一種可移動建筑群系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型建筑群系統(tǒng)及控制方法。該系統(tǒng)包括標準化地基基礎(chǔ)子系統(tǒng)、平移軌道子系統(tǒng)、標準化托盤子系統(tǒng)、上層建筑子系統(tǒng)、監(jiān)測子系統(tǒng)、動力子系統(tǒng)、智能控制子系統(tǒng)等七部分。在監(jiān)測子系統(tǒng)、動力子系統(tǒng)、智能控制子系統(tǒng)的聯(lián)合作用下，實現(xiàn)標準化托盤子系統(tǒng)及位于其上的上層建筑子系統(tǒng)沿著平移軌道子系統(tǒng)自由平移改變自身位置，并以此實現(xiàn)后期改變建筑群布局的目的。該系統(tǒng)的控制方法包括這一建筑群系統(tǒng)建造階段的建造方法以及運營階段的控制方法。通過克服現(xiàn)有建筑固定于地基基礎(chǔ)之上后期不能移位且整個建筑群布局不能變換的弊端，本發(fā)明解決了早期建筑布局與后期實際需求的沖突，以及為此而產(chǎn)生的重復(fù)拆建和資源浪費等問題。
【專利說明】一種可移動建筑群系統(tǒng)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑系統(tǒng)，特別是一種可以實現(xiàn)單個建筑后期變換位置、整體建筑布局也能隨之改變的建筑群系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在，我們所居住的房屋通常都是固定在地基基礎(chǔ)之上，建成后就不能移動；而建筑群內(nèi)各個建筑固定的結(jié)果導(dǎo)致建筑群只能有一種布局?？紤]到建筑的使命壽命一般以百年計算，這種一成不變的建筑格局存在兩大缺點。
[0003]1、不能滿足不同時期用戶對建筑和周邊設(shè)施的職能需求
對于生產(chǎn)單位而言，建筑群格局都需要與生產(chǎn)活動相互匹配。一個建筑群的初始設(shè)計布局是為了最初職能服務(wù)，而當(dāng)其職能發(fā)生變化，早年設(shè)計布局不再適應(yīng)實際需求的時候，建筑布局自然也要隨之改變。以工廠為例，早期營建階段的建筑格局結(jié)合當(dāng)時的技術(shù)條件、生產(chǎn)工藝而設(shè)計，但是隨著技術(shù)的革新或者生產(chǎn)活動的變化，早期建筑格局往往難以適應(yīng)后期實際需求。再一方面，從人的生活工作需求角度來說，不同階段人以及家庭對居住房屋及其周邊設(shè)施的職能需求是不同的。比如說，在家中孩子是嬰幼兒階段的時候，用戶會希望自己住在臨近幼兒園的住房；等到孩子長大，用戶會進而希望住在臨近中小學(xué)的住宅；等到家中孩子獨立之后夫妻二人又垂垂老矣之時，用戶更多的是希望住在緊鄰市場等生活區(qū)的住宅中。
[0004]然而，作為百年大計的房屋建筑來說，在其漫長的使用周期內(nèi)，單個建筑的位置始終固定在一個地方，不能隨其主人的想法而移動，與之相應(yīng)的，整體建筑群布局也無法改變?，F(xiàn)在的建筑要求人去適應(yīng)環(huán)境，去適應(yīng)建筑，而非讓環(huán)境去適應(yīng)人。結(jié)果，當(dāng)建筑使用者不能忍受建筑群不能滿足職能需求時，只能選擇搬離這一建筑或者大拆大建重新營造新的建筑群，這就造成了資源的浪費。
[0005]2、不能滿足人對建筑環(huán)境的審美需求
從人對環(huán)境的審美需要來講，如果建筑物始終是固定的，那么其使用者所能欣賞到的景色也將非常單一，經(jīng)年累月之后就會審美疲勞，對所居住環(huán)境的滿意度也將下降。比如說，如果建筑物始終是固定的，那么總會有朝北的房間永遠見不到陽光，而即便朝陽的窗戶也只是在中午才能直視陽光，也很難看到美麗的朝陽以及燦爛的夕陽。而且，窗前的景觀永遠是那一種景觀，總會讓其使用者從享受一種風(fēng)景到經(jīng)年累月之后審美疲勞；以一個背山臨海的小區(qū)來說，面海的建筑使用者起初會享受于面朝大海春暖花開，但是時間久了之后，會痛苦于凜冽的海風(fēng)；這個時候，就會想換成背后的山景，瞭望一望無際的原始森林，聆聽清晨的鳥叫。反過來，那些面山的房屋也會有類似的苦惱。
[0006]總之，建筑都是“百年大計”，在其長達百年的漫長使用周期內(nèi)，如果各個建筑永遠固定不動、建筑格局永遠一層不變的話，如果一味去要求人去適應(yīng)環(huán)境的話，這將是一件很難受的事情；而如果適應(yīng)不了的話，現(xiàn)在的方法就是拆了重建或者搬離這兩種方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種可移動建筑群系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括標準化地基基礎(chǔ)子系統(tǒng)、平移軌道子系統(tǒng)、標準化托盤子系統(tǒng)、上層建筑子系統(tǒng)、監(jiān)測子系統(tǒng)、動力子系統(tǒng)、智能控制子系統(tǒng)等七部分。在監(jiān)測子系統(tǒng)、動力子系統(tǒng)、智能控制子系統(tǒng)的聯(lián)合作用下，實現(xiàn)標準化托盤子系統(tǒng)及位于其上的上層建筑子系統(tǒng)沿著平移軌道子系統(tǒng)自由平移改變自身位置，并以此實現(xiàn)改變整體建筑布局的目的。
[0008]其中，標準化地基基礎(chǔ)子系統(tǒng)是指分布于建筑群地下的標準網(wǎng)格狀的地基基礎(chǔ)。具體說來，在整片建筑場地地下構(gòu)建網(wǎng)格化的地基基礎(chǔ)，且地基基礎(chǔ)各處均為標準化規(guī)格，即地基承載力和沉降量處處相同，且最大地基承載力要大于最大上部荷載，保證整個區(qū)域的任何一處地基能夠支撐任何一座上層建筑且整體地基沉降相同。此外，在地基基礎(chǔ)上還需設(shè)置固定裝置，在建筑平移完成后將上層建筑固定在地基基礎(chǔ)上面。
[0009]其中，平移軌道子系統(tǒng)是指鋪設(shè)在標準化地基基礎(chǔ)之上用于建筑平移的軌道。具體說來，平移軌道鋪設(shè)在標準化地基基礎(chǔ)之上，其上坐落著托盤及上部建筑；平移軌道具有高強度、高耐磨性及便于后期維護等特征。
[0010]其中，標準化托盤子系統(tǒng)是指布置在平移軌道之上用于構(gòu)建并承載上部建筑的正方形載體。具體說來，托盤位于平移軌道之間的方形區(qū)域上方，且托盤四周坐落在平移軌道上；托盤之上搭建或安裝地上建筑設(shè)施；托盤具有便于移動及固定、高強度、耐磨蝕及便于后期維護等特點，并根據(jù)不同的技術(shù)需要而采取相應(yīng)的材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計；為便于后期的平移，托盤下部可以預(yù)安裝滾軸、滾動輪亦或是其他用于建筑平移的設(shè)施，也可以預(yù)留相關(guān)接口以便后期平移時再安裝。此外，在平移過程中，標準化托盤子系統(tǒng)提供“空位”的功能的托盤，提供“空位”的功能的托盤及上層建筑方便拆卸安裝的特點，該托盤優(yōu)選采用螺栓聯(lián)接的鋼結(jié)構(gòu)或其他便于拆卸安裝的結(jié)構(gòu)。
[0011]其中，上層建筑子系統(tǒng)是指布置在標準化托盤之上用于生活生產(chǎn)的地面建筑設(shè)施。需要說明的是，本發(fā)明所提及的上層建筑在建設(shè)之初優(yōu)選設(shè)計成適應(yīng)后期平移的結(jié)構(gòu)；而且，因為標準化地基基礎(chǔ)的地基承載力和沉降量處處相同，且最大地基承載力要大于最大上部荷載，為降低標準化地基基礎(chǔ)的地基承載力進而降低基礎(chǔ)造價，地面建筑的標聞不宜過高，其荷載不宜過大。
[0012]其中，監(jiān)測子系統(tǒng)是指安裝在地基基礎(chǔ)、軌道、托盤及上層建筑之上的用于同步監(jiān)測荷載變形以及平移過程參數(shù)的裝置，這些參數(shù)實時反映整個建筑系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并為智能控制裝置以及管理員的分析決策提供依據(jù)。
[0013]其中，動力子系統(tǒng)是指為整個系統(tǒng)平移提供動力的系統(tǒng)。該動力子系統(tǒng)的動力施加方式可以是推力式、拉力式、推拉結(jié)合式等，優(yōu)選為推拉結(jié)合式。該動力子系統(tǒng)的平移方式可以是滾動式、滑動式、輪動式，優(yōu)選為輪動式。該動力子系統(tǒng)的動力方案優(yōu)選大行程千斤頂，反力支座優(yōu)選設(shè)置在標準化地基基礎(chǔ)子系統(tǒng)之上。
[0014]其中，智能控制子系統(tǒng)是指根據(jù)整個建筑系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行智能分析和控制決策的系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明還提供了一種移動動建筑群系統(tǒng)的控制方法。本發(fā)明所涉及建筑群系統(tǒng)的控制方法包括建造階段建造和運營階段的控制方法。
[0016]其中，建造階段建造方法:在建設(shè)之初設(shè)計的建筑布局下，依次建造標準化地基基礎(chǔ)子系統(tǒng)、平移軌道子系統(tǒng)、標準化托盤子系統(tǒng)和上層建筑子系統(tǒng)，并安裝監(jiān)測子系統(tǒng)、動力子系統(tǒng)、智能控制子系統(tǒng)；其中標準化地基基礎(chǔ)、平移軌道、標準化托盤、上層建筑優(yōu)選采用“部件預(yù)制，即時拼砌”技術(shù)，便于施工及后期維護。此外，在標準化地基基礎(chǔ)子系統(tǒng)、平移軌道子系統(tǒng)建設(shè)完成后便會將整片建筑場地網(wǎng)格化，在營建標準化托盤子系統(tǒng)和上層建筑子系統(tǒng)之前，需要預(yù)留至少一個網(wǎng)格區(qū)域不進行上層建筑規(guī)劃，鋪設(shè)用于提供“空位”功能的托盤及其相對簡易的上層建筑，以便后期實現(xiàn)建筑布局的調(diào)整。
[0017]其中，運營階段控制方法:本發(fā)明所涉及建筑群系統(tǒng)的運營階段包括建筑布局調(diào)整前、建筑布局調(diào)整中、建筑布局調(diào)整后三種狀態(tài)，并且三種狀態(tài)依次重復(fù)出現(xiàn)以實現(xiàn)建筑布局的不斷變換。其中，建筑布局調(diào)整前和建筑布局調(diào)整后是兩種不同的建筑布局，當(dāng)整個建筑布局需要調(diào)整的時候即通過逐次將一個網(wǎng)格區(qū)域上的托盤及其上層建筑的向鄰近“空位”網(wǎng)格區(qū)域平移并最終實現(xiàn)整個建筑布局變換。其中建筑布局調(diào)整的第一步、制造“空位”:將預(yù)留出的用于提供“空位”功能的托盤及其上層建筑進行拆卸從而形成“空位”;而后第二步、進行平移變換調(diào)整建筑布局:將“空位”鄰近網(wǎng)格區(qū)域上的某一托盤及其上層建筑平移至“空位”，并在被平移的托盤及其上層建筑所在網(wǎng)格區(qū)域上形成新的“空位”；以此類推，經(jīng)過若干次平移之后可出現(xiàn)近似于所需的建筑格局，此時建筑格局已經(jīng)發(fā)生變化，只是相比于最終所需建筑布局缺了 “空位”處的托盤及其上層建筑。第三步、安裝“空位”建筑設(shè)施完成平移:在新的“空位”上安裝易于拆卸安裝的托盤及其上層建筑，并形成所需建筑布局形式，從而完成建筑格局的變換。
[0018]本發(fā)明可取得以下技術(shù)效果:1、滿足不同時期人對建筑和周邊設(shè)施的職能需要。本發(fā)明所涉及建筑系統(tǒng)在平移之后，可以實現(xiàn)建筑群布局的變換，不同的建筑布局可以滿足用戶對建筑及周邊設(shè)施的不同需要，從而滿足不同時期用戶對建筑以及周邊設(shè)施的職能需求。
[0019]2、滿足人對建筑環(huán)境的審美需求。本發(fā)明所涉及建筑系統(tǒng)在平移之后，可以實現(xiàn)建筑群布局的變換，不同布局下的風(fēng)景也會改變，這樣用戶就會欣賞到多種多樣的風(fēng)景，從而滿足人對建筑環(huán)境的審美需求。
[0020]3、避免重復(fù)拆建、節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明所涉及建筑系統(tǒng)通過建筑及其他地面設(shè)施的后期平移，實現(xiàn)建筑布局的后期變換，從而避免了早期建筑布局與后期實際需求的沖突，也避免了為此而產(chǎn)生的重復(fù)拆建和資源浪費，也極大地節(jié)約社會資源并創(chuàng)造巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
[0021]4、建筑具有良好的抗震能力。通常，現(xiàn)有建材以混凝土為例，具有良好的抗壓能力，其抗剪能力則一般較低，而且一般為脆性材料。因此，建筑物在地震作用下，會在巨大的水平荷載作用下發(fā)生脆性破壞。本發(fā)明所涉及建筑系統(tǒng)因其設(shè)計施工之初為適應(yīng)后期的平移旋轉(zhuǎn)將做許多改良工作，提高其抗剪抗震能力。另一方面，因為建筑物與地基基礎(chǔ)并非緊密聯(lián)接的一體，而是優(yōu)選通過鉸接作用相連固定，這種優(yōu)選連結(jié)方式本身就具有良好的抗震效果；在地震作用下，建筑物和地基基礎(chǔ)之間將會有較大的緩沖區(qū)間，這一緩沖區(qū)間將會釋放大量水平向地震波能量，從而提高抗震能力。
[0022]5、提高用戶幸福感、創(chuàng)建宜居建筑系統(tǒng)。本發(fā)明所涉及建筑系統(tǒng)在滿足用戶對居所的周邊環(huán)境審美需求以及建筑職能需求之后，提高用戶的生活舒適度以及幸福感，創(chuàng)建宜居建筑系統(tǒng)，促進社會和諧。
[0023]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1、本發(fā)明建筑結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)示意圖。
[0024]其中，1、標準化地基基礎(chǔ)，2、平移軌道，3、標準化托盤，4、上層建筑，虛線僅用于表不上層建筑、托盤及其上層建筑之間的相對位置。
[0025]圖2、本發(fā)明平移原理演意圖。
[0026]其中圖2 (I)為未進行布局調(diào)整前的建筑格局，圖2 (II)為形成“空位”時的建筑格局，圖2 (III)為平移后的建筑布局，圖2 (IV)為平移完成后的建筑布局；其中，中A、B、C依次代表行數(shù)，a、b、c依次代表列數(shù)，用行數(shù)和列數(shù)可以表示九宮格中的任意一個位置，甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬代表布置在地面之上的上層建筑，其中丙為易于拆卸并承擔(dān)“空位”功能的托盤及其上層建筑；斜線陰影處的空格即為“空位”。
[0027]

【具體實施方式】
現(xiàn)在將在下文中詳細介紹一種優(yōu)選實施方式，其實例在下面予以說明。需要說明的是，本發(fā)明并非僅僅限制于這一示例性實施方式。相反，本發(fā)明還涵蓋了包括在所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種替代形式、改型、等效形式和其他實施方式。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，如圖1所示，本發(fā)明的建筑構(gòu)件自下而上依次是:1、標準化地基基礎(chǔ)，2、軌道，3、標準化托盤，4、上層建筑；需要說明的是，圖1是本發(fā)明建筑結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)示意圖，用于說明本發(fā)明的建筑構(gòu)件組成，虛線僅用于表示上層建筑、托盤及其上層建筑之間的相對位置。圖2為本發(fā)明建筑布局變換原理示意圖，為方便描述這一原理，在此只介紹被劃分為最為簡單的九宮格形式的網(wǎng)格區(qū)域場地。圖2中A、B、C依次代表行數(shù)，a、b、c依次代表列數(shù)，用行數(shù)和列數(shù)可以表示九宮格中的任意一個位置，比如Ac表示九宮格左上位置的方格，Bb表示九宮格中央位置的方格；甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬代表布置在地面之上的托盤及其上層建筑，其中丙為易于拆卸并承擔(dān)“空位”功能的托盤及其上層建筑；斜線陰影處的空格即為“空位”。
[0029]其中，如圖1所示，標準化地基基礎(chǔ)優(yōu)選采用交叉條形基礎(chǔ)以避免不均勻沉降并保證足夠強度，此外，基礎(chǔ)上設(shè)置提供牽弓I反力的反力架。軌道鋪設(shè)在標準化地基基礎(chǔ)之上用于建筑平移，其上坐落這托盤及上部建筑，兼具高強度、耐磨性及便于后期維護等特征。標準化托盤是指布置在平移軌道之上用于構(gòu)建并承載上部建筑的正方形載體。具體說來，托盤位于平移軌道之間的正方形區(qū)域上方，且托盤四周坐落在平移軌道上；托盤之上搭建或安裝地上建筑設(shè)施；托盤具有較大強度和耐磨蝕的特點。此外，在平移過程中提供“空位”功能的托盤及其上層建筑還具有方便拆卸安裝的特點。
[0030]其中，上層建筑是指布置在標準化托盤之上用于生活生產(chǎn)的地面建筑設(shè)施。需要說明的是，本發(fā)明所提及的上層建筑在建設(shè)之初便設(shè)計成適應(yīng)后期平移的結(jié)構(gòu)；而且，因為標準化地基基礎(chǔ)的地基承載力和沉降量處處相同，且最大地基承載力要大于最大上部荷載，為降低標準化地基基礎(chǔ)的地基承載力進而降低基礎(chǔ)造價，地面建筑的標聞不宜過聞，其荷載不宜過大。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明在建設(shè)之初設(shè)計的建筑布局下，依次建造標準化地基基礎(chǔ)、平移軌道、標準化托盤和上層建筑，并安裝監(jiān)測裝置、動力裝置、智能控制裝置；其中標準化地基基礎(chǔ)、平移軌道、標準化托盤、上層建筑宜采用“部件預(yù)制，即時拼砌”技術(shù)，便于施工及后期維護。此外，在建設(shè)之初預(yù)留至少一個提供“空位”功能的托盤以便后期實現(xiàn)平移。
[0032]如圖2所示原理，當(dāng)整個建筑布局需要調(diào)整的時候，提供“空位”功能的托盤及其上層建筑將被臨時拆卸形成“空位”，這樣將“空位”周邊網(wǎng)格區(qū)域上的托盤及其上層建筑平移至“空位”處，并在被平移的原“空位”周邊網(wǎng)格區(qū)域處形成新的“空位”，以此類推，經(jīng)過多次循環(huán)之后最終形成新的建筑布局，然后再在最后形成的“空位”上安裝便于拆卸的托盤及上層建筑，從而完成建筑群系統(tǒng)的后期內(nèi)部組塊的平移、互換。具體說來，在圖2 (I)中為未進行布局調(diào)整前的建筑格局，其中Ac位的“丙”為易于拆卸安裝的托盤及其上層建筑；圖2 (II)中為建筑布局調(diào)整的第一步、制造“空位”:將Ac位的“丙”進行拆卸從而形成“空位”;而后第二步、進行平移變換調(diào)整建筑布局:依次將“空位”旁邊方格位置上的托盤及其上層建筑平移至“空位”，并在被平移的方格位置上形成新的“空位”；以此類推，經(jīng)過若干次平移之后可出現(xiàn)圖2 (III)所示建筑格局，此時建筑格局已經(jīng)發(fā)生變化，并在Ca位上形成新的“空位”。第三步、安裝“空位”處的托盤及其上層建筑完成平移:在Ca位上形成新的“空位”上安裝“丙”，即安裝易于拆卸安裝的托盤及其上層建筑，形成圖2 (IV)中所示建筑布局形式，從而完成建筑格局的變換。需要補充說明的是，此時“空位”處的“丙”，即安裝易于拆卸安裝的托盤及其上層建筑，可以是之前被拆卸下來的“空位”處的易于拆卸安裝的托盤及其上層建筑，也可以根據(jù)變換后的建筑布局重新調(diào)整上層建筑形式。
[0033]此外，需要說明的是，可在以上實施方式中做出不脫離本發(fā)明的原理和實質(zhì)變化，本發(fā)明的范圍限定在所附權(quán)利要求及其等效形式中。
【權(quán)利要求】
1.一種可移動建筑群系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:標準化地基基礎(chǔ)子系統(tǒng)、平移軌道子系統(tǒng)、標準化托盤子系統(tǒng)、上層建筑子系統(tǒng)、監(jiān)測子系統(tǒng)、動力子系統(tǒng)、智能控制子系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的可移動建筑群系統(tǒng)，其特征在于:所述標準化地基基礎(chǔ)子系統(tǒng)分布于建筑群地下呈標準網(wǎng)格狀，且地基基礎(chǔ)各處均為標準化規(guī)格，地基承載力和沉降量處處相同；所述平移軌道子系統(tǒng)鋪設(shè)在標準化地基基礎(chǔ)之上并用于建筑平移；所述標準化托盤子系統(tǒng)布置在平移軌道之上用于構(gòu)建并承載上部建筑；所述監(jiān)測子系統(tǒng)監(jiān)測整個系統(tǒng)運行參數(shù)；所述動力子系統(tǒng)為整個系統(tǒng)提供動力；所述智能控制子系統(tǒng)根據(jù)整個建筑系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行智能分析和控制決策。
3.一種可移動建筑群系統(tǒng)的控制方法，包括建造階段的建造方法和運營階段的控制方法。
4.如權(quán)利要求2所述的可移動建筑群系統(tǒng)的控制方法，其中，在所述建造階段的建造方法中，在建設(shè)之初設(shè)計的建筑布局下，依次建造標準化地基基礎(chǔ)、平移軌道、標準化托盤和上層建筑，并安裝監(jiān)測裝置、動力裝置、智能控制裝置。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述運營階段的控制方法中，包括建筑布局調(diào)整前、建筑布局調(diào)整中、建筑布局調(diào)整后三種狀態(tài)，并且三種狀態(tài)依次重復(fù)出現(xiàn)以實現(xiàn)建筑布局的不斷變換。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述建筑布局調(diào)整中狀態(tài)包括以下三個步驟:制造“空位”、進行平移變換調(diào)整建筑布局、安裝“空位”建筑設(shè)施完成平移。
【文檔編號】E04B1/98GK104265007SQ201410468757
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】盧邦穩(wěn), 劉長武, 盧幫安, 范翔宇, 崔方南, 黃娜, 彭慧嬌, 葛俊伶, 付娟, 王啟龍, 余桃, 田軻, 黃常玲, 高云瑞 申請人:四川大學(xué)