CN103249898A - 由互补建筑物模块形成的建筑物及其建造方法 - Google Patents

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CN103249898A CN2011800565389A CN201180056538A CN103249898A CN 103249898 A CN103249898 A CN 103249898A CN 2011800565389 A CN2011800565389 A CN 2011800565389A CN 201180056538 A CN201180056538 A CN 201180056538A CN 103249898 A CN103249898 A CN 103249898A
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Abstract

建筑物被描述成结合有至少折叠建筑物模块和也可以是折叠建筑物模块的互补建筑物模块。建筑物模块可被单独地运输到建筑工地，并可展开以及快速连接。所述可折叠房屋和建筑物具有更多设计灵活性，并由容易运输的建筑物模块形成，和/或允许大致处于整饰状态的折叠建筑物模块。另外，描述用于形成建筑物和房屋的方法。

Description

由互补建筑物模块形成的建筑物及其建造方法
相关申请
本申请要求2010年10月1日提交的美国临时申请No.61/388,673的权益。所述临时申请的整个教导通过引用结合于此。
背景技术
可折叠房屋在文献中已经被描述过，但是建成的很少。妨碍可折叠房屋的商业化的原因在于需要在建筑工地进行大量的工作、假定有限的设计能力以及设计具有足够大和感兴趣的地板平面并同时具有相应紧凑和容易运输的折叠构型的房屋的难度。
因此需要具有更多设计灵活性的可折叠房屋和建筑物，该可折叠房屋和建筑物由容易运输的折叠建筑物模块形成，并允许大致处于整饰状态的建筑物。
发明内容
本发明的第一实施方式是至少部分由连接到互补建筑物模块的第一展开建筑物模块形成的建筑物。
本发明的第二实施方式是房屋。该房屋至少部分由第一展开建筑物模块和连接的互补第二展开建筑物模块形成，其中第一展开建筑物模块和第二展开建筑物模块分别独立具有芯体部分和附接到相应芯体部分的展开部分；i)第一展开建筑物模块的展开部分连接到第二展开建筑物模块的互补芯体部分；ii)第一展开建筑物模块的展开部分连接到第二展开建筑物模块的互补展开部分，或者iii)第一展开建筑物模块的芯体部分连接到第二展开建筑物模块的互补芯体部分；并且第一展开建筑物模块和/或第二展开建筑物模块包括存在于相应折叠建筑物模块内的相应芯体结构的一个或两个中的厨房元件和/或浴室元件。
本发明的第三实施方式是形成建筑物的方法。该方法包括(a)将第一折叠建筑物模块设置在基础上，折叠建筑模块具有芯体结构和附接到芯体结构的可展开结构，可展开结构包括多个可折叠连接的面板，(b)展开第一折叠建筑物模块的可展开结构的一部分或全部，以形成展开结构，(c)将互补建筑物模块设置在基础上，并定位成使得互补建筑物模块的面板与展开结构的相应面板互补，(d)连接互补建筑物模块的面板和展开结构的相应面板，以及(e)将一个或多个屋顶元件连接到建筑物模块。
附图说明
如附图所示，从本发明的示例性实施方式的以下更具体描述中将明白以上内容，附图中相同的附图标记在不同视图中表示相同部件。附图没有必要按照比例，相反主要强调说明本发明的实施方式。
图1是基本上通过两个相应的展开建筑物模块的两个连接的互补结构框架提供的根据本发明的示例性实施方式的房屋的结构框架的示意轴测图。
图2是从相应两个单独的折叠建筑物模块的两个单独的折叠结构框架开始到图1所示的结构框架的根据本发明的实施方式的示例性展开顺序的透视图。
图3是基于图1的结构框架的根据本发明的示例性实施方式的完整房屋的示意地板平面图。
图4提供基于图1的结构框架的根据本发明的示例性实施方式的完整房屋的四面的示意图。
图5是根据本发明的示例性实施方式的框架元件的示意图。
图6是根据本发明的示例性实施方式的框架元件的示意图。
图7是根据本发明的示例性实施方式的框架元件的示意图。
图8是根据本发明的示例性实施方式的框架元件的示意图。
图9是根据本发明的示例性实施方式的框架元件的示意图。
图10是说明示例性连接组件的示意横截面图，该连接组件使得一个建筑物模块的固定地板面板与另一互补展开建筑物模块的展开构型的折叠地板面板连接。
图11是说明示例性连接组件的示意横截面图，该连接组件使得一个建筑物模块的固定后墙面板与另一互补展开建筑物模块的可移除侧墙面板连接。
图12提供说明示例性连接组件的示意透视和平面图，该连接组件使得一个建筑物模块的固定后墙框架元件和固定地板框架元件与互补展开建筑物模块的折叠地板框架元件和侧墙框架元件连接。
图13是说明示例性连接组件的示意横截面图，该连接组件使得一个建筑物模块的固定内墙面板和固定内侧面板与另一互补展开建筑物模块的外翻(即折叠)墙面板连接。
图14提供说明示例性连接组件的示意透视图，该连接组件使得一个建筑物模块的折叠地板框架元件和外翻墙框架元件与互补展开建筑物模块的固定地板框架元件、固定内墙框架元件和固定侧墙框架元件连接。
图15是基本上通过三个相应展开建筑物模块的三个连接的互补结构框架提供的根据本发明的示例性实施方式的房屋的结构框架的示意轴测图。
图16是基本上通过两个相应展开建筑物模块的两个连接的互补结构框架提供的根据本发明的示例性实施方式的房屋的结构框架的示意轴测图。
图17提供可以通过例如图15所示的结构框架建造的房屋的示意图。
图18提供可以通过例如图16所示的结构框架建造的房屋的示意图。
具体实施方式
本发明的建筑物且特别是房屋至少部分由连接到互补建筑物模块的展开建筑物模块形成。与这里描述的互补设计相结合的可折叠建筑技术的组合允许具有更多设计灵活性的基本上完整的房屋和建筑物的建造由容易运输的建筑物模块形成，并在建筑工地需要很少整饰。它进一步允许减少结构框架的重量，允许大的空间(其中高的天花板从一个互补建筑物模块延伸到另一个建筑物模块)，允许互补建筑物模块之间的单个且薄的面板，并允许材料、人工和运输成本的总体降低。
下面是本发明的示例性实施方式的描述。
使用这里描述的建造技术建造多个房屋，并在下面的图1-16中描述。
图1是根据本发明的示例性实施方式的房屋的结构框架100的示意轴测图。在此实施方式中，结构框架是结构钢框架，并且基本上通过两个相应的展开建筑物模块的两个连接的互补结构框架提供。第一展开结构框架由多个框架元件制成，具体地，固定地板框架元件110与固定后墙框架元件112、固定侧墙框架元件114以及另一固定侧墙框架元件116固定连接。框架元件112还与框架元件114和116固定连接。以组合方式，框架元件110、112、114和116形成第一展开建筑物模块的核心结构。固定地板框架元件110可折叠地连接到折叠地板框架元件118，并且固定侧墙框架元件116可折叠地连接到其本身可折叠地连接到另一折叠侧墙框架元件122的折叠侧墙框架元件120。折叠地板框架元件进一步可折叠地连接到其本身进一步可折叠地连接到另一外翻(即折叠)墙框架元件126的外翻(即折叠)墙框架元件124。类似于固定侧墙框架元件116，固定侧墙框架元件114可连接到可折叠侧墙框架元件(类似于框架元件120和122)。替代地，如这里的情况，可移除侧墙框架元件128可被安装。可折叠连接的框架元件提供第一建筑物模块的展开结构，并且任何可移除框架元件可单独安装(即连接)到相应的相邻框架元件。在完全折叠构型，可折叠连接的框架元件如图2的步骤(1)所示紧凑配置，并且留下基本上所有的芯体结构体积用于在芯体体积内预制和整饰的其他部件。应该理解到第一建筑物模块的完全折叠结构框架210包括连接到固定侧墙框架元件114的两个可折叠侧墙框架元件(类似于框架元件120和122)。但是，除了这种差别之外，与第一结构框架相关的折叠和展开构型是相同的。另外对于图1，在完全折叠构型，可折叠地板框架元件118提供折叠模块的墙，其增加折叠构型中建筑物模块的结构稳定性，保护芯体体积内的预制和整饰部件，并由此有助于相应建筑物模块的运输。
第二展开结构框架也由多个框架元件制成，具体地，固定地板框架元件130与固定侧墙框架元件132、另一固定侧墙框架元件134、固定后墙框架元件140和另一固定后墙框架元件142固定连接。框架元件140也与框架元件134固定连接，并且框架元件142也与框架元件132固定连接。组合地，框架元件130、132、134、140和142形成第二展开建筑物模块的芯体结构。固定地板框架元件130可折叠地连接到继而可折叠地连接到翻墙145的折叠地板框架元件144。固定侧墙框架元件132可折叠地连接到本身可折叠地连接到另一折叠侧墙框架元件148的折叠侧墙框架元件146。固定后墙框架元件140和142进一步与折叠天窗框架元件150可折叠连接。侧框架元件136和138与相应的固定侧墙框架元件132和134固定连接，并且不是折叠构型的结构框架的一部分。类似于固定侧墙框架元件132，固定侧墙框架元件134可以连接到可折叠侧墙框架元件(类似于框架元件146和148)。替代地，如这里的情况，可移除侧墙框架元件152可被安装。可折叠连接的框架元件提供第二建筑物模块的展开结构，并且任何可移除框架元件可被单独安装(即连接)到相应的相邻框架元件。在完全折叠构型，可折叠连接的框架元件如图2的步骤(7)所示紧凑配置，并且留下基本上所有的芯体结构体积用于在芯体体积内预制和整饰的其他部件。应该理解到第二建筑物模块的完全折叠结构框架220包括连接到固定侧墙框架元件134的两个可折叠侧墙框架元件(类似于框架元件146和148)；但是，除了这种差别之外，与第二结构框架相关的折叠和展开构型是相同的。另外对于图1，在完全折叠构型，可折叠地板框架元件144提供折叠建筑物模块的外墙，并且可折叠天窗框架元件150提供折叠建筑物模块的另一外墙，其增加折叠构型中建筑物模块的结构稳定性，保护芯体体积内的预制和整饰部件，并由此有助于相应建筑物模块的运输。
如上所述，图1示出了由两个互补结构框架(第一展开结构框架和第二展开结构框架)制成的房屋的结构框架。虽然只示出了框架元件和相应的结构承载构件，应该理解到通常房屋不仅由两个互补的折叠结构框架形成，而且由两个折叠建筑物模块形成，这两个建筑物模块在展开时彼此互补，并形成基本上完整的房屋，其甚至具有包括但不局限于橱柜、器皿和水槽的厨房元件和/或包括但不局限于橱柜、花洒、浴缸、坐便器和水槽的浴室元件。
如上所述，图1所示的结构框架由多个框架元件制成。示例性连接组件也以151-164、170和180表示。
图2是从相应的两个单独折叠建筑物模块的两个单独的折叠结构框架开始到图1所示的结构框架的根据本发明的实施方式的示例性展开顺序的透视图。为了便于表示观察，只示出了结构框架，而没有示出完整的建筑物模块，但是相应的建筑物模块包括结构框架，并因此该展开顺序对于结构框架和相应的建筑物模块都是相同的。第一折叠建筑物模块的第一折叠结构框架210被展开以形成展开建筑物模块的展开结构框架215。首先，如(1)所示，第一折叠结构框架210被设置在基础(未示出)上。接着，折叠地板框架元件118向下折叠成如(2)所示的构型。在下一个步骤中，外翻墙框架元件124向上折叠成如(3)所示的构型。在另一步骤中，另一外翻墙126向上折叠成如(4)所示的构型。接着，折叠式墙218和219如(5)所示向外折叠，以形成展开的结构框架215。展开结构框架215和相应的展开建筑物模块具有开口216，其位于展开结构框架215的展开结构的前侧。如上所述作为图1的可移除侧墙128的替代，折叠式墙218由两个折叠侧墙制成。折叠式墙219由折叠侧墙120和122(图1所示)制成。随后，第二互补折叠结构框架220被设置在基础上，并连接到第一展开结构框架215和相应建筑物模块。第二建筑物模块和结构框架220适用于与第一建筑物模块和结构框架215互补。具体地，在此实施方式中，内墙框架元件142和第二结构框架220的折叠天窗框架元件150的一部分通过提供用于第一展开结构框架215的内墙框架元件而与第一展开结构框架215的前侧互补。这里，开口216的面积通过固定内墙框架元件142减小。在折叠建筑物模块的展开的描述中，具有第二结构框架的第二建筑物模块通常包括对应于框架元件的基本上整饰的面板，并且对应于例如142的框架元件的面板可具有位于两侧的内部整饰材料。在第二互补折叠建筑物模块设置(只示出了结构框架220)之后，折叠地板框架元件144向下折叠成如(8)所示的构型。接着，翻墙框架元件145向上折叠成如(9)所示的构型。接着，折叠式墙225和230如(10)所示向外折叠成如(11)所示的构型。如上所述作为图1的可移除侧墙152的替代，折叠式墙225由两个折叠侧墙制成。折叠式墙219由折叠侧墙146和148制成(图1所示)。最后，折叠天窗框架元件150向上折叠以形成根据本发明的示例性实施方式的房屋的结构框架200。同样，包括第一和第二结构框架的相应建筑物模块的展开形成房屋的一部分，并且在此阶段，例如一些内墙和/或屋顶元件的其他元件被连接到结构框架以形成完整房屋。通常，厨房和浴室元件已经包含在折叠建筑物模块内。
图3是基于图1的结构框架100的根据本发明的示例性实施方式的完整房屋的示意地板平面300。房屋部分由作为房屋的完整的相应部分210和220的基础的两个互补展开的建筑物模块形成。配管、加热、冷却和电系统(未示出)的大量部件可以安装在建筑物模块的芯体结构内。这包括例如322的厨房元件和例如324的浴室元件。例如326的内墙可折叠地附接到建筑物模块的结构框架，或者它们是独立的并在建筑工地连接到结构框架。通常，结构框架可适用于附接这些内墙。房屋包括多个房间，包括厨房区域330、第一浴室335、第一卧室340、第二浴室345、第二卧室350、书房355和客厅357。房屋还包括多个窗户360，其通常包含在折叠建筑物模块内。
图4提供来自根据本发明的示例性实施方式的完整房屋的四侧(a)、(b)、(c)和(d)的示意图。房屋基于图1的结构框架，并可具有图3所示的地板平面。房屋具有两个部分310和320。部分210基本上通过具有展开结构框架215(见图2)的展开建筑物模块提供，并且部分210基本上由具有展开结构框架235(见图2)的展开建筑物模块提供。该视图进一步示出了屋顶元件410和420。
图5是图1的具有示例性尺寸的示例性固定后墙框架元件140的示意图。它可以例如由具有以下示例性尺寸特征的四个结构钢承载构件制成。
构件 标号 长度
510 C 6x13 12’
520 W 4.125x13 12‘2”
530 W 6.25x16 8’9”7/8
540 HSS 4x2x0.25 8’9”7/8
在上面和下面表格的“标号”栏中，W表示“W截面”或“宽凸缘”构件，C表示“C通道”，并且HSS表示“中空结构钢构件”。对于Cs和Ws，第一数字是构件的深度，第二数字是每线性英尺的重量。因此，在“C6x13”的情况中，它是具有6”深度和13磅/英尺重量的C通道构件。
图6是图1的具有示例性尺寸的示例性内墙框架元件142的示意图。它可以例如由具有以下示例性尺寸特征的四个结构钢承载构件制成。
构件 标号 长度
610 板4x0.25 12’2”
620 W 4.125x13 12’2”
630 HSS 4x2x0.25 8’9”5/8
640 W 6.25x16 8’9”5/8
图7是图1的具有示例性尺寸的示例性天窗框架元件150的示意图。它可以例如由具有以下示例性尺寸特征的十二个结构钢承载构件制成。
构件 标号 长度
701 C 6x10.5 23’10’
702 W 6.25x16 48’
703 HSS 2x4x0.25 12’2”
704 W 4x13 11’5”3/4
705 HSS 2x4x0.25 12’2”
706 HSS 4x2x0.25 6’2”1/4
707 W 6x16 6’2”1/4
708 W 6x16 6’2”1/4
709 HSS 4x2x0.25 6’2”1/4
710 W 4x13 2’2”3/4
711 W 4x13 2’2”3/4
712 W 4x13 2’2”3/4
图8是图1的具有示例性尺寸的示例性外翻(即折叠)墙框架元件124的示意图。它可以例如由具有以下示例性尺寸特征的四个结构钢承载构件制成。
构件 标号 长度
810 C 6x13 12’
820 W 4.125x13 12’
830 HSS 4x2x0.25 8’9”7/8
840 HSS 4x2x0.25 8’9”7/8
图9是图1的具有示例性尺寸的示例性外翻(即折叠)墙框架元件126的示意图。它可以例如由具有以下示例性尺寸特征的四个结构钢承载构件制成。
构件 标号 长度
910 HSS 2x4x0.25 12’
920 W 6.25x16 12’
930 HSS 4x2x0.25 3’5”1/4
940 HSS 4x2x0.25 3’5”1/4
图10是示出了示例性连接组件1000的示意横截面图，该连接组件1000使得一个建筑物模块的固定地板面板1010(基于图1的固定地板框架元件130)与另一互补展开建筑物模块的折叠地板面板(展开构型并基于图1的折叠地板框架元件118)连接。图10的横截面图(a)示出了处于连接和整饰构型的面板1010和1020。图10的横截面图(b)示出了相应面板1010和1020的横截面轮廓1011和1012。图10的横截面图(c)示出了两个面板如何用适当紧固件1070(例如HILTI Kwik-Flex螺钉)通过将面板1020的钢板1042与面板1010的C通道1035紧固并通过将面板1010的钢板1040与面板1020的C通道1037紧固来连接。面板1010和1020基本上处于整饰状态，但是允许紧固C通道，C通道上方的区段1031是未整饰的(或者部分1031可以包含在折叠建筑物模块内，并且在相应面板运动成展开构型之前拆卸)，以便出于紧固目的(图10的视图(b)所示)允许接近通道。在面板1010和1020连接之后，未整饰区域1031可以通过整饰材料(例如地板)1030整饰(或者，部分1031可以返回就位)。每个面板包括连接到相应的C通道的内表面区域的阻塞构件1055以及连接到相应阻塞构件1055的另一阻塞构件1050。阻塞构件能够有助于下层地板1060(例如夹板、定向层板或其他预先整饰表面材料)和整饰地板1065连接到框架元件。如图10所示，两个面板的结构承载构件，C通道1035和1037彼此互补，以形成图1中作为元件153示出的大致I形梁形状的组合结构承载构件。另外，面板1010和1020彼此互补以形成从一个展开建筑物模块到连接的展开建筑物模块的连续地板区域。
图11是说明示例性连接组件1100的示意横截面图，该连接组件使得一个建筑物模块的固定后墙面板1120(基于图1的固定后墙框架元件140)与另一互补展开建筑物模块的可移除侧墙面板1110(基于图1的可移除侧墙框架元件128)连接。图11示出了处于连接和整饰构型的面板1110和1120。面板1110包括中空结构钢构件1114、紧固到构件1114的阻塞构件1112和内墙板(例如石膏板)1116以及覆板1118(例如夹板、定向的层板等)。面板1120包括钢质I形梁构件1124、紧固到构件1124的阻塞构件1122和紧固到阻塞构件的内墙板1126和覆板1128。在面板1120和1124彼此紧固之后，另一阻塞构件1122和内墙板1123用来整饰连接组件。如图11所示，两个面板的结构承载构件(I形梁)1124和1114彼此互补，以形成图1中作为元件163示出的组合结构承载构件。另外，面板1110和1120彼此互补，从而经由连接角部1150形成连续整饰墙。
图12提供了说明类似于图1的170的示例性连接组件1200的示意透视图(a)和平面图(b)，该连接组件使得一个互补建筑物模块的固定后墙框架元件的结构承载构件1210(只部分示出)和固定地板框架元件的结构承载构件1220(只部分示出)与另一互补展开建筑物模块的侧墙框架元件的结构承载构件1230(只部分示出)和折叠地板框架元件的结构承载构件1240(只部分示出)连接。螺栓孔1250可以在现场钻制，以确保对准，并通过螺栓(未示出)栓接结构承载构件。
图13是说明示例性连接组件1300的示意横截面图，该连接组件使得一个建筑物模块的固定内墙面板1301(基于图1的固定内墙框架元件142)和固定内侧面板1302(基于图1的固定侧墙框架元件132)与另一互补展开建筑物模块的外翻(即折叠)墙面板1303(基于图1的外翻(即折叠)墙框架元件124)连接。图13示出了除了适用于接收包括阻塞构件1385和内墙板1380的非结构内墙面板1304的一个区域之外处于连接和整饰构型的面板1301、1302和1303。面板1303包括中空结构钢构件1305、紧固到构件1305的阻塞构件1310以及紧固到阻塞构件1310的覆板1315和内墙板1320。面板1302包括钢质I形梁构件1325、紧固到构件1325的阻塞构件1330、紧固到构件1325的阻塞构件1335以及紧固到阻塞构件的覆板1340和内墙板1345。面板1301包括中空结构钢构件1350、紧固到构件1350的阻塞构件1355、紧固到阻塞构件1355的两个阻塞构件1360和1365以及紧固到阻塞构件的内墙板1370和内墙板1375。第一建筑物模块的向上折叠外翻墙面板1303与第二建筑物模块的固定面板1301和1302互补。三个面板的结构承载构件(即I形梁1325、中空结构钢型材1360和1305)彼此互补，以便形成组合结构承载构件(图1中作为元件164示出)，并且三个面板在连接时经由连接角部1390提供连续的整饰。
图14提供说明类似于1的180的示例性连接组件1300的示意透视图，该连接组件使得一个建筑物模块的折叠地板框架元件的结构承载构件1310和外翻墙框架元件的结构承载构件1320与互补的展开建筑物模块的固定地板框架元件的结构承载构件1330、固定内墙框架元件(未示出)以及固定侧墙框架元件的结构承载构件1340连接。
图15是基本上由三个相应展开建筑物模块的三个连接互补结构框架1510、1520和1530提供的根据本发明的示例性实施方式的房屋的结构框架1500的示意轴测图。
图16是基本上由两个相应展开建筑物模块的两个连接的互补结构框架1610和1620提供的根据本发明的示例性实施方式的房屋1600的结构框架的示意轴测图。
图17提供可以通过例如图15所示的结构框架建造的房屋的示意图。图17提供示出三个连接的互补建筑物模块1710、1720和1730的前视图(a)、后视图(b)、展开建筑物模块1710外侧的视图(c)、外侧展开建筑物模块1730的后视图(d)、从模块1710和1730之间观看模块1710的视图(e)以及从模块1710和1730之间观看模块1730的视图(f)。
图18提供可以通过例如图16所示的结构框架建造的房屋的示意图。图18提供示出了两个连接的互补建筑物模块1810和1820的后视图(a)、前视图(b)、第一侧视图(c)和第二侧视图(d)。
本发明的建筑物模块可以由固定面板和可折叠地连接到另一折叠面板或固定面板的折叠面板形成。因此，建筑物模块可包括折叠面板，或者完全由固定面板形成。通常，建筑物模块包括允许建造模块折叠成折叠构型(通常箱体形状)的布置形式的折叠面板，这种布置采用减小体积，主要用于运输目的。这种折叠建筑物模块可以展开，以形成展开的建筑物模块。
可以形成展开建筑物模块的面板具有通常由固定连接的多个结构承载构件制成的框架元件(见例如图5-9)。不同面板的结构承载构件可连接成在折叠建筑物模块的折叠和展开构型中提供面板的固定连接，或者可折叠地连接成提供面板的可折叠连接，并由此允许折叠建筑物模块的折叠和展开。在经由相应结构承载构件的连接展开和固定面板的框架元件之后，框架元件形成建筑物或房屋的结构框架的至少一部分。
本发明的建筑物(通常为房屋)至少部分由连接到互补建筑物模块的第一展开建筑物模块形成。互补建筑物模块可以是折叠建筑物模块，但也可以是固定建筑物模块，即不具有可以展开的结构的建筑物模块。通常建筑物以及特别是房屋至少部分由连接到互补第二展开建筑物模块的第一展开建筑物模块形成。
本发明的互补建筑物模块不仅是可以在结构上独立地并置、叠置或通过其他方式彼此邻近定位的建筑物模块，而且适于彼此互补。通常，这可以在没有显著结构冗余的情况下实现。相比之下，在连接传统建筑物模块时，显著结构冗余例如造成用于并置的建筑物模块的合并墙，或者第一建筑物模块模块的天花板连接到叠置在第一建筑物模块顶部的第二建筑物模块的地板上。作为比较例子，本发明的互补建筑物模块可包括具有第一侧和相对第二侧的面板，并且第一侧提供互补建筑物模块内的内表面，第二侧提供连接的第一展开建筑物模块的内表面。
展开建筑物模块和互补建筑物模块通常经由结构承载构件连接。通常，这些构件的尺寸和形状被设置成形成组合结构承载构件，其具有适用于它所提供的建筑物的结构框架的一部分的承载能力。通过图10-14所示的连接组件连接结构承载构件使得结构冗余最小。另外，通常，单独考虑(未连接)的结构承载构件不具有适用于它提供的建筑物的结构框架的一部分的承载能力。更普遍地，通常，互补建筑物模块在结构上是相互依赖的。
本发明的互补折叠建筑物模块的尺寸和形状可进一步设置成紧凑折叠和/或与其他折叠的建筑物模块紧凑配置。
本发明的建筑物可部分或基本上完全由多个互补展开建筑物模块形成。可以被连接以形成本发明的建筑物的互补展开建筑物模块的数量原理上不受限制；但是，通常，建筑物包括多达一百个互补展开建筑物模块，更通常地多达十个，甚至更通常地，多达两个或三个互补展开建筑物模块。
本发明的折叠建筑物模块可具有芯体部分和连接到芯体部分的展开部分。通常，(i)第一展开建筑物模块的展开部分(或结构)连接到第二展开建筑物模块或固定建筑物模块的互补芯体部分(或结构)，或者(ii)第一展开建筑物模块的芯体部分(或结构)连接到第二展开建筑物模块或固定建筑物模块的互补芯体部分(或结构)。
本发明的建筑物可进一步包括可以固定到由连接的互补建筑物模块(特别是互补展开建筑物模块)形成的建筑物的部分的非互补建筑物模块和部分(例如非结构性可移除墙、非结构性内墙等)。
本发明的互补建筑物模块可被预制，使得建筑物在建筑工地展开以及可移除区段(例如屋顶元件和非结构性内墙)连接之后基本上处于整饰状态。即它们通常不需要或至少显著减少了内部和外部整饰材料的添加，除了折叠运动所需区域内的很少的非结构性整饰之外。另外，通常，本发明的房屋包括面板化并容易在建筑工地安装的屋顶区段。预制过程可以显著减少，甚至到只有本发明的互补折叠结构框架被预制并在建筑工地展开和连接的程度。
另外，用于居住或商业的可折叠建筑物的所有必要的机械和电系统(例如所有的必要器具和配管装置)可以安装在芯体部分(或结构)内(即由可折叠建筑物的在建筑工地不展开的框架元件制成的结构框架的部分)。柔性管道和连线也可布置穿过本发明的可折叠建筑物单元的固定和可折叠连接的面板。
具有适当尺寸的I形梁、C通道、宽凸缘梁和中空结构型材的形式的结构钢的使用允许作为可折叠建筑物单元的结构框架一部分的大框架几何结构，例如横跨可折叠建筑物的整个侧面的矩形框架元件，减小预制成本和/或简化在建筑工地的展开。
另外，基本上由金属框架元件制成(例如由热成型钢制成，例如I形梁、C通道、宽凸缘梁和中空结构型材)的可折叠结构框架可以被预制到很好的容差，使得在展开时处于基本上整饰状态的相应折叠建筑物模块在可折叠连接的框架元件之间的接缝区域内具有减小的间隙或没有间隙，由此减小与这些接缝区域的现场整饰相关的工作。
本发明的建筑物(例如对应于图1的结构框架的建筑物)可进一步包括可以固定、可折叠连接或面板化并在展开建筑物中形成一个或多个房间的多个预制内墙(例如图3所示)。
本发明的建筑物可以具有多层高度。
本发明的钢框架元件通常与木质或轻规格金属中间元件组合，以形成重量轻的钢和木质/轻规格金属混合结构，其中框架元件提供结构稳定性，并且木质或轻规格金属中间元件提供显著的横向结构抗力和/或用来使用标准建造方法附接内部和外部整饰材料，减少人员培训和相关的成本。
在本发明的一些实施方式中，连接结构框架的不同框架元件的结构承载构件允许阻塞材料(例如木质或轻规格金属钉)连接到结构承载构件的内部区域，并且结构承载构件定位成使得阻塞构件面向可折叠建筑物单元的外侧。这允许结构框架在折叠建筑物模块的边缘/角部具有连续传统结构网格(例如16英寸木质网格)，由此允许外部整饰材料在该边缘/角部上使用标准建造方法附接，减小了人员培训和相关的成本以及建造工地上的工作。
这些牢固和轻质结构的使用也可显著降低所需建造材料量和框架元件的重量，继而根据给定道路规定有助于针对给定最大许可重量来运输较大折叠建筑物模块。
内部和/或外部整饰材料与金属框架元件(特别是由结构钢型材制成的框架元件)的间接连接是使得脆性或脆弱整饰材料对于预制可折叠建筑物单元在运输、设置、展开和沉降过程中施加到结构框架上的振动、动态和沉降力进行分解和缓冲的“多容差”建造方法的一个方面。多容差的建造方法的第二方面通过使用偏置铰链(特别是L形偏置铰链)提供，偏置铰链被特异性地工程化，以便在离开其相邻框架元件设计距离处与连接框架元件安全、嵌套、铰接地连接(即与一个或多个铰链可折叠连接)，例如允许较厚的墙深度并因此允许包括预制整饰材料。这与需要在工地上完成的工作范围(其成本和计划远远不能控制)的显著减少相关。因此，本发明的可折叠建筑物单元可包括最终的内部整饰，例如装饰、石膏板、涂料或墙纸。
本发明的结构承载构件可以用铰链可折叠连接，以便可折叠地连接框架元件和相应的面板。更通常地，本发明的结构承载构件可以用偏置铰链可折叠连接，优选为L形偏置铰链，其能够定位成保持在建筑物包封内。在可折叠连接的面板的完全折叠构型中，L形偏置铰链提供偏置，允许用于整饰和其他材料的足够间隙。另外，附接到框架元件的内部整饰材料可以彼此充分偏置，以避免例如运输过程中直接和潜在的损坏性接触。
“展开构型”的折叠建筑物模块是其中可折叠连接的框架元件已经展开到可以保持在得到建筑物的整饰状况的位置的可折叠建筑物单元。“折叠构型”的折叠建筑物模块是其中可折叠连接的框架元件已经折叠到适用于建筑物单元的上载、运输和/或卸载的位置的折叠建筑物模块。
这里使用的“结构框架”指的是建筑物模块或建筑物的主要用于通过将载荷(例如静态、动态和/或振动载荷)传递到地面来提供建筑物模块或建筑物的结构稳定性的结构承载构件。结构框架可以包括由不同形式和尺寸的多种材料制成的构件。可以使用的适当材料包括但不局限于金属(例如铝或钢)、木质和聚合物。通常，使用钢。
适当的结构承载构件包括但不局限于中空结构型材、C通道(具有或没有回转部)、I形梁(包括S和W型)、T形梁、角梁和宽凸缘梁。例如，结构承载构件可以是商业得到的美国标准结构承载构件。对于结构框架的给定结构部件或构件的材料、形式和尺寸的选择是相互依赖的，并取决于例如结构框架中的结构部件或构件的位置以及该构件是否是可折叠连接的框架元件一部分的因素。
在结构承载构件的形状的描述中，“内侧”、“内侧区域”、“内部区域”、“内侧面”或“内表面”指的是结构承载构件的包封结构承载构件的箱体的内部的区域。即，如果考虑结构承载构件的横截面图，结构承载构件的周边的位于包封结构承载构件的矩形内侧(即具有矩形的最小周长)的任何部分对应于“内侧”、“内侧区域”、“内部区域”、“内侧面”或“内表面”。
内部和外部整饰材料可以附接到结构框架，通常通过与固定到结构框架的框架元件的中间元件附接。内部和外部整饰材料通常附接(例如粘接、钉接、螺纹连接、焊接和/或螺栓连接或者以其他方式固定)到中间元件。内部整饰材料包括但不局限于墙装饰(例如石膏板)、天花板整饰和地板整饰(例如顶部具有竹子地板的覆板)。外部整饰元件包括但不局限于壁板和屋顶。
对于整饰材料，特别是对于内部整饰材料，已经发现出于以下一个或多个原因，与框架元件“间接连接”以部分或完全减少内部整饰材料与框架元件的接触是有利的。减小接触可(a)减少结构应力从结构框架的一个或多个框架元件传递到通常脆弱和脆性的内部整饰材料，由此特别是在可折叠建筑物单元的折叠、上载、运输、卸载和/或展开以及沉降过程中减小或消除内部整饰材料的显著损坏(例如干墙裂纹)，(b)减小或消除内部整饰材料对于水(例如可以在框架元件的金属部件上凝结的水)的暴露，以及(c)减小整饰的建筑物单元的内侧与整饰的建筑物单元的外侧之间的热传递。
因此，通常优选地使用整饰材料、特别是内部整饰材料与相应框架元件的间接而不是直接连接。但是，即使间接连接通常是优选的，内部整饰材料和相应框架元件之间的连接不都是必须是间接的。
通常，中间元件至少部分由具有力缓冲效果的材料制成，即力缓冲元件，例如木质、喷射泡沫和轻规格金属钉。通常，中间元件的位置和尺寸设置成使其可以经由中间元件的一个区域(例如经由中间元件的一侧)连接或被连接(例如使用粉末致动紧固件或自攻螺钉)到框架元件，并且可以经由中间元件的另一区域(例如经由中间元件的另一侧)连接到整饰材料，特别是内部整饰材料(例如使用钉子或螺钉)。甚至更优选地，中间元件完全由例如木质的力缓冲材料制成。
本发明的折叠建筑物模块通常包括基本上处于整饰状态的墙面板和地板型材，即除了设置尺寸以适应框架元件的折叠的未整饰区域以及由于墙连接接缝(即没有连接但是在展开时一起形成墙的多个墙之间的接缝)而未整饰的区域之外，这些墙面板、屋顶和地板面板是被整饰的。
在本发明的两个或多个互补模块连接之后，基本上处于整饰状态的建筑物或房屋或建筑物或房屋的一部分是其中在互补模块连接时建筑物、房屋或其一部分的建造完成75％以上、优选为85％、更优选为90％的建筑物、房屋或其一部分。因此，互补建筑物模块(展开和/或固定)可被连接以形成建筑物或房屋的在模块连接时基本上处于整饰状态的部分。如果基本上所有建筑物由互补建筑物模块制成，那么一旦互补建筑物模块连接，整个建筑物可以处于基本上整饰的状态。建筑物一部分或整个建筑物何时“基本上整饰”的例子是在该部分的内表面基本上通过整饰材料整饰(例如整饰地板(例如瓷砖、硬木地板、层压件等)、整饰墙(例如墙板、墙纸等)、电元件(例如开关、灯、电线、配电盘等)和加热和冷却元件(例如加热系统、冷却系统、管道支架等))时；通常，这甚至包括具有但不局限于橱柜、器具、和水槽的厨房元件和/或具有但不局限于橱柜、花洒、浴缸、座便器和水槽的浴室元件。但是，基本上整饰的建筑物、房屋或其一部分通常在互补建筑物模块连接时包括一些未整饰元件，例如墙连接接缝(例如没有连接但是在展开时结合以形成墙的墙之间的接缝)、连接组件内用于连接可移除的基本上整饰的面板的区域(例如图13中的将要连接面板1304的区域)。
这里描述的“整饰面板”是包括框架元件和连接(通常间接地)其上的内部整饰材料的面板，并也可包括例如门和窗户的元件。
本发明的折叠建筑物模块的尺寸通常设置成可以通过运输车辆运输，优选地通过半拖车运输，而不需要特殊运输许可。有关卡车和拖车操作的规定根据国家而不同，而在一些情况下根据各州而不同。
另外，本发明的折叠建筑物模块可包括提供折叠建筑物模块的墙的折叠地板面板，其增加建筑物模块在折叠构型的稳定性，保护芯体体积内的预制和整饰部件，并由此有助于建筑物模块的运输。
本发明的第四实施方式是一种在包括以下步骤的过程中建造的建筑物：(a)将第一折叠建筑物模块设置在基础上，折叠建筑模块具有芯体结构和附接到芯体结构的可展开结构，可展开结构包括多个可折叠连接的面板，(b)展开第一折叠建筑物模块的可展开结构的一部分或全部，以形成展开结构，(c)将互补建筑物模块设置在基础上，并定位成使得互补建筑物模块的面板与展开结构的相应面板互补，(d)连接互补建筑物模块的面板和展开结构的相应面板；以及(e)将一个或多个屋顶元件连接到建筑物模块。
本发明的第五实施方式是包括连接到互补建筑物模块的第一展开建筑物模块的建筑物。
本发明的第六实施方式是房屋，该房屋包括连接到互补第二展开建筑物模块的第一展开建筑物模块，其中第一展开建筑物模块和第二展开建筑物模块分别独立具有芯体部分和附接到相应芯体部分的展开部分；i)第一展开建筑物模块的芯体部分连接到第二展开建筑物模块的互补展开部分；或者ii)第一展开建筑物模块的芯体部分连接到第二展开建筑物模块的互补芯体部分；并且第一展开建筑物模块和/或第二展开建筑物模块包括存在于相应折叠建筑物模块内的相应芯体结构的一个或两个中的厨房元件和/或浴室元件。
第一具体实施方式是本发明的第一、第二、第四、第五或第六实施方式中描述的建筑物或房屋，其中第一展开建筑物模块包括结构承载构件，由此，展开建筑物模块连接到互补建筑物模块的结构承载构件，而没有显著结构冗余。
更具体地，第一展开建筑物模块的结构承载构件可形成第一面板的一部分，并且第一展开建筑物模块的结构承载构件可以形成第二面板的一部分，并且第一面板和第二面板在结构承载构件紧固在连接区域内时提供在连接区域上连续的基本上整饰的外表面和/或内表面，除了紧固结构承载构件的区域之外。
第二具体实施方式是第一、第二、第四、第五或第六实施方式中描述的建筑物或房屋，其中互补建筑物模块是第二展开建筑物模块。
第三具体实施方式是第一、第二、第四、第五或第六实施方式中描述的建筑物或房屋，其中互补建筑物模块包括具有第一侧和相对的第二侧的面板，并且第一侧提供互补建筑物模块中的内表面，第二侧提供第一展开建筑物模块中的内表面。
第四具体实施方式是第一、第二、第四、第五或第六实施方式中描述的建筑物或房屋，其具有钢结构框架，其中多个连接的互补展开建筑物模块提供建筑物的50％以上的钢结构框架。
更特别是，多个连接互补展开建筑物模块提供建筑物的75％以上的钢结构框架。
甚至更特别地，多个连接互补展开建筑物模块提供建筑物的90％以上的钢结构框架。
再甚至更特别地，多个连接互补展开建筑物模块提供建筑物的基本上全部的钢结构框架。
在第五具体实施方式中，第一、第二、第四、第五或第六实施方式的第一展开建筑物模块具有芯体部分和连接到芯体部分的展开部分。
特别地，互补建筑物模块是第二展开建筑物模块，并且(i)第一展开建筑物模块的展开部分连接到第二展开建筑物模块的互补芯体部分；或者(ii)第一展开建筑物模块的芯体部分连接到第二展开建筑物模块的互补芯体部分。
第六具体实施方式是本发明的第一、第二、第四、第五或第六实施方式中描述的建筑物或房屋，其中第一展开建筑物模块和互补建筑物模块在一侧连接，并定位成只共用该侧的一部分。
第七具体实施方式是本发明的第一、第二、第四、第五或第六实施方式中描述的建筑物或房屋，其中第一展开建筑物模块和互补建筑物模块经由多个连接组件连接，该连接组件(i)由建筑物模块的互补面板形成，以及(ii)在面板连接时处于基本上整饰状态。
第八具体实施方式是任一以上实施方式中描述的建筑物或房屋，其中第一展开建筑物模块和互补建筑物模块在结构上是相互依赖的。
第九具体实施方式是任一以上实施方式中描述的建筑物或房屋，其中第一展开建筑物模块和互补建筑物模块被连接，而没有显著结构冗余。
第十具体实施方式是任一以上实施方式中描述的建筑物或房屋，其中第一展开建筑物模块和互补建筑物模块在没有彼此连接时在结构上不能独立稳定。
第十一具体实施方式是任一以上实施方式中描述的建筑物或房屋，其包括由第一展开建筑物模块的一个或多个结构承载构件和第二展开建筑物模块的一个或多个结构承载构件形成的组合结构承载构件。
第十二具体实施方式是任一以上实施方式中描述的建筑物或房屋，其中第一和第二展开建筑物模块在折叠构型中的尺寸和形状被设置成配合在横跨70’长度、16’宽度和15’高度的体积内，同时组合地提供300和5000平方英尺之间的总地板面积。特别地，提供300和3000平方英尺的总地板面积。
本发明的第十三具体实施方式是通过第三实施方式中描述的方法形成的建筑物或房屋。
本发明的第十四具体实施方式是用于形成第三实施方式中描述的建筑物的方法，其中互补建筑物模块的面板和展开结构的相应面板被连接，而没有显著结构冗余。
在更多的特定实施方式中，该方法还包括将另外的互补建筑物模块设置和连接到第一和/或互补建筑物模块。
与本发明相关的总体折叠建造技术的进一步教导在2010年9月23日提交的作为WO2011/038145公开的国际专利申请No.PCT/US2010/050041以及2011年3月23日提交的国际专利申请No.PCT/US2011/029643中描述。
这些专利申请的相关教导以及这里引用的所有专利、公开的公开申请和对比文件整体通过引用结合于此。
虽然参考其示例性实施方式特别描述和说明了本发明，本领域普通技术人员将理解到形式和细节可以进行多种变化，而不偏离权利要求所包含的本发明的范围。

Claims (23)

1.一种至少部分由连接到互补建筑物模块的第一展开建筑物模块形成的建筑物。
2.根据权利要求1所述的建筑物，其中，所述互补建筑物模块是第二展开建筑物模块。
3.根据权利要求1或2所述的建筑物，其中，所述互补建筑物模块包括具有第一侧和相对的第二侧的面板，并且所述第一侧提供所述互补建筑物模块中的内表面，并且所述第二侧提供所述第一展开建筑物模块中的内表面。
4.根据权利要求1、2或3所述的建筑物，所述建筑物具有钢结构框架，其中，多个连接的互补展开建筑物模块提供所述建筑物的大致所有的钢结构框架。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的建筑物，其中，所述第一展开建筑物模块的面板的第一结构承载构件和连接的互补建筑物模块的面板的第二结构承载构件形成组合结构承载构件。
6.根据权利要求1或2所述的建筑物，其中，所述第一展开建筑物模块和互补建筑物模块在结构上是相互依赖的。
7.根据上述权利要求任一项所述的建筑物，其中，所述第一展开建筑物模块和所述互补建筑物模块在没有显著结构冗余的情况下连接。
8.根据权利要求1、2或7所述的建筑物，其中，所述第一展开建筑物模块和所述互补建筑物模块在没有连接时在结构上不独立稳定。
9.根据权利要求1、2或8所述的建筑物，其中，所述第一展开建筑物模块在未连接和折叠构型时具有箱体式形状。
10.根据上述权利要求任一项所述的建筑物，其中，所述第一展开建筑物模块具有芯体部分和连接到所述芯体部分的展开部分。
11.根据权利要求10所述的建筑物，其中，所述互补建筑物模块是第二展开建筑物模块，并且(i)所述第一展开建筑物模块的展开部分连接到所述第二展开建筑物模块的互补芯体部分，或者(ii)所述第一展开建筑物模块的芯体部分连接到所述第二展开建筑物模块的互补芯体部分。
12.根据权利要求1或2所述的建筑物，其中，所述第一展开建筑物模块和互补建筑物模块在一侧连接，并被定位成只共用该侧的一部分。
13.根据上述权利要求任一项所述的建筑物，其中，所述第一展开建筑物模块和互补建筑物模块经由多个连接组件连接，所述连接组件(i)由所述建筑物模块的互补面板形成，并且(ii)在所述面板连接时处于大致整饰状态。
14.一种至少部分由第一展开建筑物模块和连接的互补第二展开建筑物模块形成的房屋，其中所述第一展开建筑物模块和第二展开建筑物模块分别独立具有芯体部分和附接到相应芯体部分的展开部分，(i)所述第一展开建筑物模块的展开部分连接到所述第二展开建筑物模块的互补芯体部分，(ii)所述第一展开建筑物模块的展开部分连接到所述第二展开建筑物模块的互补展开部分，或者(iii)所述第一展开建筑物模块的芯体部分连接到所述第二展开建筑物模块的互补芯体部分；以及所述第一展开建筑物模块和/或所述第二展开建筑物模块包括存在于相应折叠建筑物模块内的相应芯体结构的一个或两个中的厨房元件和/或浴室元件。
15.根据权利要求14所述的房屋，所述房屋具有结构框架，其中所述第一展开建筑物模块和第二展开建筑物模块提供建筑物的结构框架。
16.根据权利要求14或15所述的房屋，其中所述结构框架包括由第一展开建筑物模块的一个或多个结构承载构件和所述第二展开建筑物模块的一个或多个结构承载构件形成的组合结构承载构件。
17.根据权利要求14、15或16所述的房屋，其中，所述第一展开建筑物模块具有提供所述第一展开建筑物模块的第一内表面和所述第二展开建筑物模块的第二内表面的区段，其中所述第一内表面和第二内表面是所述区段的相对位置。
18.根据权利要求14或17所述的房屋，其中，所述连接的展开建筑物模块不通过合并墙连接。
19.根据权利要求14、15、16或17所述的房屋，其中，所述第一展开建筑物模块和第二展开建筑物模块在未连接时在折叠构型中在结构上是独立的，并且在展开构型时在结构上不是独立的。
20.根据上述权利要求任一项所述的房屋，其中，所述第一展开建筑物模块和第二展开建筑物模块在折叠构型时的尺寸和形状设置成配合在横跨70’长度、16’宽度和15’高度的体积内，同时组合地提供300和5000平方英尺之间的总地板面积。
21.根据上述权利要求任一项所述的房屋，其中，所述第一展开建筑物模块和第二展开建筑物模块在一侧连接，并定位成使所述第一展开建筑物模块和第二展开建筑物模块只共用所述侧的一部分。
22.根据上述权利要求任一项所述的房屋，其中，所述建筑物具有通过多达五个连接的互补展开建筑物模块提供的结构框架。
23.一种形成建筑物的方法，包括：
(a)将第一折叠建筑物模块设置在基础上，所述折叠建筑物模块具有芯体结构和附接到芯体结构的可展开结构，所述可展开结构包括多个可折叠连接的面板；；
(b)使所述第一折叠建筑物模块的所述可展开结构的一部分或全部展开，以形成展开结构；
(c)将互补建筑物模块设置在所述基础上，并定位成使得所述互补建筑物模块的面板与展开结构的相应面板互补；
(d)连接所述互补建筑物模块的面板和展开结构的相应面板；以及
(e)将一个或多个屋顶元件连接到建筑物模块。
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