[发明专利]类似蜂窝填充型柱状折纸结构

说明书

本发明涉及建筑结构及航空航天领域，特别是一种类似蜂窝填充型柱状折纸结构。包括外层折纸筒和折纸三棱柱，外层折纸筒由矩形刚性折纸折叠而成，该矩形刚性折纸沿高度方向的两侧边固定连接，外层折纸筒的柱状空腔内紧密填充有数个折纸三棱柱；折纸三棱柱由矩形刚性折纸折叠而成，将该矩形刚性折纸沿高度方向的两侧边固定连接，折纸三棱柱与外层折纸筒之间的接触面紧密贴合，相邻折纸三棱柱之间的接触面紧密贴合；所述折纸三棱柱和外层折纸筒两侧端面的接触处、以及各相邻折纸三棱柱两侧端面的接触处分别通过焊缝进行连接。其成型简单，施工方便，可大量应用于装配式建筑结构，施工周期短，工程造价低，并且能够显著提高建筑的抗震性能。

技术领域

本发明涉及建筑结构及航空航天领域，特别是一种类似蜂窝填充型柱状折纸结构。

背景技术

随着近年来我国经济的快速发展，需要修建大量的工业建筑或者民用建筑，因而需要消耗大量的传统建筑材料，工程造价较高，施工周期长，且施工工序复杂。

折纸结构是近几十年发展起来的新型空间结构，具有很大的发展潜力，近些年基于刚性折纸的结构也是被广泛应用于工程和建筑设计过程中。基于刚性折纸的折纸结构可以作为建筑中主体结构的支撑体系，在建筑物遭遇强烈地震时先于主体结构发生破坏，吸收更多的地震能量，保护主体结构不被破坏，使高烈度地震区的建筑物具有更强的抗震性能。

随着近年来地球资源越来越紧缺，人类面临日益严峻的生存问题。因此，移民火星或其他星球的话题也在近年来越来越多。各个国家也在近年来竞相发起了越来越多的外太空探索项目。而基于刚性折纸的折纸结构也为在外星球建造人类生存的房屋设施提供了更好的前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种类似蜂窝填充型柱状折纸结构，其成型简单，施工方便，可大量应用于装配式建筑结构，施工周期短，工程造价低，并且能够显著提高建筑的抗震性能。

本发明的技术方案是：一种类似蜂窝填充型柱状折纸结构，其中，包括外层折纸筒和填充在外层折纸筒内的数个折纸三棱柱，外层折纸筒由矩形刚性折纸折叠而成，该矩形刚性折纸沿高度方向的两侧边固定连接，外层折纸筒的柱状空腔内紧密填充有数个折纸三棱柱；

折纸三棱柱由矩形刚性折纸折叠而成，将该矩形刚性折纸沿高度方向的两侧边固定连接，折纸三棱柱与外层折纸筒之间的接触面紧密贴合，相邻折纸三棱柱之间的接触面紧密贴合；

所述折纸三棱柱和外层折纸筒两侧端面的接触处、以及各相邻折纸三棱柱两侧端面的接触处分别通过焊缝进行连接,对折纸三棱柱和外层折纸筒的位置进行初步的固定，防止折纸三棱柱、外层折纸筒之间在运输过程中产生相对错位。

本发明中，所述外层折纸筒的刚性折纸沿整个折纸结构高度方向的两侧边通过焊接方式固定连接，焊缝沿整个折纸结构的高度通高布置；所述折纸三棱柱的刚性折纸沿整个折纸结构高度方向的两侧边通过焊接方式固定连接，焊缝沿整个折纸结构的高度通高布置。

所述外层折纸筒的截面为正三角形，外层折纸筒内紧密填充有数个折纸三棱柱，折纸三棱柱的截面亦为正三角形，每个折纸三棱柱分别由一张矩形刚性折纸折叠而成，与外层折纸筒的一侧面紧密贴合的数个折纸三棱柱将外层折纸筒该侧的矩形折纸工作面沿长度等分；

设外层折纸筒正三角形截面的边长为L₁，与外层折纸筒的一侧面紧密贴合的折纸三棱柱有n个，n个折纸三棱柱将与其接触的外层折纸筒的一侧面沿长度n等分，折纸三棱柱的正三角形截面的边长为位于外层折纸筒正三角形截面的顶点的顶层填充有一个折纸三棱柱，其下方的第二层填充有三个折纸三棱柱，下方的第三层填充有五个折纸三棱柱，最底层即第n层填充的折纸三棱柱的数量为2n-1，外层折纸筒内填充的折纸三棱柱的数量为：