本发明涉及建筑领域,具体涉及基于气囊和机械自动展开结构的集成住宅的建造方法。
背景技术:
充气房屋是指在以高分子材料制成的薄膜制品中充入空气后而形成房屋的结构。充气式充气结构又可分为气承式膜结构和气囊式膜结构(或叫气肋式膜结构)。气承式膜结构(索膜结构)是通过压力控制系统向建筑物内充气,使室内外保持一定的压力差,使覆盖膜体受到上浮力,并产生一定的预张应力,以保证体系的刚度。气囊式膜结构是向单个膜构件内充气,使其保持足够的内压,多个膜构件进行组合可形成一定形状的一个整体受力体系。
不过上述的充气房屋对高分子材料制成的薄膜制品要求很高,导致造价昂贵,本发明希望提供一种能够保留充气房屋的优点(建造方便,快速),同时避免充气房屋成本较高,以及维护不便缺点的基于气囊和机械自动展开结构的集成住宅的建造方法。
技术实现要素:
本发明希望提供一种建造快速,维护方便以及成本较低的基于气囊和机械自动展开结构的集成住宅的建造方法,具体方案如下:
基于气囊和机械自动展开结构的集成住宅的建造方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)在已经做好房屋基础的场地上,架设预制的住宅气囊,向住宅气囊内充气使住宅气囊具有初步承载力;
(2)在住宅气囊内部指定结构的中间位置上,放置可以伸缩的钢芯;
(3)所述步骤(2)中的钢芯可自动打开,形成单向或者多方向的空间钢结构,到达指定空间位置后,在长度方向自动锁死,形成稳定的结构体系;
(4)运用螺纹、卡扣或法兰的方式,将步骤(3)所述的空间钢结构相互锁死,形成第一道机械自锁;
(5)在步骤(4)得到的第一道机械自锁的节点结构上设置多道固定结构,使节点成为超静定结构,从而形成第二道自锁,使梁柱板等结构部分成为一个整体;
(6)降低气囊气压,使之不承重;
(7)安装一体化pc内外墙的标准构件使它成为一个建筑主体;
(8)在住宅内部的标准预留位置安装设备管线及内装修。
所述步骤(1)中的住宅气囊采用双层气囊,双层气囊间通过若干中空气管相连。
所述步骤(1)中的住宅气囊采用镀铝膜,气囊开孔处做断桥处理。
所述步骤(2)中的指定结构的中间位置为需要安放柱,梁或者楼板的中间位置。
所述步骤(3)中的空间钢结构为蜂窝形力学模型。
所述步骤(2)中的钢芯分为单向钢芯和多向钢芯两种类,
所述单向钢芯通过伸长,可成为梁、柱的轴向构件,
所述多向钢芯通过伸长,可成为楼板、剪力墙的构件。
所述步骤(1)中的住宅气囊从力学层面上是一个气囊式结构,在力学构造上采用局部贯通式双层气囊(中间层用来放置钢芯),同时设置气肋,向气囊各部位内充气后,气囊因本身较高的大气压强而具有初步承载能力。气囊是柔性体系,不同的变界条件、不同的气压作用下,气囊会表现出不同的形状。所述步骤(1)的住宅气囊是经过找形设计的,即组成气囊的每个部件的边界条件和内部气压都是经过精确控制和计算,以保证获得期望的住宅外形效果。
所述步骤(2)的钢芯是机械和结构结合的产品,它的折叠原理类似于航空领域卫星太阳能板打开结构,折叠时将空间钢结构杆件收纳于一个黑匣子内,机械打开时,机械轴从黑匣子自动伸出,带动内部的钢结构杆件均匀外扩,伸长到达指定位置后,将结构锁住,以保证该结构的承载能力。收缩时,将结构解锁,再利用机械驱动,将结构均匀收缩到黑匣子内。
本发明具有以下有点:
1.建造方法简单快速;
2.通过钢结构和pc内外墙的设置,让其中的气囊只起到保温的效果,而不起到支撑的作用,同时pc内外墙的设置也能防止气囊的损坏,使得不需要使用非常坚固的材料制作住宅气囊,使得成本较低,而且也不需要经常维护住宅气囊(原来由于采用高分子材料且直接作为墙体,需要在有孔洞时及时维护)。
附图说明
图1本发明基于气囊和机械自动展开结构的集成住宅的建造方法中住宅气囊的结构示意图;
1.气囊一;2.气囊二;3.中空气管;4.住宅气囊。
具体实施方式
实施例1
(1)在已经做好房屋基础的场地上(即地势平坦,无杂物的场地上),架设预制的住宅气囊4,向住宅气囊内充气使住宅气囊4具有初步承载力,在实际实用中住宅气囊4可以通过中空气管3将外部充气设备中的气体输入气囊中或放出住宅气囊4中的气体;
(2)在住宅气囊内部(图中气囊一1和气囊二2的中间位置)指定结构的中间位置上,放置可以伸缩的钢芯;
(3)所述步骤(2)中的钢芯可自动打开,形成单向或者多方向的空间钢结构,到达指定空间位置后,在长度方向自动锁死,形成稳定的结构体系;
(4)运用螺纹、卡扣或法兰的方式,将步骤(3)所述的空间钢结构相互锁死,形成第一道机械自锁;
(5)在步骤(4)得到的第一道机械自锁的节点结构上设置多道固定结构,使节点成为超静定结构,从而形成第二道自锁,使梁柱板等结构部分成为一个整体;
(6)降低气囊气压,使之不承重;
(7)安装一体化pc内外墙的标准构件使它成为一个建筑主体;
(8)在住宅内部的标准预留位置安装设备管线及内装修。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案均落在本发明要求的保护范围内。