[发明专利]倒伞状正多边形钢结构模块及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种倒伞状正多边形钢结构模块及其安装方法。

背景技术

中国近年来伴随着建造热潮出现了大量临时建筑，尤其是随着房地产开发而建造的作为售楼处或展厅的临时建筑，常常在结束短暂的使命后被拆除。部分原因是土地并非私有，所以导致了一定的不确定性，建筑常被拆除。

另外随着消费者生活水平的提高，人们对建筑的品质要求也越来越高。高品质质量需求与落后的生产方式之间的矛盾日益显著。所以传统建筑的设计理念与施工方法已无法满足人们对高品质建筑的需求。

基于上述存在的问题，发明人经过认真研究设计，开发出一种倒伞状六边形钢结构模块体系，它的模数化建造意味着当在不同地方重组它的时候，它可以具有一个完全不同的形态，这给与了它更大的灵活度，使它具有更长的生命周期，理论上它可以不停地被移动和重塑。另外与传统坡屋面的设计理念有所不同，倒伞状的造型设计具有一定的新颖与独特之处。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，并提供一种倒伞状正多边形钢结构模块及其安装方法。

本发明的主要核心是设计理念较独特，将所有拼装的部件都形成成品件，然后现场快速安装即可。因此主要是将屋盖以及楼面系统模块化、固接节点标准化。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

倒伞状正多边形钢结构模块，包括楼面模块、钢柱以及钢结构屋盖模块；所述的钢结构屋盖模块的边框呈正多边形，且整体呈倒伞状，内表面的最低点通过所述的钢柱与楼面模块相连；所述的钢柱内部中空，作为钢结构屋盖模块的排水通道；所述的楼面模块呈正多边形平面结构。屋盖模块和楼面模块可采用不同的正多边形，但考虑到快速拼装的要求，尽量采用双数边结构，如正六边形、正八边形等。

本发明中，屋盖模块和楼面模块采用集成化、模块化设计可以连带建筑装饰整体拆卸再次重组，并且其结构安全可靠。屋盖模块和楼面模块的边框均采用正多边形结构，使得其能够根据所需的形状进行自由拼接。另外，与传统的四周设置天沟进行排水的屋面不同的是，室外排水不利于整体造型的美观，本发明屋面设计成向上倾斜，以便于采用内排水方式。屋面的排水口位于屋盖中心，且排水通道直接采用同时作为支撑结构的钢柱，由此大大简化了模块的结构。其次，屋面梁与水平方向的夹角有效地降低了屋面荷载对梁端部的弯矩作用，一定程度上减小了梁的截面尺寸，节省材料具有经济性；再者，倒伞状设计增大了室内净空，提高了居住的舒适度。

作为优选，所述的钢结构屋盖模块边框由六条边梁围成正六边形,所述的正六边形的6个顶点分别通过6条主梁与钢柱顶部的法兰盘连接，将屋盖模块的内表面分割为6个正三角形栅格，每个正三角形栅格通过3条次梁分割为4个次级正三角形栅格。

进一步的，所述的主梁与水平面之间的倾斜角为21°。该角度的设置考虑到屋面防水层材料的性能的发挥和构造因素，在该角度下屋面排水能够快速汇集排出，同时整体结构性能也可以得到保证。

进一步的，所述的主梁次梁采用T型钢或H型钢。该设计时为了便于主梁、次梁的固定，可以直接与法兰盘通过螺栓进行快速装配，缩短工期。

进一步的，所述的楼面模块的边框由6条边梁首尾相连形成正六边形平面结构，且其6个顶点分别通过6条双角钢主梁与钢柱底部的法兰盘连接，将楼面模块分割为6个正三角形栅格，每个正三角形栅格通过3条倒T型次梁分割为4个次级正三角形栅格；考虑到放置预制板的需要所以边梁是由方钢管侧壁连接角钢侧壁组合而成的，角钢、双角钢主梁和倒T型次梁的翼缘围成支座，支座上方放置正三角形的预制楼板。

选用角钢和T型钢作为梁构件是为了放置三角形预制楼板提供支座，实现楼面的快速铺装，而无需进行现场浇筑。

更进一步的，所述的楼面模块底部设有两种楼面模块支座，包括带方形面板的支座A和带正三角形面板的支座B，且正三角形面板优选进行截角处理；支座A和支座B的面板下方均连接三块相互呈120°夹角的支撑板，支撑板与面板之间通过肋板进行加固；支座A支承于每条双角钢主梁下方，而支座B支承于相邻拼接的三个楼面模块的顶点聚集处。

由于本楼面模块为正六边形，其水平方向的传力途径并非相互垂直而成一定的角度，本支座设计成三角形状比传统支座十字交叉型受力更为合理，并且节省材料具有一定的经济效益。