一种装配式实体模型楼的制作方法

本实用新型涉及装配式建筑教学装备技术领域，特别涉及一种装配式实体模型楼。

背景技术：

近年来，在建筑领域，装配式建筑发展迅速，然而与之匹配的装配式建筑工人和技术人员的数量却远远不足，无法满足该建筑模式的市场需求。装配式建筑的工业化程度高，对建筑工人和专业技术人员的要求也较传统现浇结构明显提高。现有装配式建筑专业技术人员和建筑工人的数量不足，专业技术和施工操作不熟练，很大程度上制约了我国建筑工业化的发展进程，也影响了装配式建筑的工程质量。

目前，部分高校和中等职业学校已开设装配式建筑相关课程，一些企业也开始对工人进行装配式技术培训。这些教学和培训主要是通过理论讲解、图片观看、视频演示和现场参观等形式进行的，这是一种被动式的教学方式，学员缺少动手操作的实训环节。部分学校制作了装配式建筑教学展示模型，这些模型的比例小，不能反复拆装，仍然是以教学观看为主。另外，学校购买的装配式建筑仿真软件缺乏实体感，与真实的装配式建筑施工存在较大差距，教学效果得不到保证。

种种现实在一定程度上制约了装配式建筑人才的培养，成为装配式建筑产业发展的壁垒。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种装配式实体模型楼。

本实用新型具体技术方案如下：

一种装配式实体模型楼，包括楼体，所述楼体包括外墙模型、叠合梁模型、楼梯模型、楼板模型、支撑柱模型以及节点单元；所述模型楼还包括旋转地基平台、女儿墙模型、若干多功能支撑装置以及吊装设备；

所述楼体设于所述旋转地基平台的上表面；所述女儿墙模型设于所述楼体的顶部四周；若干所述多功能支撑装置设于所述楼体的内、外部，且所述多功能支撑装置的一端连接所述外墙模型或所述楼板模型，另一端连接所述楼体的底面；所述吊装设备设于所述旋转地基平台的外侧。

进一步的，所述旋转地基平台的外侧关于所述楼体对称设有一组相互平行的轨道，所述吊装设备的底部设有嵌于所述轨道内且沿所述轨道滚动的滚轮，所述吊装设备横跨所述楼体。

进一步的，所述楼体下方的地面开有凹坑，所述旋转地基平台安装于所述凹坑内，且所述旋转地基平台的上表面与地面齐平；

所述旋转地基平台包括地基平台、固定于所述凹坑底面的支撑底座以及固定于所述支撑底座上表面的驱动电机；所述支撑底座上垂直设有第一传动轴和第二传动轴；所述第一传动轴的顶端与所述地基平台固定连接，所述第一传动轴上还套接有第一传动齿轮；所述第二传动轴由下至上依次设有第二锥齿轮和第二传动齿轮；

所述驱动电机的输出轴连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮啮合。

进一步的，所述驱动电机与所述支撑底座之间连接有板式橡胶支座。

进一步的，所述多功能支撑装置包括与各楼层地面连接的底板、伸缩支撑杆、与所述外墙模型连接的第一支撑板以及与所述楼板模型连接的第二支撑板；

所述伸缩支撑杆包括相互配合的外套筒和插入所述外套筒内的支撑杆，所述外套筒上开有连通内部且用于穿入调节螺栓的通孔，所述调节螺栓穿过所述通孔且端部压紧所述支撑杆；

所述底板的上表面设有固定座，所述外套筒的底端与所述固定座转动连接；所述第二支撑板设于所述支撑杆远离所述外套筒的端部，且所述第二支撑板垂直于所述伸缩支撑杆的轴线方向；

所述支撑杆上套设有连接环，所述连接环设置有倾斜向上的连杆；所述第一支撑板设于所述连杆远离所述连接环的端部，且所述第一支撑板垂直于所述连杆的轴线方向。

进一步的，所述固定座包括相互平行且垂直于所述底板的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板同轴贯穿有第一通孔和第二通孔；所述外套筒的底端设于所述第一固定板和所述第二固定板之间，且通过贯穿所述外套筒、所述第一通孔和所述第二通孔的螺栓转动连接；所述外套筒可绕所述螺栓转动；

所述底板的外缘处设有若干贯穿所述底板上下表面的锁紧通孔。

本实用新型的有益效果如下：

模型楼按照1：1建造，效果逼真；能够模拟装配式建筑的构件起吊、墙体安装、梁板安装、楼梯安装、支撑安装、节点连接等施工过程，实训综合性强，模拟效果逼真；并且能够反复拆装，多次循环使用，提高学生的学习兴趣，训练学生的动手能力，实现教、学、做一体化，提高教学效果。

附图说明

图1为模型楼的纵向剖视图；

图2为吊装设备的纵向剖视图；

图3为模型楼中旋转地基平台的结构示意图；

图4为模型楼中多功能支撑装置的结构示意图；

图5为改进的多功能支撑装置的结构示意图。

其中：3、楼体；4、旋转地基平台；40、地基平台；41、支撑底座；42、驱动电机；43、第一传动轴；44、第二传动轴；45、第一传动齿轮；46、第二锥齿轮；47、第二传动齿轮；48、第一锥齿轮；49、板式橡胶支座；5、女儿墙模型；6、多功能支撑装置；60、底板；61、第一支撑板；62、第二支撑板；63、外套筒；64、支撑杆；65、调节螺栓；66、固定座；660、第一固定板；661、第二固定板；662、第一通孔；663、第二通孔；664、螺栓；67、连接环；68、连杆；69、锁紧通孔；7、吊装设备；70、滚轮；8、轨道；9、凹坑。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种装配式实体模型楼，包括楼体3，楼体3包括外墙模型、叠合梁模型、楼梯模型、楼板模型、支撑柱模型以及节点单元。该模型楼还包括旋转地基平台4、女儿墙模型5、若干多功能支撑装置6以及吊装设备7。本实施例中，楼体3涵盖装配式建筑常见的结构类型，为框架结构和剪力墙结构融合，具有较强的代表性。且该楼体3与实体建筑按照1:1的比例制作而成，采用真实的材料、真实的节点构造、真实的施工过程，打破了原有小型建筑模型节点的束缚。

其中，外墙模型、叠合梁模型、楼梯模型、楼板模型、支撑柱模型、节点单元以及女儿墙模型5均采用了部分连接节点混凝土不浇筑的方法将内部构造暴露出来，便于展示其内部结构。

楼体3设于旋转地基平台4的上表面。女儿墙模型5设于楼体3的顶部四周。若干多功能支撑装置6设于楼体3的内、外部，且多功能支撑装置6的一端连接外墙模型或楼板模型，另一端连接楼体3的底面，用以确保各部件的稳定性。吊装设备7设于旋转地基平台4的外侧。其中，吊装设备7可以为塔吊、龙门吊或者吊车等吊装设备。借用吊装设备7可以实现楼体3各部件的实地安装和拆卸，强化了学员对各部件的安放位置以及相互配合的认识，进一步提升了学习效果。

另外，叠合梁模型以及楼板模型设置在外墙模型的上部，并且楼板模型通过多功能支撑装置6固定。楼梯模型与楼梯模型之间，以及楼梯模型与结构框架之间通过螺栓进行安装固定。

人可以在楼体3内部行走、参观、学习，所学习的内容与实体构件构造完全相同并进行裸露展示，从而使模型表现出真实的工程情况，突出了该模型楼观摩学习的良好效果。

吊装设备7在实施方案中的具体结构如图2所示，旋转地基平台4的外侧关于楼体3对称设有一组相互平行的轨道8，本实施方式中，轨道8内嵌于地面。吊装设备7的底部设有嵌于轨道8内且沿轨道8滚动的滚轮70，吊装设备7横跨楼体3。吊装设备7通过采用龙门吊结构，配合在轨道8中的自由移动，作业范围直接覆盖楼体3整体以及楼体3周围的各部件，作业效率高，场地利用效果好。

具体的，本实施方案中，旋转地基平台4的结构如图3所示。楼体3下方的地面开有凹坑9，旋转地基平台4安装于凹坑9内，且旋转地基平台4的上表面与地面齐平。

旋转地基平台4包括地基平台40、固定于凹坑9底面的支撑底座41以及固定于支撑底座41上表面的驱动电机42。为缓冲驱动电机42的震动，优选的，驱动电机42与支撑底座41之间连接有板式橡胶支座49。支撑底座41上垂直设有第一传动轴43和第二传动轴44，第一传动轴43和第二传动轴44与支撑底座41的配合处安装有滚动轴承，从而降低第一传动轴43和第二传动轴44运动过程中的摩擦系数，保证第一传动轴43和第二传动轴44的回转精度。第一传动轴43的顶端与地基平台40固定连接，第一传动轴43上还套接有第一传动齿轮45。第二传动轴44由下至上依次设有第二锥齿轮46和第二传动齿轮47。优选的，第一传动齿轮45和第二传动齿轮47均为斜齿轮。

驱动电机42的输出轴连接有第一锥齿轮48，第一锥齿轮48与第二锥齿轮46啮合，第二传动齿轮47与第一传动齿轮45啮合。

驱动电机42将动力输出至第一锥齿轮48，通过第二锥齿轮46进而将动力传导至第二传动轴44，进一步带动固定于第二传动轴44上的第二传动齿轮47转动，通过第一传动齿轮45从而实现第一传动轴43的转动，最终带动地基平台40平稳转动。通过控制驱动电机42的正反转，进而实现旋转地基平台4的正反方向转动，借由旋转地基平台4的转动，完成楼体3的随意转动。

楼体3转动，不仅方便了对楼体3各角度、各方位的观察，同时也便于楼体3各部件的吊装。在缩减吊装时间的同时进一步提升了观摩效果，更优化了实操过程。

本实施方案中，结合图4所示，多功能支撑装置6包括与各楼层地面连接的底板60、伸缩支撑杆、与外墙模型连接的第一支撑板61以及与楼板模型连接的第二支撑板62。

伸缩支撑杆包括相互配合的外套筒63和插入外套筒63内的支撑杆64，外套筒63上开有连通内部且用于穿入调节螺栓65的通孔，调节螺栓65穿过通孔且端部压紧支撑杆64。调节支撑杆64的长度时，旋拧调节螺栓65使其变松并脱离支撑杆64，调节好支撑杆64的位置后，锁紧调节螺栓65，使支撑杆64的长度能够自由调节。通过伸缩的设计使多功能支撑装置6能够适应不同高度的墙体使用。

底板60的上表面设有固定座66，外套筒63的底端与固定座66转动连接。第二支撑板62设于支撑杆64远离外套筒63的端部，且第二支撑板62垂直于伸缩支撑杆的轴线方向。具体的，如图5所示，底板60的外缘处设有若干贯穿底板60上下表面的锁紧通孔69。锁紧通孔69中可以穿过螺栓或螺钉，将底板60与地面牢牢固定。

支撑杆64上套设有连接环67，连接环67设置有倾斜向上的连杆68。第一支撑板61设于连杆68远离连接环67的端部，且第一支撑板61垂直于连杆68的轴线方向。

针对外墙模型使用时，通过调节外套筒63与固定座66的角度，并配合支撑杆64的高度调节，使得第一支撑板61位于墙体的最佳位置并与墙体紧密贴牢，而后将底板60与地面固定。支撑杆64对墙体进行抵触，有效起到支撑墙体的作用。

针对楼板模型使用时，调节外套筒63与固定座66的角度，使外套筒63垂直于固定座66。而后调节支撑杆64的高度，使得第二支撑板62顶牢楼板模型，而后将底板60与地面固定。支撑杆64对楼板进行抵触，有效起到支撑楼板的作用。

本实施方案中，多功能支撑装置6为钢制结构，固定外墙模型时，设置数量为2套。多功能支撑装置6固定在墙体内侧的中上部且位于同一高度，并沿墙体竖直中心线对称设置。支撑楼板模型时，根据具体情况选定多功能支撑装置6的使用数量。

其中，结合图5所示，还可以对多功能支撑装置6进行如下改进：固定座66包括相互平行且垂直于底板60的第一固定板660和第二固定板661。第一固定板660和第二固定板661同轴贯穿有第一通孔662和第二通孔663。外套筒63的底端设于第一固定板660和第二固定板661之间，且通过贯穿外套筒63、第一通孔662和第二通孔663的螺栓664转动连接，外套筒63可绕螺栓664转动。调节外套筒63与固定座66的角度时，仅需旋拧螺栓664一端的螺母即可实现外套筒63与固定座66的松紧，结构简单，操作便捷。

多功能支撑装置6能够对墙体稳固地进行支撑，使墙体不会出现倾斜等事故，保证施工安全。同时，统一了现有建筑过程中用于内、外墙体使用的斜支撑以及用于楼板使用的独立支撑，防止因不同支撑件使用功能不同、使用场所不同引发的配套错误，斜支撑配以楼板或者独立支撑配以内、外墙体，导致固定件无法使用需再次调配问题的产生。

本实用新型的一种装配式实体模型楼，利用集成装配式结构使建筑模型易于升级，大部分构件能够拆卸更换，便于根据技术发展不断更新，展示内容更加丰富，同时还适用于实训操作，具有展示、示范、教学、实训、培训和科研等多种用途。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。