一种结合采光的轻质整体棚架体系的制作方法

1.本实用新型属于建筑领域，涉及棚架体系的设计，特别是涉及一种结合采光的轻质整体棚架体系。


背景技术：

2.目前，市面上已有的轻质整体棚架以金属结构或仿金属结构为主，金属类轻质棚架多采用铝合金型材、镁合金型材、铸钢件或铝压铸件制作而成，新型仿金属轻质棚架多采用塑钢管、铝塑管等复合管制作而成。然而，不论是金属结构棚架还是仿金属结构棚架均存在如下缺点：
3.(一)空间形式单一，采光较差，现有结构大多由若干金属或仿金属材质的横条、纵条与金属瓦构成，造型大多轮廓都受此限制，多为方形或长方形，难以适应不同的功能需求与地段特征；
4.(二)为避免雨雪影响，屋顶密闭，仅通过侧面采光，较为沉闷；
5.(三)材料可持续性差，材料生产较为复杂，难以重复利用；
6.(四)棚架内热，舒适性差，金属瓦导热性强，夏热冬冷。
7.因此，如何提出一种新型轻质整体棚架体系来克服上述现有技术问题，是本实用新型亟待解决的一个问题。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提供一种以竹为主材料的结合采光的轻质整体棚架体系，以解决上述现有技术存在的问题，该结合采光的轻质整体棚架体系不仅具有良好的采光和通风性能，可塑性强，可控度高，而且克服了轻质棚架在实现良好的建筑性能的同时高精度工厂预制与传统工艺无法结合的难题。
9.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
10.本实用新型提供一种结合采光的轻质整体棚架体系，包括棚架主体，所述棚架主体包括曲面屋顶和支撑于所述曲面屋顶下方的中心筒；所述曲面屋顶的中部开设通光孔形成屋顶内围边，且所述屋顶内围边为竹篾内围边；所述中心筒的顶端与所述竹篾内围边对接、底端固定于地面；所述曲面屋顶的外围边由若干弧长不完全相同的弧形边竹梁依次连接而成，所述竹篾内围边与所述外围边之间通过弯曲竹梁架连接形成屋顶异形曲面；所述弯曲竹梁架上表面设置有竹篾网格层；所述通光孔内和所述竹篾网格层的外围区域设置透光玻璃层；所述竹篾网格层的中心区域设置遮光防水层，且所述透光玻璃层的内圈与所述遮光防水层的外圈衔接。
11.可选的，所述中心筒为中心圆锥筒，且所述中心圆锥筒的大头端与所述竹篾内围边衔接、小头端与地面连接。
12.可选的，所述中心圆锥筒包括圆锥形竹梁支架和包覆于所述圆锥形竹梁支架外围的竹篾网格；所述圆锥形竹梁支架由若干竹梁架围合而成，圆锥形竹梁支架的顶端连接所
述竹篾内围边、底端连接地面。
13.可选的，所述弯曲竹梁架由一根或两根以上竹梁拼接而成，所述弯曲竹梁架的长度不够时，可由至少两根竹梁拼接而成，且拼接点可通过竹管或钢管进行插接连接，之后可通过在竹管或钢管外绑扎麻绳进行进一步固定。
14.可选的，所述遮光防水层包括由内至外依次设置的苇席层、防水层和竹瓦层。
15.可选的，所述通光孔为圆形孔、椭圆形孔或其他不规则的异形孔。
16.可选的，所述曲面屋顶的内顶面设置有照明装置，用于夜间照明。
17.可选的，所述照明装置包括点状照明装置和/或线状照明装置，根据实际需求进行布设。
18.可选的，所述透光玻璃层为有机玻璃层。
19.可选的，所述曲面屋顶的外围边与地面进行点连接，即通过弯曲竹梁架的端部与地面进行连接。
20.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
21.本实用新型提出的以竹为主材料的结合采光的轻质整体棚架体系，透光玻璃层、遮光防水层、弯曲竹梁架等可采用高精度工厂预制，中心筒和竹篾网格层等则采用传统工艺制作，通过高精度工厂预制与传统工艺的结合，既能保证轻质棚架异形曲面的造型，又能具有自由形态的天窗与侧窗，保证棚内的采光与通风，可塑性强，可控度高。本实用新型的有益效果具体如下：
22.(1)本实用新型通过竹、苇等天然材料构成了轻质整体棚架体系，利用竹材料优异的可塑性与抗弯抗拉性能，使棚架造型灵活，能够构成异形曲面造型，从而适应不同的需求与场地特征。
23.(2)本实用新型通过圆锥中心筒形成轻质棚架的中心支撑结构与采光系统，不仅可以引入自然光线，也可以在此设置人工光源提供夜间照明，且圆锥筒形式较为自由，可以适应多种异形造型，避免了传统棚架沉闷的特点。
24.(3)本实用新型大量采用天然材料，不仅能够反复利用，废弃后易于降解，而且使用天然材料有利于形成宜人的建筑质感，所有材料都可以拆除重复利用，可持续性较强，可以在乡村建造、临时建筑中大量采用。
25.(4)本实用新型拥有相对良好的隔热性能，能够有效改善棚内舒适度。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型结合采光的轻质整体棚架体系的分解示意图；
28.图2为本实用新型结合采光的轻质整体棚架体系与地面的连接示意图；
29.其中，附图标记为：1、结合采光的轻质整体棚架体系；2、棚架主体；3、曲面屋顶；4、中心筒；5、通光孔；6、竹篾内围边；7、弧形边竹梁；8、弯曲竹梁架；9、竹篾网格层；10、透光玻璃层；11、遮光防水层；12、苇席层；13、防水层；14、竹瓦层；15、钢管；16、金属基础固定件；
17、钢筋；18、现状石板路；19、混凝土基础；20、散铺砾石；21、纪念石刻；22、现状绿篱。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.本实用新型的目的是提供一种以竹为主材料的结合采光的轻质整体棚架体系，以解决上述现有技术存在的问题，该结合采光的轻质整体棚架体系不仅具有良好的采光和通风性能，可塑性强，可控度高，而且克服了轻质棚架在实现良好的建筑性能的同时高精度工厂预制与传统工艺无法结合的难题；采用竹等天然材料构建棚架，易于形成灵活的建筑形式，既有现代工厂预制的精确性，又保留了传统的手工艺特征。
32.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
33.实施例一
34.如图1所示，本实施例提供一种结合采光的轻质整体棚架体系1，包括棚架主体2，棚架主体2包括曲面屋顶3和支撑于曲面屋顶3下方的中心筒4；曲面屋顶3的中部开设通光孔5形成屋顶内围边，且屋顶内围边为竹篾内围边6；中心筒4的顶端与竹篾内围边6对接、底端用于固定在地面；曲面屋顶3的外围边由若干弧长不完全相同的弧形边竹梁7依次连接而成，竹篾内围边6与外围边之间通过若干弯曲竹梁架8连接形成屋顶异形曲面，若干弯曲竹梁架8周向分布，由于竹篾内围边6的高度高于外围边，各弯曲竹梁架8向下倾斜设置；若干弯曲竹梁架8的上表面铺设有竹篾网格层9；通光孔5内和竹篾网格层9的外围区域设置透光玻璃层10；竹篾网格层9的中心区域设置遮光防水层11，且透光玻璃层10的内圈与遮光防水层11的外圈衔接，以确保曲面屋顶3顶面的整体防水效果。
35.本实施例中，如图1所示，中心筒4优选为中心圆锥筒，且中心圆锥筒的大头端与竹篾内围边6衔接、小头端与地面连接。其中，中心圆锥筒包括圆锥形竹梁支架和包覆于圆锥形竹梁支架外围的竹篾网格；圆锥形竹梁支架由若干竖直竹梁架围合而成，各竖直竹梁架的顶端连接竹篾内围边6、底端连接地面。
36.本实施例中，弯曲竹梁架8的长度不够时，可由至少两根竹梁拼接而成，且拼接点可通过竹管或钢管进行插接连接，之后可通过在竹管或钢管插接处绑扎麻绳以便进一步加固。
37.本实施例中，如图1所示，遮光防水层11包括由内至外依次铺设的苇席层12、防水层13和竹瓦层14。其中，防水层13采用一种现有的建筑用防水材质。苇席层12和竹瓦层14均采用传统工艺制作。
38.本实施例中，如图1所示，通光孔5为圆形孔、椭圆形孔或其他不规则的异形孔。
39.本实施例中，曲面屋顶3的内顶面，特别是中心筒4的外周设置有照明装置，用于夜间照明。照明装置包括点状照明装置和/或线状照明装置，根据实际需求进行布设。
40.本实施例中，透光玻璃层10优选为有机玻璃层。
41.本实施例中，如图1
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2所示，曲面屋顶3的外围边可与地面进行点连接，即通过弯曲
竹梁架8的端部与地面进行连接。具体如图2所示，由于曲面屋顶主体为异形曲面，所以其外围边并不完全接触地面，可在每个接触地面的弯曲竹梁架8的末端插设钢管15，钢管15上焊接有金属基础固定件16，金属基础固定件16底部焊接有若干根钢筋17，钢筋17埋入现状石板路18内的混凝土基础19实现固定。现状石板路18上还可设置有散铺砾石20、纪念石刻21和现状绿篱22等，具体可以景观设计需求进行修改。
42.本实施例的棚架体系从竹材自身的特性入手，原竹的抗弯和抗拉性能优异，便于进行可控的定型加工，且加工后不易变形，是最适合用于结构的天然材料之一，从而为设计条件提供了灵活的形式。本实施例的棚架体系在实际建造时，包括如下步骤：
43.首先，根据设计的整体棚架基本曲线的定位和形态，生成曲面屋顶3和中心圆锥筒，即中心筒4；
44.其次，从曲面提取曲梁；
45.最后，兼顾防雨与采光的需求，采用竹瓦和有机玻璃板两种材料，进行曲面定位。
46.各竹梁可在工厂内预制加工定型并编号，现场搭接。竹梁落地处用金属连接件与现浇混凝土基础固定，不同方向的竹梁采取通用的传统竹构交接。中心圆锥筒既作为结构支持，又结合引入了自然光线。考虑到原竹加工的误差，各种材料和节点的设计保留了一定的容错度，在现场通过竹篾、竹瓦等进行灵活调整，保存传统的手工艺特征。
47.由此可见，本实施例提出的以竹为主材料的结合采光的轻质整体棚架体系，透光玻璃层和遮光防水层等可采用高精度工厂预制，中心筒、弯曲竹梁架和竹篾网格层等则采用传统工艺制作，通过高精度工厂预制与传统工艺的结合，既能保证轻质棚架异形曲面的造型，又能具有自由形态的天窗与侧窗，保证棚内的采光与通风，可塑性强，可控度高。有益效果具体如下：
48.(1)本实施例通过竹、苇等天然材料构成了轻质整体棚架体系，利用竹材料优异的可塑性与抗弯抗拉性能，使棚架造型灵活，能够构成异形曲面造型，从而适应不同的需求与场地特征。
49.(2)本实施例通过圆锥中心筒形成轻质棚架的中心支撑结构与采光系统，不仅可以引入自然光线，也可以在此设置人工光源提供夜间照明，且圆锥筒形式较为自由，可以适应多种异形造型，避免了传统棚架沉闷的特点。
50.(3)本实施例大量采用天然材料，不仅能够反复利用，废弃后易于降解，而且使用天然材料有利于形成宜人的建筑质感，所有材料都可以拆除重复利用，可持续性较强，可以在乡村建造、临时建筑中大量采用。
51.(4)本实施例拥有相对良好的隔热性能，能够有效改善棚内舒适度。
52.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
53.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一
般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。