一種可折疊展開的連桿-充氣膜結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由充氣膜、連桿機構(gòu)、索套組成的連桿-充氣膜結(jié)構(gòu)，適用于一般永久性、臨時性民用建筑及構(gòu)筑物。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，工程師都在追求結(jié)構(gòu)的輕型化，輕型結(jié)構(gòu)也是可持續(xù)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)。其中充氣索膜結(jié)構(gòu)是最新發(fā)展起來的一種輕型結(jié)構(gòu)形式，它的主要材料是性能優(yōu)良且重量輕的膜材，通過向膜材內(nèi)充氣達到由空氣壓力支撐膜面的效果，并可利用柔性鋼索和剛性支撐結(jié)構(gòu)將膜面繃緊，從而形成具有一定剛度、覆蓋較大跨度的空間結(jié)構(gòu)體系。
[0003]從充氣索膜結(jié)構(gòu)中得到啟示，如果將柔性的索替換成為剛性的桿件，且桿件又具有可折疊展開的功能，則既滿足了可展結(jié)構(gòu)移動性強、便于運輸儲存等優(yōu)點，又具有膜結(jié)構(gòu)輕型化、造型美觀等特點。作為一種前景廣闊的可折疊展開結(jié)構(gòu)，它充分體現(xiàn)了建筑藝術(shù)與科學(xué)技術(shù)的完美結(jié)合，是用于臨時性或者應(yīng)急性建筑的最佳選擇之一，也是綠色可持續(xù)建筑的最佳選擇之一。
[0004]充氣膜結(jié)構(gòu)相對來說承載能力低，抗彎剛度很小，在軸向壓力作用下，容易起皺或者整體屈曲。因此，需要為充氣膜結(jié)構(gòu)提供較大的內(nèi)壓，來獲得一定的抗壓和抗彎剛度。較大的內(nèi)壓作用下，充氣膜內(nèi)也將產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，這對膜材的強度要求很高。在繼承了充氣膜結(jié)構(gòu)優(yōu)點的基礎(chǔ)上，為彌補單一的充氣膜結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的不足，本發(fā)明為充氣膜結(jié)構(gòu)加入剛性連桿機構(gòu)與索套，從而提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了制造出便于折疊展開輕型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不僅能滿足建筑使用的各項功能要求，還具有設(shè)計和施工方便等優(yōu)點，在繼承充氣膜結(jié)構(gòu)優(yōu)點的基礎(chǔ)上，使其擁有更好的穩(wěn)定性及承載力，是臨時性或緊急性結(jié)構(gòu)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式，也是可持續(xù)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。
[0006]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種可折疊展開的連桿-充氣膜結(jié)構(gòu)，其特征在于:由充氣膜、連桿機構(gòu)和索套三部分組成，所述的索套包括兩個端部套環(huán)和間隔的設(shè)置在兩個端部套環(huán)之間的至少一個中間套環(huán)，所述的端部套環(huán)和所述的中間套環(huán)分別與所述的充氣膜內(nèi)表面固定連接，所述的連桿機構(gòu)由η個四連桿機構(gòu)通過η-1個銷接節(jié)點相互連接而成，所述的四連桿機構(gòu)由長度相同的第一連桿、第二連桿、第三連桿以及第四連桿依次首尾相互轉(zhuǎn)動連接組成，相鄰兩四連桿機構(gòu)的鉸接節(jié)點位于前一個四連桿結(jié)構(gòu)的第三連桿和第四連桿的鉸接點和后一個四連桿機構(gòu)的第一連桿和第二連桿的鉸接點上，前一個四連桿機構(gòu)的第三連桿和后一個四連桿機構(gòu)的第一連桿形成一根桿件，前一個四連桿機構(gòu)的第四連桿和后一個四連桿機構(gòu)的第二連桿形成一根桿件，所述η個四連桿機構(gòu)中的第一個四連桿機構(gòu)中的第一連桿和第二連桿的鉸接點以及最后一個四連桿機構(gòu)的第三連桿和第四連桿的鉸接點分別連接在兩個端部套環(huán)上，在每個所述的中間套環(huán)上間隔的連接一個所述的銷接節(jié)點，所述端部套環(huán)與中間套環(huán)之間以及中間套環(huán)與中間套環(huán)之間的銷接節(jié)點分別與充氣膜機械連接。
[0007]所述的端部套環(huán)和中間套環(huán)均由四個1/4圓環(huán)形連桿組成，這四個圓環(huán)形連桿通過銷軸連接組成一個四連桿機構(gòu)，各連桿均可繞銷軸轉(zhuǎn)動，所述的1/4圓環(huán)形連桿中部沿厚度方向都有一個栓孔，通過螺桿與連桿機構(gòu)銷接連接。
[0008]每一個索套間均設(shè)有不少于于一個四連桿機構(gòu)，充氣膜充氣工作狀態(tài)下，每個四連桿機構(gòu)的第一連桿和第四連桿以及第二連桿和第三連桿夾角180度，處于平直狀態(tài)且平行于充氣膜軸線。
[0009]所述的充氣膜是由兩種類型的曲面膜構(gòu)成的，其中，中間部分為圓柱形膜片，兩端由半球冠形膜片封口，連接成為一個整體；圓柱形膜片和球冠形膜片之間用熱融合、縫合或機械連接，所述曲面膜的材料是由高強度的織物基材和聚合物涂層構(gòu)成的復(fù)合材料。
[0010]所述的索套與充氣膜之間以熔融、粘接或縫合方式連接。
[0011]本發(fā)明一種可折疊展開的連桿-充氣膜結(jié)構(gòu)，由充氣膜、連桿機構(gòu)、索套三部分組成，連桿機構(gòu)連接于索套，索套連接于充氣膜，三者協(xié)同工作，共同組成了一種可折疊展開的連桿-充氣膜結(jié)構(gòu)。索套是充氣膜與連桿機構(gòu)的連接件，與膜面之間以熔融狀態(tài)或粘接方式或縫合方式連接，連桿機構(gòu)與索套機械連接，索套對連桿機構(gòu)起到了良好的固定作用，使其和充氣膜形成良好的連接，二者協(xié)同工作，從而更好的傳遞法向力。連桿機構(gòu)布置在充氣膜中間部分圓柱形膜片的外表面，每個索套間設(shè)置不少于一個四連桿機構(gòu)，其中第一個四連桿機構(gòu)中的第一連桿、第二連桿的節(jié)點以及最后一個四連桿機構(gòu)的第三連桿、第四連桿的節(jié)點分別與兩個端部套環(huán)銷接連接，另外的η-1個銷接節(jié)點一部分與中間套環(huán)銷接連接，另一部分與充氣膜機械連接。
[0012]有益效果:本發(fā)明沿充氣膜跨度方向設(shè)置索套，其與充氣膜有良好的連接，因此可有效約束充氣膜變形，充當(dāng)其加勁肋，提高其局部穩(wěn)定性；充氣膜工作狀態(tài)下，連桿機構(gòu)合攏為一根平直的桿件，其自身具有較大的剛度，通過索套使其和充氣膜形成良好的連接，從而增大了充氣膜結(jié)構(gòu)的剛度、整體穩(wěn)定性及承載力；索套由四個1/4圓環(huán)形連桿通過銷軸連接形成，而四連桿機構(gòu)由四個連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接組成，故均可折疊回收，滿足連桿-充氣膜結(jié)構(gòu)完全折疊展開狀態(tài)的要求。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為索套的示意圖；
圖3為環(huán)形四連桿的連接示意圖；
圖4為連桿機構(gòu)的不意圖；
圖5為連桿機構(gòu)與索套的連接示意圖圖6為充氣膜收攏后的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。