新型輕質穹形結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種輕質穹形結構。
【背景技術】
[0002]在建筑領域，穹形結構跨度大、高度高，無論是在美觀感受上還是空間獲得上都有其特殊優勢。穹形結構可以構成建筑物本身(如北極的雪屋)，穹形結構更廣泛地用于建筑物的屋頂即穹頂。然而當下的穹形結構存在以下兩種問題:
[0003]一、傳統的混凝土或磚結構穹形結構自重大，需要用巨大的承重墻或柱子來承載。因此，建筑整體結構顯得笨重，建筑空間受到制約。
[0004]二、現代的大跨穹形結構往往由多種高強薄膜材料及加強構件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間結構，往往適用于體育建筑、展覽中心、交通服務設施等大型建筑。這類穹形結構節點結構復雜，構件種類繁多，要求較高的施工技術，造價昂貴，不具備普遍適應性。
【發明內容】
[0005]為了克服已有穹形結構的構造復雜、自重大、不易搭建、造價高的不足，本發明提供了一種構造簡單、迅速起拱易搭建的新型輕質穹形結構。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]一種新型輕質穹形結構，所述穹形結構包括基本單元，所述基本單元設置有至少三個以上，所述基本單元包括一類木桿件和二類木桿件；
[0008]所述一類木桿件的截面呈方形，所述一類木桿件的中部開有第一榫眼，所述一類木桿件在所述第一榫眼的同一側的頂面和底面分別開有上卡槽和下卡槽，所述上卡槽位于所述第一榫眼與所述下卡槽之間；
[0009]所述二類木桿件的截面呈方形，所述二類木桿件的一端的端部形成一個榫頭，所述二類木桿件的中部開有第二榫眼，所述榫頭的寬度小于所述第二榫眼的寬度，所述榫頭的兩側形成對稱的三角形結構；
[0010]所述一類木桿件設置有一根，所述二類木桿件設置有至少兩根以上，兩根以上的二類木桿件的規格自穹形結構的頂部至底部逐漸遞增，所述二類木桿件最小桿件的榫頭寬度與所述第一榫眼的寬度相同；所述二類木桿件最小桿件的榫頭與所述第一榫眼插接，相鄰二類木桿件之間，規格較大桿件的榫頭與規格較小桿件的第二榫眼插接；
[0011]所述基本單元的一類木桿件的下卡槽卡接在相鄰基本單元的一類木桿件的上卡槽上。
[0012]進一步，所述二類木桿件的第二榫眼的寬度為其榫頭寬度的1.2倍，相鄰兩個二類木桿件之間，規格較大桿件的規格是規格較小桿件的規格的1.2倍。
[0013]再進一步，所述三角形結構的底面與所述榫頭的底面平齊，所述三角形結構的斜面自所述榫頭的根部至所述榫頭的頭部方向向下傾斜，所述三角形結構的斜面與所述三角形結構的底面之間的夾角為13°。
[0014]更進一步，所述基本單元包括一根一類木桿件和六根二類木桿件；
[0015]六根二類木桿件自穹形結構的頂部至底部分別為二類木桿件第一桿件、二類木桿件第二桿件、二類木桿件第三桿件、二類木桿件第四桿件、二類木桿件第五桿件和二類木桿件第六桿件，所述二類木桿件第一桿件的榫頭與所述一類木桿件的第一榫眼插接，所述二類木桿件第二桿件的榫頭與所述二類木桿件第一桿件的第二榫眼插接，所述二類木桿件第三桿件的榫頭與所述二類木桿件第二桿件的第二榫眼插接，所述二類木桿件第四桿件的榫頭與所述二類木桿件第三桿件的第二榫眼插接，所述二類木桿件第五桿件的榫頭與所述二類木桿件第四桿件的第二榫眼插接，所述二類木桿件第六桿件的榫頭與所述二類木桿件第五桿件的第二榫眼插接；
[0016]所述基本單元設置有八個，分別為第一基本單元、第二基本單元、第三基本單元、第四基本單元、第五基本單元、第六基本單元、第七基本單元和第八基本單元，所述第二基本單元的一類木桿件的下卡槽卡接在所述第一基本單元的一類木桿件的上卡槽上，所述第三基本單元的一類木桿件的下卡槽卡接在所述第二基本單元的一類木桿件的上卡槽上，所述第四基本單元的一類木桿件的下卡槽卡接在所述第三基本單元的一類木桿件的上卡槽上，所述第五基本單元的一類木桿件的下卡槽卡接在所述第四基本單元的一類木桿件的上卡槽上，所述第六基本單元的一類木桿件的下卡槽卡接在所述第五基本單元的一類木桿件的上卡槽上，所述第七基本單元的一類木桿件的下卡槽卡接在所述第六基本單元的一類木桿件的上卡槽上，所述第八基本單元的一類木桿件的下卡槽卡接在所述第七基本單元的一類木桿件的上卡槽上，所述第一基本單元的一類木桿件的下卡槽卡接在所述第八基本單元的一類木桿件的上卡槽上。
[0017]本發明的技術構思為:打破當下穹形結構形態，借鑒傳統的木結構榫卯的連接方法，用兩種類型的桿件構成穹形結構的一個基本單元；與傳統木結構榫卯結構略有不同的是，榫卯結構的穩定更多是依靠摩擦力，本結構的穩定是依靠桿件疊加的重力；此外，在一個基本單元內，從底部到頂部，桿件規格依次遞減，減少底部桿件的負重，進一步優化結構力的傳遞；多個基本單元互搭，形成穩定的穹形結構。
[0018]本發明的有益效果主要表現在:
[0019]1.兩種類型桿件，統一構造，可簡易搭建；
[0020]2.創新的構造方法，能用較少木料形成較大的穹形空間，達到輕質、節省材料的效果;
[0021]3.在一個基本單元內，從底部到頂部，桿件規格依次遞減，減少底部桿件的負重，進一步優化結構力的傳遞，對木材的要求降低；
[0022]4.不同單元的尺度和角度均可做一定調整，互搭單元之間的角度亦可調整，能搭建能不同尺度、形態的穹形結構；
[0023]5.拆卸方便，易于回收利用。
【附圖說明】
[0024]圖1是新型輕質穹形結構的結構示意圖。
[0025]圖2是圖1的俯視圖。
[0026]圖3是圖1的主視圖。
[0027]圖4是穹形結構基本單元的主視圖。
[0028]圖5是圖4的俯視圖。
[0029]圖6是第一木桿件的結構示意圖。
[0030]圖7是第二木桿件的結構示意圖。
[0031]圖8是新型輕質穹形結構的搭建流程；其中圖8a為所述二類木桿件第一桿件與所述一類木桿件插接示意圖，圖8b為所述二類木桿件第二桿件與所述二類木桿件第一桿件插接示意圖，圖8c為所述二類木桿件第三桿件與所述二類木桿件第二桿件插接示意圖，圖Sd為所述二類木桿件第四桿件與所述二類木桿件第三桿件插接示意圖，圖Se為所述二類木桿件第五桿件與所述二類木桿件第四桿件插接示意圖，圖8f為所述二類木桿件第六桿件與所述二類木桿件第五桿件插接示意圖，圖Sg為八個基本單元搭接完畢的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發明作進一步描述。
[0033]參照圖1?圖8，一種新型輕質穹形結構，所述穹形結構包括基本單元，所述基本單元設置有至少三個以上，所述基本單元包括一類木桿件I和二類木桿件2 ;
[0034]所述一類木桿件I的截面呈方形，所述一類木桿件I的中部開有第一榫眼3，所述一類木桿件I在所述第一榫眼3的同一側的頂面和底面分別開有上卡槽4和下卡槽5，所述上卡槽4位于所述第一榫眼3與所述下卡槽5之間；
[0035]所述二類木桿件2的截面呈方形，所述二類木桿件2的一端的端部形成一個榫頭7，所述二類木桿件2的中部開有第二榫眼6，所述榫頭7的寬度小于所述第二榫眼6的寬度，所述榫頭7的兩側形成對稱的三角形結構8 ;
[0036]所述一類木桿件I設置有一根，所述二類木桿件2設置有至少兩根以上，兩根以上的二類木桿件的規格自穹形結構的頂部至底部逐漸遞增，所述二類木桿件最小桿件的榫頭寬度與所述第一榫眼的寬度相同；所述二類木桿件最小桿件的榫頭與所述第一榫眼插接，相鄰二類木桿件之間，規格較大桿件的榫頭與規格較小桿件的第二榫眼插接；
[0037]所述基本單元的一類木桿件的下卡槽卡接在相鄰基本單元的一類木桿件的上卡槽上。
[0038]進一