CN102639794A - 建筑学隔板建筑系统 - Google Patents

Abstract

建筑学隔板建筑系统是使用建筑行业的工业化建筑系统概念的简化的预制组件。因此，骨架结构的建筑学隔板建筑系统，用于发展模块化的工业化建筑系统(IBS)的物理建筑部件的设计组件，其特征在于建筑学隔板建筑系统包括：隔板，共具有用于制定建筑部件的模块化形式的预定形状；其中隔板还是物理建筑装配部件之一，在预制时和各种物理建筑部件整合在一起。使用隔板系统能够增加获得诸如矩形、方形、多边形和三角形等的多维建筑形式(例如，形状)的灵活度。因此，隔板通过使用复合关键屋顶连接件可被设计用于灵活装配诸如四面坡屋顶、复折式屋顶(双斜面)和锥形屋顶等屋顶。所述隔板是支持灵活装配设计一体化的工业化建筑系统的关键设计的组件系统，工业化建筑系统由用于下层结构和上层结构的预装配的和标准化的物理建筑部件组成。此隔板设计的组件系统完成组装工业化部件。相同的隔板设计的组件系统还可用于诸如家具等的其他工程应用或工业应用之中。

Description

建筑学隔板建筑系统

技术领域

本发明总体上涉及一种隔板建筑系统，更具体地说，涉及一种建筑学隔板建筑系统其使用预切材料使得物理建筑部件具有灵活的设计形式和灵活的装配形式。

背景技术

房屋建设行业已广泛采用便于大量生产的预制部件或工业化建筑系统(IBS)部件。IBS建筑使用诸如预制、标准化、生产方法和质量控制(Gann，1996)等要素。在建筑中使用IBS的工程优势包括在生产中杜绝浪费、进行精度和质量控制，在建造过程中优化时间以及维持和保护环境。这些优点促使人们使用IBS建造技术，并且这个因素是在全世界推广IBS建筑系统的主要因素之一。遗憾的是，在建筑工程设计阶段和预制期间，设计者使用IBS部件进行创造性试验仍有问题。

IBS建筑系统的标准化水平和预制过程的水平非常低(Noguchi，2003)。尽管IBS建筑系统在建筑行业比预期早产生，但是在发展中国家IBS建筑系统是优选的建筑方法。实施IBS的益处是为了在建筑工程中最低限度地依赖外国劳动力的目的。但是，IBS实施遇到了供需障碍。经济总量、普通准备状态和对IBS的社会接受度减小了这种建造技术的吸引力(Zuhairi 2008)。此外，尽管预制建造过程强调批量生产，但是重复的设计布局导致了单调的营房式的建筑群(Thanoon 2003)。

Gib(1999)确定了三类场外预制，即，非测定体积式，测定体积式和模块化建筑，但是他指出划分每种类型的界限是灵活的。当Gib的概念按照建筑透视图应用于预制建筑设计时，在物理建筑元件和功能建筑设计元件的空间尺寸之间存在不协调，因此使其不适合于用在房屋空间设计建造中。而Gib的系统也没有进行工业化建筑系统的装配和拆解。还应当注意的是，因为常规的木质建筑接头已用于预制过程，因此目前没有预制用的木材建筑系统。此外，也没有以非测定体积式预装配形式用于测定体积式预装配和/或模块化建筑的工业化建筑系统组件。

据报道，Schindler试图开发新的建筑用建筑系统，藉此，建筑系统能够减少建筑成本、提高建筑效率、加快零件的制造互换速度，减少劳动力人数，提供耐用性并提供更好的设计(Jon Ho Park 2004)。Schindler已经确定了预制过程中对建筑组件的需求，但是他的建筑系统复杂，这减少了所设计的组件的预制灵活性。到目前为止，缺乏足够灵活以简化预制木材建筑过程中的装配工作的预装配系统，尤其是当此装配系统只能用于预制混凝土墙板系统时，用在不成熟的木材建筑装配中时更是如此。

历史上严格采用标准化的人们一直在努力解决标准化与灵活性之间、统一性与变化性之间的冲突(Gibb，2004)，但这种冲突仍未解决。

在一种现有技术中，公开了一种模块化建筑系统，其包括预制桌面系统，该预制桌面系统具有多个矩形的地板模块。但是，此系统是模块形式，而不是建筑部件装配形式。此外，该现有技术的地板模块夹杂有托梁和连接件。

另一种现有技术公开了一种接头连接件装置和一种用于装配预制建筑墙板的方法。该现有技术的发明包括一种用于连接预制结构建筑墙板的L型凹道接头连接件装置及其装配方法。但是，该技术对角墙构造或径向墙构造不具有灵活性。

本发明专注于工业化建筑系统用的设计组件，其可恢复设计形式的灵活度。本发明声明预制建筑组件不仅仅是工程方法，它还融合了设计和工程方法和力学。

发明内容

本发明涉及一种建筑学隔板建筑系统其使用预切建筑材料使得预制模块化部件具有灵活的设计形式和灵活的装配形式。因此，本发明涉及工业化建筑系统的物理建筑部件设计装配原理。

根据本发明的优选实施例，骨架结构的建筑学隔板建筑系统，用于开发模块化的工业化建筑系统(IBS)的物理建筑部件的设计组件，其特征在于所述建筑学隔板建筑系统包括：隔板，其具有用于制定建筑部件的模块化形式的预定形状；其中所述隔板是物理建筑装配部件中的一个构件以在预制过程中和各种物理建筑部件组装在一起。

因此，隔板可以是矩形、方形、三角形或多边形的形状。隔板优选地具有至少0.1m(100mm)的长度，用于制定模块化地板托梁和拐角、十字接头、角墙和径向墙。隔板还优选地具有至少0.001m(1mm)的厚度。

因此，隔板为地板托梁暗销连接件、复合关键屋顶连接件、邻接和/或交叉墙板的支柱。复合关键屋顶连接件包括模块化四坡屋顶面坡椽、关键支架隔板、关键板隔板和关键系条。

可以理解的是，隔板用于在诸如地板托梁、墙板、屋顶桁架构造等的垂直和水平物理建筑部件上获得结构稳定性所需的截面。因此，隔板也能够用作制造诸如梁或托梁等大跨度的水平物理建筑部件的长度扩展体或连接件。此外，隔板还可用于具有预定尺寸的模块化墙板以形成“灵活形状”的角墙或径向墙。

还可以理解的是，隔板在与模块化物理建筑部件配合的方式下可以用作互锁拼接件以拼合预制建筑结构的下层结构和上层结构的所述支架。隔板也适于用作建筑的任何结构装置的减震器，诸如建筑结构的冲击载荷、侧向运动或地板振动。

因此，当连接于允许管道设施容纳于其中的所述墙板的拐角或十字接头处时，在模块化墙板中使用的隔板在两个可组合的建筑材料之间产生狭缝。

因此，隔板可以是多维形状以形成角墙板和多边形墙板。隔板通过使用复合关键屋顶连接件保持所述主椽，还发展了诸如四面坡屋顶、复折式屋顶(双斜面)和锥形顶等屋顶的装配灵活的原理，并且所述隔板还能形成较大跨度的桁架。所述复合关键屋顶连接件能轻易地在顶部形成透光的双层屋顶和圆屋顶。使用建筑学隔板建筑系统可以节省在预制工业化建筑系统中使用的诸如木材、金属等材料的体积。

附图说明

附图构成本说明书的一部分并包括本发明的一个实施例或一个优选的实施例，本发明可以多种方式实施。但是，应当理解的是，所公开优选实施例仅仅是本发明的示例。每个装配形式可通过使用诸如钉子、螺钉、堵缝等优选的固定方法而被固定在一起。因此，此处公开的附图不应当被理解为限制本发明，而仅仅是本发明的权利要求书的基础和指导本领域技术人员的基础。

附图中：

图1(a)-1(e)示出了根据本发明的优选实施例在建筑学隔板建筑系统中使用的隔板和互锁隔板的各种几何形状，并且隔板在形式上可以是中空的、实心的或突出的；

图2(a)-2(c)示出了由不同建筑学隔板形成的墙板的各种组件的实施例，藉此隔板被用作连接墙板的支柱；

图3示出了网架模块化地板托梁组件的实施例，藉此隔板被用作模块化地板托梁组件的上下层处的锚定销连接件；

图4示出了墙板拐角组件和十字接头组件的实施例，藉此隔板被用于在预制墙板中建造拐角或墙接合组件；

图5(a)-5(b)示出了四面坡屋顶的关键屋顶连接件的组件，藉此隔板被用作复合关键屋顶连接件；

图6(a)-6(d)分别示出了关键屋顶连接件的物理建筑部件，包括关键支架隔板、关键板隔板和关键系条。

具体实施方式

这里公开了本发明的优选实施例的具体描述。但是，应当理解，所公开的优选实施例仅仅作为本发明的示例，本发明可以实施为各种形式。每个装配形式可通过使用诸如钉子、螺钉、堵缝等优选的固定方法而被固定在一起。因此，此处公开的细节不应当被理解为限制本发明，而仅仅是本发明的权利要求书的基础和指导本领域技术人员的基础。

本发明涉及工业化建筑系统用的物理建筑部件设计装配原理。该系统使用用于建造灵活设计形式的各种几何形状的隔板，诸如矩形、方形、三角形或多边形等形状。例如，图1(a)-1(e)示出了建筑学隔板建筑系统中使用的隔板(2、4、6、10)和互锁隔板(8、10)的各种可能的几何形状。隔板可以是，但并不局限于，矩形、方形、三角形或多边形的形状，根据隔板的用途，隔板既可以是单个零件，也可以是两个分开的互锁零件。

值得注意的是，隔板工件是物理建筑部件中诸如邻接墙板(12)的支柱、暗销连接件(2、10)以及复合关键屋顶连接件(22、24、26)的关键构件。图2(a)-2(c)示出了可由不同的隔板(2、4、6、8)形成的墙板的各种可能的组件的例子，藉此隔板被用作邻接墙板(12)的支柱。图3示出了网架模块化地板托梁组件的例子，藉此隔板(2、10)被用作模块化地板托梁组件(18)的上下层(14、16)的锚定销连接件。图4示出了墙板拐角组件和十字接头组件的例子，藉此隔板(2)被用于在预制墙板中建造拐角或墙接合组件。图5(a)-5(b)示出了四面坡屋顶(20)的关键屋顶连接件的组件，藉此隔板(22、24、26)被用作复合关键屋顶连接件。因此，关键屋顶连接件的物理建筑部件分别包括关键支架隔板(22)、关键板隔板(24)和关键系条(26)，分别如图6(a)-6(d)所示。

可以理解的是，隔板的长度应当不小于0.1m(100mm)，最小厚度至少0.001m(1mm)，以产生供管道设施穿入其间的微小狭缝，并且还允许墙板和屋顶连接件灵活旋转和存在公差。对于基于跨度的隔板间隙，要求两个隔板的中心到跨度中心的跨距至少为1.8m(1800mm)。隔板或锚定销被用于锚定网架式模块化地板托梁、墙板和关键屋顶连接件。还应当理解的是，隔板可被用于填充因功能空间的尺寸变化而由模块化墙板留下的剩余长度。另外，隔板还能够实现在垂直和水平物理建筑部件上结构稳定性所需的截面，这些建筑部件诸如地板托梁、墙板、屋顶桁架构造等。所述隔板优化了在预制的建筑构造中所用的建筑材料的大截面的使用，增加了工程优点。

隔板还能够用作模块化或预切的物理建筑部件，模块化或预切的物理建筑部件可用于制造诸如梁、托架或椽等大跨度的建筑部件的扩展长度或连接件。所述隔板能够将物理建筑部件模块化为装配零件以易于操纵和运用。优选地，诸如矩形、方形、三角形或多边形等的各种形状的隔板，其剖面可为中空的、突出的或实心的，可用于优选为1.8m×2.7m(1800mm×2700mm)的预定尺寸的模块化墙板，以形成“灵活形状”的角墙或径向墙。因此，隔板在与模块化物理建筑部件配合的方式下可用作互锁的拼接件以拼合预制建筑结构的下层结构和上层结构的支架。隔板也适于用作建筑的任何结构装置的减震器，诸如建筑结构的冲击载荷、侧向运动或地板振动。当模块化墙板中使用的隔板连接于允许管道设施容纳于其中的墙板的拐角或十字接头处时，隔板在两个可组合的元件之间产生狭缝。

通过实施隔板系统，能够淘汰复杂的常规接头并因此提高施工效率和精度。隔板可以是多维形状(例如三角形、多边形、矩形和方形)以形成角墙板和多边形墙板。因此，增加了工业化建筑系统形式中的灵活度。通过使用复合关键屋顶连接件保持主椽，隔板系统还发展了诸如四面坡屋顶、复折式屋顶(双斜面)和锥形顶等屋顶的灵活装配的原理，并且它还能形成更大跨度的桁架。此外，复合关键屋顶连接件的屋顶用隔板系统能轻易地在顶部形成透光的双层屋顶和圆屋顶。

为了制造十字接头、径向墙和角墙，可将各种形状的隔板和互锁隔板以任意角度放置在墙板的侧面。因此，此隔板系统有助于提供墙板组件，墙板获得用于安装任何类型的包层的适当的直角清角。另外，包括模块化四坡屋顶面坡椽、关键支架隔板(22)、关键板隔板(24)的复合关键屋顶连接件由四个垂直的关键系条(26)保持住以使四面坡屋顶(20)保持完整。

可以理解的是，建筑学隔板建筑系统提供模块化组件系统，模块化组件系统允许灵活的设计形式和灵活地装配使用预切材料的物理建筑部件。建筑学隔板建筑系统支持用于模块化的工业化建筑系统中的物理建筑部件的设计组件。因此，隔板是组件系统用的关键物理建筑部件，以在预制和现场安装时将各个物理建筑部件组装在一起，这被称为建筑学。建筑学定义为有组织的结构和形式的融合，其中物理建筑部件通过隔板进行拼合。拼合设计组件是诸如网架模块化托梁、狭缝墙板和复合关键屋顶连接件等的各种物理建筑部件的关键发明。

还可以理解的是，建筑学隔板建筑系统是集成工业化建筑系统的灵活设计的完全预制作的组件。在此设计组件系统中，隔板用作诸如地板托梁的锚定销、大跨度梁的扩展长度连接件、拐角和十字接头墙板、使用大跨度桁架的特殊屋顶组件系统、四面坡屋顶及其衍生体等的各种物理建筑部件的关键构件。隔板设计的组件系统没有使用任何复杂的用于装配和拆卸的常规接头。与诸如柱和梁等的常规预制方法相比，使用隔板系统充分利用了材料(例如木材减少了25％)。此隔板系统减轻了建筑重量。还声称，在上层结构中可全部使用一种截面类型的建筑材料，并且通过隔板达到了结构稳定性所需的截面。

尽管图示并描述了本发明的实施例，但是并不意味着这些实施例图示并描述了本发明的所有可能形式。当然，本说明书中使用的文字为描述性文字而非限制性文字，并且在不脱离本发明的范围内可进行各种改变。

Claims (18)

1.一种骨架结构的建筑学隔板建筑系统，用于发展模块化的工业化建筑系统(IBS)的物理建筑部件的设计组件，其特征在于所述建筑学隔板建筑系统包括：

i)隔板，具有用于制定建筑部件的模块化形式的预定形状；

其中所述隔板还是物理建筑装配部件中的其中之一，以在预制时其和各种物理建筑部件整合组装在一起。

2.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板是矩形、方形、三角形或多边形的形状。

3.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板在不同的形状剖面上是实心的、中空的或突出的。

4.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板具有至少0.1m(100mm)的长度，用于制作模块化地板托梁、拐角和十字接头、角墙和径向墙。

5.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板具有至少0.001m(1mm)的厚度。

6.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板为锚定销连接件、复合关键屋顶连接件和/或邻接墙板的支柱。

7.根据权利要求5所述的建筑学隔板建筑系统，其中复合关键屋顶连接件包括模块化四坡屋顶面坡椽、关键支架隔板、关键板隔板和关键系条。

8.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板用于在诸如地板托梁、墙板、屋顶桁架构造等的垂直和水平物理建筑部件上获得结构稳定性所需的截面。

9.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板能够用作制造诸如梁、托梁或椽的大跨度的水平物理建筑部件的长度扩展体或连接件。

10.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板可在具有预定尺寸的模块化墙板中使用以形成“灵活形状”的角墙、径向墙或多边形墙。

11.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板在与所述模块化物理建筑部件配合的方式下可以用作拼接件以拼合预制建筑骨架结构的下层结构和上层结构的所述支架。

12.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板适于用作所述建筑的任何承载装置诸如所述建筑结构的冲击载荷、侧向运动或地板振动的减震器。

13.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中当连接于允许管道设施容纳于其中的所述墙板的拐角或十字接头处和墙壁内时，在模块化墙板中使用的隔板在两个可组合的元件之间产生狭缝。

14.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板可为多维形状以形成角墙板和多边形墙板组件。

15.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述隔板通过使用复合关键屋顶连接件保持所述主椽，还发展了诸如四面坡屋顶、复折式屋顶(双斜面)和锥形顶屋顶的装配灵活的原理，并且所述隔板还能形成较大跨度的桁架。

16.根据权利要求14所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述复合关键屋顶连接件能轻易地在顶部形成透光的双层屋顶和圆屋顶。

17.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，其中所述系统减轻了所述建筑的重量，藉此在上层结构中能够全部使用一种截面类型的建筑元件，并且通过隔板达到了结构稳定性所需的截面。

18.根据权利要求1所述的建筑学隔板建筑系统，能够延伸到诸如工程接头或扩展应用、家具组件的非建筑系统。

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