本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，具體涉及一種新型節(jié)能預(yù)制裝配式圓錐單元組合體屋蓋結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

空間屋蓋結(jié)構(gòu)按傳統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)形式和分類方法，可劃分為薄殼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、薄膜結(jié)構(gòu)五類；而另外一種采用組成空間結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件或基本單元來區(qū)分空間結(jié)構(gòu)的方法則更為詳盡——板殼單元、梁單元、桿單元、索單元和膜單元五類，形式種類繁多，選型靈活。

近年來，空間桁架結(jié)構(gòu)因其受力合理、輕質(zhì)省材、造型獨特優(yōu)美、施工周期短等優(yōu)點已廣泛應(yīng)用于會展中心、體育場、飛機場等大跨民用標(biāo)志性建筑。空間桁架結(jié)構(gòu)一般使用木材、鋼材為主要受力構(gòu)件。木材強度較低、很難滿足大跨度結(jié)構(gòu)的受力要求，且防潮濕腐壞、防蟲蛀性能較差，在大跨度建筑中利用率較低。鋼結(jié)構(gòu)材料輕質(zhì)高強，在結(jié)構(gòu)受力方面具有很大的優(yōu)勢，目前被廣泛應(yīng)用，但鋼結(jié)構(gòu)日常防銹養(yǎng)護是一項很大的工程，且在保溫采光等節(jié)能環(huán)保方面較難有所突破。近年來，能源緊缺與現(xiàn)代化生產(chǎn)、生活的矛盾急劇激化，能源問題引起了世界各國的重視，在此種能源新形勢下，我國頒布了多項有關(guān)節(jié)能減排，綠色建筑的指導(dǎo)思想及推動政策。而現(xiàn)代化生產(chǎn)為人類活動帶來的便利也是不可忽視且應(yīng)充分利用的，我國在結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域也出臺了推動預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)建造的各項政策。為響應(yīng)國家號召并結(jié)合結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)知識，本發(fā)明創(chuàng)造性的提出了一種以空心圓錐作為單元體的可充氣透明屋蓋結(jié)構(gòu)，不但能滿足大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能要求，而且可實現(xiàn)模數(shù)化后進行預(yù)制裝配的生產(chǎn)建造，同時，能夠提高屋蓋及屋面結(jié)構(gòu)的功能性，達到節(jié)能減排的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、使用方便的新型節(jié)能預(yù)制裝配式圓錐單元組合體屋蓋結(jié)構(gòu)，不但能滿足大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能要求，而且可實現(xiàn)模數(shù)化后進行預(yù)制裝配的生產(chǎn)建造，同時能夠提高屋蓋及屋面結(jié)構(gòu)的功能性，達到節(jié)能減排的效果。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：它包含若干個空心圓錐體單元和連接桿；每個空心圓錐體單元內(nèi)填充有惰性氣體，并且空心圓錐體單元的底面圓上設(shè)有透明密封膜蓋；空心圓錐體單元的底面圓面向上，頂點向下；相鄰的空心圓錐體單元的底面圓相切并融合相接，空心圓錐體單元的頂點與連接桿融合相接并通過連接桿兩兩連接，形成大跨屋蓋結(jié)構(gòu)；

優(yōu)選地，所述的空心圓錐體單元為采用透明高強度高分子復(fù)合材料制成的無頂空心圓錐體；

優(yōu)選地，所述的透明密封膜蓋為透明高分子薄膜蓋或板蓋，整體覆蓋在每個空心圓錐體單元的底面圓上；

優(yōu)選地，所述的惰性氣體為氬氣或氪氣；

優(yōu)選地，所述的融合相接可采用高強膠粘接方式或者采用整體3d打印方式。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明所述的一種新型節(jié)能預(yù)制裝配式圓錐單元組合體屋蓋結(jié)構(gòu)，采用透明高分子材料制成空心圓錐體單元，解決了傳統(tǒng)屋蓋自重大的問題，能夠進一步提高屋蓋跨度，同時，空心圓錐體單元體內(nèi)惰性氣體的利用能夠減小屋面的導(dǎo)熱性，解決了保溫、隔熱、采光的問題，實現(xiàn)了綠色建筑的環(huán)保性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是三個空心圓錐體單元和連接桿組成的受力單元示意圖；

圖3是單個空心圓錐體單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1、空心圓錐體單元；2、連接桿；3、透明密封膜蓋；1-1、底面圓；1-2、頂點。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。

參看圖1-3所示，本具體實施方式采用的技術(shù)方案是：它包含若干個空心圓錐體單元1和連接桿2；每個空心圓錐體單元1內(nèi)填充有惰性氣體，并且空心圓錐體單元的底面圓1-1上設(shè)有透明密封膜蓋3；空心圓錐體單元的底面圓1-1面向上，頂點1-2向下；相鄰的空心圓錐體單元的底面圓1-1相切并融合相接，空心圓錐體單元的頂點1-2與連接桿2融合相接并通過連接桿2兩兩連接，形成大跨屋蓋結(jié)構(gòu)；

優(yōu)選地，所述的空心圓錐體單元1為采用透明高強度高分子復(fù)合材料制成的無頂空心圓錐體；透明高強度高分子復(fù)合材料可采用聚碳酸酯或聚酰亞胺材料；

優(yōu)選地，所述的透明密封膜蓋3為透明高分子薄膜蓋或板蓋，整體覆蓋在每個空心圓錐體單元的底面圓1-1上；透明高分子薄膜蓋可采用etfe膜材質(zhì)；

優(yōu)選地，所述的惰性氣體為氬氣或氪氣；

優(yōu)選地，所述的融合相接可采用高強膠粘接方式或者采用整體3d打印方式。

本具體實施方式以空心圓錐體單元1和連接桿2為主要結(jié)構(gòu)組成部分，空心圓錐體單元的底面圓1-1融合相接，形成了上部整體的屋面，下部頂點1-2部分通過連接桿2兩兩相連，組成了整體的屋蓋結(jié)構(gòu)；屋蓋結(jié)構(gòu)搭配透明密封膜蓋3，將惰性氣體密封在空心圓錐體單元1中，形成完整的屋面。

在實際工程中，確定了屋蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計尺寸及圖紙后，即可到工廠對屋蓋結(jié)構(gòu)進行加工生產(chǎn)；以運輸能力為單位，每塊預(yù)制屋蓋結(jié)構(gòu)的大小可根據(jù)運輸能力進行調(diào)整，或根據(jù)工程實際情況選擇整體板塊制作或圓錐部分與桿件部分分開制作，形式靈活多變；在施工現(xiàn)場，預(yù)制結(jié)構(gòu)塊與塊之間采用現(xiàn)場融合的方式進行拼接；屋蓋結(jié)構(gòu)和建筑邊緣構(gòu)件的連接可采用高強膠進行粘結(jié)或者采用整體3d打印實現(xiàn)。

本具體實施方式與傳統(tǒng)屋蓋結(jié)構(gòu)相比，具有以下優(yōu)點：

1、本具體實施方式采用具有優(yōu)良機械強度和耐熱性能的高分子復(fù)合材料（如聚碳酸酯、聚酰亞胺等）作為主要形成受力構(gòu)件的材料，具有輕質(zhì)高強的特點，大大減輕了屋蓋結(jié)構(gòu)自重，能夠?qū)崿F(xiàn)屋蓋結(jié)構(gòu)跨度的進一步增大；

2、本具體實施方式采用透明高分子復(fù)合材料作為主要屋面結(jié)構(gòu)，在滿足結(jié)構(gòu)受力性能的同時大大增強了建筑的采光性能，創(chuàng)造良好的室內(nèi)光環(huán)境是建筑采光的主要任務(wù)，空心圓錐體單元組合屋蓋能有效的達到節(jié)能環(huán)保的效果；

3、參看圖2所示，三個空心圓錐體單元1和連接桿2組成一個受力單元，空心圓錐體單元的圓錐體的底面圓1-1面向上，圓錐體的頂點1-2向下并由連接桿2連接，屋蓋受力時圓錐體的底面圓環(huán)受壓，圓錐體的頂點相連，連接桿受拉，使得圓錐體在作為結(jié)構(gòu)時也能具有較好的受力性能，圓的利用避免了應(yīng)力集中的問題，同時空心圓錐體單元1由于內(nèi)部填充有惰性氣體，可提高圓錐體錐面的自身強度；

4、本具體實施方式采用空心圓錐體單元組合成屋蓋結(jié)構(gòu)，根據(jù)屋蓋高度的需要確定空心圓錐體單元的高度和大小，制作成等高度屋蓋和變高度屋蓋，可同時滿足結(jié)構(gòu)和建筑外觀的要求，進行模數(shù)化建造，采用預(yù)制裝配方式，以單元的形式在工廠進行加工制作，方便運輸，達到建造場地進行現(xiàn)場連接即可，此類屋蓋的預(yù)制裝配式建造可以加快施工速度，降低施工投入；

5、本具體實施方式中的小單元為空心圓錐體，在圓錐體底面采用透明密封膜蓋3密封，在空心圓錐體中充入惰性氣體（如氬氣、氪氣等），能夠減小屋面的導(dǎo)熱性，起到保溫隔熱的作用，節(jié)能環(huán)保。

以上所述，僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其它修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。