專利名稱：幾何結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供用于構(gòu)造樓房建筑或者結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的構(gòu)架。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，用于構(gòu)造樓房建筑或者結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)多采用將結(jié)構(gòu)劃分為多個要素， 例如柱、橫梁以及相互連接的平板等。這些劃分被認(rèn)為是構(gòu)造結(jié)構(gòu)的基本要素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種能承載可觀的負(fù)荷量的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)降低對原材 料的需求量。本發(fā)明還試圖提供一種不僅能快速簡便的構(gòu)造，而且可以根據(jù)需要拆除并移 址到另一地點(diǎn)再次安裝的結(jié)構(gòu)。一方面，本發(fā)明提供一種構(gòu)架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括一系列互連的、模塊化的三維幾何 構(gòu)架結(jié)構(gòu)，所述三維幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)以面對面的布局連接，每個單個幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括一系 列互連的條(bar)以限定三維幾何構(gòu)架的面，并且至少一個條形成用于對幾何構(gòu)架的面的 支撐。幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)優(yōu)選地為模塊化立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)。其他形狀的構(gòu)架結(jié)構(gòu)，如三角形棱 柱、四邊形棱柱、六邊形棱柱、棱錐和非規(guī)則形狀的三維構(gòu)架是可選的幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括形成用于幾何構(gòu)架的底面的交叉支撐的條和/或連接 在用于限定幾何構(gòu)架的底面的條的中點(diǎn)之間的支撐條。幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)可以包括在幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的垂直面上形成垂直三角構(gòu)架結(jié)構(gòu)的條， 所述垂直三角構(gòu)架結(jié)構(gòu)位于所述垂直面的上部分。幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)可以包括直的預(yù)成型條和/或彎曲的預(yù)成型條。幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)也相 應(yīng)地包括平面和/或非平面的面。幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)還可以包括斜側(cè)面。幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)通常貼附于基底上。節(jié)點(diǎn)模塊可以用于將一個或多個幾何構(gòu)架貼附 于基底上，節(jié)點(diǎn)模塊具有平板以及與構(gòu)架拐角處的插孔相匹配的插腳。節(jié)點(diǎn)模塊還可以用于幾何構(gòu)架之間的互連。幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括一個或多個用于交叉支撐幾何構(gòu)架的垂直面的對角線條。幾何 構(gòu)架結(jié)構(gòu)可以包括一個或多個貫穿構(gòu)架內(nèi)部延伸的對角線條。幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)由至少6個用 以形成至少是三角形棱柱構(gòu)架結(jié)構(gòu)的條形成。每個立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)通常由14個條形成。優(yōu)選地，每個幾何構(gòu)架的底面包括一個或多個預(yù)制的平板。構(gòu)架結(jié)構(gòu)的垂直面和 內(nèi)部隔墻可以采用輕質(zhì)面板材料。幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)通常采用并排式連接或者頂?shù)资竭B接以形成三維的幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu) 布局。兩個或多個不同形狀的幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)可以連接在一起。這些幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)可拆除并 移址再次安裝。另一方面，本發(fā)明提供一種形成根據(jù)本發(fā)明第一方面的系統(tǒng)的方法，所述方法包 括將預(yù)成型的條運(yùn)送至安裝現(xiàn)場，以及現(xiàn)場連接這些預(yù)成型的條以限定幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)。
幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)可以通過一種裝置進(jìn)行連接，所述裝置包括貨架，所述貨架容納有 用于形成所述幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的預(yù)成型的條；構(gòu)架結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)架結(jié)構(gòu)具有可移動的鰭，用于 接收來自貨架的預(yù)成型的條以及將預(yù)成型的條固定在預(yù)設(shè)位置以限定幾何構(gòu)架的面；以及 用于焊接預(yù)成型的條以形成幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的設(shè)備。所述裝置可以被輸送至安裝現(xiàn)場，用以現(xiàn)場連接這些條以限定幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)。第三方面，本發(fā)明提供一種用于安裝和形成根據(jù)本發(fā)明的第一方面的構(gòu)架結(jié)構(gòu)系 統(tǒng)的裝置，所述裝置包括貨架，所述貨架具有用于形成所述幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的預(yù)成型的條； 構(gòu)架結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)架結(jié)構(gòu)具有可移動的鰭，用于接收來自貨架的預(yù)成型的條以及將預(yù)成型 的條固定在預(yù)設(shè)位置以限定幾何構(gòu)架的面；以及用于焊接預(yù)成型的條以形成幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu) 的設(shè)備。所述裝置的構(gòu)架結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括用于固定可移動的鰭的水平條，所述水平條是可 移動的，用以水平和垂直地移動鰭，以使鰭可以觸及裝置的構(gòu)架結(jié)構(gòu)內(nèi)部的任何點(diǎn)。第四方面，本發(fā)明提供一種包含根據(jù)本發(fā)明的第一方面的幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的建筑。第五方面，本發(fā)明提供一種包含根據(jù)本發(fā)明的第一方面的幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的非建筑 結(jié)構(gòu)。第六方面，本發(fā)明提供一種包含根據(jù)本發(fā)明的第一方面的幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的易于拆 除并移址到另一地點(diǎn)再次安裝的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明附加的方面將在下面的描述中變得明顯。


圖1為立方構(gòu)架的俯視圖2為立方構(gòu)架的側(cè)視圖3為立方構(gòu)架的三維圖4為立方構(gòu)架的拐角處的局部放大圖5為組裝于模塊系統(tǒng)中的立方構(gòu)架的俯視圖6為組裝于模塊系統(tǒng)中的立方構(gòu)架的側(cè)視圖7為組裝于模塊系統(tǒng)中的立方構(gòu)架的三維圖8為互連的立方構(gòu)架的縱梁和橫梁的局部放大圖9為節(jié)點(diǎn)模塊的俯視圖10為節(jié)點(diǎn)模塊的側(cè)視圖11為節(jié)點(diǎn)模塊的三維圖；以及
圖12為插入至4個立方構(gòu)架的交匯點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)模塊；
圖13為插入至2個立方構(gòu)架的交匯點(diǎn)處的基底節(jié)點(diǎn)模塊；
圖14為組裝于具有地板的模塊系統(tǒng)中的立方構(gòu)架的三維圖15為立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)的安裝裝置；
圖16為連接有立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)條的立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)的安裝裝置；
圖17-26為幾何構(gòu)架的三維圖27為組裝于模塊系統(tǒng)中的四邊形斜棱柱框架結(jié)構(gòu)的三維圖
圖28為組裝于模塊系統(tǒng)中的幾何構(gòu)架的三維圖四為圖觀所示的組裝于模塊系統(tǒng)中的幾何構(gòu)架的俯視圖；圖30-33為節(jié)點(diǎn)模塊的三維圖；圖34和35為平板模塊的三維圖；圖36為組裝于模塊系統(tǒng)中的并且與平板模塊、節(jié)點(diǎn)模塊以及支架相連接的立方 構(gòu)架結(jié)構(gòu)的三維圖；圖37為幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的安裝裝置；以及圖38為連接有構(gòu)架結(jié)構(gòu)條以形成幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的安裝裝置。
具體實(shí)施例方式圖1-3所示為可連接于模塊構(gòu)架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)10的各視圖。立方 構(gòu)架結(jié)構(gòu)10通過與立方體的十二條邊對應(yīng)的十二個條(bar) 12構(gòu)建；這些條相互連接以限 定立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)10的各個面。對角線地設(shè)置一個或多個條14以在立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)10的底 面(即較低面)16形成交叉支撐。在如圖1-3所示的本發(fā)明的一個實(shí)施例中，由總共十四 個條12形成基本立方結(jié)構(gòu)；其中十二個條構(gòu)成十二條邊，另外兩個條14在底面16形成交 叉支撐。本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，在立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)10的垂直面20設(shè)置有對角線條18 以對抗水平力，這種設(shè)計(jì)尤其適合于在具有較大的水平力的模塊系統(tǒng)的底部組裝的立方構(gòu) 架。增設(shè)對角線條18以對抗水平力的設(shè)計(jì)也推薦用在以下情況，即其中立方構(gòu)架應(yīng)用于承 載大型結(jié)構(gòu)的跨距或者承載懸臂或者形成空間構(gòu)架結(jié)構(gòu)的模塊系統(tǒng)中。構(gòu)建條12、14可以由任何足夠結(jié)實(shí)能夠承載相當(dāng)重量的負(fù)載的適合的材料，例如 用鋼材來構(gòu)建。并且條的剖面形狀可以是任何既提供必要的強(qiáng)度同時又輕質(zhì)的剖面形式， 例如中空方塊的剖面形式。立方構(gòu)架10的大小可以根據(jù)條12的長度有所變化。盡管單個立方構(gòu)架10可以 有長度變化，并不要求該立方構(gòu)架中的所有條均為相同尺寸，但是當(dāng)立方構(gòu)架的目的在于 提供模塊系統(tǒng)時，優(yōu)選地將所有立方構(gòu)架10的尺寸設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸可以確 保單個立方構(gòu)架準(zhǔn)確對準(zhǔn)并能夠相互連接到模塊系統(tǒng)中。圖4為立方構(gòu)架10的拐角處22的局部放大圖。插孔M被提供用于接收節(jié)點(diǎn)模 塊的四個插腳之一，以使該立方構(gòu)架貼附于模塊系統(tǒng)中的其他立方構(gòu)架上。這種插孔對可 以適用于全部的八個拐角22，從而允許任何單個立方構(gòu)架在所有三維空間均可貼附于其他 立方構(gòu)架?？梢栽谀K系統(tǒng)中將兩個或多個立方構(gòu)架10面對面地相互連接，以構(gòu)建為樓房 建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)10可采用并排式連接和/或頂?shù)资竭B接以 形成三維的立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)布局。本發(fā)明還提供一種形成模塊系統(tǒng)的方法將預(yù)成型的條12 運(yùn)送至安裝現(xiàn)場，然后連接這些條以限定可進(jìn)一步連接成模塊系統(tǒng)的立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)10。圖15和圖16為用于形成立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)10的安裝裝置50。立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)的安裝 裝置50將預(yù)成型的條12布置在正確的位置上，然后將預(yù)成型的條12連接并焊接在一起以 形成立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)10。該裝置可以輸送至現(xiàn)場進(jìn)行安裝，從而使生產(chǎn)立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)的生產(chǎn) 線可以建在工廠或者現(xiàn)場。該安裝裝置可以通過陸、海、空任何一種方式，以及作為一件設(shè) 備通過任何一種起重機(jī)或其他運(yùn)輸工具如直升機(jī)運(yùn)輸至現(xiàn)場。該裝置包括容納有水平或者 垂直的預(yù)成型的條的貨架52和M。貨架52和M安裝在連接有八個可自動移動的鰭56的該裝置的構(gòu)架結(jié)構(gòu)上。鰭56將垂直方向和水平方向的預(yù)成型條保持在恰當(dāng)?shù)奈恢?，以限?立方構(gòu)架的面。垂直方向的預(yù)成型條58從垂直的預(yù)成型條的貨架M上被自動安裝于鰭上， 水平方向的預(yù)成型條60從水平的預(yù)成型條的貨架52上被自動安裝于鰭56上。將這些條 安裝于結(jié)構(gòu)中之后，緊接著對所有的條進(jìn)行自動焊接以形成立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)10。將形成的結(jié) 構(gòu)10從裝置50上自動移開，以備測試和連接于模塊系統(tǒng)中。該自動生產(chǎn)線可以確保所有 的條均被安裝于合適的水平或者垂直位置并被精確焊接。圖5-7為組裝于模塊系統(tǒng)沈中的立方構(gòu)架10的各視圖。在圖5-7所示的示例中， 為八個立方構(gòu)架10相互連接。一個或多個立方構(gòu)架構(gòu)成了作為地板結(jié)構(gòu)的低層觀；這些 立方構(gòu)架通過基底節(jié)點(diǎn)模塊連接到處于同一水平高度的基底或地基上，如圖13和圖14所 示。節(jié)點(diǎn)模塊36和40確保單個立方構(gòu)架10在水平方向以及垂直方向均準(zhǔn)確對準(zhǔn)。節(jié)點(diǎn) 模塊進(jìn)一步確保負(fù)載的重量通過結(jié)構(gòu)直接向下傳輸至基底?？梢酝ㄟ^如圖34所示的支架 105或者輔助的子條進(jìn)一步將立方構(gòu)架的條固定于同一個構(gòu)架中，以提供更堅(jiān)固的構(gòu)架結(jié) 構(gòu)?？梢赃M(jìn)一步將節(jié)點(diǎn)模塊、立方構(gòu)架和基底固定在一起，例如可以通過螺栓固定，以提供 更堅(jiān)固的互連結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，基底具有非常平坦的表面以確保立方構(gòu)架10的準(zhǔn)確對準(zhǔn)，以及進(jìn)一步確 保位于高層的地板也是平坦的?？梢詫⒘⒎綐?gòu)架10的另一個層30連接到低層觀上以形 成第一層地板，以此類推，直至添加所需的地板層數(shù)。可以將一個或多個預(yù)制的片板鋪在立方構(gòu)架的下表面16a和16b上以形成地板。 由于該結(jié)構(gòu)安裝在非常平坦的基底上從而可確保包括地板的片板也能夠平整地對齊。因 此，可以直接將地板磚鋪在片板上而不需要刮平表面。可以采用輕質(zhì)板材來構(gòu)造垂直面和 形成內(nèi)部及外部墻的隔墻。由此可以構(gòu)建該構(gòu)架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形成樓房建筑。圖8為利用節(jié)點(diǎn)模塊互連的立方構(gòu)架10的縱梁32和橫梁34的局部放大圖。圖9-11為節(jié)點(diǎn)模塊36的各視圖。節(jié)點(diǎn)模塊包括平板37以及與位于立方構(gòu)架10 的拐角22上的插孔M匹配的插腳38。圖12為插入至4個立方構(gòu)架10的拐角22的交匯 點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)模塊36。將四個較低的插腳38分別插入拐角處的插孔M中。最多八個立方構(gòu) 架10可以交匯至一點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)模塊提供八個插腳38，其中四個插腳指向上，四個插腳指向下， 從而使八個立方構(gòu)架10連接于一點(diǎn)。圖13和圖14為插入至構(gòu)成該結(jié)構(gòu)的低層基底的立方構(gòu)架10的較低的拐角處的 交匯點(diǎn)處的基底節(jié)點(diǎn)模塊40?；坠?jié)點(diǎn)模塊40包括與位于立方構(gòu)架拐角處的插孔匹配的 插腳42。最多四個立方構(gòu)架10可以交匯至該結(jié)構(gòu)基底上的一點(diǎn)；基底節(jié)點(diǎn)模塊40提供四 個從平坦基底向上延伸的插腳42，從而允許四個立方構(gòu)架連接于一點(diǎn)。一個或多個預(yù)制的 片板44鋪在低層表面上，以形成地板。盡管本發(fā)明將立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)作為參考進(jìn)行詳細(xì)描述，但是其他形狀的構(gòu)架結(jié)構(gòu)也 包含在本發(fā)明中來形成模塊構(gòu)架系統(tǒng)。本發(fā)明的各種幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的實(shí)施例如圖17-25所示。圖17和18為兩種不同的三角形棱柱構(gòu)架結(jié)構(gòu)70。三角形棱柱構(gòu)架結(jié)構(gòu)通過與三 角形棱柱的九條邊對應(yīng)的九個條72構(gòu)建以限定三角形棱柱構(gòu)架結(jié)構(gòu)的各個面。另外的對 角線條74和水平條76可以結(jié)合在三角形棱柱的垂直面的頂部，并且在垂直面內(nèi)形成垂直 的三角形構(gòu)架77。三角形構(gòu)架77有助于支撐形成三角形棱柱構(gòu)架的頂面的條的中點(diǎn)。進(jìn)一步地，將連接構(gòu)成底面的條的中點(diǎn)的支架條79布局為貫穿底面的交叉支撐。如圖19、20和22所示的本發(fā)明的另一個實(shí)施例，對角線條80可以從該構(gòu)架的較 高的頂點(diǎn)為起點(diǎn)貫穿構(gòu)架結(jié)構(gòu)內(nèi)部到達(dá)較低的頂點(diǎn)，從而對構(gòu)架結(jié)構(gòu)提供進(jìn)一步的支撐 力。如圖M和圖25所示的本發(fā)明的另一個實(shí)施例，垂直條72的長度可以有變化。從 而導(dǎo)致構(gòu)架結(jié)構(gòu)具有傾斜的頂面。如圖25所示，預(yù)成型的條82可以是彎曲的，以使構(gòu)架結(jié) 構(gòu)的形成表面為非平面的面83。還可以構(gòu)建包括如圖19和圖20所示的四邊形棱柱構(gòu)架結(jié)構(gòu)在內(nèi)的其他多邊形構(gòu) 架結(jié)構(gòu)。其中，構(gòu)架結(jié)構(gòu)通過與四邊形棱柱的十二條邊對應(yīng)的十二個條72構(gòu)建，以限定四 邊形棱柱構(gòu)架結(jié)構(gòu)的各個面，其中在其底面上設(shè)置兩個交叉支撐的條78。如圖21所示的四 邊形構(gòu)架結(jié)構(gòu)，通過其八個條72以及其底面上的兩個交叉的支撐條78構(gòu)建。如圖22所示 的六邊形構(gòu)架結(jié)構(gòu)通過其八個條72形成構(gòu)架結(jié)構(gòu)，在底面設(shè)置的交叉支撐條78以及在垂 直面設(shè)置的條74、80也可以使用和交叉。如圖23所示的立方體構(gòu)架結(jié)構(gòu)，通過其十二個條 72形成構(gòu)架結(jié)構(gòu)，位于垂直面的水平條76和對角線條74形成垂直的三角形構(gòu)架77。水平 條76和對角線條74有助于支撐限定該結(jié)構(gòu)的頂面的條的中點(diǎn)。交叉支撐條78和支撐條 79在底面的條的中點(diǎn)處連接。如圖沈和圖27所示的本發(fā)明的另一個實(shí)施例，斜立方體構(gòu)架結(jié)構(gòu)82通過傾斜條 73形成傾斜的和垂直的側(cè)面。在垂直面設(shè)置有對角線交叉支撐條74。如圖沈所示的構(gòu)架 結(jié)構(gòu)通過與斜四棱柱的十二條邊對應(yīng)的十二個條72、73構(gòu)建，以限定斜四棱柱構(gòu)架結(jié)構(gòu)82 的各個面，同時垂直面74上設(shè)置有兩個交叉支撐的對角線條，以及其底面上設(shè)置兩個交叉 支撐的條78。圖27所示為由設(shè)置在模塊系統(tǒng)中的互連斜四棱柱構(gòu)架結(jié)構(gòu)82形成的更復(fù)雜形狀 的結(jié)構(gòu)。構(gòu)架結(jié)構(gòu)的形狀決定所需條的最小數(shù)目。根據(jù)需要，可以加入額外的條，以用作垂 直面、水平面以及穿越構(gòu)架結(jié)構(gòu)內(nèi)部的交叉支撐。這些額外條的布置隨構(gòu)架結(jié)構(gòu)的形狀和 設(shè)計(jì)的不同而變化。圖28和四為組裝于模塊系統(tǒng)中的不同形狀的幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)。每個幾何構(gòu)架通過 一系列水平和垂直設(shè)置的條構(gòu)建，以形成構(gòu)架結(jié)構(gòu)的側(cè)面、頂面和底面。對角設(shè)置的一個或 多個條用以在構(gòu)架的較低面上形成支撐。這些幾何構(gòu)架通過節(jié)點(diǎn)模塊連接至與其相鄰的構(gòu) 架上。節(jié)點(diǎn)模塊具有與位于構(gòu)架拐角處的插孔匹配的插腳。不同形狀的構(gòu)架結(jié)構(gòu)可以連接于模塊構(gòu)架系統(tǒng)中?？梢詫蝹€構(gòu)架結(jié)構(gòu)通過并排 和/或頂?shù)紫嘟拥姆绞竭B接，以形成構(gòu)架結(jié)構(gòu)的三維布局。如圖觀和四所示的模塊構(gòu)架 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)通過立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)84和三角形棱柱構(gòu)架結(jié)構(gòu)86構(gòu)建。圖30-33為不同的節(jié)點(diǎn)模塊的三維圖。節(jié)點(diǎn)模塊的構(gòu)造取決于連接的構(gòu)架結(jié)構(gòu)的 數(shù)目和形狀。節(jié)點(diǎn)模塊90包括平板和與位于幾何構(gòu)架拐角處的插孔匹配的插腳92。該節(jié)點(diǎn)模 塊確保單個構(gòu)架在垂直方向和水平方向均能夠準(zhǔn)確對準(zhǔn)。圖30為插入構(gòu)架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)模塊的一個實(shí)施例。該節(jié)點(diǎn)模塊具有四個插腳92， 其中兩個向上延伸，兩個向下延伸。從而允許將最多四個構(gòu)架連接至一點(diǎn)。
圖31所示為與圖9-12所示相似的節(jié)點(diǎn)模塊，包括四個向下延伸的插腳92和四個 向上延伸的插腳92。從而允許將最多八個幾何構(gòu)架連接至一點(diǎn)。圖32和圖33為尤其適合于非立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)模塊。圖32所示的節(jié)點(diǎn)模塊 包括六個插腳92，其中三個插腳指向上，三個插腳指向下，從而允許多達(dá)六個的幾何構(gòu)架相 交于一點(diǎn)。圖33所示的節(jié)點(diǎn)模塊具有十二個插腳92，其中六個插腳指向上，六個插腳指向 下，從而允許多達(dá)十二個的幾何構(gòu)架相交于一點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)還可以包括位于節(jié)點(diǎn)模塊主體上的孔94。所述孔可以進(jìn)一步允許通過螺栓或 者其他固定方式將節(jié)點(diǎn)模塊、構(gòu)架以及基底進(jìn)一步緊固在一起，以提供更牢固的互連結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^平板和螺栓的方式將幾何構(gòu)架進(jìn)一步固定在一起。圖34和圖35所示為 不同的平板模塊立體圖，例如，平面平板100和交叉平板103。平板的厚度可以匹配節(jié)點(diǎn)模 塊上的平板的厚度而改變。平板模塊還可以包括與位于預(yù)成型的條主體上的孔相對應(yīng)的孔 94，以允許兩個或多個預(yù)先形成的用于不同幾何構(gòu)架的條通過螺栓相互連接在一起，從而 允許將這些幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)互連入模塊系統(tǒng)中。圖36所示為一系列互連的立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)，其 中每個構(gòu)架結(jié)構(gòu)利用節(jié)點(diǎn)模塊90連接一起，最多連接8個構(gòu)架結(jié)構(gòu)。交叉平板103可以將 三或四個構(gòu)架結(jié)構(gòu)連接在一起。平面平板100用于將鄰近的構(gòu)架結(jié)構(gòu)連接在一起。構(gòu)架結(jié) 構(gòu)中的條之間可以設(shè)置支架105。圖37和圖38為用于形成幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)110的裝置。圖38所示為六角形構(gòu)架結(jié) 構(gòu)的構(gòu)造。構(gòu)架結(jié)構(gòu)裝置150將預(yù)成型的條112安置在正確的位置，并將條112連接及焊 接在一起以形成構(gòu)架結(jié)構(gòu)110。該裝置可以輸送至現(xiàn)場進(jìn)行安裝，因而生產(chǎn)構(gòu)架結(jié)構(gòu)的生產(chǎn) 線可以建造在工廠或者現(xiàn)場。該裝置可以通過陸?？杖魏我环N方式，以及作為一件設(shè)備通 過任何一種起重機(jī)或其他運(yùn)輸工具如直升機(jī)運(yùn)輸至現(xiàn)場。該裝置包括容納預(yù)成型的條112的貨架152、154。貨架152、IM安裝于連接有可 移動的鰭156的裝置的構(gòu)架結(jié)構(gòu)上。構(gòu)架結(jié)構(gòu)具有可移動的水平條160，水平條160能夠水 平和垂直地移動。鰭156位于水平條160上，水平條160可移動以在裝置的構(gòu)架結(jié)構(gòu)150 中任意一點(diǎn)的位置將鰭156進(jìn)行定位。鰭156將預(yù)成型的條固定在正確的位置從而限定幾何構(gòu)架的面。將預(yù)成型的條 112從預(yù)成型的條貨架152、IM上自動安裝在鰭上。將這些條安裝于結(jié)構(gòu)中之后，緊接著對 所有的條進(jìn)行自動焊接以形成構(gòu)架結(jié)構(gòu)110。將形成的結(jié)構(gòu)110自動從裝置150上移開，以 備測試和根據(jù)需要連接于模塊系統(tǒng)中。該自動生產(chǎn)線可以確保所有的條均被安裝于恰當(dāng)?shù)?位置并被精確焊接。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，根據(jù)需要，通過取下墻壁和地板，再拆卸所有的螺 栓、節(jié)點(diǎn)模塊、平板模塊以及解開單個構(gòu)架結(jié)構(gòu)，可以容易地將幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)拆卸，然后根 據(jù)需要將它們輸送至另一個現(xiàn)場進(jìn)行重裝。模塊系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于，相比現(xiàn)有系統(tǒng)它可以在更短的時間階段完成構(gòu)造?？?以在輸送至現(xiàn)場之前，在工廠里將條預(yù)先切成所需尺寸并置于編號的貨架內(nèi)。現(xiàn)場將條焊 接在一起以形成幾何構(gòu)架。通過起重機(jī)將這些單個構(gòu)架舉起，一個接一個安置并連接在一 起。該系統(tǒng)的簡易性的另一個有益效果在于需要更少的人力和原材料。由于該結(jié)構(gòu)易于拆 卸并可移址重造，故該系統(tǒng)進(jìn)一步適合于建造生態(tài)樓房建筑。模塊系統(tǒng)被劃分為分離的幾何或者立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)，例如堆積為晶格的單元或單位單元，然后再將其相互固定。這樣可以使結(jié)構(gòu)更平衡，更有效地構(gòu)建，并且通過在大體同等 的基礎(chǔ)上將負(fù)載分散至所有的結(jié)構(gòu)單元的方式，將結(jié)構(gòu)模塊化并且互連。
盡管本發(fā)明以用于樓房建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)架為例進(jìn)行描述，但是本發(fā)明的模塊系統(tǒng)也 可以適用于非樓房建筑結(jié)構(gòu)，如橋梁。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括一系列互連的、模塊化的三維幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)，所述三維幾 何構(gòu)架結(jié)構(gòu)以面對面的布局連接，每個單個幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括一系列互連的條以限定三維 幾何構(gòu)架的面，并且至少一個條形成用于幾何構(gòu)架的面的支撐。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括模塊化立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括形成用于幾何構(gòu)架的底面的 交叉支撐的條。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括支撐條，所述支撐條連 接用于限定幾何構(gòu)架的底面的條的中點(diǎn)。
5.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括在幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的垂直 面上形成三角構(gòu)架結(jié)構(gòu)的條，所述三角構(gòu)架結(jié)構(gòu)位于所述垂直面的上部分。
6.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括直的預(yù)成型條和/或彎 曲的預(yù)成型條。
7.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括平面和/或非平面的面。
8.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括斜側(cè)面。
9.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括一個或多個用于交叉支 撐幾何構(gòu)架的垂直面的對角線條。
10.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括一個或多個貫穿構(gòu)架內(nèi) 部延伸的對角線條。
11.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，每個幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)由至少6個條形成。
12.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)是立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)，每個立方 構(gòu)架結(jié)構(gòu)由14個條形成，其中12個條形成立方構(gòu)架結(jié)構(gòu)的邊，2個條形成底面的交叉支撐。
13.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，節(jié)點(diǎn)模塊用于將各個幾何構(gòu)架相互連接。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，基底節(jié)點(diǎn)模塊用于將一個或多個幾何構(gòu)架貼附 于基底上。
15.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，平板模塊用于將各個幾何構(gòu)架相互連接。
16.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，每個幾何構(gòu)架的底面包括一個或多個預(yù)制 的片板。
17.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的垂直面和內(nèi)部隔墻采用輕 質(zhì)面板。
18.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)采用并排式連接和/或頂?shù)?式連接以形成三維的幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)布局。
19.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，兩個或多個不同形狀的幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)連接在一起。
20.如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)可拆除并移址再次安裝。
21.—種形成如上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)的方法，所述方法包括將預(yù)成型的條 運(yùn)送至安裝現(xiàn)場，以及現(xiàn)場連接預(yù)成型的條以限定幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，包括使用裝置連接預(yù)成型的條，所述裝置包括容納有用于形成所述幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的預(yù)成型的條的貨架；具有可移動的鰭的構(gòu)架結(jié)構(gòu)，可移動的鰭用于接收來自貨架的預(yù)成型的條以及將預(yù)成型的條固定在預(yù)設(shè)位置以限定幾何構(gòu)架的面；以及 用于焊接預(yù)成型的條以形成幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的設(shè)備。
23.一種用于安裝和形成如權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的構(gòu)架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的裝置，所述 裝置包括容納有用于形成所述幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的預(yù)成型的條的貨架；具有可移動的鰭的構(gòu)架結(jié)構(gòu)，可移動的鰭用于接收來自貨架的預(yù)成型的條以及將預(yù)成 型的條固定在預(yù)設(shè)位置以限定幾何構(gòu)架的面；以及 用于焊接預(yù)成型的條以形成幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)的設(shè)備。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括用于固定可移動的鰭的水平 條，所述水平條是可移動的，用以水平和垂直地移動鰭，以使鰭可以觸及構(gòu)架結(jié)構(gòu)內(nèi)部的任 何點(diǎn)。
25.一種包含如權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的構(gòu)架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的建筑。
26.一種包含如權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的構(gòu)架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的非建筑結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種構(gòu)架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(26)，包括一系列互連的、模塊化的三維幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)(10，70....)，所述三維幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)以面對面的布局連接，每個單個幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)包括一系列互連的條(12，72....)以限定幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)(10，70....)的面，每個幾何構(gòu)架結(jié)構(gòu)(10，70....)包括條(14，18，74，78，79...)，所述條形成對所述幾何構(gòu)架(10，70....)的面的支撐。該構(gòu)架(26)可以用于提供構(gòu)造樓房建筑或者其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
文檔編號E04B1/348GK102105640SQ200980127039
公開日2011年6月22日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月13日
發(fā)明者伊亞德·默罕默德·阿德南·達(dá)督什 申請人:伊亞德·默罕默德·阿德南·達(dá)督什