一种壳体建筑单元及其构成的模块式抗震建筑物的制作方法

1.本技术涉及壳体建筑结构的技术领域，尤其是涉及一种壳体建筑单元及其构成的模块式抗震建筑物。


背景技术：

2.现代社会需要现代建筑,现代建筑离不开先进的建筑科学技术，而结构是其中的一个重要方面。相对来说，空间结构是比较先进的结构，壳结构是它的一个重要分支，经过长期的发展，壳体结构在建筑中的运用已相当成熟。在以往的建筑实例中，就其经济性、可行性和艺术性而育,壳体结构均被证明是种极好的空间结构形式。
3.相关技术如申请公告号为cn201621093300.x 的中国专利，提出了一种新的抗震理念：“主动破坏式减震法”的组合结构模块式建筑，即在超过设计极限地震烈度时，依靠管堆的主动预设缓慢塌落过程来消弱地震对建筑物产生的巨大破坏力，减少人员财产损失，且能在震后快速回复正常的生产生活，在应对地震，特别是罕遇地震时，具有超强的能力。
4.上述圆形壳体结构的在具有商务运用需求的建筑物中存在较大的使用局限性，其主要原因为，在这类建筑物中，一般会供固定的团体人员做办公使用，因为使用人员固定，因此，相对于使用安全、外观特异，使用者一般会更多考虑到使用空间，然而，因为圆形壳体结构的横截面呈圆形状设置，会大大缩减使用者的活动空间，使得其作为办公场所的价值大大缩减，因此有待改进。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种壳体建筑单元及其构成的模块式抗震建筑物，其具有在确保抗震能力的前提，能够增加使用者可活动空间的效果，使得能够更加符合商业价值。
6.第一方面，本技术提供的一种壳体建筑单元，采用如下的技术方案：一种壳体建筑单元，包括曲形主板、曲形侧板和面板，所述曲形主板设置有两片，两所述曲形主板分别作为壳体建筑单元的天花板和地面使用，两所述曲形主板的曲面方向相反设置，所述曲形侧板设置有两片，两所述曲形侧板分别作为壳体建筑单元的两长边侧墙壁使用，两所述曲形侧板方向相反设置，面板互相平行的设置有两片，两所述面板均呈平板状设置，两所述面板分别作为壳体建筑单元的两短边侧墙壁使用，两所述面板的外边缘均与各片曲形主板和曲形侧板连接；其中，所述曲形主板的半径为r，所述曲形侧板的半径为r，曲形主板之间的最大竖直间距为d，所述2.25:1≤r：d≤2.6:1，所述6:7≤r：d≤6:7.16。
7.通过采用上述技术方案，使得壳体建筑单元的天花板、地面和两个长边侧壁均呈曲面状设置，使得能够起到壳体结构高承载的效果，同时，使得曲形主板的半径为r，曲形侧板的半径为r，曲形主板之间的最大竖直间距为d，2.25:1≤r：d≤2.6:1，6:7≤r：d≤6:7.16，使得上述壳体建筑单元的曲形主体和曲形侧板具有一定的比例差，使得壳体建筑单元的在竖直方向的最小间距和在水平方向上的最小间距具的比例差偏小，从而确保壳体建
筑单元在竖直方向上的最小间距，充分确保壳体建筑单元的内部空间。
8.可选的，还包括两件侧立板，两所述侧立板的上下两长边均分别与两片曲形主板相向的一侧面固定连接，两所述侧立板相反设置的一侧面分别与两件曲形侧板固定连接。
9.通过采用上述技术方案，利用侧立板，能够对两件曲形侧板的内凹面进行遮挡，同时可以作为壳体建筑单元的内壁使用，使得壳体建筑空间的各个侧壁均保持竖直。
10.可选的，两所述侧立板相反设置的一侧面上均设置有若干沿侧立板长度方向排布的第一连接件，各所述第一连接件远离侧立板的一侧面均与曲形侧板固定连接为一体。
11.通过采用上述技术方案，利用第一连接件能够使侧立板与曲形侧板保持相对固定连接，从而进一步增加曲形侧板的抗变形能力，避免曲形侧板受力后随意发生变形。
12.可选的，所述第一连接件包括第一金属板、第一粘弹性橡胶片和第二金属板，所述第一金属板设置有若干片且其中一端均与侧立板固定连接，所述第二金属板设置有若干片且其中一端均与曲形侧板固定连接，各所述第一金属板和第二金属板互相交错排布，所述第一粘弹性橡胶片设置有若干片，且各片第一粘弹性橡胶片的两侧均分别与相邻设置的第一金属板和第二金属板粘接为一体。
13.通过采用上述技术方案，利用第一粘弹性橡胶片将相邻设置的第一金属板和第二金属板粘结在一起，当曲形侧板受到水平方向的力以发生变形时，第二金属板和第一金属板之间会发生相对位移，此时，利用第一粘弹性橡胶片能够起到消能减震的效果，避免侧立板发生较大的变形，且当曲形侧板受力结束后，第一粘弹性橡胶片回复原状，能够对曲形侧板施加相应的复原力，使得曲形侧板能够快速复原。
14.可选的，所述第一连接件还包括第三金属板和第二粘弹性橡胶片，所述第三金属板沿着曲形主板的长度方向排布设置有若干片，各所述第三金属板均布于曲形侧板的两长边侧上，位于所述曲形侧板同一长边侧上的各片第三金属板与各片第二金属板的端部交错排布，且各所述第三件板远离第二金属板的一端均伸出曲形侧板外，任意相邻设置的第一金属板和第三金属板之间均粘接固定有一片第二粘弹性橡胶片。
15.通过采用上述技术方案，利用第三金属板，使得曲形侧板受到竖直方向上的力以发生变形时，第三金属板与第二金属板之间能够发生相对位移，此时，利用第二粘弹性橡胶片能够起到消能减震的效果，避免曲形侧板发生较大的变形，且当曲形侧板受力结束后，第二粘弹性橡胶片回复原状，能够对曲形侧板施加相应的复原力，使得曲形侧板能够快速复原。
16.可选的，还包括地板，所述地板的两长边侧分别与两片侧立板相向的一侧面的下侧固定连接，所述地板的底面设置有若干沿曲形主板长度方向排布的第二连接件，各所述第二连接件的两端均分别与位置相应的两件第一连接件的下端连接。
17.通过采用上述技术方案，利用地板确保壳体建筑单元内部供使用者站立的部位保持平整，利用第二连接件能够增加地板的抗弯曲变形能力，使得底板能够具有较大的稳定性和承载能力，同时，使第二连接件与第一连接件的下端连接，使得第二连接件能够借助到第一连接件弹性缓冲的能力，使得地板受到内部冲击时，同时能够具有缓冲减震的效果。
18.可选的，所述第二连接件包括若干片第四金属板、第五金属板和第三粘弹性橡胶片，各所述第四金属板的上侧均与地板固定连接，各所述第五金属板的两端均分别位于位置相应的两片第三金属板连接为一体，所述第三粘弹性橡胶片设置有若干片，且各片第三
粘弹性橡胶片的两侧均分别与相邻设置的第四金属板和第五金属板粘接为一体。
19.通过采用上述技术方案，当地板受到冲击以发生变形时，第四金属板与第五金属板之间能够发生相对位移，此时，利用第三粘弹性橡胶片能够起到消能减震的效果，避免地板发生较大的变形，且当地板受力结束后，第三粘弹性橡胶片回复原状，能够对地板施加相应的复原力，使得地板能够快速复原。
20.可选的，包括若干件第三连接件，各所述第三连接件均包括两片第六金属板和两片第四粘弹性橡胶片，两所述第四粘弹性橡胶片的两长边侧均分别与曲形主板和曲形侧板相接的长边侧粘接固定，两所述第六金属板分别与两片第四粘弹性橡胶片远离粘接固定。
21.通过采用上述技术方案，当整个壳体建筑单元的外轮廓受到冲击时，导致任意相邻设置的曲形主板和曲形侧板之间发生相对位移时，利用第四粘弹性橡胶片能够起到消能减震的效果，避免曲形主板和曲形侧板之间发生较大的位移变形，且当壳体建筑单元的外轮廓受力结束后，第四粘弹性橡胶片回复原状，能够对壳体建筑单元的外轮廓施加相应的复原力，使得壳体建筑单元的外轮廓能够快速复原，利用第六金属板能够起到保护外露的第四粘弹性橡胶片的效果。
22.第二方面，本技术提供的一种模块式抗震建筑物，采用如下的技术方案：一种模块式抗震建筑物，包括钢筋结构框架和幕墙，所述钢筋结构框架内具有若干层施工层，各所述施工层内均设置有若干如上所述的壳体建筑单元，位于上方的各所述壳体建筑单元的两端均与位于下方且任意相邻设置的两件壳体建筑单元的顶面中部固定连接。
23.通过采用上述技术方案，利用钢筋结构框架和幕墙能够构成模块式抗震建筑物的外部结构，通过使位于上方的各所述壳体建筑单元的两端均与位于下方且任意相邻设置的两件壳体建筑单元的顶面中部固定连接，使得任意相邻设置的三件壳体建筑单元之间能够呈“品”字形排布，连接更稳定，且具有较高的缓冲能力。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.能够在确保抗震能力的前提下，确保壳体建筑单元的内部空间，更加符合商业运营需求；2.具有更高的抗震减震能力，当受到振动冲击时，能够将大部分的振动吸收掉，降低对壳体建筑单元的影响；3.能够将重心降低，且任意相邻设置的两件壳体建筑单元均能够通过位于该两件壳体建筑单元上方的壳体建筑单元做固定连接，安装更加稳定。
附图说明
25.图1是本技术实施例的壳体建筑单元的外部结构示意图；图2是本技术实施例的壳体建筑单元的内部结构示意图；图3是本技术实施例的第三连接件的剖面示意图；图4是本技术实施例的第一连接件和第二连接件的结构示意图；图5是图4中的a局部放大示意图；图6是图4中的b局部放大示意图；图7是本技术实施例的模块式抗震建筑物的结构示意图
图中，100、外部构件；110、曲形主板；120、曲形侧板；130、面板；140、连接座；200、内部构件；210、侧立板；220、地板；230、第一连接件；231、第一金属板；232、第一粘弹性橡胶片；233、第二金属板；234、第三金属板；235、第二粘弹性橡胶片；240、第二连接件；241、第四金属板；242、第五金属板；243、第三粘弹性橡胶片；300、第三连接件；310、第六金属板；320、第四粘弹性橡胶片；400、钢筋结构框架；410、第五粘弹性橡胶片；420、第六粘弹性橡胶片。
具体实施方式
26.以下结合附图1-附图7，对本技术作进一步详细说明。
27.本技术公开了一种壳体建筑单元，参照图1和图2，包括外部构件100和内部构件200，外部构件100包括曲形主板110、曲形侧板120、面板130和连接座140，以围合形成壳体建筑单元的外观轮廓，内部构件200包括侧立板210、地板220、第一连接件230和第二连接件240，内部构件200甚至于外部构件100内，以构成壳体建筑单元的内部可活动空间。
28.参照图1，曲形主板110设置有两片，两片曲形主板110分别作为壳体建筑单元的天花板和地面使用，两片曲形主板110的曲面方向相反设置，曲形侧板120设置有两片且分别作为壳体建筑单元的两长边侧墙壁使用；两片曲形侧板方向相反设置，面板130互相平行的设置有两片且均呈平板状设置；两片面板130分别作为壳体建筑单元的两短边侧墙壁使用，两片面板130的外边缘均与各片曲形主板110和曲形侧板120连接；连接座140设置有四件，且四件连接座140分别甚至于两片曲形主板110的两长边侧上，位于外部构件100下方的两件连接座140的下端能够与位于下方的曲形主板110的最低处于同一平面上，以确保外部构件100的稳定。
29.其中，应注意的是，以上曲形主板110的半径为r，曲形侧板120的半径为r，曲形主板110之间的最大竖直间距为d，2.25:1≤r：d≤2.6:1，6:7≤r：d≤6:7.16。
30.参照图3，外部构件100上设置有四件第三连接件300，各件第三连接件300分别外部构件100的四个边角处，使得各件第三连接件300的两侧能够与任意相邻设置的曲形主板110和曲形侧板120相接的长边侧连接；其中，第三连接件300包括第六金属板310和第四粘弹性橡胶片320，第四粘弹性橡胶片320设置有两片，两片第四粘弹性橡胶片320分别位于外部构件100的内侧和外侧上，各片第四粘弹性橡胶片320的两长边侧分别与曲形主板110和曲形侧板120相接的长边侧粘接固定，第六金属板310设置有两片，且两片第六金属板310分别与两片第四粘弹性橡胶片320远离粘接固定，两片第六金属板310的两长边侧之间利用螺栓锁付的方式固定在一起，用于锁付两片第六金属板310的螺栓的拴体穿设过相应的第四粘弹性橡胶片320和外部构件100。
31.其中，应注意的是，曲形主板110和曲形侧板120相向的一侧边相互抵接。
32.参照图2和图4，侧立板210设置有两片，且两片侧立板210的上下两长边均分别与两片曲形主板110相向的一侧面固定连接，以使得两片侧立板210能够作为壳体建筑单元的两长边侧内壁使用；第一连接件230设置有若干件，各件第一连接件230均布于外部构件100的两长边侧内，各件第一连接件230的其中一侧均与侧立板210固定连接，各件第一连接件230的另外一侧均与曲形侧板120固定连接；地板220的两长边侧分别与两片侧立板210相向的一侧面的下侧固定连接，以用于起支撑办公设备的作用，第二连接件240沿地板220的长
度方向排布设置有若干件，各件第二连接件240的上端均与地板220的地面固定连接，且各件第二连接件240的两端均分别与位置相应的两件第一连接件230的下端连接。
33.其中，应注意的是，位于外部构件100同一长边侧内的各件第一连接件230沿着外部构件100的长度方向排布设置，各件第二连接件240的数量、位置与位于外部构件100同一长边侧内的各件第一连接件230的数量、位置一一对应。
34.参照图2和图5，第一连接件230包括第一金属板231、第一粘弹性橡胶片232、第二金属板233、第三金属板234和第二粘弹性橡胶片235；其中，第一金属板231设置有若干片，各片第一金属板231远离曲形侧板120的一侧边均与侧立板210固定连接体，第二金属板233设置有若干片，且各片第二金属板233远离曲形侧板120的一端均与曲形侧板120内凹面的中部固定连接，各片第一金属板231和各片第二金属板233之间互相交错排布，任意相邻设置的第一金属板231和第二金属板233之间均粘接固定有一片第一粘弹性橡胶片232，第三金属板234设置有若干片，且各片第三金属板234均布于曲形侧板120的上下两长边侧上，位于曲形侧板120同一长边侧上的各片第三金属板234与各片第二金属板233的端部交错排布，任意相邻设置的第一金属板231和第三金属板234之间均粘接固定有一片第二粘弹性橡胶片235。
35.其中，各片第三金属板234远离第二金属板233的一端均伸出曲形侧板120外，以使得各件第一连接件230的两端均分别伸出外部构件100外，位于外部构件100同一长边侧的各件第一连接件230的端部作为外部构件100的连接座140使用。
36.参照图2和图6，第二连接件240包括第四金属板241、第五金属板242和第三粘弹性橡胶片243，第四金属板241沿着地板220的长度方向排布设置有若干片，且各片第四金属板241的上侧边均与地板220固定连接，第五金属板242沿着地板220的长度方向排布设置有若干片，且各片第五金属板242的两端均分别与位置相应的两片第三金属板234相向的一侧边连接为一体，各片第四金属板241和各片第五金属板242之间互相交错排布，任意相邻设置的第四金属板241和第五金属板242之间均粘接固定有一片第三粘弹性橡胶片243。
37.本技术实施例的实施原理为：使得壳体建筑单元的天花板、地面和两个长边侧壁均呈曲面状设置，使得能够起到壳体结构高承载的效果，同时，使得上述壳体建筑单元的曲形主体和曲形侧板120具有一定的比例差，使得壳体建筑单元的在竖直方向的最小间距和在水平方向上的最小间距具的比例差偏小，从而确保壳体建筑单元在竖直方向上的最小间距，充分确保壳体建筑单元的内部空间。
38.另外，壳体建筑单元利用第一连接件230和第二连接件240实现了外部构件100和内部构件200之间的弹性连接，在确保连接强度的前提，还具有消能减震的效果，对于噪音阻隔、缓解冲击、便于装配上均有较高优势；利用第三连接件300能够实现外部构件100的各部件之间的柔性连接，使得外部构体受到震动冲击时不会直接散架。
39.本技术还公开了一种模块式抗震建筑物，参照图7，包括钢筋结构框架400和幕墙（图中未显示），钢筋结构框架400内具有若干层施工层，各道施工层内均设置有若干如上所述的壳体建筑单元，位于上方的各件壳体建筑单元的两端均与位于下方且任意相邻设置的两件壳体建筑单元的顶面中部固定连接，各道奇数施工层内的壳体建筑单元的设置数量为n，各道偶数施工层内的壳体建筑单元的设置数量为n-1。
40.其中，同一施工层内且任意相邻设置的两件壳体建筑单元之间均设置有第五粘弹性橡胶片410，第五粘弹性橡胶片410的两侧面分别与上述相邻设置的两件壳体建筑单元的外部构件100粘接；沿模块式抗震建筑物高度方向且任意相邻设置的两件壳体建筑单元之间均设置有第六粘弹性橡胶片420，第六粘弹性橡胶片420的两侧面分别与上述相邻设置的两件壳体建筑单元的曲形主板110和支撑脚粘接。
41.其中，同一施工层内且相邻的两件壳体建筑单元，上述两件壳体建筑单元相互靠近的连接座140可共用同一片第六粘弹性橡胶片420以与位于该上述两件壳体建筑单元之间的壳体建筑单元的外壁连接。
42.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。