开合式棚房制品的制造方法与工艺

本发明涉及棚房领域，更具体地涉及一种开合式棚房制品。

背景技术：
在诸如展览会、体育赛事、节庆活动等场合，临时性的棚房得到广泛应用。棚房通常包括例如由高强度铝合金制成的框架，上面覆盖有篷布。临时性棚房的固定方式一般有钢钎（适合于柔软地面的情况）、膨胀螺钉（适合于可被破坏的硬地面的情况）、配重（适合于不能被破坏的硬地面的情况）等等。在现有技术中，棚房所使用的配重通常是水泥块配重或者沙石配重，该配重一般设置在棚房外部。现有的临时性棚房在内部通常没有任何支柱结构，这虽然提高了场地的利用率，但是出于安全性的考虑，棚房的跨度受到一定的限制。此外，包括框架和篷布的棚房在安装时通常需要对连接部位进行焊接，安装过程比较复杂。除了临时性棚房以外，还存在对大跨度和超大跨度棚房的需求。例如为已有的露天游泳池、露天球场等增设屋盖，对现有的屋盖进行改建，以及直接在空地上建造大跨度的永久性棚房等。存在这种需求的一种情形是在已经建好的露天网球场上增设网球场棚房。众所周知，常规的露天网球场容易受到天气等环境因素的影响。例如，下雨、下雪、大风、甚至太阳过于强烈等都会影响网球场的使用。本发明的目的在于克服现有技术棚房的一个或多个缺点。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种适用于大跨度和超大跨度的开合式棚房制品，该棚房制品是一种装配式预应力钢架结构，能够直接安放在地面上，并且结构很稳定。根据本发明的开合式棚房制品包括特别是由弓式支架结构组装成的固定拱和活动拱，活动拱可移动地支撑在轨道系统上，以便在打开位置和闭合位置之间移动，当活动拱位于完全打开位置时其与固定拱彼此叠置，当活动拱位于完全闭合位置时，固定拱和活动拱共同形成棚房制品的屋盖结构。弓式支架结构是由本发明的申请人提出的一种新型空间钢结构，授予本发明的申请人的中国专利ZL93120116.0公开了这种弓式支架结构及其安装方法，其中详细说明了包括十字对插接头、丁字对插接头、直角对插接头、十字万向对插接头、半圆多项对插接头、曲杆、直杆、拉索、弦索的弓式支架结构中的主构架和副构架的组成，以及该弓式支架结构的安装方法。该专利还具体公开了一种采用该弓式支架结构制作的移动式飞机库。通过这种弓式支架结构组装而成的制品形成一种预应力结构。该专利文献通过引用结合在本文中。弓式支架结构的基本思想是预制拱片、檩片和节点体等小型结构单元，通过现场插接组装成空间整体受力体系，主要做法是采用矩形截面管材按照一定生产工艺制成带有要求曲率的拱片，与弓式支架结构专用节点体插接形成拱架主体，相邻拱架则由桁架式檩片与节点体插接相连，然后在拱架主体平面内和平面外分别安装低预应力交叉拉弦和十字拉筋，完成主体结构安装。弓式支架结构由于使用了一系列连续交叉拉弦，在结构的跨度方向上实现了多次低预应力施加，这不仅减小了结构的水平推力，还有效地增强了结构的整体性。在根据本发明的棚房制品中，轨道系统设置在轨道梁上，轨道梁与固定拱的下部支撑结构固定安装在一起。将用于支撑轨道系统的轨道梁与固定拱的下部支撑结构固定安装在一起能够显著增强结构的强度和棚房制品的稳定性。在根据本发明的棚房制品中，固定拱可以通过立柱结构支撑在地面上，也可以直接落地。当固定拱通过立柱结构支撑在地面上时，支撑轨道系统的轨道梁设置在立柱结构的上表面上。有利地，固定拱或者立柱结构通过钢板支撑/搁置在地面上，而无需在地面上打底孔或者挖基础进行固定。该钢板是矩形的，其尺寸可根据立柱结构的尺寸适当地选择。这样，立柱结构所承受的力可通过钢板传递到地面上，可减小棚房制品对地面施加的压力，防止损坏地面。根据本发明，固定拱和活动拱的数量可以根据需要任意选择。当具有两个或者更多个固定拱时，相邻的固定拱之间可有利地通过联系梁相互连接。由于联系梁的存在，整个棚房制品的稳定性显著增强。有利地，立柱结构和联系梁也是由弓式支架结构组装而成的。棚房制品还可包括山墙结构。山墙结构设置在固定拱的靠近棚房制品外部的端部处。这里所说的棚房制品外部是相对于棚房制品的内部而言的。该山墙结构是一种吊挂式结构，即，山墙结构的上部与固定拱固定连接，下部则支撑或者说搁置在地面上，而无需与地面固定连接。根据本发明，山墙结构包括多个垂直延伸的竖片，各个竖片的上部与固定拱固定连接。所述竖片相互间隔一定距离。有利地，各个竖片的下部通过钢板支撑/搁置在地面上。有利地，山墙结构还包括多个水平延伸的横杆，横杆与竖片通过对插接头插接在一起，横杆的两端与固定拱或者支柱结构连接。竖片与固定拱之间、横杆与固定拱或支柱结构之间可以通过焊接连接。当然，也可以采用本领域已知的其它任何适当的连接方法。竖片的数量、间隔距离可根据棚房制品的跨度而定。有利地，棚房制品还可包括从特别是靠近固定拱的最高位置的竖片的中间部位向上和向内延伸到固定拱或延伸到固定拱之间的联系梁的弧形加强杆，该弧形加强杆所在的平面大致与山墙结构垂直。这种弧形加强杆进一步增强了山墙结构以及整个棚房制品的稳定性。根据本发明的棚房制品还包括配重箱，配重箱用于将棚房制品保持就位并且确保棚房制品的稳定。配重箱沿着棚房制品的周边布置，并且可以根据需要布置在棚房制品的外部或内部。有利地，配重箱沿着固定拱的下部支撑结构和/或山墙结构布置。有利地，固定拱的下部支撑结构和/或山墙结构的各个竖片的下部固定连接有分别沿垂直于所述下部支撑结构和/或所述山墙结构的方向延伸的底杆，所述配重箱布置在所述底杆上。有利地，配重箱由用于运输和储存构成棚房制品的弓式支架结构的各种构件的集装箱组成。集装箱的数量和尺寸因此与构成棚房制品的构件的数量和尺寸相匹配。这些集装箱可以进而被装进标准集装箱内进行运输。有利地，配重箱还能够用作雨水收集和储存容器、座位、储物箱或热源等。在一个有利的实施例中，山墙结构包括两根从固定拱弧形地延伸到靠近固定拱的最高位置的竖片的山墙弧杆，在山墙弧杆和固定拱之间设置有百叶窗。山墙弧杆通过适当的连接方式与竖片和/或横杆相连接，连接方式包括但不限于焊接、螺纹连接、粘结等。山墙弧杆一方面为百叶窗提供一定的造型，另一方面还能够起到一定的加强作用。百叶窗改善了山墙结构的外观，并且能够增强棚房制品的通风。百叶窗可以由阳光板、例如透光率达到50%以上的聚碳酸酯制成。由此能够改善棚房制品内部的采光，实现环保、节能的目的。另外，百叶窗的内侧优选地具有多孔结构，从而能够达到吸音降噪的效果。有利地，棚房制品的屋面材料可以使用阳光板，特别是透光率达到50%以上的聚碳酸酯阳光板。这样，即使活动拱处于完全闭合的位置，白天也可以实现良好的采光，从而实现节能的目的。棚房制品内侧的屋面材料优选具有多孔结构，从而能够达到吸音降噪的效果。根据本发明的棚房制品能够通过开启屋盖（即打开活动拱）来调节棚房制品内部的温度和湿度，改变了以往只能通过大型空调来实现空气调节的情况，即使活动拱闭合时也可通过负压效应进行通风换气，真正实现了低碳、节能和环保。根据本发明的开合式棚房制品可以应用在各种场合，例如网球馆、游泳馆、展览馆等等。本发明的棚房制品的一个特别有利的应用是能够增设在已经修建好的露天网球场的地面以上、围栏以内。这时，配重箱有利地布置在棚房制品的内部。固定拱/活动拱的跨度方向对应于网球场的长度方向（即网球运动的方向），而活动拱则沿网球场的宽度方向移动。根据本发明的棚房制品是一种装配式预应力钢架结构，具有立体空间节约、结构自平衡、稳定等优点，并且具有低碳、节能和环保的特点，在大跨度和超大跨度棚房领域具有广泛的应用前景。另外，根据本发明的棚房制品可以永久使用，也可以作为临时性棚房使用，并且拆卸后的构件可以重复使用。附图说明根据下文参照附图借助于特定实施例给出的示例性说明，可更容易地理解本发明及其优点。其中：图1是根据本发明的一个实施例的开合棚房制品的示意性透视图，其中活动拱处于打开状态；图2（a）、2（b）和2（c）分别是图1所示棚房制品的示意性正视图、侧视图和俯视图；图3是显示图1所示棚房制品的固定拱和活动拱之间的连接的局部放大示意图；图4示意性地示出图1所示棚房制品的吊挂式山墙结构；图5为沿图4中的线A-A的剖面图；图6为沿图4中的线B-B的剖面图；图7为图6中圆圈C部分的放大图；以及图8为图4中圆圈D部分的放大图。具体实施方式如图1所示，根据本发明的一个实施例的开合式棚房制品100包括两个固定拱1、3和两个活动拱5、7，固定拱1、3通过立柱结构9支撑在地面上。应当理解，在某些情况下，固定拱也可以直接支撑在地面上。图2（a）、2（b）和2（c）分别是图1所示棚房制品的示意性正视图、侧视图和俯视图。图3进一步示出固定拱和活动拱连接部分的局部放大图。如图2和3所示，立柱结构9的上表面安装有用于支承轨道系统11的轨道梁13，轨道梁13通过适当的方式例如通过铆接固定在立柱结构9上。活动拱5、7通过行走机构15、例如小车支撑在轨道系统11上，并且能够借助于驱动机构17、例如马达在轨道系统11上移动，从而实现活动拱的打开和关闭。行走机构15可以包括沿轨道系统11分布的若干个小车，并且可以设置若干个马达来驱动活动拱移动。当活动拱完全打开时（如图1所示），活动拱5、7分别叠置在固定拱1、3的上方。当活动拱完全关闭时，活动拱与固定拱一起密闭地形成棚房制品的屋盖结构。当然，活动拱可以根据需要开启至完全打开位置和完全闭合位置之间的任何位置。如图1所示，固定拱1、3之间设置有联系梁19。由于联系梁19的存在，整个棚房制品结构的稳定性显著增强。立柱结构9的底部设置有长方形的钢板（未示出），由此，立柱结构9承受的力通过钢板传递到地面上，这样可以减小棚房制品对地面施加的压力，防止损坏地面。钢板的尺寸可以根据需要适当地选择。固定拱1和3、活动拱5和7、联系梁19以及立柱结构9基本上形成棚房制品的主体结构。该主体结构是由前文所述的弓式支架结构组装而成的。如图1和2所示，本发明的棚房制品还包括山墙结构23。图4示意性地示出了山墙结构23的正视图。山墙结构23是一种吊挂式山墙结构，其具有轴对称结构，从对称轴X出发直至棚房制品两侧的立柱结构9，包括若干从固定拱1和3延伸到地面的成对的竖片25-1，25-2，…25-n，其中n为整数。山墙结构23还包括若干水平延伸的横杆10。各个竖片和横杆可分别由多个直杆通过对插接头（图5示出其中的一个对插接头251）插接而成。各个竖片与横杆之间也可通过适当的对插接头插接。关于各种对插接头以及直杆、曲杆的更多内容，请参见前文所述的专利ZL93120116.0。各个竖片的底部通过优选为方形的钢板21支撑在地面上，而无需与地面固定连接，顶部则通过适当的连接方式与固定拱固定地连接。应当理解，构成山墙结构的竖片、横杆的数量以及间隔可以根据棚房制品的尺寸（特别是跨度）和整体重量适当地选择。另外，山墙结构不必一定是轴对称的，而是可以具有任何构型，这主要取决于固定拱的截面形状。例如，山墙结构可以具有波浪形状。图5示出了沿图4中的线A-A的剖面图，其示出最靠近对称轴线X(在这里其对应于固定拱的最高位置）的竖片25-1。如图5所示，竖片25-1在靠近其顶部的位置通过一连接部件12与固定拱连接，该连接部件例如是环抱螺栓，也可以是本领域已知的任何适当的连接部件。竖片25-1的底部设置有钢板21，该钢板可以是矩形，也可以是方形。这样，经由竖片25-1传递的力通过钢板21分散地施加在地面上，由此减小对地面施加的压力，防止损坏地面。为了进一步增强山墙结构并且进而棚房制品的稳定性，可以在山墙结构23的中间位置（即靠近对称轴X的位置）附加地设置弧形加强杆253，该弧形加强杆从竖片25-1的中间位置沿大致垂直于山墙结构的方向向上和向内延伸到固定拱或者联系梁。为了装饰或美观的目的，可以在竖片25-1和弧形加强杆253之间设置一些附属结构例如圆环255。如图1和2所示，在两个竖片25-1之间设置有供出入用的门。图6示出了沿图4中的线B-B的剖面图，其示出距离对称轴线X较远的竖片25-2。该竖片的顶部通过适当的连接部件（未示出）与固定拱连接。该连接部件例如是环抱螺栓，也可以是本领域已知的任何适当的连接部件。图6中圆圈C部分的局部放大图在图7中示出。如图7所示，竖片25-2的底部设置有优选为方形的钢板21，由此经由竖片25-2传递的力通过钢板21分散地施加在地面上，减小对地面施加的压力，防止损坏地面。在竖片25-2的紧邻钢板21上表面的位置处固定连接有底杆29，底杆29沿垂直于山墙结构23的方向向棚房内部延伸，并且底杆29的远离竖片25-2的一端也通过一钢板31放置在地面上。钢板31主要用于使底杆29水平地延伸。这些钢板的尺寸可根据需要适当地选择。竖片25-3，25-4，…25-n的结构与竖片25-2的结构类似。这里不再一一论述。另外，如图1、2和4所示，山墙结构23还可以包括百叶窗33。为此，在山墙上设置有两根从固定拱成弧形地延伸到竖片25-1的山墙弧杆27。图8为图4中圆圈D部分的放大图，其示出山墙弧杆27与其中一个竖片（例如竖片25-2）之间的连接。在竖片上设置有能够枢转的连接件271，连接件271通过自攻螺钉273与山墙弧杆27连接。连接件271也可以设置在横杆上。应当理解，连接件271与山墙弧杆27可以通过任何适当的方式连接，例如粘结、焊接等。百叶窗33设置在山墙弧杆27与固定拱之间。山墙弧杆27除了为百叶窗提供特定的造型之外还可以提供一定的加强作用。该百叶窗一方面改善了山墙结构的外观，另一方面能够增强棚房制品的通风。百叶窗33是由阳光板制成的。该阳光板例如可由透光率达到50%以上的聚碳酸酯制成。通过设置百叶窗33，可以改善棚房制品内部的采光，实现环保、节能的目的。百叶窗33的内侧还可以制成为具有许多小孔，从而能够达到吸音降噪的效果。如图1所示，棚房制品100还包括用以确保棚房制品的稳定性的配重箱35。在本示例中，配重箱35设置在棚房制品的内部，沿着山墙结构23和/或棚房制品两侧的立柱结构9布置。如图7所示，沿着山墙结构的内侧，配重箱35设置在底杆29上。而沿着棚房制品的两侧，配重箱可以设置在立柱结构9底部的类似底杆上。将配重箱设置在棚房制品的内部对于某些特殊的应用场合特别有利。例如，在已经建好的露天网球场上并且在网球场围栏以内增设根据本发明的开合式棚房制品时。在这种情况下，原来的网球场地面以及围栏不会被损坏，并且可以将棚房制品的外部尺寸设计成紧邻围栏，此时围栏可以用来保护棚房制品。在本发明中，配重箱35由用于运输和储存弓式支架结构的各种构件的集装箱组成。因此集装箱的数量和尺寸与制作棚房制品的构件的数量和尺寸相匹配。另一方面，当集装箱在棚房制品内部作为配重时，可以与棚房制品的雨水收集装置连接以用于收集和储存雨水，所收集的雨水例如可以用来冲洗地面。在诸如网球场棚房等的应用场合，集装箱还可以用作供球员休息的座位。这时，集装箱的高度有利地为600mm。集装箱还可以用作球包等的收纳容器。另外，集装箱还可用作热源。应当理解，根据需要，配重箱35也可以设置在棚房的外部。棚房制品100的屋面材料可以使用阳光板。例如，该阳光板可由透光率达到50%以上的聚碳酸酯制成。这样可以改善棚房制品内部的采光，实现环保、节能的目的。另一方面，为了避免夏日阳光过于强烈，还可以在棚房制品的顶部设置能够遮挡阳光的卷帘。另外，为了充分利用棚房制品内部的空间，可以在棚房制品的适当位置（例如棚房制品的各个角落）隔出单独的空间以便用作更衣室、卫生间、休息室、会议室、淋浴室等等。上面根据具体实施例对本发明的开合式棚房制品进行了详细说明。应当理解，对该具体实施例的说明仅仅是示例性的而非限制性的。对本领域的技术人员而言显而易见的是，能够在不脱离本发明的范围或精神的情况下对本发明的棚房制品做出各种修改以及变型。例如，图1和2中示出的固定拱和活动拱都是弧形的，而在一个可能的实施例中，固定拱和活动拱可以是波浪形的。在另一个可能的实施例中，棚房的屋盖是大致球面形的，活动屋盖部分则为矩形。另外，在本文所述的具体实施例中，活动拱是水平开合的。而在另一个可能的实施例中，活动拱可以在具有坡度的斜面上开合。这时可能需要较为复杂的驱动机构来实现活动拱的打开和/或关闭。此外，在上面所述的实施例中，固定拱和活动拱的数量分别是两个。但本发明决不局限于此。固定拱和活动拱的数量可以根据需要任意选择。