本實用新型涉及房屋建筑技術領域，尤其涉及一種半球形網(wǎng)殼結構組裝房屋。

背景技術：

半球形網(wǎng)殼結構房屋，來自于上世紀中美國建筑師實用新型家富勒（Richard Buckminster Fuller）的實用新型-----用六邊形和五邊形設計圓形穹頂建筑，也稱為網(wǎng)格球頂房屋、測量圓頂房屋（geodesic dome）等，也被稱為富勒球。

這種建筑形式是一種按照固定幾何規(guī)律組裝的房屋形式，它打破了傳統(tǒng)房屋的梁、柱、板結構體系。其具有多個優(yōu)點：其一，表面積最小、覆蓋面積最大，具有明顯節(jié)能優(yōu)勢；其二，穩(wěn)定的網(wǎng)殼結構與一般建筑相比大大節(jié)約了結構材料的總重量；其三，由于這種結構形式主要用相同的相對體型很小的五邊形（可以分解成五個標準三角形）和六邊形（可以分解成六個標準三角形）的桿件或板材組裝而成，因此是各種建筑形式中最具有工業(yè)化裝配化前途的結構形式；其四，這種建筑形式抗風能力極好；最后，球體結構具有特殊的物理性能，如外部采光面大、內(nèi)部光線漫射、聲波聚焦等。

現(xiàn)有技術中已出現(xiàn)了相似的半球形網(wǎng)殼結構，例如公告號為CN103821227的實用新型專利，公開了一種具有垂直桿件支撐可快速裝配的半球形棚板網(wǎng)殼結構，主要以節(jié)點接頭和直桿桿件兩類部件作為構成網(wǎng)殼單元的零部件，其公開的主要是搭建半球形網(wǎng)殼結構的框架，搭建過程中需要用到大量桿件，而且節(jié)點接頭的構造非常復雜，包含三叉接點座、活節(jié)接頭擋圈、活節(jié)接頭螺母及連桿等，零件造價成本高且影響建筑的外形美觀，在施工過程中需要耗費大量人力，組裝完成還需再另外鋪設面板，工序冗長繁瑣。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本實用新型提出一種半球形網(wǎng)殼結構組裝房屋，該網(wǎng)殼結構組裝房屋采用模塊化設計，將半球形分成若干個三棱臺箱體拼接構成，再利用節(jié)點安裝盤等標準件組裝，構件結構簡單、造價成本低，方便人工快速拆裝。

本實用新型采用的技術方案是，設計一種半球形網(wǎng)殼結構組裝房屋，包括：水平底板和設于水平底板上的半球形屋體，半球形屋體由若干個三棱臺箱體相鄰拼接構成，半球形屋體上設有若干個節(jié)點，每個節(jié)點由多個相鄰三棱臺箱體的角部匯聚形成，半球形屋體中位于最底層的節(jié)點為底層節(jié)點，半球形屋體中其余節(jié)點為上層節(jié)點。

每個底層節(jié)點處設有一底座安裝盤，底座安裝盤連接該底層節(jié)點處的各角部，每個上層節(jié)點處設有一節(jié)點安裝盤，節(jié)點安裝盤連接該上層節(jié)點處的各角部。兩相鄰三棱臺箱體的側面通過限位螺栓連接。

其中，三棱臺箱體包括：三棱臺外板、三角框架及三角內(nèi)板，三棱臺外板的外端面朝向半球形屋體外部，三棱臺外板的內(nèi)端面設有凹陷安裝腔，三角框架設于凹陷安裝腔內(nèi)，三角內(nèi)板覆蓋整個三棱臺外板的內(nèi)端面。

優(yōu)選的，節(jié)點安裝盤呈凹面朝向半球形屋體球心的碟形圓盤，節(jié)點安裝盤上設有環(huán)繞其中心排列的節(jié)點安裝孔和節(jié)點固定孔，節(jié)點安裝盤夾設于三角框架與三角內(nèi)板的角部之間，且節(jié)點安裝孔與框架固定孔對齊用螺釘旋緊固定，節(jié)點固定孔與內(nèi)板安裝孔對齊用螺釘旋緊固定。

優(yōu)選的，底座安裝盤包括設于水平底板上的底座及固定在底座上的安裝板，安裝板呈凹面朝向半球形屋體球心的碟形半圓盤，安裝板上設有環(huán)繞其中心排列的底座安裝孔和底座固定孔，安裝板夾設于三角框架與三角內(nèi)板的角部之間，且底座安裝孔與框架固定孔對齊用螺釘旋緊固定，底座固定孔與內(nèi)板安裝孔對齊用螺釘旋緊。

優(yōu)選的，三角框架的側面設有框架安裝孔，三棱臺外板上的凹陷安裝腔側面設有與框架安裝孔對齊的外板安裝孔。限位螺栓包括限位體及設于限位體兩端的螺柱，螺柱穿過外板安裝孔及框架安裝孔并套有螺母。

優(yōu)選的，三角框架的側面設有供線纜穿過的框架通孔，三棱臺外板上的凹陷安裝腔側面設有與框架通孔對齊的外板通孔。

優(yōu)選的，三棱臺外板上的凹陷安裝腔內(nèi)設有向三角內(nèi)板凸出的環(huán)形圍邊。環(huán)形圍邊的側面設有供線纜穿過的圓通孔。

優(yōu)選的，三棱臺外板的側面設有至少一圈用于放置密封條的密封凹槽。

優(yōu)選的，三棱臺外板內(nèi)端面的三個角部均設有凹陷部，凹陷部的深度與節(jié)點安裝盤的厚度相同。

優(yōu)選的，三棱臺外板為平板型，半球形屋體的外表面呈多面體；或者三棱臺外板為球面型，半球形屋體的外表面呈球體。

優(yōu)選的，半球形屋體的一側設有門洞，該門洞處鉸接有門體，門體由多個相鄰三棱臺箱體拼接構成。

優(yōu)選的，半球形屋體上設有通風孔。

本實用新型將半球形網(wǎng)殼結構組裝房屋設計成三棱臺箱體兩兩相鄰緊靠設置，其角部和側面用節(jié)點安裝盤等標準件連接成半球形結構，并放置于水平底板上形成半球形房屋，一次性搭建完成且房屋造型平整美觀。由于采用統(tǒng)一的標準件組裝，非常適于移動和人工組裝及拆卸，由于采用了板材緊密裝配，具有更好的御寒、隔熱及防潮等功能，極大的提高居住舒適性。

附圖說明

下面結合實施例和附圖對本實用新型進行詳細說明，其中：

圖1為本實用新型中半球形屋體呈多面體的立體示意圖；

圖2為本實用新型中半球形屋體呈球體的立體示意圖；

圖3為本實用新型中節(jié)點安裝盤與三角框架安裝組合后的內(nèi)側立體示意圖；

圖4為本實用新型中底座安裝盤與水平底板安裝組合的外側立體示意圖；

圖5為本實用新型中三棱臺箱體的立體示意圖；

圖6為本實用新型中三棱臺外板的立體示意圖；

圖7為本實用新型中三角框架的立體示意圖；

圖8為本實用新型中三棱臺外板與三角框架安裝組合的立體示意圖；

圖9為本實用新型中三角內(nèi)板的立體示意圖；

圖10為本實用新型中六瓣型節(jié)點安裝盤的立體示意圖；

圖11為本實用新型中五瓣型節(jié)點安裝盤的立體示意圖；

圖12為本實用新型中三棱臺外板與三角框架安裝于節(jié)點安裝盤上的立體示意圖；

圖13為本實用新型中低位底座安裝盤的立體示意圖；

圖14為本實用新型中高位底座安裝盤的立體示意圖；

圖15為本實用新型中限位螺栓的立體示意圖。

具體實施方式

如圖1至4所示，本實用新型提出的半球形網(wǎng)殼結構組裝房屋，包括：水平底板2和設于水平底板2上的半球形屋體，半球形屋體由若干個三棱臺箱體1相鄰拼接構成，半球形屋體上設有若干個節(jié)點，每個節(jié)點由多個相鄰三棱臺箱體1的角部匯聚形成，半球形屋體中位于最底層的節(jié)點為底層節(jié)點，半球形屋體中其余節(jié)點為上層節(jié)點。每個底層節(jié)點處設有一底座安裝盤4，底座安裝盤4連接該底層節(jié)點處的各角部，每個上層節(jié)點處設有一節(jié)點安裝盤3，節(jié)點安裝盤3連接該上層節(jié)點處的各角部，兩相鄰三棱臺箱體1的側面通過限位螺栓5連接。

其中，如圖5至9所示，三棱臺箱體1包括：三棱臺外板11、三角框架12及三角內(nèi)板13。三棱臺外板11的外端面朝向半球形屋體外部，由阻燃性發(fā)泡體材料制成，為增強發(fā)泡體的強度和韌性并美化外觀，在發(fā)泡體外表噴涂一層彈性體材料形成表面。

三棱臺外板11的內(nèi)端面設有凹陷安裝腔113，該凹陷安裝113有三棱臺側面的凸起邊112合圍構成，三角框架12設于凹陷安裝腔113內(nèi)，三角框架12由三個金屬框架邊121圍合構成，其內(nèi)端面的三個角部均設有框架固定孔124，三角框架12的側面設有框架安裝孔122，凸起邊112的側面設有與框架安裝孔122對齊的外板安裝孔116。

三角內(nèi)板13為平板，其覆蓋整個三棱臺外板11的內(nèi)端面，三角內(nèi)板13的三個角部均設有內(nèi)板安裝孔131。三角內(nèi)板13是裝飾性封板，由阻燃性材料、難燃材料或不可燃材料制成，其表面也可噴涂裝飾性和保護性面層。

三棱臺箱體1可根據(jù)組裝房屋外形要求制作成平板型，此時半球形屋體的外表面呈多面體，三棱臺外板11、三角框架12及三棱臺內(nèi)板13均呈平板型。或者三棱臺箱體1也可以制作成球面型，此時半球形屋體的外表面呈球體，三棱臺外板11、三角框架12及三棱臺內(nèi)板13均呈球面型。

如圖10至12所示，節(jié)點安裝盤3呈凹面朝向半球形屋體球心的碟形圓盤，節(jié)點安裝盤3上設有環(huán)繞其中心排列的節(jié)點安裝孔31和節(jié)點固定孔32，三棱臺箱體1在拼接成半球形屋體時，360°環(huán)繞在上層節(jié)點周圍，從圖1、2中可看出，上層節(jié)點處的角部數(shù)量為五個或六個，節(jié)點安裝盤3因此對應被分為六瓣型和五瓣型，其具體形狀在圖10、11示出。當半球形屋體的外表面呈多面體時，節(jié)點安裝盤3為與屋體半徑相配合的凹形折板型，半球形屋體的外表面呈球體，節(jié)點安裝盤3為與屋體半徑相配合的球面型。

節(jié)點安裝盤夾3設于三角框架12與三角內(nèi)板13的角部之間，節(jié)點安裝盤3上的節(jié)點安裝孔31與相應三棱臺箱體1上的框架固定孔124對齊，用螺絲旋轉鎖緊固定三角框架12與節(jié)點安裝盤3，節(jié)點安裝盤3上的節(jié)點固定孔32與相應三棱臺箱體1上的內(nèi)板安裝孔131對齊,用螺釘旋轉鎖緊固定三角內(nèi)板13與節(jié)點安裝盤3，當節(jié)點安裝盤3與該上層節(jié)點處的所有三棱臺箱體1角部均完成固定后，該上層節(jié)點拼接完成。為了使屋體結構更緊湊，三棱臺外板11內(nèi)端面的三個角部均設有凹陷部118，凹陷部118的深度與節(jié)點安裝盤3的厚度相同，三角框架12與凹陷部118齊平，節(jié)點安裝盤3位于凹陷部118時，兩面分別恰好與三角框架12和三角內(nèi)板13貼合。

如圖13、14所示，底座安裝盤4包括設于水平底板2上的底座41及固定在底座41上的安裝板42，底座安裝盤4與節(jié)點安裝盤3的原理一致，區(qū)別在底座安裝盤4用于將半圓形屋體的底層連接在水平底板2上，因此安裝板42呈凹面朝向半球形屋體球心的碟形半圓盤，如圖13、14所示，底座安裝盤4可根據(jù)半圓形屋體底層距離水平底板的高度設置成低位底座安裝盤或高位底座安裝盤。當半球形屋體的外表面呈多面體時，底座安裝盤4的安裝板42為與屋體半徑相配合的凹形折板型，半球形屋體的外表面呈球體，底座安裝盤4上的安裝板42為與屋體半徑相配合的球面型。

安裝板42上設有環(huán)繞其中心排列的底座安裝孔421和底座固定孔422，底層節(jié)點拼接時，安裝板42夾設于三角框架12與三角內(nèi)板13的角部之間，安裝板42上的底座安裝孔421與相應三棱臺箱體1上的框架固定孔124對齊,用螺絲旋轉鎖緊固定三角框架12與底座安裝盤4，安裝板42上的底座固定孔422與相應三棱臺箱體1的內(nèi)板安裝孔131對齊，用螺絲旋轉鎖緊固定三角內(nèi)板13與底座安裝盤4。當安裝板42與該底層節(jié)點處的所有三棱臺箱體1角部均完成固定后，該底層節(jié)點拼接完成。

底座41主要用于將網(wǎng)殼結構組裝房屋的全部荷重傳遞到水平底板2進而傳遞到地面，同時起到固定整個房屋水平位置的作用。底座安裝盤4的底座41直接放置于水平底板2上并用粘合劑或螺栓固定，由此形成完整的半球形房屋。底座安裝盤4為金屬材料制造時，底座與房屋的水平底板2之間用粘合劑粘接可避免金屬冷橋現(xiàn)象。為進一步增強防潮保溫效果，在水平底板2的上面再鋪設一層相應厚度的硬發(fā)泡板材，然后鋪裝地面裝飾板材如木地板、瓷磚等，形成完整的室內(nèi)地面效果。在本實施例中，水平底板2由硬發(fā)泡板材拼接粘合而成，底座安裝盤4直接用粘合劑粘接于其上。

如圖15所示，限位螺栓5包括限位體51及設于限位體51兩端的螺柱52，螺柱52穿過外板安裝孔116及框架安裝孔122并套有螺母，不僅將相鄰三棱臺箱體1的側面鎖定在一起，且能起到固定相鄰三棱臺箱體1的相對位置的作用。限位體51具有與半球形房屋相應的弧度，限位螺栓5由金屬材料制成。較優(yōu)的，三棱臺外板11的側面設有至少一圈用于放置密封條的密封凹槽115，相鄰的三棱臺箱體1拼接后，側面的密封條被限位螺栓5鎖緊貼合在一起，具有更好的御寒、隔熱、防潮等功能。

進一步的，如圖5至8所示，三角框架12的側面設有供線纜穿過的框架通孔123，凹陷安裝腔113的側面設有與框架通孔123對齊的外板通孔117，方便在半球形屋體內(nèi)排布線纜以供應電力等。凹陷安裝腔113內(nèi)設有向三角內(nèi)板13凸出的環(huán)形圍邊114，環(huán)形圍邊114主要用于支撐三角內(nèi)板13防止其變形，其圍合空間作為安裝燈具、音響等設備的空間，在需要開窗的時候圓環(huán)形凸起作為窗的側壁，避免冷橋形成。環(huán)形圍邊114的側面設有供線纜穿過的圓通孔1141，主要用于照明、音響等電器線纜的通過和敷設。

如圖1、2所示，本實用新型的半球形網(wǎng)殼結構組裝房屋還可以設置有門6，在網(wǎng)殼結構房屋的適當部位將若干個三棱臺箱體1的組合體使用相應的鉸鏈機構，即可形成門洞和門扇。在本實施例中，將上述組合體邊緣位置的節(jié)點安裝盤3和底座安裝盤4的安裝板相應切開，將組合體邊緣位置相應的限位螺栓5取消，調(diào)整門洞邊緣的密封措施，即形成門洞和門扇。網(wǎng)殼結構組裝房屋還可根據(jù)需要在三棱臺凹形外板11內(nèi)側圓環(huán)形凸起114圍合的位置和三角內(nèi)板的相應位置開孔7安裝窗戶或排氣扇等，也可以根據(jù)房屋外觀設計需要將窗戶和通風孔設計成三角形等其它形狀。

在野外組裝使用該網(wǎng)殼結構組裝房屋時，事先應平整相應大小的地塊或修建相應的簡易平臺作為房屋基座，其組裝過程如下：

第一步在已有基座上用粘合劑拼接硬發(fā)泡板材形成水平底板2，保證水平底板2與基底之間的平整和牢固；

第二步在水平底板2上按照規(guī)定位置安裝好底座安裝盤4；

第三步從最上層節(jié)點安裝盤3開始逐層向下依次安裝三角框架12、節(jié)點安裝盤3、三棱臺外板11、密封條、限位螺栓5、三角內(nèi)板13等至底層節(jié)點形成完整的網(wǎng)殼結構組裝房屋。

上述第三步也可以反向進行，即：

第三步從底座安裝盤4開始逐層向上依次安裝三角框架12、節(jié)點安裝盤3、三棱臺外板11、密封條、限位螺栓5、三角內(nèi)板13等直至形成完整的網(wǎng)殼結構組裝房屋。

為進一步增強防潮保溫效果和裝飾效果，在水平底板2的上面再鋪設一層相應厚度的硬發(fā)泡板材，然后鋪裝地面裝飾板材如木地板、瓷磚等。拆卸時，可依照上述安裝順序反向拆卸，也可從頂部向下依次拆卸。

本實用新型的網(wǎng)殼結構組裝房屋部件種類少、相對尺寸小、構件重量輕，標準化程度高，可全部由工廠標準化制造。組裝現(xiàn)場可以不用專用設備、不用濕作業(yè)，完全人工組裝，即插即用。同時，由于采用保溫性能極好的硬發(fā)泡材料形成圍合并采用內(nèi)框架結構，完全杜絕了冷橋的產(chǎn)生，相比各種帳篷等小型臨時建筑，其御寒、隔熱、防潮功能都有明顯改善，且居住舒適性好。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。