一穹顶形结构的制作方法
【专利摘要】本文所述是一个结构，其包含位于多层的多个球面三角形单元。该结构具有抗灾难的卓越能力，如抗龙卷风、飓风、地震等灾害。该结构经济高效，节能，非常耐用，易于维护。位于多层中的一层的多个球面三角形单元基本上是彼此相同的，并且相对于所述球体的中心基本上是沿径向等间隔的排列；多个球面三角形单元中的每一个都包含三个平面状面板，每一个平面状面板包含一端面，该端面包含所述球体的一个大圆上的一劣弧；在所述结构的第一层之上的一层的一球面三角形单元和其下面的一层的两个相邻球面三角形单元相接合；该结构基本上是一个穹顶结构。
【专利说明】—穹顶形结构
【背景技术】
[0001]紧急庇护所是专为人为或自然灾害，如火灾、洪水、龙卷风或地震期间或其后居住的结构。在一些如龙卷风的灾害中，生存在很大程度上取决于紧急庇护所的机械强度和质量。可在市场上的仅适应于个人使用的临时紧急庇护所，如廉价的帐篷，缺乏必要的强度，耐用的品质和自然灾害期间生存的环境舒适度。克服了临时庇护所的这些缺点的紧急庇护所往往是为其它用途而建造，如学校、教堂、体育馆等。它们都比较昂贵，而且难以建造，是不适合由家庭所拥有的，并且有时在灾难情况中有生存需要的人较近范围内不存在。
[0002]一个球面体或圆球形是一个三维物体，其具有球形表面，其特征为在三维空间中的一个完美圆球形的几何对象。一个球形表面具有一组点，其和空间中的一给定点有相同的距离，这距离被称为球体半径或r。该给定点被称为球体的中心。连接球形表面上的两个点的最短路径是穿过该两个点的一大圆上的一劣弧。在球体上，大圆的劣弧的中心角是从弧的每个端点到球体中心的球半径的夹角。一个球体的平面截面部分是一个圆。一个球体的一大圆，也被称为一个大圆弧或黎曼圆，是球体和一个穿过该球体中心点的平面的交集，其不同于球体和一个不必要穿过该球体中心点的平面的交集产生的一圆弧。一个球体可由穿过其中心的任何平面被划分为两个相等的半球。
[0003]一个球面体在许多方面是独一无二的。举例来说，相较于其它三维物体，一个球面体可以由最小的表面积包容最大体积:即在包围一个给定体积的所有表面中，球面体表面具有最小的表面积；在所有给定表面积的封闭表面中，球面体具有最大的封闭体积。
[0004]由于上面的原因，一个类似球体建造的建筑结构可具有建筑材料的低耗材，较低的成本，较高的可使用封闭空间，更高的结构强度和更好的安全性的优点。这样，类似于一个半球或上半个空心球面的结构通常被称为穹顶或圆顶。各种材料制成的穹顶结构有很长的建筑历史。它们普遍存在，并有很多类型和变化，如洋葱头穹顶、突穹顶、测地线穹顶、椭圆形穹顶、多边形穹顶、帆穹顶、飞碟穹顶、伞穹顶等。
【发明内容】
[0005]此申请所披露为一结构，包括一第一球面三角形单元、一第二球面三角形单元和一第三球面三角形单元；所述第一球面三角形单元包括一第一平面状面板、一第二平面状面板和一第三平面状面板；所述第二球面三角形单元包括一第四平面状面板、一第五平面状面板和一第六平面状面板；所述第三球面三角形单元包括一第七平面状面板、一第八平面状面板和一第九平面状面板；所述第一平面状面板包括一第一端面，所述第二平面状面板包括一第二端面，所述第三平面状面板包括一第三端面；所述第四平面状面板包括一第四端面，所述第五平面状面板包括一第五端面，所述第六平面状面板包括一第六端面；所述第七平面状面板包括一第七端面，所述第八平面状面板包括一第八端面，所述第九平面状面板包括一第九端面。
[0006]其中所述第一端面包括一个球体的一第一大圆的一劣弧；其中所述第二端面包括所述球体的一第二大圆的一劣弧；其中所述第三端面包括所述球体的一第三大圆的一劣弧；其中所述第四端面包括所述球体的一第四大圆的一劣弧；其中所述第五端面包括所述球体的一第五大圆的一劣弧；其中所述第六端面包括所述球体的一第三大圆的一劣弧；其中所述第七端面包括所述球体的一第七大圆的一劣弧；其中所述第八端面包括所述球体的一第八大圆的一劣弧；其中所述第九端面包括所述球体的一第九大圆的一劣弧。
[0007]其中所述第七平面状面板和所述第九平面状面板连接并且形成所述第三球面三角形单元的一角，所述第一平面状面板和所述第二平面状面板连接并且形成所述第一球面三角形单元的一角，所述第一球面三角形单元的所述一角连接于所述第三球面三角形单元的所述一角；其中，所述第八平面状面板和所述第九平面状面板连接并且形成所述第三球面三角形单元的另一角，所述第四平面状面板和所述第五平面状面板连接并且形成所述第二球面三角形单元的一角，所述第三球面三角形单元的另一角连接于所述第二球面三角形单元的所述一角。
[0008]根据所述结构的一实施例，其中所述第一端面、第二端面、第三端面、第四端面、第五端面和第六端面的中心角基本相同。此处所述，包含弧的一端面的中心角是该弧的中心角。
[0009]根据所述结构的一实施例，其中所述第七端面、第八端面和第九端面的中心角基本相同。
[0010]根据所述结构的一实施例，其中所述第一平面状面板从所述第一端面沿所述第一大圆的一表面朝向所述球体的中心延伸；所述第二平面状面板从所述第二端面沿所述第二大圆的一表面朝向所述球体的中心延伸；所述第三平面状面板从所述第三端面沿所述第三大圆的一表面朝向所述球体的中心延伸。
[0011]根据所述结构的一实施例，其中所述第一平面状面板从所述第一端面延伸至一第一内端面，该第一内端面包括和所述第一端面同心的一个弧形；其中所述第二平面状面板从所述第二端面延伸至一第二内端面，该第二内端面包括和所述第二端面同心的一个弧形；其中所述第三平面状面板从所述第三端面延伸至一第三内端面，该第三内端面包括和所述第三端面同心的一个弧形。
[0012]根据所述结构的一实施例，其中所述第一、第二和第三内端面的中心角基本相同。
[0013]根据所述结构的一实施例，其中所述第一、第二和第三内端面的半径基本相同。
[0014]根据所述结构的一实施例，其中所述第一和第二平面状面板是由一个铰接部连接；其中所述第二和第三平面状面板是由一个铰接部连接；其中所述第一和第三平面状面板是由一个铰接部连接。优先的，所述铰接部是对接铰接部。
[0015]根据一实施例，所述结构进一步包含一个或多个球面三角形单元内盖板；其中所述第一、第二和第三平面状面板包括一个或多个内部凸起，其可以接受或固定所述一个或多个球面三角形单元内盖板，所述球面三角形单元内盖板可以装配到并覆盖所述第一球面三角形单元的单元内开口。
[0016]根据一实施例，所述结构包含一个或多个球面三角形单元间的盖板；其中所述第一、第二和第三平面状面板包括一个或多个外部凸起，其可以接受或固定一个或多个球面三角形单元间的盖板，所述球面三角形单元间的盖板可以装配到并覆盖相邻球面三角形单元的单元间开口。根据一实施例，所述第一、第二和第三球面三角形单元是相邻的球面三角形单元。
[0017]根据一实施例，当存在两个或更多个球面三角形单元内盖板时，所述结构进一步包括两个或更多个球面三角形单元内盖板之间的填充材料。
[0018]根据一实施例，当存在两个或更多个球面三角形单元间的盖板时，所述结构进一步包括两个或更多个球面三角形单元间的盖板之间的填充材料。
[0019]根据一实施例，所述结构还包括多个板，其用于将所述第一球面三角形单元连接于所述第三球面三角形单元，并且将所述第二球面三角形单元连接于所述第三球面三角形单元。
[0020]根据一实施例，所述结构还包括多个紧固件，所述紧固件通过位于所述第一、第二和第三球面三角形单元的多个通孔，将所述多个板固定于所述第一、第二和第三球面三角形单元。
[0021]根据所述结构的一实施例，其中所述多个紧固件中的至少一个包括一可接受布线穿过的一环。
[0022]根据所述结构的一实施例，其中所述第一、第二和第三平面状面板中的至少一个包括一材料，所述材料选自包括铝、铁、钢、玻璃纤维、碳纤维、塑料、木材和它们的组合。
[0023]根据所述结构的一实施例，所述第九大圆通过所述第一端面和所述第二端面的相交点，并还通过所述第四端面和第五端面的相交点；其中所述第九端面为介于所述第一端面与所述第二端面的相交点和所述第四端面和第五端面的相交点之间的第九大圆上的一劣弧。
[0024]根据一实施例，所述结构进一步包括一第一复数个球面三角形单元，其中每一个和所述第一球面三角形单元基本相同；所述第二球面三角形单元和所述第一球面三角形单元基本相同；其中所述第一复数个球面三角形单元与第一和第二球面三角形单元沿第三大圆基本上是沿径向等间隔的排列，并且构成所述结构的一第一层。
[0025]根据一实施例，所述结构还包括一第二复数个球面三角形单元，其中每一个和所述第三球面三角形单元基本相同；其中所述第二复数个球面三角形单元和第三球面三角形单元相对于所述球体的中心基本上是沿径向等间隔的排列，并且构成所述结构的一第二层。
[0026]根据一实施例，所述结构还包括由多个球面三角形单元构成的多个层；所述多个层中每一层的多个球面三角形单元是彼此相同的，并且相对于所述球体的中心基本上是沿径向等间隔的排列；第一层上的一层的多个球面三角形单元的每一个均包含三个平面状面板，其每一个端面包括所述球体的大圆的一劣弧；第一层上的一层的每一个球面三角形单元和两个相邻的位于下一层的球面三角形单元相连接；所述结构基本上是一个穹顶形。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1显示了该结构的一第一球面三角形单元、一第二球面三角形单元和一第三球面三角形单元的实施例。
[0028]图2是根据该结构的一实施例的第一球面三角形单元的前视图。
[0029]图3是根据该结构的一实施例的第一球面三角形单元的透视图。
[0030]图4A是根据该结构的一实施例的第一球面三角形单元的一第一平面状面板的底视图；图48是所述第一个球面三角形单元的一第二平面状面板的底视图；图扣是所述第一球面三角形单元的一第三平面状面板的底视图；图4D是所述第一球面三角形单元的第一平面状面板的顶视图；图4E是所述第一球面三角形单元的第二平面状面板的顶视图；图4F是所述第一球面三角形单元的第三平面状面板的顶视图；图4G是所述第一球面三角形单元的第一平面状面板的侧视图；图4H是所述第一球面三角形单元的第二平面状面板的侧视图；图41是所述第一球面三角形单元的第三平面状面板的侧视图；图4J是第一球面三角形单元的第一和第二平面状面板的正视图；
[0031]图5显示了根据一实施例的三角形单元内盖板和三角形单元间的盖板。
[0032]图6是根据一实施例的该结构的三个球面三角形单元相互连接的爆炸图。
[0033]图7A是根据一实施例的一紧固件的侧视图；图7B是如图7A所示紧固件的一实施例的正视图；图7C是如图7A所不紧固件的一实施例的后视图；图7D是根据一实施例的一螺母的正视图；图7E是如图7D所示螺母的一个实施例的透视图；图7F是根据一实施例的一外板的正视图；图7G是根据一实施例的一内板的正视图；图7H是图7F所不外板的一个实施例的透视图；图71是图7G所示的内板的一个实施例的透视图。
[0034]图8A是三个球面三角形单元的相互连接部分的正视图。图8B是图8A所示三个球面三角形单元的相互连接部分的后视图。
[0035]图9是根据一实施例的该结构第一层和第二层的正视图。
[0036]图10是根据一实施例的该结构的顶视图，该结构是一个多层穹顶。
[0037]图11是根据一实施例的该结构的正视图，该结构是一个多层穹顶。
【具体实施方式】
[0038]根据图1所示一实施例，一结构包括一第一球面三角形单元100、一第二球面三角形单元200和一第三球面三角形单元300。所述第一球面三角形单元100包括一第一平面状面板110、一第二平面状面板120和一第三平面状面板130 ;所述第二球面三角形单元包括一第四平面状面板210、一第五平面状面板220和一第六平面状面板230 ;所述第三球面三角形单元包括一第七平面状面板310、一第八平面状面板320和一第九平面状面板330。
[0039]所述第一平面状面板110包括一第一端面101，所述第二平面状面板120包括一第二端面102，所述第三平面状面板130包括一第三端面103 ;所述第四平面状面板210包括一第四端面201，所述第五平面状面板220包括一第五端面202，所述第六平面状面板230包括一第六端面203 ;所述第七平面状面板310包括一第七端面301，所述第八平面状面板320包括一第八端面302，所述第九平面状面板330包括一第九端面303。
[0040]所述第一端面101包括一个球体10(见图10)的一第一大圆I的一劣弧。所述第二端面102包括所述球体10的一第二大圆2的一劣弧。所述第三端面103包括所述球体10的一第三大圆3的一劣弧。所述第四端面201包括所述球体10的一第四大圆4的一劣弧。所述第五端面202包括所述球体10的一第五大圆5的一劣弧。所述第六端面203包括所述球体10的一第三大圆6的一劣弧。所述第七端面301包括所述球体10的一第七大圆7的一劣弧。所述第八端面302包括所述球体10的一第八大圆8的一劣弧。所述第九端面303包括所述球体10的一第九大圆9的一劣弧。
[0041]其中所述第七平面状面板301和所述第九平面状面板303连接并且形成所述第三球面三角形单元300的一角，所述第一平面状面板101和所述第二平面状面板102连接并且形成所述第一球面三角形单元100的一角，所述第一球面三角形单元100的所述一角连接于所述第三球面三角部单元300的所述一角。其中，所述第八平面状面板302和所述第九平面状面板303连接并且形成所述第三球面三角形单元300的另一角，所述第四平面状面板201和所述第五平面状面板202连接并且形成所述第二球面三角形单元200的一角，所述第三球面三角形单元300的另一角连接于所述第二球面三角形单元200的所述一角。
[0042]如图1所示，所述第一端面、第二端面、第三端面、第四端面、第五端面和第六端面的中心角基本相同。
[0043]如图1所示，所述第七端面、第八端面和第九端面的中心角基本相同。
[0044]如图2-4所示，所述第一平面状面板110从所述第一端面101沿所述第一大圆的一表面朝向所述球体的中心延伸；所述第二平面状面板120从所述第二端面102沿所述第二大圆的一表面朝向所述球体的中心延伸；所述第三平面状面板130从所述第三端面103沿所述第三大圆的一表面朝向所述球体的中心延伸。
[0045]如图1所示，所述第九大圆通过所述第一端面和所述第二端面的相交点，并还通过所述第四端面和第五端面的相交点；其中所述第九端面为介于所述第一端面与所述第二端面的相交点和所述第四端面和第五端面的相交点之间的第九大圆上的一劣弧。
[0046]如图4A所不,所述第一平面状面板110从所述第一端面101延伸至一第一内端面104，该第一内端面包括和所述第一端面101同心的一个弧形；如图4B所示，所述第二平面状面板120从所述第二端面102延伸至一第二内端面105，该第二内端面包括和所述第二端面102同心的一个弧形；如图4C所示，所述第三平面状面板130从所述第三端面103延伸至一第三内端面106，该第三内端面包括和所述第三端面103同心的一个弧形。
[0047]根据所述结构的一实施例，所述第一内端面104、第二内端面105和第三内端面106的中心角基本相同。
[0048]根据所述结构的一实施例，所述第一内端面104、第二内端面105和第三内端面106的半径基本相同。
[0049]如图4A所示，所述第一平面状面板110包含位于第一平面状面板一第一端的一铰接部111，和位于第一平面状面板一第二端的一铰接部112 ;如图4B所示，所述第二平面状面板120包含位于第二平面状面板一第一端的一铰接部121，和位于第二平面状面板一第二端的一铰接部122 ;如图4C所示，所述第三平面状面板130包含位于第三平面状面板一第一端的一铰接部131，和位于第三平面状面板一第二端的一铰接部132。优先的，所有铰接部为对接绞接部。
[0050]如图2-3所示，所述第一和第二平面状面板是由铰接部111和铰接部122相连接；所述第二和第三平面状面板是由铰接部121和铰接部132相连接；所述第一和第三平面状面板是由铰接部112和铰接部131相连接。优先的，所述铰接部是对接铰接部。
[0051]如图2 - 3和图4J所示，所述铰接部包含通孔，通孔可以使两个相邻铰接部通过紧固件相固定。如图2 — 3所示，当三个平面状面板的相邻铰接部对齐，并且该相邻铰接部的通孔被固定在一起，三个平面状面板被装配为一球面三角形单元。优先的，如图4J所示，铰接部111的通孔140和铰接部122的通孔141基本是同样大小。
[0052]根据所述结构的一实施例，其中所述第一、第二和第三平面状面板中的至少一个包括一材料，所述材料选自包括铝、铁、钢、玻璃纤维、碳纤维、塑料、木材和它们的组合。
[0053]如图2 — 5所示，所述第一、第二和第三平面状面板包括一个或多个内部凸起，其可以接受或固定所述一个或多个球面三角形单元内盖板150，所述球面三角形单元内盖板可以装配到并覆盖所述第一球面三角形单元的单元内开口。
[0054]如图2 — 5所示，所述第一、第二和第三平面状面板包括一个或多个外部凸起，其可以接受或固定一个或多个球面三角形单元间的盖板151，所述球面三角形单元间的盖板可以装配到并覆盖相邻球面三角形单元的单元间开口。
[0055]根据一实施例，当存在两个或更多个球面三角形单元内盖板时，所述结构进一步包括两个或更多个球面三角形单元内盖板之间的填充材料。优先的，该材料用于保温、机械加强、防火、减低噪首、减少震动等目的。
[0056]根据一实施例，当存在两个或更多个球面三角形单元间的盖板时，所述结构进一步包括两个或更多个球面三角形单元间的盖板之间的填充材料。优先的，该材料用于保温、机械加强、防火、减低噪音、减少震动等目的。
[0057]优先的，如图2 — 4所示，每一平面状面板包含两个内部凸起，其位于该平面状面板朝向由该平面状面板和另两个平面状面板装配的球面三角形的内部的一表面；每一平面状面板进一步包含两个外部凸起，其位于该平面状面板朝向由该平面状面板和另两个平面状面板装配的球面三角形的外部的一表面。
[0058]图3是根据该结构的一实施例装配的第一球面三角形单元的透视图。图4显示了该第一球面三角形单元的平面状面板110，120和130分别包含内部凸起和外部凸起。如图
3、图4A、4D、4G所示，第一平面状面板110包含位于朝向装配后的第一球面三角形的内部的一表面上的两个内部凸起113和114，第一平面状面板还包含位于朝向装配后的第一球面三角形的外部的一表面上的两个外部凸起115和116。如图3、图4B、4E、4H所示，第二平面状面板120包含位于朝向装配后的第一球面三角形的内部的一表面上的两个内部凸起123和124，第二平面状面板还包含位于朝向装配后的第一球面三角形的外部的一表面上的两个外部凸起125和126。如图3、图4C、4F、4I所示，第三平面状面板130包含位于朝向装配后的第一球面三角形的内部的一表面上的两个内部凸起133和134，第三平面状面板还包含位于朝向装配后的第一球面三角形的外部的一表面上的两个外部凸起135和136。
[0059]如图4A-B所示，一内部凸起或外部凸起和包含该内部凸起或外部凸起的平面状面板的一端面同心。根据如图4A所示一实施例，该第一平面状面板110的两个内部凸起113和114与第一端面101同心；如图4B所示，该第二平面状面板120的两个内部凸起123和124与第二端面102同心；如图4C所示，该第三平面状面板130的两个内部凸起133和134与第三端面103同心。
[0060]如图6所示，优先的，该凸起包含一系列通孔，该通孔在包含所述凸起的平面状面板的一端面基本相垂直的方向排列。凸起上的通孔可以用于接受或固定三角形单元内盖板或三角形单元间的盖板。
[0061]如图5 — 8所示，所述结构还包括多个板，其用于将所述第一球面三角形单元连接于所述第三球面三角形单元，并且将所述第二球面三角形单元连接到于所述第三球面三角形单元。
[0062]如图5 — 8所示，所述结构还包括多个紧固件，所述紧固件通过位于所述第一、第二和第三球面三角形单元的多个通孔，将所述多个板固定于所述第一、第二和第三球面三角形单元。其中所述多个紧固件中的至少一个包括一可接受布线穿过的一环。
[0063]图6是根据一实施例一部分所示的三个球面三角形单元通过复数个板和紧固件相互连接的爆炸图。图8A是根据该实施例的顶视图。图SB是根据该实施例的底视图。如图6所示，三个球面三角形单元可以通过相邻的角，用外板1000、内板1001、紧固件1002、1003、1004和螺母1005、1006、1007来相互连接在一起，
[0064]如图6、7F和7H所示，所述外板1000是具有光滑角和基本为三角形状的板，并且每一个光滑角包含一个通孔。所述外板1000的表面轮廓和其连接的三个球面三角形单元的相应接触面基本一致。所述外板1000和其连接的三个球面三角形单元的端面的铰接部部分相接触。
[0065]如图6、7G和71所示，所述内板1001是具有光滑角和基本为三角形状的板，并且每一个光滑角包含一个通孔。所述内板1001的表面轮廓和其连接的三个球面三角形单元的相应接触面基本一致。所述内板1001和其连接的三个球面三角形单元的端面的铰接部部分相接触。
[0066]如图6和图8所示，外板1000的三个通孔和三个球面三角形单元的铰接部的通孔相对齐，并且还和内板1001的三个通孔相对齐。此设计使得外板1000、三个球面三角形单元和内板1001可以通过紧固件相固定。三个球面三角形单元通过其两侧的两个板连接，可以相互间紧密固定在一起。
[0067]如图6和图7A所示，紧固件1002、1003、1004基本相同。一紧固件可包括一可接受布线穿过的一环。所述环可以用于将其它部件固定于所述结构。此处所述的部件可以包括表面覆盖材料，例如提供保温、防水、耐热、机械加强等额外功能。
[0068]如图7A所示，一紧固件1002包括位于一端的一第一环1010、螺纹部分1011、非螺纹部分1013和位于另一端的一第二环1012。两个环1010和1012可以接受布线穿过。所述螺纹部分1011可以接受一相配的螺母1005。所述螺纹部分1011、非螺纹部分1013和位于另一端的第二环1012宽度基本相同，并且该宽度基本等同于其相连接的一球面三角形单元的铰接部的通孔内宽度和内板1001的通孔内宽度。第一环1010的宽度比非螺纹部分的宽度和外板1000的通孔较大。
[0069]如图6和图8B所示，螺母1005、1006和1007分别和一紧固件的螺纹部分相连，完成三个球面三角形单元的相互连接。如图6、图7D和图7E所示，螺母1005、1006和1007基本相同，并且每一个螺母的内直径和其相配的紧固件的螺纹部分的直径基本相同。
[0070]如图9所示，所述结构还包括一第一复数个球面三角形单元，其中每一个和所述第一球面三角形单元基本相同；所述第二球面三角形单元和所述第一球面三角形单元基本相同；其中所述第一复数个球面三角形单元与第一和第二球面三角形单元沿第三大圆基本上是沿径向等间隔的排列，并且构成所述结构的一第一层。
[0071]如图9 - 10所示，所述结构还包括一第二复数个球面三角形单元，其中每一个和所述第三球面三角形单元基本相同；其中所述第二复数个球面三角形单元和第三球面三角形单元相对于所述球体的中心(见图10)基本上是沿径向等间隔的排列，并且构成所述结构的一第二层。
[0072]根据如图10 — 11的实施例所示,所述结构还包括由多个球面三角形单元构成的多个层；所述多个层中每一层的多个球面三角形单元是彼此相同的，并且相对于所述球体的中心基本上是沿径向等间隔的排列；第一层上的一层的多个球面三角形单元的每一个均包含三个平面状面板，其每一个端面包括所述球体的大圆的一劣弧；第一层上的一层的每一个球面三角形单元和两个相邻的位于下一层的球面三角形单元相连接；所述结构基本上是一个穹顶形。
[0073]如图10和图11的实施例所示，所述结构基本上形成一个穹顶形结构。所述结构具有和球体10相符合的基本为球面的表面。所述结构的每一层的结构单元的数量，即球面三角形单元的数量，可以进行调整。增加球面三角形单元的数量可以增加所述结构整体的密度和机械强度。球面三角形单元数量的设计，可以根据机械强度、使用性和实用性来考虑，因此，所述穹顶形结构可以建造成不同的大小。
[0074]三角形单元内和单元间的盖板的设计，进一步很大程度完成了穹顶形结构的外观和功能。根据一实施例，三角形单元内和单元间的盖板可以具有和球体10表面的一部分基本一致的表面轮廓，因此，所述穹顶形结构极其接近于一个球体的完美的半球表面。
[0075]所述结构可以进一步包含一混凝土和加强钢筋的地基，增加安全性和强度。
[0076]根据一实施例，所述结构的第一层的一个球面三角形单元和第一层的一个相邻球面三角形单元和地基相连，并且该连接通过一外板、一内板、一个或多个紧固件和螺栓完成。
[0077]所述结构可以进一步包括窗口和入口通道。窗口可以设计为和球面三角形单元的单元内开口和单元间开口相匹配，或者可以设计为所述结构顶部的天窗。入口通道可被设计为所述结构的一个切出。
[0078]此申请披露的所述结构具有抗灾难的卓越能力，如抗龙卷风、飓风、地震等灾害。该结构经济高效，节能，非常耐用，易于维护。该结构易于从预制件组装完成。该结构可以建在几乎任何地址，例如山上、海滩上、甚至是地下、水下，而且不需要大型和重型建筑设备。当设计合理考虑了其使用者需求时候，该结构适合作为家庭、办公室、学校、教堂、仓库、应急避难场所等等场所。
[0079]除非在权利要求中明确有相反的说明，关于本文的权利要求其中所有的用词，例如“一”、“一”、“至少一”或“至少一部分”，是用来引入一特征，并无意将权利要求限制为仅有一个这样的特征。
[0080]本文中所揭示内容皆是出于说明目的，且并非意欲具有限制性。因此，熟习此项技术者将明了，修改本文而得的其它方面及实施例并不能脱离本申请的权利要求的真实范畴及精神。
【权利要求】
1.一结构，包括一第一球面三角形单元、一第二球面三角形单元和一第三球面三角形单元； 所述第一球面三角形单元包括一第一平面状面板、一第二平面状面板和一第三平面状面板； 所述第二球面三角形单元包括一第四平面状面板、一第五平面状面板和一第六平面状面板； 所述第三球面三角形单元包括一第七平面状面板、一第八平面状面板和一第九平面状面板； 所述第一平面状面板包括一第一端面，所述第二平面状面板包括一第二端面，所述第三平面状面板包括一第三端面； 所述第四平面状面板包括一第四端面，所述第五平面状面板包括一第五端面，所述第六平面状面板包括一第六端面； 所述第七平面状面板包括一第七端面，所述第八平面状面板包括一第八端面，所述第九平面状面板包括一第九端面； 其中，所述第一端面包括一个球体的一第一大圆的一劣弧； 其中，所述第二端面包括所述球体的一第二大圆的一劣弧； 其中，所述第三端面包括所述球体的一第三大圆的一劣弧； 其中，所述第四端面包括所述球体的一第四大圆的一劣弧； 其中，所述第五端面包括所述球体的一第五大圆的一劣弧； 其中，所述第六端面包括所述球体的一第三大圆的一劣弧； 其中，所述第七端面包括所述球体的一第七大圆的一劣弧； 其中，所述第八端面包括所述球体的一第八大圆的一劣弧； 其中，所述第九端面包括所述球体的一第九大圆的一劣弧； 其中，所述第七平面状面板和所述第九平面状面板连接并且形成所述第三球面三角形单元的一角，所述第一平面状面板和所述第二平面状面板连接并且形成所述第一球面三角形单元的一角，所述第一球面三角形单元的所述一角连接于所述第三球面三角部单元的所述一角； 其中，所述第八平面状面板和所述第九平面状面板连接并且形成所述第三球面三角形单元的另一角，所述第四平面状面板和所述第五平面状面板连接并且形成所述第二球面三角形单元的一角，所述第三球面三角形单元的另一角连接于所述第二球面三角形单元的所述一角。
2.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一端面、第二端面、第三端面、第四端面、第五端面和第六端面的中心角基本相同。
3.根据权利要求1所述的结构，其中所述第七端面、第八端面、第九端面的中心角基本相同。
4.根据权利要求1所述的结构，其中 所述第一平面状面板从所述第一端面沿所述第一大圆的一表面朝向所述球体的中心延伸； 所述第二平面状面板从所述第二端面沿所述第二大圆的一表面朝向所述球体的中心延伸；和 所述第三平面状面板从所述第三端面沿所述第三大圆的一表面朝向所述球体的中心延伸。
5.根据权利要求4所述的结构，其中所述第一平面状面板从所述第一端面延伸至一第一内端面，该第一内端面包括和所述第一端面同心的一个弧形；其中，所述第二平面状面板从所述第二端面延伸至一第二内端面，该第二内端面包括和所述第二端面同心的一个弧形；其中，所述第三平面状面板从所述第三端面延伸至一第三内端面，该第三内端面包括和所述第三端面同心的一个弧形。
6.根据权利要求5所述的结构，其中所述第一、第二和第三内端面的中心角基本相同。
7.根据权利要求5所述的结构，其中所述第一、第二和第三内端面的半径基本相同。
8.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一和第二平面状面板是由一个铰接部连接；其中所述第二和第三平面状面板是由一个铰接部连接；其中所述第一和第三平面状面板是由一个铰接部连接。
9.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一、第二和第三平面状面板包括一个或多个内部凸起，其可以接受或固定一个或多个球面三角形单元内盖板，所述球面三角形单元内盖板可以装配到并覆盖所述第一球面三角形单元的单元内开口。
10.根据权利要求1的方法，其中所述第一、第二和第三平面状面板包括一个或多个外部凸起，其可以接受或固定一个或多个球面三角形单元间的盖板，所述球面三角形单元间的盖板可以装配到并覆盖相邻球面三角形单元的单元间开口。
11.根据权利要求1所述的结构，还包括多个板，其用于将所述第一球面三角形单元连接于所述第三球面三角形单元，并且将所述第二球面三角形单元连接到于所述第三球面三角形单元。
12.根据权利要求11所述的结构，还包括多个紧固件，所述紧固件通过位于所述第一、第二和第三球面三角形单元的多个通孔，将所述多个板固定于所述第一、第二和第三球面三角形单元。
13.根据权利要求12的所述结构，其中所述多个紧固件中的至少一个包括一可接受布线穿过的一环。
14.根据权利要求1的所述结构，其中所述第一、第二和第三平面状面板中的至少一个包括一材料，所述材料选自包括铝、铁、钢、玻璃纤维、碳纤维、塑料、木材和它们的组合。
15.根据权利要求1所述的结构，其中所述第九大圆通过所述第一端面和所述第二端面的相交点，并还通过所述第四端面和第五端面的相交点；其中所述第九端面为介于所述第一端面与所述第二端面的相交点和所述第四端面和第五端面的相交点之间的第九大圆上的一劣弧。
16.根据权利要求1所述的结构，还包括一第一复数个球面三角形单元，其中每一个和所述第一球面三角形单元基本相同；所述第二球面三角形单元和所述第一球面三角形单元基本相同；其中所述第一复数个球面三角形单元与第一和第二球面三角形单元沿第三大圆基本上是沿径向等间隔的排列，并且构成所述结构的一第一层。
17.根据权利要求16所述的结构，还包括一第二复数个球面三角形单元，其中每一个和所述第三球面三角形单元基本相同；其中所述第二复数个球面三角形单元和第三球面三角形单元相对于所述球体的中心基本上是沿径向等间隔的排列，并且构成所述结构的一第二层。
18.根据权利要求17所述的结构，还包括由多个球面三角形单元构成的多个层；所述多个层中每一层的多个球面三角形单元是彼此相同的，并且相对于所述球体的中心基本上是沿径向等间隔的排列；第一层上的一层的多个球面三角形单元的每一个均包含三个平面状面板，其每一个端面包括所述球体的大圆的一劣弧；第一层上的一层的每一个球面三角形单元和两个相邻的位于下一层的球面三角形单元相连接；所述结构基本上是一个穹顶形。
【文档编号】E04B7/08GK104246089SQ201380010858
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年7月1日 优先权日:2013年2月25日
【发明者】孙晓萍 申请人:孙晓萍