,相邻基本建筑单元的组合连接构件还能够相互连接。
[0010]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,支撑管结构,包括:支撑管,雨水斗,排水管或排水口,其中,支撑管具有中空结构,其顶端安装有雨水斗,从基本建筑单元的漏斗状顶部流下的雨水被通过雨水斗引导入支撑管的中空结构,然后通过设置在支撑管底部的排水管或排水口排出;支撑管的底端与稳定件固定连接。
[0011 ]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,底座结构包括:用于埋于地下的稳定件,和支撑柱,其中,稳定件是预制的混凝土基础件;支撑柱的一端固定于稳定件,另一端固定连接于基本建筑单元的底部梁结构的对应主梁。
[0012]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,顶板为铝板或者铝合金构件。
[0013]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,主梁有六条。
[0014]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,该基本建筑单元还包括底部梁结构,该底部梁结构具有正六边形的平面网状支撑结构,该平面网状支撑结构用于支撑铺设于其上的地板,和/或对在其中心固定连接或者非固定连接的支撑管结构的支撑管提供支撑,并且,底部梁结构与顶部梁结构在支撑管的延伸方向上的投影相同。
[0015]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,底部梁结构的梁具有倒T形截面。
[0016]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,在底部梁结构的中心形成通孔结构,供支撑管穿过。
[0017]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,底部梁结构的平面网状支撑结构形成多个三角形的支撑子结构。
[0018]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,底部梁结构有六条主梁,对应地设置底座结构的六组稳定件和支撑柱。
[0019]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,正六边形的基本建筑单元的边长是4米,支撑管的外径是16?24厘米。
[0020]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,支撑管由钢材料制成且直径为20厘米。
[0021 ]根据本实用新型实施例的基本建筑单元,可选地,该基本建筑单元的至少部分部件通过铆接的方式相互连接。
[0022]根据本实用新型的另一方面,提供了一种建筑单元,其包括前述的基本建筑单元,其中,顶板结构的顶板具有如百叶窗的栅状结构,或者在栅状结构之上嵌装入玻璃。
[0023]根据本实用新型的再一方面,提供了一种建筑单元,其包括前述的基本建筑单元,其中,建筑单元还包括:底板结构,吊顶结构和墙结构,其中,底板结构包括直接或者间接安装在底部梁结构之上的地板根据本实用新型的又一方面,提供了;吊顶结构吊装在顶部梁结构之下;墙结构安装在顶部梁结构的组合连接构件和底部梁结构的边缘梁之间。
[0024]根据本实用新型实施例的建筑单元,可选地,墙结构由单元化子结构构成。
[0025]根据本实用新型实施例的建筑单元,可选地,建筑单元的至少一个侧面具有墙结构。
[0026]根据本实用新型实施例的建筑单元,可选地,墙结构具有阳极氧化铝板作为外部覆盖层。
[0027]根据本实用新型实施例的建筑单元,可选地,在顶板结构的顶板下方设置有防水层和/或保温层。
[0028]根据本实用新型实施例的建筑单元,可选地,保温层采用岩棉材质,防水层采用SBS防水卷材或者不锈钢防水材料。
[0029]根据本实用新型的其它方面,提供了一种结构化建筑,该结构化建筑由多个建筑单元形成,多个建筑单元包括一个或多个前述的建筑单元。
[0030]根据本实用新型实施例的结构化建筑,可选地,两相邻建筑单元的相邻面具有一墙结构,或者各自具有一墙结构。
[0031]根据本实用新型实施例的结构化建筑,可选地,结构化建筑具有连续或者不连续的蜂窝状结构。
[0032]根据本实用新型的其它方面,提供了一种建筑单元的支撑骨架结构,其包括:顶部梁结构,支撑管,稳定件,支撑管的一端与顶部梁结构的中心部分连接,另一端与稳定件连接;顶部梁结构包括:主梁,以及与该主梁相应设置的副梁和边缘梁,其中,呈中心辐射状的六条主梁向上开口,相应设置的多条侧梁连接相邻的主梁或者连接主梁与位于顶部梁结构边缘的边缘梁,从而形成中心对称分布的多个三角形支撑梁结构。
[0033]根据本实用新型实施例的支撑骨架结构,可选地,主梁具有T形或工字形截面,且越接近支撑管截面积越大。
[0034]根据本实用新型实施例的支撑骨架结构,可选地,支撑管具有中空结构,其顶端安装有雨水斗,底部设置有排水管或排水口。
[0035]根据本实用新型实施例的建筑结构方案,能够实现可拆卸并再重新拼装、模块化、可批量定制的建造体系。
【附图说明】
[0036]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例,而非对本实用新型的限制。
[0037]图1是根据本实用新型的一个实施例的六边形基本建筑单元的正视截面图,图1A是与图1对应的立体视图,图1B是图1所示六边形基本建筑单元的支撑骨架结构的立体视图;
[0038]图2示出了图1所示的基本建筑单元的一种具体应用结构;
[0039]图3是多个图2所示实施例的基本建筑单元相互组合形成的结构化建筑的示意图;
[0040]图4是图1所示的基本建筑单元的另一种具体应用结构的正视截面图,图4A是与图4对应的立体视图;
[0041]图5是两个图4所示实施例的建筑单元相互组合形成的结构化建筑的示意图;
[0042]图6是多个图4所示实施例的建筑单元相互组合形成的结构化建筑的示意图;
[0043]图7是多个图1所示实施例的基本建筑单元和多个图4所示实施例的基本建筑单元相互组合形成的结构化建筑的示意图;
[0044]图8是图1所示的基本建筑单元的又一种具体应用结构的正视截面图;
[0045]图9是图1所示的基本建筑单元的再一种具体应用结构的立体视图。
[0046]附图标记
[0047]10顶部梁结构
[0048]11主梁(顶部主梁)
[0049]12副梁(顶部副梁)
[0050]13组合连接构件(边缘梁)
[0051 ]20支撑管结构
[0052]21支撑管
[0053]22雨水斗
[0054]23排水管(排水口)
[0055]30顶板结构
[0056]31,31a,31b 顶板
[0057]32防水层
[0058]33保温层
[0059]40底部梁结构
[0060]41主梁(底部主梁)
[0061]42副梁(底部副梁)
[0062]43边缘梁
[0063]50底座结构
[0064]51稳定件
[0065]52支撑柱
[0066]60底板结构
[0067]70吊顶结构
[0068]80墙结构
[0069]81 幕墙
[0070]82隔断墙
【具体实施方式】
[0071]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例的附图,对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0072]除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0073]根据本实用新型实施例的建筑单元及应用其的结构化建筑(产品化建筑),所体现的是发明人独创的“HEX-SYS”,即六边建造体系。该建造体系的设计灵感源于可拆卸重组的中国古代木构建筑体系,以及融汇了勒.柯布西耶对模数化建造系统之研究成果。HEX-SYS旨在将结构、机电、外围护和室内装修等全部建造元素整合到可以灵活拼接的六边形的基本单元中,在严谨的几何规则的控制下,六边形基本单元可以根据空间需要来拼接组合,使其在未来重复使用时可以适应不同场地和功能的需要。
[0074]根据本实用新型实施例的基本建筑单元是一个具有一定面积(例如40平米)的六边形模块。倒伞状的屋顶钢结构由位于中央的一根兼作雨水管的空心圆柱支撑。收集到的雨水可被用于景观灌溉。根据不同的功能需求设计,建筑单元可以具有多种具体形式,例如,透明的、围合的、室外的。对建筑单元的外围护可以是单元式幕墙。为了最大限度地实现建筑构件的可回收和可重复使用,所有的连接节点都可以不用焊接或者打胶,以便拆卸。挖出的土方在主建筑群旁边堆成一个小山丘,与主建筑群共同围合出一个开放的公共活动空间。
[0075]图1是根据本实用新型的一个实施例的六边形基本建筑单元的正视截面图,图1A是与图1对应的立体视图。图1A所示的建筑单元比图1B所示的建筑单元增加了顶板结构30和底部梁结构40。
[0076]如图1和图1A所示,六边形基本建筑单元包括:顶部梁结构10,支撑管结构20,顶板结构30,底部梁结构40,底座结构50。其中,顶板结构30构成了建筑单元的顶面结构;顶部梁结构10用于支撑顶板结构30;支撑管结构20的上端与顶部梁结构10连接,从而为顶板结构30和顶部梁结构10整体上提供支撑;支撑管结构20的下端穿过底部梁结构40而固定于底座结构50;底座结构50设置与地面之下,支撑和稳定位于其上方的底部梁结构40,并通过支撑管结构20为建筑单元的其它地上部分提供稳定支撑。
[0077]具体而言,顶部梁结构10包括中心辐射状分布的多条主梁11,在相邻的主梁11之间铺设顶板结构30的顶板31。如图1A所示,顶板结构30由多块顶板31拼合而成,形成了建筑单元的顶部,也可以构成建筑物的屋顶部分。各个顶板31可以通过铆接的方式固定于主梁U,而非用焊接或者粘接的方式,这样便于拆卸和重复利用。基于本实用新型的方案,顶板31可以以标准件的方式进行制造加工;并且由于顶板结构30由多块顶板31构成,从而顶板31的尺寸相对于顶板结构30的整体尺寸要小很多,这样相比于整体成型或浇注而成的顶部方案可以实现异地制作和运输,现场安装也可以免去整体吊装等工序,降低施工难度。顶板31可以具有如图1A所示的三角形形状,也可以是其它的形状。可以采用相同形状和尺寸的顶板31,这样便于统一生产,也可以采用不同形状和尺寸的顶板31的组合来形成顶板结构30 ο
[0078]可选地,顶板31为铝板或者铝合金构件,这样可以增加对阳光的反射,减少热量吸收,从而降低室内温度(对于密闭建筑结构而言),重量也比较轻。顶板31也可以采用不锈钢或其它材料制作,还可以是玻璃窗板等透光组件,亦可以采用不同材料组件、功能组件的组合。对于不同的应用场景,顶板31还可以具有不同的结构,例如,平板结构、栅状结构,等等。
[0079]图1B与图1A相比,少了顶板结构30,这样可以更清楚地看到基本建筑单元的顶部梁结构10及其支撑梁组件。在建筑单元的施工过程中,一般是先搭建图1B所示的支撑骨架结构,后安装顶板结构30及其它外围件。
[0080]主梁11可以具有T形或工字形截面。例如,图1中的主梁11具有T形横截面,该T形结构的宽度延伸部分(T字的横部分)之上安装顶板31并对顶板31提供支撑;该T形结构的高度延伸部分(T字的竖部分)的一端(通过例如铆接的方式)与支撑管结构20顶部的固定板24连接固定,从而实现支撑管结构20对于主梁11的支撑。类似地,对于具有工字形截面形状的主梁11,其截面上下宽度延伸部分(工字的两横),可以具有相同或者不同的宽度延伸,通常延伸宽度较大的部分之上安装顶板31并对顶板31提供支撑;同样地,该工字形结构的高度延伸部分(工字的竖部分)的一端(通过例如铆接的方式)与支撑管结构20顶部的固定板24连接固定,从而实现支撑管结构20对于主梁11的支撑。对应于正六边形结构,图1的顶部梁结构10可以包括六条主梁11,并且形成多个三角形子支撑结构,如图1B所示。
[0081]此外,可选地,主梁11具有变截面结构,例如如图1所示的结构,越接近支撑管结构20的部分截面积越大。由于从辐射状顶部梁结构的应力分布来看,约接近中心应力约大,因此相应地主梁11的横截面面积越大,这样可以使得主梁结构与应力分布接近匹配的同时,通过变截面结构节省原材料,降低所需支撑重量和相应的成本。
[0082 ] 可选地,如图1和图1B所示,在主梁11的侧面设置有一个或多个副梁12,该副梁12例如通过铆接方式连接相邻的两个主梁11和/或将主梁11连接到组合连接构件13,从而使得顶部梁结构10整体更加紧固。副梁12可以具有T字形或者工字形形状,并且用其宽度延伸部分通过螺栓铆接到主梁11的宽度延伸部分,或者在其端部设置连接片,通过将连接片铆接到主梁11的对应部分来实现主梁与副梁的连接固定。
[0083]顶部梁结构可以用不锈钢、角钢等钢材料制成,也可以采用更轻的度铝合金等。
[0084]如图1所示,主梁11靠近中心的一端与设置于支撑管结构20的固定板24固定连接,远离中心的一端可以设置有组合连接构件13,组合连接构件13可以将相邻主梁11的远离中心端相连接(因而也称为边缘梁),还可以通过该组合连接构件13将两个相邻的建筑单元组合连接起来,从而构成包括多个建筑单元的建筑单元组团(结构化建筑),并且可以根据实际需要确定组团中包含的建筑单元的类型和数量。为了便于拆卸和重复利用,建筑单元之间也可以通过铆接的方式组合连接。采用这种结构和连接方式,整栋建筑的结构全部可以拆卸,并且重新组合起来。并且,由于单元化和标准化的设计,在重新组合的时候,建筑组团的形态可以根据需要发生变化,灵活地适应实际的使用需求。
[0085]可选地,副梁12将主梁11与边缘梁13连接,以加强支撑,如图1B所示。
[0086]结合图1和图1A,建筑单元的顶部具有正六边形的外边形状以及类似漏斗状的内部形状,顶部梁结构10形成的支撑结构向上开口,并且中心对称的形状也使得重量分布均匀,于是可以仅用一个支撑管结构20来实现对建筑单元顶部(包括顶板结构30和顶部梁结构10)的稳定支撑。
[0087]如图1和图1A所示,支撑管结构20包括支撑管21,雨水斗22,排水管或排水口23,固定板24。其中,固定板24通过铆接或焊接等方式固定于支撑管21的顶部,并通过铆接固定支撑顶部梁结构10的各条主梁11;支撑管21的底部穿过底部梁结构40而固定于底座结构50。支撑管21具有中空的结构,其顶端安装有雨水斗22,可以将通过建筑单元的漏斗状顶部流下的雨水引导入支撑管21的中空结构,然后通过设置在支撑管21底部的排水管或排水口 23导出到建筑单元之外。可选地,通过后续管路将雨水导出到雨水收集箱或收集池中,以供浇灌建筑物外围的植被或者为人工水景观供水。于是,支撑管21还起到了雨水收集管的作用。雨水斗22设置在建筑单元顶部的中心,一方面引导雨水进入支撑管21内部,另一方面可以扣住顶部中心部分的顶板31的边缘,防止雨水、杂物等从顶部中心进入到建筑单元内部。
[0088]如图1A所示,底部梁结构40包括主梁41,gij梁42和边缘梁43。其中,主梁41呈中心辐射状分布,副梁42用于连接相邻的主梁41,边缘梁43可以连接主梁41/次梁42的相邻的远离中心端,也可以与相邻建筑单元的对应底部梁结构边缘连接,还可以与组合连接构件13配合以安装相邻建筑单元之间的隔断墙、幕墙、门窗等组件。
[0089]可选地,主梁41可以具有T形或工字形截面。例如,主梁41的T形结构的宽度延伸部分(T字的横部分)之上安装地板60并对地板提供支撑;该T形结构的高度延伸部分(T字的竖部分)的一端(通过例如铆接的方式)与支撑管结构20的支撑管21底部的固定板(图1A中未示出)连接固定,从而实现底部梁结构40对于支撑管结构20的固定支撑。类似地,对于具有工字形截面形状的主梁41,其截面上下宽度延伸部分(工字的两横),可以具有相同或者不同的宽度延伸,通常延伸宽度较大的部分之上安装地板并对地板提供支撑;同样地,该工字形结构的高度延伸部分(工字的竖部分)的一端(通过例如铆接的方式)与支撑管结构20的支撑管21底部的固定板连接固定,从而实现底部梁结构40对于支撑管结构20的固定支撑。
[0090]可选地,在主梁41的侧面设置有一个或多个副梁42,该副梁42例如通过铆接方式连接相邻的两个主梁41或将主梁41与相应的边缘梁43连接,从而使得底部梁结构40整体更加紧固。副梁42可以具有T字形或者工字形形状,并且用其宽度延伸部分通过螺栓铆接到主梁41的宽度延伸部分,或者在其端部设置连接片,通过将连接片铆接到主梁41的对应部分来实现主梁与副梁的连接固定。
[0091 ] 可选地,主梁41、副梁42和边缘梁43还可以具有倒T形截面,从而形成如图1A所示的多个小三角形支撑结构,并且可以在每个小三角形支撑结构内填入对应形状的地砖或预制混凝土块,一方面增加底部重量、降低重心,从而提高稳定性,另一方面可以在地砖或预制混凝土块之上再铺设地板,该地砖或预制混凝土块以及底部梁结构40可以对地板构成实心的支撑基础,这样踏在地板上不会有踏空心的问题。
[0092]底部梁结构可以用不锈钢、角钢等钢材料制成,也可以采用更轻的度铝合金等。在底部梁结构40之上铺设的地板可以是防水地砖,还可以是木地板、竹地板等。速生的竹子替代木材作为建筑单元的主要材料之一,更加环保。
[0093 ]可选地,在底部梁结构40的中心形成通孔结构,供支撑管结构20的支撑管21穿过,该通孔结构的内径与支撑管21的外径相匹配,从而可以在垂直于支撑管21延伸方向上对支撑管21提供固定。
[0094]如图1A所示,底部梁结构40的主梁41、次梁42和边缘梁43相互连接构成平面正六边形中心对称的网状支撑结构,该平面网状支撑结构支撑铺设于其上的地板,并可以对在其中心固定连接或者非固定连接的支撑管21提供支撑。如图1A所示,底部梁结构40与顶部梁结构10在支撑管21的延伸方向(图1和图1A中的垂直方向)上的投影完全相同,这样在将相邻两个基本建筑单元相组合时,可以实现顶部梁结构和底部梁结构的同步对接。底部梁结构40的网状支撑结构可以形成多个三角形的支撑子结构,如图1A所示,可以更稳固地支撑铺设于该网状支撑结构之上的地板。中心对称均匀分布的网状结构也更加平衡和稳定。
[0095]底座结构50包括埋于地下的稳定件51和支撑柱52。其中,稳定件51可以是实心混凝土基础块,该混凝土块可以是现场预制件。支撑柱52的一端固定于稳定件51,另一端固定连接于底部梁结构40的对应主梁41。由于底部梁结构40的主梁41呈中心辐射状分布,因而从受力对称考虑,稳定件51与支撑柱52的组合也可以呈中心辐射状分布。例如,在图1A所示的基本建筑单元结构中,底部梁结构40有六条主梁41,因此可以对应地设置六组稳定件51和支撑柱52。另外,支撑管21的底端可以固定连接到一个固定件51,这样图1A所示建筑单元实际上包括了七组稳定件51和支撑柱52。这样,对于图1和图1A所示的基本建筑单元而言,除了中心点之外,还有中心对称均匀分布的六个地面支撑点,使得整体更加稳固。
[0096]支撑柱52同时使得底部梁结构40高出地面一定距离,如图1A所示,这样可以防止地面的水进入建筑单元,也减少潮气的侵入,还可以在地面之下布设类似供排水管路,当然为了美观供排水管路也可以埋入地下。
[0097 ] 支撑柱52可以以类似地粧的方式在现场饶注混凝土稳定件51时固定于对应的稳定件51内;类似地,支撑管21也可以在现场饶注混凝土稳定件51时固定于对应的稳定件51。
[0098]图1B是图1所示的基本建筑单元的基本支撑骨架结构,包括顶部梁结构10,支撑管结构20和稳定件51。具体而言,呈中心辐射状的六条主梁11向上开口,相应设置的多条副梁12连接相邻的主梁11或者连接主梁11与位于顶部梁结构10边缘的组合连接构件(边缘梁)13,从而形成中心对称分布的多个三角形支撑梁结构。对比图1A,可以在每个三角形支撑梁结构中装入一块顶板31,从而实现建筑单元外顶层的搭建。支撑管结构20的支撑管21的一端与顶部梁结构10的中心部分连接,另一端与稳定件51连接。从而该基本支撑骨架结构可以独立建造和矗立,并且可在安装顶板31后形成一种独立的基本建筑单元。
[0099]图2示出了图1所示的基本建筑单元的一种具体应用结构。更具体地,图2所示的结构是图1的基本建筑单元的一种室外应用。如图2所示,顶板可以具有类似百叶窗的栅状结构(31a),从而起到遮阳的作用。还可以在顶板的栅状结构之上嵌装入整块三角形玻璃(31b),并可将玻璃边缘密封,从而同时起到遮雨的作用。也就是说,可以采用百叶遮阳顶板组成建筑单元的顶面,此时建筑单元可以作为室外遮阳的建筑物;也可以采用百叶遮阳复合玻璃顶板组成建筑单元的顶面,此时建筑单元可以作为室外遮阳挡雨的建筑物。图2所示的31a、31b分别具有栅状结构和栅状结构加玻璃板的结构,分别可以实现遮阳及挡雨遮阳的功能,并且可以在一个建筑单元中实现,也就是说,该建筑单元顶部的一部分仅实现遮阳的功能,另一部分实现遮阳和挡雨的功能。这种半遮阳半遮雨的结构设计是有实际意义的,例如,在图3中,与铺设地板供人行走的路径相对应的屋顶部分需要同时满足遮阳和挡雨的功能,而不与行走路径对应或者投影部分不覆盖行走路径的屋顶部分可以仅采用诸如31a的遮阳结构。可选地,可以灵活设计建筑单元的顶面,采用不同结构的顶板组合,可以仅采用铝板结构、诸如31a的遮阳结构、诸如31b的遮阳遮阳结构之中的一种,也可以采用这些顶板结构的不同组合。
[0100]无论采用何种结构,也都可以通过中空的支撑管21来收集雨水。对于室外建筑单元,可以在底部梁结构40之上铺设防水地板或地砖等作为底板60。该地板也可以具有镂空结构,以将其上的水漏到地面,防止底板60表面存水。
[0101]图3是多个图2所示实施例的基本建筑单元相互组合形成的结构化建筑的示意图。类似如图3所示,相邻的两个或多个建筑单元可以通过共用的顶部梁结构10的组合连接构件13连接顶部,还可以通过共用的底部梁结构40的边缘梁43连接底部,从而形成建筑单元组合,构成一体建筑。这种顶部组合连接可以实现多根支撑管的共同支撑作用,一方面增加建筑物整体的稳定性,另一方面可以增加建筑物整体在水平方向上的柔性。
[0102]并且,从功能及外观美感等角度,每个建筑单元可以采用不同的顶部设计,例如遮阳、遮雨等。
[0103]此外,如图3所示,支撑管可以无需底部梁结构的辅助支撑,或者仅需部分底部梁结构的支撑,这样建筑物的底部可以有更灵活的设计。
[0104]图4示出了图1所示的基本建筑单元的另一种具体应用结构。更具体地,图4所示的结构是图1的基本建筑单元的一种可带墙的应用。与图1所示结构对比,图4的建筑单元还包括底板结构60,吊顶结构70和墙结构80。其中,底板结构60可以包括直接或者间接铺设在底部梁结构40之上的地板;吊顶结构70吊装在顶部梁结构10之下,例如,吊顶结构70包括安装于吊悬在顶部梁结构10之下的金属网的吊顶板;墙结构80可安装在顶部梁结构10的组合连接构件13和底部梁结构40的边缘梁43之间,并可固定于相互对应的组合连接构件13和/或边缘梁43。于是,整个建筑单元可以成为适合居住的封闭/半封闭房间。
[0105]图4A是与图4对应的立体视图。图4A中,墙结构80实际上构成了建筑单元的外壁。该墙结构80可以具有单元化子结构,所谓单元化是指采用相同形状尺寸的子结构组合形成一侧或全部幕墙结构,如图4A所示。这些单元化子结构可以包括可开闭玻璃窗、不可开闭玻璃窗、玻璃或金属门结构、玻璃或金属墙壁结构等等。又例如,阳极氧化铝板因其耐久性和易维护可以用于外墙覆盖层,也可以作为幕墙本身,也可以采用其它板材。
[0106]图5是两个图4所示实施例的建筑单元相互组合形成的结构化建筑的示意图。如图5所示,图4所示实施例的建筑单元可以是封闭式的,也可以是半封闭或者半开放的。除了建筑单元的墙结构80的部分单元化子结构可以构成整体建筑的外壁(幕墙结构81)之外,两相邻建筑单元之间可以具有隔断墙结构82。隔断墙结构82不必须具备类似幕墙结构81的防雨和/或防尘功能,可是仅实现全部隔断或者部分隔断功能,可以是半高的,也可以仅仅是装饰性的。两相邻建筑单元的相邻面可以只具有一扇隔断墙82,也可以各自具有一扇隔断墙82,并可以通过设置两相邻隔断墙82之间的间隙来为电源布线和/或通水管路等留出空间。
[0107]图6是多个图4所示实施例的基本建筑单元相互组合形成的结构化建筑(建筑单元组团)的示意图;图7是多个类似图1所示实施例的室外应用基本建筑单元和多个类似图4所示实施例的可带墙的基本建筑单元相互组合形成的结构化建筑的示意图。
[0108]图6和图7只是示意了一种拼接的可能性。实际使用中,可以根据功能需求,灵活决定所采用建筑单元的种类和数量。
[0109]图8是图1所示的基本建筑单元的又一种具体应用结构的正视截面图。图8也可以用于室内单元用途。相比于图4的建筑单元方案,图8的建筑单元结构在顶板31下方设置了防水层32和保温层33。具体而言,保温层33可以采用岩棉材质,防水层32可以用SBS防水卷材或者不锈钢防水层,在施工时,可以先在顶部梁结构10所形成三角形支撑结构中铺设金属网(如钢丝网),然后在该金属网之上分块或者整体地在顶部梁结构10之上铺设保温层33(这样可以对保温层33提供物理支撑),接下来分块或者整体地在保温层33之上铺设防水层32,之后在防水层32之上铺设顶板31。可选地,仅采用防水层32或保温层33,以适应不同地区的气候条件。通过设置防水层、保温层等,可以增强建筑单元的防水性和保温性。
[0110]图9是图1所示的基本建筑单元的再一种具体应用结构的立体视图。与图8所示的建筑单元相比,图9所示的建筑单元去掉了墙结构80。这是因为图9所示的建筑单元通常被其它的建筑单元包围,由其它建筑单元的墙结构构成了该建筑单元与居中的图9所示建筑单元之间的隔墙结构。
[0111]根据本实用新型的实施例,正六边形建筑单元的边长可以是4米,这样单个建筑单元的面积约为40平方米,如果采用钢材料的支撑管,该支撑管的外径可以是16?24厘米,例如20厘米,即可实现对建筑单元顶部的支撑。
[0112]根据本实用新型实施例的建筑单元及应用其的结构化建筑,构成了可快速建造的建筑体系,其是轻型、工业化、灵活可变的,并且由于其能在使用后被拆卸并异地重新组装,因而能减少对资源的巨大浪费、更可持续。
[0113]以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式,而非用于限制本实用新型的保护范围,本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。
【主权项】
1.一种基本建筑单元, 其特征在于, 包括:顶部梁结构(10),支撑管结构(20),顶板结构(30),底座结构(50), 所述顶板结构(30)安装于所述顶部梁结构(10),构成所述基本建筑单元的顶面结构; 所述顶部梁结构(10)具有正六边形的外缘形状,并且背向所述底座结构(50)开口, 所述支撑管结构(20)的一端与所述顶部梁结构(10)的中心部分固定连接,其另一端固定于所述底座结构(50)。2.根据权利要求1所述的基本建筑单元,其特征在于,所述顶部梁结构(10)包括中心辐射状分布的多条顶部主梁(11),在相邻的所述顶部主梁(11)之间安装所述顶板结构(30)的顶板(31)。3.根据权利要求2所述的基本建筑单元,其特征在于,所述顶部主梁(II)具有T形或工字形截面,在该T形或工字形结构的宽度延伸部分之上安装所述顶板(31),在该T形或工字形结构的高度延伸部分的一端与所述支撑管结构(20)顶部的固定板(24)连接固定。4.根据权利要求3所述的基本建筑单元,其特征在于,所述顶部主梁(11)具有变截面结构,越接近所述支撑管结构(20)的部分截面积越大。5.根据权利要求2所述的基本建筑单元,其特征在于,在所述顶部主梁(11)的侧面设置有一个或多个顶部副梁(12),该顶部副梁(12)连接相邻的两个顶部主梁(11),其中,所述顶部副梁(12)具有T字形或者工字形截面形状,并且用其宽度延伸部分连接到所述顶部主梁(11)的宽度延伸部分,或者在其端部设置连接片,通过将连接片连接到所述顶部主梁(11)的对应部分来实现其与所述顶部主梁(11)的连接固定。6.根据权利要求2所述的基本建筑单元,其特征在于,所述顶部主梁(11)靠近中心的一端与所述支撑管结构(20)的固定板(24)连接,远离中心的一端设置有组合连接构件(13),该组合连接构件(13)能将相邻顶部主梁(11)的远离中心端相连接,或与设置于所述顶部主梁(11)侧面的顶部副梁(12)连接,相邻基本建筑单元的所述组合连接构件(13)还能够相互连接。7.根据权利要求1所述的基本建筑单元,其特征在于, 所述支撑管结构(20),包括:支撑管(21),雨水斗(22),排水管或排水口(23), 其中,所述支撑管(21)具有中空结构,其顶端安装有雨水斗(22),从所述基本建筑单元的漏斗状顶部流下的雨水被通过所述雨水斗(22)引导入所述支撑管(21)的中空结构,然后通过设置在所述支撑管(21)底部的所述排水管或排水口(23)排出;所述支撑管(21)的底端与稳定件(51)固定连接。8.根据权利要求1所述的基本建筑单元,其特征在于,所述底座结构(50)包括:用于埋于地下的稳定件(51),和支撑柱(52), 其中, 所述稳定件(51)是预制的混凝土基础件; 所述支撑柱(52)的一端固定于稳定件(51),另一端固定连接于所述基本建筑单元的底部梁结构(40)的底部主梁(41)。9.根据权利要求2所述的基本建筑单元,其特征在于,所述顶板(31)为铝板或者铝合金构件。10.根据权利要求2所述的基本建筑单元,其特征在于,所述顶部主梁(11)有六条。11.根据权利要求1所述的基本建筑单元,其特征在于,该基本建筑单元还包括底部梁结构(40),该底部梁结构(40)具有正六边形的平面网状支撑结构,该平面网状支撑结构用于支撑铺设于其上的地板,和/或对在其中心固定连接或者非固定连接的所述支撑管结构(20)的支撑管(21)提供支撑,并且,所述底部梁结构(40)与所述顶部梁结构(10)在所述支撑管(21)的延伸方向上的投影相同。12.根据权利要求11所述的基本建筑单元,其特征在于,所述底部梁结构(40)的梁具有倒T形截面。13.根据权利要求11所述的基本建筑单元,其特征在于,在所述底部梁结构(40)的中心形成通孔结构,供所述支撑管(21)穿过。14.根据权利要求11所述的基本建筑单元,其特征在于,所述底部梁结构(40)的平面网状支撑结构形成多个三角形的支撑子结构。15.根据权利要求11所述的基本建筑单元,其特征在于,所述底部梁结构(40)有六条底部主梁(41),对应地设置所述底座结构(50)的六组稳定件(51)和支撑柱(52)。16.根据权利要求11所述的基本建筑单元,其特征在于,所述正六边形的基本建筑单元的边长是4米,所述支撑管(21)的外径是16?24厘米。17.根据权利要求16所述的基本建筑单元,其特征在于,所述支撑管(21)由钢材料制成且直径为20厘米。18.根据权利要求1-17中任一项所述的基本建筑单元,其特征在于,该基本建筑单元的至少部分部件通过铆接的方式相互连接。19.一种建筑单元,其特征在于,包括根据权利要求1-18中任一项所述的基本建筑单元,其中, 所述顶板结构(30)的顶板(31)具有如百叶窗的栅状结构,或者在所述栅状结构之上嵌装入玻璃。20.—种建筑单元,其特征在于,包括根据权利要求11-17中任一项所述的基本建筑单元,其中, 所述建筑单元还包括:底板结构(60),吊顶结构(70)和墙结构(80),其中, 所述底板结构(60)包括直接或者间接安装在所述底部梁结构(40)之上的地板; 所述吊顶结构(70)吊装在所述顶部梁结构(10)之下; 所述墙结构(80)安装在所述顶部梁结构(10)的组合连接构件(13)和所述底部梁结构(40)的边缘梁(43)之间。21.根据权利要求20所述的建筑单元,其特征在于,所述墙结构(80)由单元化子结构构成。22.根据权利要求20所述的建筑单元,其特征在于,所述建筑单元的至少一个侧面具有所述墙结构(80)。23.根据权利要求20所述的建筑单元,其特征在于,所述墙结构(80)具有阳极氧化铝板作为外部覆盖层。24.根据权利要求20所述的建筑单元,其特征在于,在所述顶板结构(30)的顶板(31)下方设置有防水层(32)和/或保温层(33)。25.根据权利要求24所述的建筑单元,其特征在于,所述保温层(33)采用岩棉材质,所述防水层(32)采用SBS防水卷材或者不锈钢防水材料。26.一种产品化建筑,其特征在于,该产品化建筑由多个建筑单元形成,所述多个建筑单元包括根据权利要求17所述的建筑单元和/或根据权利要求18-20中任一项所述的建筑单元。27.根据权利要求26所述的产品化建筑,其特征在于,两相邻建筑单元的相邻面具有一墙结构(80),或者各自具有一墙结构(80)。28.根据权利要求26所述的产品化建筑,其特征在于,所述产品化建筑具有连续或者不连续的蜂窝状结构。29.一种建筑单元的支撑骨架结构, 其特征在于, 包括:顶部梁结构(10),支撑管(21),稳定件(51), 所述支撑管(21)的一端与所述顶部梁结构(10)的中心部分连接,另一端与所述稳定件(51)连接; 所述顶部梁结构(10)包括:顶部主梁(11),以及与该顶部主梁(11)相应设置的顶部副梁(12)和边缘梁(13), 其中,呈中心辐射状的六条所述顶部主梁(11)向上开口,相应设置的多条顶部副梁(12)连接相邻的顶部主梁(11)或者连接所述顶部主梁(11)与位于所述顶部梁结构(10)边缘的所述边缘梁(13),从而形成中心对称分布的多个三角形支撑梁结构。30.根据权利要求29所述的支撑骨架结构,其特征在于,所述顶部主梁(11)具有T形或工字形截面,且越接近所述支撑管(21)截面积越大。31.根据权利要求29所述的支撑骨架结构,其特征在于,所述支撑管(21)具有中空结构,其顶端安装有雨水斗(22),底部设置有排水管或排水口( 23)。
【文档编号】E04B1/348GK205688583SQ201620537164
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月3日 公开号201620537164.2, CN 201620537164, CN 205688583 U, CN 205688583U, CN-U-205688583, CN201620537164, CN201620537164.2, CN205688583 U, CN205688583U
【发明人】李虎
【申请人】李虎
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