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CN111980160A - 一种可折叠的长方体装配式空间结构单元 - Google Patents

一种可折叠的长方体装配式空间结构单元 Download PDF

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Publication number
CN111980160A
CN111980160A CN202010643362.8A CN202010643362A CN111980160A CN 111980160 A CN111980160 A CN 111980160A CN 202010643362 A CN202010643362 A CN 202010643362A CN 111980160 A CN111980160 A CN 111980160A
Authority
CN
China
Prior art keywords
structure unit
folding
space structure
rectangular parallelepiped
rod piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010643362.8A
Other languages
English (en)
Inventor
苗磊
杨霄
盛晨
杨镇荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Architectural Design and Research Institute of Tsinghua University
Original Assignee
Architectural Design and Research Institute of Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Architectural Design and Research Institute of Tsinghua University filed Critical Architectural Design and Research Institute of Tsinghua University
Priority to CN202010643362.8A priority Critical patent/CN111980160A/zh
Publication of CN111980160A publication Critical patent/CN111980160A/zh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/343—Structures characterised by movable, separable, or collapsible parts, e.g. for transport
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/58—Connections for building structures in general of bar-shaped building elements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Tents Or Canopies (AREA)

Abstract

本发明提出一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，该长方体装配式空间结构单元由8根直线杆件，4根折叠杆件，和8个角点组成，其特征在于：其中4根折叠杆件完全展开时相互平行，每个可折叠的长方体装配式空间结构单元有两个折叠面，两个折叠面为两组折叠杆件折叠时的转动面；折叠杆件中部及两端设有单向折叠铰链，折叠杆件的长度(含铰链尺寸)在折叠前小于或等于相应折叠面内的直线杆件；每个角点中设有3个连接孔，且每个连接孔与另两个连接孔垂直。

Description

一种可折叠的长方体装配式空间结构单元
技术领域
本发明是一种空间结构单元，特别是一种可折叠的长方体装配式空间结构单元。
背景技术
为了满足人们的文化体育需求，有效开展文化体活动，现在各种临时设施搭建的需求也越来越多，如临时搭建的舞台、展台、看台，冰雪运动的跳台，轮滑、花样滑板、自行车运动场地等设施。随着人工成本的急剧攀升，承载能力低、稳定性差、安装费时的脚手架已不能适应时代的更迭的脚步。因此急需一种可折叠装配式空间结构单元，从而能极大地克服以上缺点，尤其是具有可变的特性，能够组成各种曲面空间结构，为设施的组装提供便利、可靠的解决方案。
发明内容
各种临时搭建的结构采用脚手架的形式，杆件多、安装不便、可靠度不高、稳定性不强、对各种曲面形状的适用性不强。
本发明提出一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，该长方体装配式空间结构单元由八根直线杆件，四根折叠杆件，和八个角点组成，其特征在于：其中4根折叠杆件完全展开时相互平行，每个可折叠的长方体装配式空间结构单元有两个折叠面，两个折叠面为两组折叠杆件折叠时的转动面(如图2)；折叠杆件中部及两端设有单向折叠铰链，折叠杆件的长度(含铰链尺寸)在折叠前小于或等于相应折叠面内的直线杆件；每个角点中设有3个连接孔，且每个连接孔与另两个连接孔垂直。
优选地，铰链可进行锁定，锁定后使单元成为不可变体。
优选地，采用正方体装配式空间结构单元。
优选地，采用圆钢管作为该空间结构单元的直线杆件及折叠杆件。
优选地，采用方钢管作为该空间结构单元的直线杆件及折叠杆件。
优选地，采用工程塑料等复合材料作为该空间结构单元的直线杆件及折叠杆件。
优选地，采用一种正方体或者长方体连接节点作为角点。
优选地，采用一种球形连接节点作为角点。
优选地，采用销与卡扣组合的连接方式。
优选地，采用螺栓的连接方式。
优选地，铰链可在任意位置锁定。
说明：如图1所示，折叠杆件2A、折叠杆件2B和角点3相互间由铰链相连。折叠面为两组折叠杆件折叠时的转动面。
一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，相较于普通的脚手结构连接节点更少，从而稳定性更高，同时装配速度更快，通过合理的装配方式，可以形成稳定、高效、便捷的新型空间结构，用于各种临时搭建的舞台、体育比赛场地、看台等临时结构，特别适用于搭建冰雪运动的跳台，花样滑板、轮滑、自行车等各种曲面造型的运动场地。
本发明采用的单元及连接节点，安装简单、规格统一。采用本发明单元及节点组合的整体结构拆装方便，易于回收，节能环保，可重复使用。
本发明采用的单元，进行折叠后所占空间小，易于集中存放。
采用正方体装配式空间结构单元，可方便由该单元组成为空间结构。
采用圆钢管作为该空间结构单元的直线杆件及折叠杆件，保证直线杆件的在不同方向上有相同的抵抗强度。
采用方钢管作为该空间结构单元的直线杆件及折叠杆件，保证直线杆件主要受力方向上有相同的抵抗强度，方便铰链的设置，折叠及装配后杆件可紧密贴合。
采用工程塑料等复合材料作为该空间结构单元的直线杆件及折叠杆件，在保证结构强度的前提下，减轻单元自重。
采用一种矩形连接节点作为角点，使各个单元进行无缝连接，极大提高了单元之间连接的可靠性，保证其合理的传力方式。
采用一种球形连接节点作为角点，方便单元间进行螺栓连接，提高了单元之间连接的可靠性，保证其合理的传力方式。
采用螺栓的连接方式，保证连接可靠，可进行拆装。
采用销与卡扣组合的连接方式，保证其能快速拆装及可靠连接。
铰链可在任意位置锁定，保证单元高度可灵活调节。
附图说明
图1可折叠的长方体装配式空间结构单元折叠状态三维图
图2可折叠的长方体装配式空间结构单元折叠状态三维图
图3可折叠的长方体装配式空间结构单元完全折叠状态三维图
图4采用交错方式组成的空间结构三维图
图5上表面为斜面或曲面时顶部区域的空间结构三维图
图6装配节点三维图
图7装配节点与可折叠的正方体装配式空间结构单元连接图
附图标记如下：
1.直线杆件；2.折叠杆件；3.角点；4.铰链；5.折叠面。
具体实施方式
具体实施方式一：
一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，该长方体装配式空间结构单元由八根直线杆件1，四根折叠杆件2，和八个角点3组成，其中四根折叠杆件2完全展开时相互平行，每个可折叠的长方体装配式空间结构单元有两个折叠面5，两个折叠面5为两组折叠杆件2折叠时的转动面。折叠杆件2中部及两端设有单向折叠铰链4，折叠杆件2的长度(含铰链尺寸)在折叠前小于或等于相应折叠面5内的直线杆件1。每个角点3中设有三个连接孔，且每个连接孔与另两个连接孔垂直(如图1，2，3)。
采用圆钢管作为可折叠的长方体装配式空间结构单元的直线杆件1，保证对杆件的合理利用。
采用一种球形节点作为角点3连接，使单元间进行螺栓连接，提高了单元之间连接的可靠性，保证其合理的传力方式。
采用螺栓的连接方式将可折叠的长方体装配式空间结构单元与球形节点3连接，保证其保证连接可靠，可进行拆装。
具体实施方式二：
一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，该长方体装配式空间结构单元由八根直线杆件1，四根折叠杆件2，和八个角点3组成，其中四根折叠杆件2完全展开时相互平行，每个可折叠的长方体装配式空间结构单元有两个折叠面5，两个折叠面5为两组折叠杆件2折叠时的转动面(如图2)。折叠杆件2中部及两端设有单向折叠铰链4，折叠杆件2的长度(含铰链尺寸)在折叠前小于或等于相应折叠面5内的直线杆件。每个角点3中设有三个连接孔，且每个连接孔与另两个连接孔垂直(如图1，2，3)。
采用方钢管作为可折叠的长方体装配式空间结构单元的直线杆件1，保证直线杆件主要受力方向上有相同的抵抗强度，方便铰链的设置，折叠及装配后杆件可紧密贴合。
采用一种矩形节点作为角点3连接，使各个单元进行无缝连接，大大提高了单元之间连接的可靠性，保证其合理的传力方式。
采用销与卡扣组合的连接方式将可折叠的长方体装配式空间结构单元与矩形节点3连接，保证其能快速拆装及可靠连接(如图4，5，6，7)。

Claims (10)

1.一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，该长方体装配式空间结构单元由八根直线杆件，四根折叠杆件，和八个角点组成，其特征在于：其中四根折叠杆件完全展开时相互平行，每个可折叠的长方体装配式空间结构单元有两个折叠面，两个折叠面为两组折叠杆件折叠时的转动面；折叠杆件中部及两端设有单向折叠铰链，折叠杆件的长度在折叠前小于或等于相应折叠面内的直线杆件；每个角点中设有三个连接孔，且每个连接孔与另两个连接孔垂直。
2.根据权利要求1所述的一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，其特征在于：铰链可进行锁定，锁定后使单元成为不可变体。
3.根据权利要求1所述的一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，其特征在于：采用正方体装配式空间结构单元。
4.根据权利要求1-3所述的一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，其特征在于：采用圆钢管作为该空间结构单元的直线杆件及折叠杆件。
5.根据权利要求1所述的一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，其特征在于：采用方钢管作为该空间结构单元的直线杆件及折叠杆件。
6.根据权利要求4所述的一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，其特征在于：采用工程塑料等复合材料作为该空间结构单元的直线杆件及折叠杆件。
7.根据权利要求1所述的一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，其特征在于：采用一种长方体连接节点作为角点。
8.根据权利要求1所述的一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，其特征在于：采用一种球形或者正方体连接节点作为角点。
9.根据权利要求1所述的一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，其特征在于：采用销与卡扣组合的连接方式，或者采用螺栓的连接方式。
10.根据权利要求1所述的一种可折叠的长方体装配式空间结构单元，其特征在于：铰链可在任意位置锁定。
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