一种开合屋盖结构的制作方法

1.本发明涉及开合屋盖，特别涉及一种基于杠杆原理的竖向旋转式开合屋盖结构。


背景技术：

2.开合屋盖提高了空间利用率，屋盖的开合方式与建筑方案及使用功能紧密结合，开合的方式也在不断丰富，有平行移动式、空间移动式、绕竖轴旋转式、绕水平轴旋转式、组合式、折叠膜式、可展桁架+柔性屋面材料式等。目前国内外使用最多的是水平移动式，这种形式将屋盖分为固定部分和活动部分，注重建筑的安全性，同时也有开启率较低、需要额外搭建台车和轨道系统等问题。另外，以绕水平轴旋转的竖向旋转式作为开合方式在空间利用率上较高，但是很多建筑在设计时，屋盖边缘直接与外围支承墙相连，没有伸出的外沿，因此不可避免的具有以下缺点：
3.(1)缺乏合适的驱动系统，进一步导致屋盖的开合不易控制；
4.(2)仅适用于跨度较小的中小型建筑；
5.(3)由于立起的屋盖挡住阳光，在一定程度上导致该形式的开启率低。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种开启率更大、空间利用率更高、安全性更好的开合屋盖结构。
7.本发明是通过以下技术方案实现：
8.一种开合屋盖结构，包括分别铰接在矩形建筑物的两个短边侧支承墙顶壁上的圆柱体轴承，两块矩形屋盖结构相同，左侧的矩形屋盖的左侧底壁以及右侧的矩形屋盖的右侧底壁分别与对应侧的圆柱体轴承固定相连，两块矩形屋盖完全闭合时，左侧的矩形屋盖的右壁以及右侧的矩形屋盖的左壁紧密的贴合在一起，形成一块水平方向的整体屋盖；
9.在每一个所述的矩形屋盖内沿平行于建筑物长边的方向前后等距间隔设置有多根梁，在位于每根梁正下方的短边侧支承墙内均沿竖直方向设置有支承柱，在位于每一根支承柱外侧的每根梁上均连接有一个预埋件，每一个预埋件均与一根垂直拉索的上端固定相连，左侧的全部的垂直拉索的下端以及右侧的全部的垂直拉索的下端分别和驱动装置固定相连，左侧的垂直拉索以及右侧的垂直拉索在驱动装置的带动下能够带动矩形屋盖开合，所述的驱动装置和控制器相连，所述的控制器用于向驱动装置输出驱动信号以及速度控制信号。
10.本发明的有益效果是：
11.1.建筑物的支承柱子内移，使屋盖边缘与支承结构有一定距离，以屋盖包括其内部梁为杠杆，以支承墙包括其内部的支承柱顶部为支点，利用杠杆原理，设置在梁外端点的拉索不仅为竖向旋转式的开合屋盖提供了合适的驱动系统，而且在屋盖闭合状态时提高其承载能力，保证建筑结构的稳定性和安全性。
12.2.通过铰接将屋盖与建筑支承结构相连，不用搭建台车和轨道，施工更加方便。
13.3.该竖向旋转式的开合屋盖结构，在开启状态时，屋盖向上竖起，保证室内环境与室外环境充分连通，使得开启率高，空间利用率好。
14.4.驱动装置和控制器通过拉索实现对屋盖开合速度的控制，使整个开合过程更加可控、安全。
附图说明
15.图1为本发明的开合屋盖结构的立体图；
16.图2为图1所示的结构完全开启时主视图；
17.图3为图1所示的结构完全闭合时主视图；
18.图4为图1所示的结构方位俯视图；
19.图5为支承柱与梁之间的铰接简图；
20.图6为屋盖与支承结构的铰接示意图；
21.图7为垂直拉索与驱动装置、控制装置的连接示意图；
22.图8为整体屋盖的左右和前后侧壁分别与对应支承墙外壁之间的距离x和y示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
24.参见附图，本发明的一种开合屋盖结构，包括分别铰接在矩形建筑物的两个短边侧支承墙3顶壁上的圆柱体轴承4，两块矩形屋盖1结构相同，左侧的矩形屋盖1的左侧底壁以及右侧的矩形屋盖1的右侧底壁分别与对应侧的圆柱体轴承4固定相连，两块矩形屋盖1完全闭合时，左侧的矩形屋盖1的右壁以及右侧的矩形屋盖1的左壁16紧密的贴合在一起，形成一块水平方向的整体屋盖6。
25.在每一个所述的矩形屋盖1内沿平行于建筑物长边的方向前后等距间隔设置有多根梁7，在位于每根梁7正下方的短边侧支承墙3内均沿竖直方向设置有支承柱8，在位于每一根支承柱8外侧的每根梁7上均连接有一个预埋件，每一个预埋件均与一根垂直拉索5的上端固定相连。左侧的全部的垂直拉索5的下端以及右侧的全部的垂直拉索5的下端分别和驱动装置12固定相连，左侧的垂直拉索5以及右侧的垂直拉索5在驱动装置的带动下能够带动矩形屋盖1开合，所述的驱动装置可以采用液压驱动系统，所述的驱动装置和控制器11相连，所述的控制器用于向驱动装置输出驱动信号以及速度控制信号。
26.屋盖与短边侧支承墙3通过圆柱体轴承结合在一起，在保证屋盖转动的同时可以将荷载传递下去，实现屋盖与支撑结构的铰接。
27.采用两个屋盖，一方面使屋盖完全开启时更好地节省空间，另一方面使屋盖的自重荷载在两边均等分布。在屋盖完全闭合时，全部荷载由短边侧支承墙3、长边侧支承墙2以及垂直拉索共同承担；在屋盖开启时以及开合过程中，全部荷载主要集中到两块矩形屋盖的梁上，再分别传递给拉索和圆柱体轴承9，最后主要有支承柱和拉索底部的驱动装置承担。轴承与支承柱采用高强度材料。开合屋盖结构的支承柱8和对应梁7的数量和间距设计原则依据建筑物结构和材料以及尺寸而定。
28.本开合屋盖结构由垂直拉索5传递驱动力，所述的拉索根据建筑物的尺寸采用不
同直径的钢绞线拉索材料，保证足够的强度。拉索与主体结构结合在一起，能充分发挥拉索抗拉结构的优点，并使主体结构的受力性能得到改善，且对拉索施加张力后，一方面可在完全闭合时明显改善结构的受力状态，另一方面能有效利用杠杆原理牵引驱动力，提高对开合过程的控制能力，从而提高安全性。
29.为了节省地上空间，本开合屋盖的驱动装置12和控制器11可以均位于地面10以下。
30.本开合屋盖结构为了更好的驱动绕水平轴转动的矩形屋盖1，整体屋盖6的四周边缘均突出于矩形建筑物对应位置的短边侧支承墙3和长边侧支承墙2。
31.为了有效驱动同时节省屋盖材料，整体屋盖6的左右侧壁13与对应侧的短边侧支承墙3外壁之间的距离x大于整体屋盖6的前后侧壁14、15与对应侧的长边侧支承墙2之间的距离y，即x>y。具体的距离x和y的值应根据矩形建筑物的尺寸、拉索中的应力等综合决定。
32.本开合屋盖的使用方法为：开启时，驱动装置12通过增加对拉索5的向下的拉力，以支承墙顶部，尤其是支承柱为支点，逐渐将矩形屋盖翘起；关闭时，驱动装置12通过减小对拉索5向下的拉力，以支承墙顶部，尤其是支承柱为支点，逐渐将矩形屋盖放下。控制器11配合驱动装置12对屋盖的开启关闭速度进行控制。