CN103748301A - 双侧可展开的建筑模块 - Google Patents

双侧可展开的建筑模块 Download PDF

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Abstract

描述了双侧展开的建筑模块，其允许建筑物具有更大的设计灵活性，并且尤其是大且开放的工作或生活空间，同时允许吸引人的顶设计、诸如蝴蝶式顶。建筑模块紧凑地折叠用于运输。建筑模块能够利用内部和外部整饰材料预制，由此减少在建筑工地整饰所需的时间。

Description

双侧可展开的建筑模块
相关申请
本申请要求于2011年1月26日提交的美国临时申请61／436456的权益。上述申请的整体教导通过引用合并在此。
背景技术
可折叠的建筑物已经在文献中有所描述，但很少能被建成。阻碍可折叠的建筑物商业化的原因包括设计这样的建筑物的推测的有限设计能力和困难：所述建筑物具有足够大且吸引人的地面(特别是高顶棚和宽开放空间)，同时具有相应紧凑且易于运输的折叠构造。
因此，需要能够呈现更多设计灵活性的可折叠的建筑物，其由易于运输的折叠建筑模块形成并且允许建筑物基本处于整饰状态。
发明内容
本发明的建筑物(特别是住宅)由前述建筑模块形成。这些建筑模块考虑到具有高顶棚的大空间，并且当与如这里描述的一个或多个另外的建筑模块连接时允许住宅和建筑物呈现具有极好设计灵活性的大地面。前述建筑模块由易于运输的建筑模块形成，并且能够利用内部和外部整饰材料预制，由此减少在建筑工地处整饰所需的时间。
本发明的第一实施方式是建筑模块。建筑模块包括(a)第一外壁区段，其第一壁框架元件可折叠地连接到第二壁框架；在展开构造中，第一壁框架元件提供第一外壁区段的底部部分并且第二壁框架元件提供第一外壁区段的顶部部分；(b)第二外壁区段，其第三壁框架元件可折叠地连接到第四壁框架；在展开构造中，第三壁框架元件提供第二外壁区段的底部部分并且第四壁框架元件提供第二外壁区段的顶部部分；以及(c)连接到对应的结构性支承结构的顶棚结构，顶棚结构在从建筑模块的第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧到建筑模块的在第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的纵长取向上定位。结构性支承构件每个连接到核心地面框架，并且第一外壁区段和第二外壁区段通过包括核心地面框架的一个或多个框架互相连接。
本发明的第二实施方式是一种建筑模块。该建筑模块包括：(a)第一外壁区段，其第一壁框架元件通过第一壁框架元件的结构钢构件和第二壁框架的结构钢构件之间的铰链可折叠地连接到第二壁框架元件；在展开构造中，第一壁框架元件提供第一外壁区段的底部部分并且第二壁框架元件提供第一外壁区段的顶部部分；(b)第二外壁区段，其第三壁框架元件通过第三壁框架元件的结构钢构件和第四壁框架的结构钢构件之间的铰链可折叠地连接到第四壁框架元件；在展开构造中，第三壁框架元件提供第二外壁区段的底部部分并且第四壁框架元件提供第二外壁区段的顶部部分；(c)第一地面框架元件，其通过第一地面框架元件的结构钢构件和第一壁框架的结构钢构件之间的铰链可折叠地连接到第一壁框架元件；(d)第二地面框架元件，其通过第二地面框架元件的结构钢构件和第三壁框架元件的结构钢构件之间的铰链可折叠地连接到第三壁框架元件；(e)连接到与核心地面框架元件相连的对应的结构性支承结构的顶棚结构，顶棚结构具有沿着顶棚结构与核心地面基本上等距的顶表面，并且顶棚结构基本上平行于第一外壁区段和第二外壁区段；第一外壁区段和第二外壁区段通过包括第一地面框架元件、核心地面框架元件和第二地面框架元件的一个或多个框架元件相互连接，并且在建筑模块的展开构造中，第一外壁区段和第二外壁区段每个独立地延伸高于顶棚结构。
本发明的第三实施方式是一种折叠的建筑模块。该折叠的建筑模块包括：(a)第一外壁区段，其第一壁框架元件可折叠地连接到第二壁框架元件；在展开构造中，第一壁框架元件提供第一外壁区段的底部部分，第二壁框架元件提供第一外壁区段的顶部部分；(b)第二外壁区段，其第三壁框架元件可折叠地连接到第四壁框架元件；在展开构造中，第三壁框架元件提供第二外壁区段的底部部分并且第四壁框架元件提供第二外壁区段的顶部部分；(c)用于连接到一个或多个顶棚梁的结构性支承结构，其中，结构性支承构件每个连接到核心地面框架元件，并且结构性支承构件定位在第二壁框架元件和第四壁框架元件之间，以允许一个或多个顶棚梁在从建筑模块的第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧到建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的纵长取向上定位；(d)可折叠地连接到第一壁框架元件的第一地面框架元件；和(e)可折叠地连接到第三壁框架元件的第二地面框架元件；其中，第一外壁区段和第二外壁区段通过包括第一地面框架元件、核心地面框架元件和第二地面框架元件的一个或多个框架元件相互连接；第一地面框架元件、第一壁框架元件和第二壁框架元件基本上共面；并且第二地面框架元件、第三壁框架元件和第四壁框架元件在建筑模块的折叠构造中基本上共面。
本发明的第四实施方式是一种用于形成展开的建筑模块的方法。该方法包括：(a)将第一地板展开到基本上共面于地面的位置；(b)将第二地板展开到基本上共面于地基或地面的位置，第一地板和第二地板位于核心地板的相对侧；(c)从可折叠地连接到第二壁板的第一壁板展开第一外壁区段，第一壁板可折叠地连接到第一地板，并且在展开构造中，在第一地板和第一壁板之间形成固定连接，并且在第一壁板和第二壁板之间形成固定连接，第一壁板提供第一壁区段的底部部分并且第二壁板提供第一壁区段的顶部部分；(d)将顶棚结构在从建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的一侧到建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的纵长取向上定位在对应的结构性支承构件上；其中，结构性支承构件每个连接到核心地板，第一壁区段和第二壁区段通过包括第一地板、核心地板和第二地板的一个或多个板相互连接。
本发明的第五实施方式是一种建筑物。该建筑物包括如上所述的建筑模块，其处于展开构造并且顶板连接在外壁区段和中央梁之间。该建筑物还包括连接到展开的建筑模块的在第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧的第一建筑单元；和连接到建筑模块的在第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的第二建筑单元。
本发明的第六实施方式是一种建筑物。该建筑物包括如上所述的建筑模块，其处于展开构造并且顶板连接在外壁区段和至少一个中央梁之间。该建筑物还包括连接到展开的建筑模块的在第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧的第一壁板；和连接到建筑模块的在第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的第二壁板。
本发明的第七实施方式是一种折叠的建筑模块。该折叠的建筑模块包括核心地板、可折叠地连接到核心地板的第一地板、可折叠地连接到第一地板的第一壁板、可折叠地连接到第一壁板的第二壁板、可折叠地连接到核心地板的第二地板、可折叠地连接到第二地板的第三壁板、可折叠地连接到第三壁板的第四壁板和与核心地面框架固定连接的支承结构。第一地板、第二地板、第一壁板、第二壁板、第三壁板和第四壁板基本上共面。建筑模块当展开时具有由第一壁板和第二壁板形成的第一壁区段，和由第三壁板和第四壁板形成的第二壁区段，第一壁区段和第二壁区段在建筑模块的相对侧上，支承结构和壁区段能够支承并连接到多个顶板并且尺寸设定为形成具有从壁区段朝向建筑模块的中央的向下斜坡的顶(如例如图2的示例性实施方式所示的截面图中)，由此在展开的建筑模块中在壁区段之间且不包括结构钢构件地提供容积。
本发明的第八实施方式是一种建筑模块。该建筑模块包括(a)第一外壁区段，其第一壁框架元件可折叠地连接到第二壁框架元件；在展开构造中，第一壁框架元件提供第一外壁区段的底部部分并且第二壁框架元件提供第一外壁区段的顶部部分；(b)第二外壁区段，其包括第三壁框架元件；以及(c)连接到对应的结构性支承结构的顶棚结构，顶棚结构从建筑模块的第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧到建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的纵长取向上定位；其中，结构性支承构件每个连接到核心地面框架元件，第一外壁区段和第二外壁区段通过包括核心地面框架元件的一个或多个框架元件相互连接。
附图说明
前述内容将通过如附图中示出的本发明的示例性实施方式的以下更具体的描述变得清楚，在不同的附图中相同的附图标记表示相同的部件。附图不必按比例绘制，但是强调基于图示本发明的实施方式。
图1是根据本发明的示例性实施方式处于展开构造的建筑模块的结构框架的示意性等轴测图。
图2是(i)本发明的示例性建筑模块从(1)中显示的折叠构造到(6)中显示的展开构造的折叠过程，和(ii)顶板联接到(6)中所示的展开的建筑模块成为(8)中所示的建筑模块220的示意性截面图。
图3是本发明的建筑模块((a)到(d)中显示)的折叠构造(上部)和展开构造(下部)的四个示例性实施方式的示意性截面图。
图4是本发明的建筑模块((a)到(d)中显示)的折叠构造(上部)和展开构造(下部)的四个示例性实施方式的示意性截面图。
具体实施方式
本发明的示例性实施方式的描述如下。
本发明的建筑模块允许大且开放的空间，同时允许吸引人的顶部设计，诸如蝴蝶式顶部。此外，大约20英尺宽的建筑模块能够折叠成大约8英尺6英寸的宽度并以此宽度装运，这极大地降低了运输成本。
使用这里描述的建筑技术的若干住宅已经建成。这些住宅包括本发明的建筑模块，例如图1中所示的建筑模块。
图1是根据本发明的示例性实施方式处于展开构造的建筑模块100的示意性等轴测图。建筑模块100具有第一外壁区段105，该第一外壁区段105的第一结构钢壁框架元件107通过金属铰链(在该建筑模块的视图中不可见)可折叠地连接到第二结构钢壁框架元件109。在展开构造中，如这里所示，第一结构钢壁框架元件107提供第一外壁区段105的底部部分，第二结构钢壁框架元件109提供第一外壁区段105的顶部部分。建筑模块还具有第二外壁区段115，该第二外壁区段115的第三结构钢壁框架元件117通过金属铰链119可折叠地连接到第四结构钢壁框架元件121。在展开构造中，如这里所示，第三结构钢壁框架元件117提供第二外壁区段115的底部部分，第四结构钢壁框架元件121提供第二外壁区段115的顶部部分。建筑模块还具有在本实施方式中由两个连接的结构钢顶棚梁132和134、特别地由两个结构钢I型梁形成的顶棚钢结构130。两个顶棚梁132和134通过垂直的钢构件136(例如，如这里所示的6个垂直的钢构件)和斜的钢构件138(例如，如这里所示的5个斜的钢构件)连接。顶棚结构130连接到对应的结构性支承结构上，这里为在建筑模块的一个开放侧的一对两个相邻的结构钢I型梁140和与之相对的在建筑模块的第二开放侧的相应的一对两个相邻的结构钢I型梁142。在该实施方式中，顶棚梁132和134、垂直的钢构件136、斜的钢构件138以及支承结构140和142是不包括可折叠的结构钢构件的核心结构的一部分，并且能够是对应的折叠建筑模块的核心部分。在其它实施方式中，顶棚梁132和134能够通过金属铰链可折叠地连接到对应的结构性支承结构上，并且顶棚结构130是通过向上展开顶棚梁并随后在顶棚梁和对应的支承结构之间形成固定连接、并且连接任选的垂直的钢构件136和斜的钢构件138形成的。替代地，顶棚梁132和134能够不存在于折叠的建筑模块中(即，未连接)，并且能够在建筑工地连接。在图1的实施方式中，顶棚结构130在纵长取向上从建筑模块的在第一外壁区段105和第二外壁区段115之间的一侧定位到建筑模块的在第一壁区段105和第二壁区段115之间的相应的相对侧。更特别地，顶棚结构130具有顶表面131，在该实施方式中，该顶表面131由两个顶棚梁132和134的对应的顶表面提供，并且顶表面沿着顶棚结构在纵长上基本上与核心地面160等距。另外，顶棚结构基本上平行于第一外壁区段105和第二外壁区段115，并且顶棚结构基本上在第一外壁区段105和第二外壁区段115之间居中。结构性支承构件140和142每个连接到核心地面框架元件165(注意到核心地面框架元件的一部分在该视图中被壁框架元件117和121的结构性构件的一部分遮挡)，并且第一外壁区段105和第二外壁区段115通过一个或多个结构钢构件、特别地在这里为三个结构钢地面框架元件相互连接，核心地面框架元件165通过金属铰链167(例如，如这里所示的七个金属铰链)可折叠地连接到第一地面框架元件169并且通过金属铰链171(例如，如该实施方式中七个金属铰链，注意到金属铰链中的四个在该建筑模块的视图中不可见)可折叠地连接到第二地面框架元件173。在完全折叠构造中，可折叠地连接的框架元件紧凑地设置、类似于图2的步骤(1)中所示的建筑模块，并且基本上留有整个中央容积开放(例如，如果开放设计是希望的)或供其它部件使用以在核心容积中被预制并整饰。此外，在完全折叠构造中，可折叠的地面框架元件169和173(和对应的整饰的地板)的外侧提供折叠模块的壁，其增加了建筑模块在折叠构造中的结构稳定性、保护核心容积中的其它折叠框架元件、诸如壁框架元件107、109、117和121(和对应的壁板)以及预制和整饰的部件，并且由此利于建筑模块的运输。
图2是(i)本发明的示例性建筑模块从(1)中所示的折叠构造200到(6)中所示的展开构造210的折叠过程，和(ii)顶板215和217联接到(6)中所示的展开的建筑模块210成为(8)中所示的建筑模块220的示意性截面图。展开的建筑模块210具有矩形地面，其类似于图1中用于建筑模块所示的地面。然而，图1的建筑模块呈现固定的结构钢顶棚梁132和134，图2的建筑模块呈现通过铰链(在该视图中不可见)可折叠地连接到对应的结构性支承结构(在该视图中不可见，并且类似于图1中的支承结构140和142)的结构钢顶棚梁，特别地，钢I型梁232和234。顶棚梁232和234从例如(5)中所示的折叠构造向上展开到例如(6)中所示的展开构造。另外，与图1的建筑模块显示壁框架元件和地面框架元件相反，图2显示包括对应的壁框架元件和地面框架元件的壁和地板。折叠的建筑模块200具有核心地板240，其通过铰链(在该视图中未示出)可折叠地连接到第一地板242和第二地板244。第一地板242通过铰链(在该视图中未示出)可折叠地连接到第一壁板246。第二地板244通过铰链(在该视图中未示出)可折叠地连接到第三壁板248。第一壁板246通过铰链(在该视图中未示出)可折叠地连接到第二壁板249。第三壁板248通过铰链(在该视图中未示出)可折叠地连接到第四壁板250。第一地板、第二地板、第一壁板、第二壁板、第三壁板和第四壁板基本上共面。在建筑工地，建筑模块通过核心地板240布置在地基(或地面)上。地板242和第二地板244被从折叠构造展开成如(2)中所示的展开构造。外壁区段252和254通过如(3)至(5)中所示展开对应的可折叠地连接的壁板形成(对应的展开步骤的顺序能够与这里所示的顺序不同)。顶棚梁232和234向上运动到如(6)中所示的展开构造；注意到该步骤能够在建筑模块展开过程中的任意时间执行；但是，这里显示为在外壁区段已经形成之后。梯形壁板260、一个或多个中央顶板215和一个或多个蝴蝶式顶板和框架屋顶265被安装。建筑模块还呈现任选的可移除的拱腹板268以形成到顶板的结构、喷淋和电连接并且安装任选的壁炉烟道。此外，图2显示任选的、非结构性内壁板270。壁板包括由结构钢构件形成的对应的结构钢框架元件。这些结构钢构件中的一些在该截面图中可见，例如构件272、274、276和278。另外，形成建筑物的外壁区段的这些壁板能够包括通常在传统建筑物的外壁中看到的窗、门和其它元件。例如，壁板249和250包括窗280。通常，整饰材料和整饰元件之间的连接、诸如窗到建筑模块的钢结构框架的连接如这里描述的是间接的。
图3和4是本发明的建筑模块的折叠构造(上部)和展开构造(下部)的八个不同的示例性实施方式的示意性截面图。
图3(a)的建筑模块具有核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310a。建筑模块还具有通过可折叠地连接到第二壁框架元件(或包括第二壁框架元件的第二壁板)314a的第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)312a提供的第一外壁区段，和通过可折叠地连接到第四壁框架元件(或包括第四壁框架元件的第四壁板)316a的第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)316a提供的第二外壁区段。第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)312a还可折叠地连接到第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)320a，该第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)320a自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310a。第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)312a还可折叠地连接到第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)322a，该第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)322a自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310a。两个结构性支承结构(例如钢I型梁，或中空结构钢区段)324a和326a被显示为与核心地面框架元件310a固定连接。元件350a可折叠地连接(通常，金属铰链)。在该实施方式中，结构性支承结构324a和326a具有基本上相等的高度且在也具有相等高度的两个外壁区段之间居中。另外，320a和322a具有基本上相等的宽度。建筑模块还通常具有矩形地面，其类似于图1的建筑模块的地面。此外，建筑模块还在与截面图中显示的一侧相对的一侧处具有结构性支承结构，其在该视图中不可见。
图3(b)的建筑模块具有核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310b。建筑模块还具有通过可折叠地连接到第二壁框架元件(或包括第二壁框架元件的第二壁板)314b的第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)312b提供的第一外壁区段，和通过可折叠地连接到第四壁框架元件(或包括第四壁框架元件的第四壁板)316b的第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)316b提供的第二外壁区段。第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)312b还可折叠地连接到第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)320b，该第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)320b自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310b。第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)312b还可折叠地连接到第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)322b，该第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)322b自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310b。两个结构性支承结构(例如，钢I型梁，或中空结构钢区段)324b和326b被示出为与核心地面框架元件310b固定连接。元件350b是可折叠的连接件(通常，金属铰链)。在该实施方式中，结构性支承结构324b和326b具有不同的高度并且在也具有不同高度的两个外壁区段之间不居中。另外，320b和322b具有不同的宽度。建筑模块通常还具有矩形地面，其类似于图1的建筑模块的地面。此外，建筑模块还在与截面图中所示的一侧相对的一侧处具有结构性支承结构，其在该视图中不可见。
图3(c)的建筑模块具有核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310c。建筑模块还具有通过可折叠地连接到第二壁框架元件(或包括第二壁框架元件的第二壁板)314c的第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)312c提供的第一外壁区段，和通过可折叠地连接到第四壁框架元件(或包括第四壁框架元件的第四壁板)316c的第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)316c提供的第二外壁区段。第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)312c还可折叠地连接到第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)320c，该第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)320c自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310c。第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)312c还可折叠地连接到第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)322c，该第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)322c自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310c。两个结构性支承结构(例如，钢I型梁，或中空结构钢区段)324c和326c被示出为与核心地面框架元件310c固定连接。元件350c是可折叠的连接件(通常，金属铰链)。在该实施方式中，结构性支承结构324c和326c具有不同的高度，并且在具有基本上相等高度的两个外壁区段之间居中；但是，具有不同高度的壁框架元件(即，314c比318c短，312c比316c长)。另外，320c和322c具有基本上相等的宽度。建筑模块通常还具有矩形地面，其类似于图1的建筑模块的地面。此外，建筑模块还在与截面图中显示的一侧相对的一侧处具有结构性支承结构，其在该视图中不可见。
图3(d)的建筑模块具有核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310d。建筑模块还具有通过可折叠地连接到第二壁框架元件(或包括第二壁框架元件的第二壁板)314d的第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)312d提供的第一外壁区段，和通过可折叠地连接到第四壁框架元件(或包括第四壁框架元件的第四壁板)316d的第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)316d提供的第二外壁区段。第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)312d还可折叠地连接到第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)320d，该第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)320d自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310d。第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)312d还可折叠地连接到第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)322d，该第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)322d自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)310d。一种结构性支承结构(例如，钢I型梁，或中空结构钢区段)324d被显示为与核心地面框架元件310d固定连接。元件350d是可折叠的连接件(通常，金属铰链)。在该实施方式中，结构性支承结构324d既不在两个外壁区段之间居中，也不在310d上居中，并且外壁区段具有不同高度。建筑模块通常还具有矩形地面，其类似于图1的建筑模块的地面。此外，建筑模块还在与截面图中所示的一侧相对的一侧处具有结构性支承结构，其在该视图中不可见。
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图4(a)的建筑模块具有核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410a。建筑模块还具有通过可折叠地连接到第二壁框架元件(或包括第二壁框架元件的第二壁板)414a的第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)412a提供的第一外壁区段，和通过可折叠地连接到第四壁框架元件(或包括第四壁框架元件的第四壁板)416a的第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)416a提供的第二外壁区段。第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)412a还可折叠地连接到第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)420a，该第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)420a自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410a。第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)412a还可折叠地连接到第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)422a，该第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)422a自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410a。结构性支承结构(例如，钢I型梁，或中空结构钢区段)424a被示出为与核心地面框架元件410a固定连接。元件450a是可折叠的连接件(通常，金属铰链)。在该实施方式中，结构性支承结构424a既不在两个外壁区段之间居中，也不在410a上居中。另外，外壁区段具有不同高度。另外，420a和422a具有基本上相等的宽度。建筑模块还通常具有矩形地面，其类似于图1的建筑模块的地面。此外，建筑模块还在与截面图中所示的一侧相对的一侧处具有结构性支承结构，其在该视图中不可见。
图4(b)的建筑模块具有核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410b。建筑模块还具有通过可折叠地连接到第二壁框架元件(或包括第二壁框架元件的第二壁板)414b的第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)412b提供的第一外壁区段，和通过可折叠地连接到第四壁框架元件(或包括第四壁框架元件的第四壁板)416b的第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)416b提供的第二外壁区段。第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)412b还可折叠地连接到第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)420b。第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)420b可折叠地连接到另一地面框架元件(或包括另一地面框架元件的另一地板)460b，该另一地面框架元件(或包括另一地面框架元件的另一地板)460b自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410b。第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)412b还可折叠地连接到第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)422b，该第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)422b自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410b。两个结构性支承结构(例如，钢I型梁，或中空结构钢区段)424b和426b被示出为与核心地面框架元件410b固定连接。元件450b是可折叠的连接件(通常，金属铰链)。在该实施方式中，结构性支承结构424b和426b具有基本上相等的高度，但既不在两个外壁区段之间居中，也不在核心地面框架元件410b上居中；但是，外壁区段具有基本上相等的高度。另外，420b和422b具有不同宽度。建筑模块还通常具有矩形地面，其类似于图1的建筑模块的地面。此外，建筑模块还在与截面图中所示的一侧相对的一侧处具有结构性支承结构，其在该视图中不可见。
图4(c)的建筑模块具有核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410c，其尺寸被设定为允许支承结构的连接；但是，宽度最小化以允许紧凑折叠。建筑模块还具有通过可折叠地连接到第二壁框架元件(或包括第二壁框架元件的第二壁板)414c的第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)412c提供的第一外壁区段，和通过可折叠地连接到第四壁框架元件(或包括第四壁框架元件的第四壁板)416c的第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)416c提供的第二外壁区段。第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)412c还可折叠地连接到第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)420c。第一地面框架元件还可折叠地连接到另一地面框架元件460c，该另一地面框架元件460c自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410c。第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)412c还可折叠地连接到第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)422c。第二地面框架元件可折叠地连接到另一地面框架元件470c，该另一地面框架元件470c自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410c。两个结构性支承结构(例如，钢I型梁，或中空结构钢区段)424c和426c被示出为与核心地面框架元件410c固定连接。元件450c是可折叠的连接件(通常，金属铰链)。在该实施方式中，结构性支承结构424c和426c具有基本上相等的高度，并且在也具有基本上相等的高度的两个外壁区段之间居中。另外，420c和422c，以及460c和470c具有基本上相等的宽度。建筑模块还通常具有矩形地面，其类似于图1的建筑模块的地面。此外，建筑模块还在与截面图中所示的一侧相对的一侧处具有结构性支承结构，其在该视图中不可见。
图4(d)的建筑模块具有核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410d，其尺寸被设定为允许支承结构的连接；但是，宽度最小化以允许紧凑折叠。建筑模块还具有通过可折叠地连接到第二壁框架元件(或包括第二壁框架元件的第二壁板)414d的第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)412d提供的第一外壁区段，和通过可折叠地连接到第四壁框架元件(或包括第四壁框架元件的第四壁板)416d的第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)416d提供的第二外壁区段。第一壁框架元件(或包括第一壁框架元件的第一壁板)412d还可折叠地连接到第一地面框架元件(或包括第一地面框架元件的第一地板)420d。第一地面框架元件还可折叠地连接到另一地面框架元件460d，该另一地面框架元件460d自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410d。第三壁框架元件(或包括第三壁框架元件的第三壁板)412d还可折叠地连接到第二地面框架元件(或包括第二地面框架元件的第二地板)422d。第二地面框架元件可折叠地连接到另一地面框架元件470d，该另一地面框架元件470d自身可折叠地连接到核心地面框架元件(或包括核心地面框架元件的核心地板)410d。两个结构性支承结构(例如，钢I型梁，或中空结构钢区段)424d和426d被示出为与核心地面框架元件410c固定连接。元件450d是可折叠的连接件(通常，金属铰链)。在该实施方式中，结构性支承结构424d和426d具有不同高度，并且在也具有不同高度的两个外壁区段之间居中。另外，420d和422d，以及460d和470d具有基本上相等的宽度。建筑模块还通常具有矩形地面，其类似于图1的建筑模块的地面。此外，建筑模块还在与截面图中所示的一侧相对的一侧处具有结构性支承结构，其在该视图中不可见。
本发明的建筑模块包括第一外壁区段和第二外壁区段(例如，处于用于运输的折叠构造，或处于用于在建筑工地整饰的展开构造)。通常，第一外壁区段和第二外壁区段每个具有两个可水平折叠地连接的壁框架元件。更典型地，第一外壁区段和第二外壁区段每个具有两个可水平折叠地连接的壁框架元件，并且第一外壁区段和第二外壁区段基本上共面。甚至更典型地，第一外壁区段和第二外壁区段每个具有两个可水平折叠地连接的壁框架元件，第一外壁区段和第二外壁区段基本上共面，并且建筑模块具有大致矩形的地面，第一外壁区段整体地沿着地面的一侧延伸，并且第二外壁区段整体地沿着相对侧延伸。又甚至更典型地，第一外壁区段和第二外壁区段每个具有两个可水平折叠地连接的壁框架元件，第一外壁区段和第二外壁区段基本上共面，并且建筑模块具有基本上矩形地面，第一外壁区段整体地沿着地面的一侧延伸，并且第二外壁区段整体地沿着相对侧延伸。本发明的处于展开构造和大致整饰状态的建筑模块包括典型地在第一外壁区段和第二外壁区段之间居中定位的顶棚结构。顶棚结构能够包括一个或多个结构顶棚梁(横梁)，典型地，适于支承建筑模块的中央区域中的一个或多个顶板的结构钢顶棚梁和对应的结构钢支承结构。通常，顶棚结构基本上沿着从第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧到建筑模块的在建筑模块的第一外壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的整个长度延伸，并且连接到对应的结构性支承结构上，结构性支承结构通常通过承载支承结构的钢构件的结构负载到承载核心地面框架元件的钢构件的外部结构负载的固定连接连接到核心地面框架元件。这些实施方式允许建筑模块的宽的开口空间。
顶棚结构的顶棚梁能够以直接或间接到结构性支承结构的固定连接或例如通过金属铰链的可折叠地连接存在于折叠建筑模块中，或者能够不存在或不连接在折叠建筑模块中。通常，可折叠地连接的顶棚梁的尺寸被设定成使得它们在处于展开构造中时比在折叠时在地面上方延伸得更高。这允许沿着顶棚梁更高的顶棚高度。在优选实施方式中，顶棚结构包括两个顶棚梁。
本发明的第一特定实施方式是如在第一、第二、第三或第八实施方式中描述的建筑模块，其中，在建筑模块的展开构造中，第一外壁区段和第二外壁区段每个独立地延伸高于顶棚结构的顶表面。具体地，第一外壁区段和第二外壁区段基本上共面。更具体地，第一外壁区段和第二外壁区段基本上共面，并且建筑模块具有大致矩形地面，第一外壁区段整体地沿着地面的一侧延伸，并且第二外壁区段整体地沿着相对侧延伸。
本发明的第二特定实施方式是如在第一、第二、第三或第八实施方式中描述的建筑模块，其中，壁框架元件和地面框架元件是通常处于基本上整饰状态的对应的壁板和底板的一部分。
本发明的第三特定实施方式是如在第一、第二、第三或第八实施方式中描述的建筑模块，其中，在建筑模块的展开构造中，第一外壁区段和第二外壁区段每个独立地延伸高于顶棚结构。
本发明的第四特定实施方式是如在第一、第二、第三或第八实施方式中描述的建筑模块，其中，顶棚结构(如果存在)包括可折叠地连接到对应的结构性支承结构并且在建筑模块的展开构造中向上展开的顶棚梁。
本发明的第五特定实施方式是如在第四特定实施方式中描述的建筑模块，其中，顶棚结构还包括通过对应的结构性支承结构连接到核心地面框架元件支承的第二顶棚梁；其中第二顶棚梁可折叠地连接到对应的结构性支承结构并且在建筑模块的展开构造中向上展开。
本发明的第六特定实施方式是如在第一、第二或第八实施方式中描述的建筑模块，其中，该建筑模块还包括通过顶棚结构和第一外壁区段和第二外壁区段结构性支承的顶。
本发明的第七特定实施方式是如在第一、第二、第三或第八实施方式中描述的建筑模块，其中，建筑模块还包括可折叠地连接到第一壁框架元件的第一地面框架元件和可折叠地连接到第三壁框架元件的第二地面框架元件。
本发明的第八特定实施方式是如在第七特定实施方式中描述的建筑模块，其中，第一地板、第一壁板和第二壁板可折叠地连接，使得第一地面框架元件、第一壁框架元件和第二壁框架元件在建筑模块的折叠构造中基本上共面；并且第二地面框架元件、第三壁框架元件和第四壁框架元件可折叠地连接，使得第一地面框架元件、第一壁框架元件和第二壁框架元件在建筑模块的折叠构造中基本上共面。
本发明的第九特定实施方式是如在第一、第二、第三、第八实施方式，或第六或第七特定实施方式中描述的建筑模块，其中，顶棚结构连接到与核心地面框架元件相连的对应的结构性支承结构，顶棚结构具有沿着顶棚结构纵长地与核心地面基本上等距的顶表面，并且顶棚结构基本上平行于第一外壁区段和第二外壁区段；第一外壁区段和第二外壁区段通过包括核心地面框架元件的一个或多个框架元件互连，并且在建筑模块的展开构造中，第一外壁区段和第二外壁区段每个独立地延伸高于顶棚结构的顶表面。
本发明的第十特定实施方式是如在第一、第二或第三实施方式中描述的建筑模块，其中，第一地面框架元件、第一壁框架元件和第二壁框架元件被定尺寸和可折叠地互连使得，在建筑模块的折叠构造中，第一地面框架元件提供第一外侧的至少一部分；第二地面框架元件、第三壁框架元件和第四壁框架元件被定尺寸和可折叠地互连使得，在建筑模块的折叠构造中，第二地面框架元件提供第二外侧的至少一部分；并且核心地面区段提供第三外侧的至少一部分。
本发明的第十一特定实施方式是如在第一、第二、第三、第七或第八实施方式中描述的建筑模块，其中，处于折叠构造的建筑模块的第一外侧和第二外侧基本上共面，并且第一外侧和第二外侧之间的宽度为大约8英尺6英寸或更小。
本发明的第十二特定实施方式是如在第一、第二、第三、第七或第八实施方式中描述的建筑模块，其中，每个顶棚结构(如果存在)基本上沿着从第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧到建筑模块的在建筑模块的第一外壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的整个长度延伸。
本发明的第十三特定实施方式是如在第一、第二、第三、第七或第八实施方式中描述的建筑模块，其中，每个顶棚结构(如果存在)在顶棚结构的一端上连接到第一结构性支承构件，并且在顶棚结构的另一端上连接到第二结构性支承构件，以便在顶棚结构下面形成没有结构性支承的空间。
本发明的第十四特定实施方式是如在第一、第二、第三、第七或第八实施方式中描述的建筑模块，其中，第一壁框架元件包括结构钢构件，第二壁框架元件包括结构钢构件，第三壁框架元件包括结构钢构件，并且第四壁框架元件包括结构钢构件，并且这些框架元件与附接到结构钢构件的金属铰链可折叠地连接。
本发明的第十五特定实施方式是包括第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式、第七实施方式、第八实施方式、第一特定实施方式、第二特定实施方式、第三特定实施方式、第四特定实施方式、第五特定实施方式、第六特定实施方式、第七特定实施方式、第八特定实施方式、第九特定实施方式、第十特定实施方式、第十一特定实施方式、第十二特定实施方式、第十三特定实施方式或第十四特定实施方式的处于展开构造并且沿着第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧连接到建筑单元的建筑模块的建筑物。在具体实施方式中，建筑单元是可折叠的建筑单元。在更具体的实施方式中，建筑单元是根据这里描述的实施方式的另一建筑模块。
本发明的第十六特定实施方式是包括第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式、第七实施方式、第八实施方式、第一特定实施方式、第二特定实施方式、第三特定实施方式、第四特定实施方式、第五特定实施方式、第六特定实施方式、第七特定实施方式、第八特定实施方式、第九特定实施方式、第十特定实施方式、第十一特定实施方式、第十二特定实施方式、第十三特定实施方式或第十四特定实施方式的处于展开构造的建筑模块的建筑物，其中，该建筑物还包括提供用于建筑模块的顶的一个或多个顶板，以及提供在展开为展开构造之后用于建筑模块的任意开口侧的壁的一个或多个外壁板(通常，非结构性)。通常，顶板和一个或多个外壁板不是处于折叠构造的建筑模块的一部分。
虽然图1和图3聚焦于建筑模块的结构框架元件和对应的结构钢构件，可以理解的是，通常，结构框架元件是能够包括内部和／或外部整饰材料或元件的对应的板的一部分。同样，通常，建筑单元和建筑模块通过附接的顶板彼此补充，以形成基本上整饰的住宅，甚至包括厨房元件(包括但不限于橱柜、器具和洗涤槽)和／或浴室元件(包括但不限于柜子、淋浴器、浴缸、马桶和水池)。
本发明的处于折叠构造的建筑模块(即，折叠的建筑模块)能够包括诸如图1中的顶棚结构130的固定的结构框架元件。替代地，例如，诸如顶棚结构130的固定结构能够与折叠的建筑模块断开连接并且在建筑工地连接到例如图1中的140的对应的支承结构。通常，建筑模块包括处于这样的布置的折叠板：该布置允许建筑模块折叠成主要基于运输目的占据较小容积的折叠构造(通常为箱形)。这种建筑模块能够展开以形成展开的建筑模块。
建筑模块的单独的结构框架元件通常由处于固定连接的许多结构钢构件制成。不同结构框架元件的结构钢构件能够被连接以提供在折叠建筑模块的折叠构造和展开构造中结构框架元件的固定连接，或者能够被可折叠地连接以提供结构框架元件的可折叠连接并由此允许折叠建筑模块的折叠和展开。在通过对应的结构钢构件的连接展开并固定结构框架元件之后，结构框架元件形成建筑物(例如，住宅)的结构框架的至少一部分。
本发明的建筑物能够部分地或基本上完全由本发明的建筑模块形成。更典型地，本发明的建筑物能够部分地或基本上完全由本发明的建筑模块和适于连接到建筑模块的开口侧的一个或多个建筑单元形成。通常，本发明的建筑模块具有两个开口侧，由此允许连接在两个其它建筑单元之间，所述其它建筑单元一般能够是本发明的可折叠的建筑单元或另外的建筑模块。相应地，建筑模块和单元的数量原则上不受限制；但是，通常，建筑物包括多达一百个补充展开建筑模块，更典型地，多达一千个，并且甚至更典型地，(i)一个建筑模块和两个互连的建筑单元，(ii)一个建筑模块和一个连接的建筑单元，或(iii)一个建筑模块。更典型地，建筑物由一个建筑模块和两个互连的建筑单元形成。关于情况(ii)和(iii)，通常，不是折叠的建筑模块的一部分的壁板闭合建筑模块的任意开口侧。通常，建筑单元在基本没有结构冗余和结构上互相依存的情况下连接到建筑模块。
本发明的建筑模块能够被预制，使得建筑模块在建筑工地展开并且连接可移除的区段(诸如顶元件和非结构内壁)之后基本上处于整饰状态，不考虑建筑模块的适用于与建筑单元和／或壁板连接的任意开口侧。即，它们通常不要求或至少明显减少内部和外部整饰材料的添加，除了在要求折叠运动的区域中的小的非结构性整饰。另外，通常，本发明的住宅包括在建筑工地被镶嵌但能够易于安装的顶区段。预制过程能够显著减少，甚至减少到仅仅本发明的折叠结构框架被预制、以及在建筑工地展开和连接的程度。
另外，用于住宅或商业的可折叠建筑的所有必需的机械和电力系统，例如所有要求的设施和管道设备能够安装在核心部分(或结构)中(即，由在建筑工地未展开的框架元件制成的可折叠建筑物的结构框架的一部分)。柔性配管和配线也能够贯穿本发明的可折叠的建筑单元的固定的板和可折叠地连接的板布置。
使用适当地定尺寸的I型梁、c型通道、宽凸缘梁和中空结构区段形式的结构钢允许大的框架几何构造作为可折叠的建筑单元的结构框架的一部分，例如，跨越可折叠的建筑物的整侧、降低预制费用和／或简化在建筑工地展开的矩形框架元件。
另外，基本上由金属框架元件制成(例如，由诸如I型梁、c型通道、宽凸缘梁和中空结构区段的热轧钢制成)的可折叠的结构框架能够被预制为较高的公差，使得在展开时处于基本整饰状态的对应的折叠建筑模块在可折叠地连接的框架元件之间的缝区中呈现减小的间隙或没有间隙，由此减少与这些缝区的现场整饰相关的工作。
本发明的结构钢框架通常与木制或轻型金属中间元件结合，以形成作为固定的或可折叠的板的一部分的轻量钢和木制／轻型金属混合结构，其中框架元件提供结构稳定性，并且木制或轻型金属中间元件提供大致侧向结构阻力和／或用于利用标准构造方法附接内部和外部整饰材料或元件，降低劳动培训和相关费用。
在本发明的特定实施方式中，连接不同结构框架元件的结构钢构件允许阻塞材料(例如，木制或轻型金属壁骨)连接到结构钢构件(优选地，结构钢构件的内侧区域(如果存在))，并且结构钢构件被定位成使得阻塞构件面向可折叠的建筑单元的外侧。这允许结构框架具有通过折叠建筑模块的边缘／角部的连续传统结构网架(例如，16英寸木材网架)，由此允许利用标准构造方法将外部整饰材料附接通过边缘／角部，减少劳动培训和相关费用以及在建筑工地的工作。
使用这些强且轻量的结构也能够基本上减少所需建筑材料的量和框架元件的重量，这又有利于根据特定道路监管用于给定最大允许重量的较大的折叠建筑模块的运输。
内部和／或外部整饰材料与金属框架元件(尤其为由结构钢区段制成的框架元件)的间接连接是在预制的可折叠建筑单元的装运、设置、展开和安置过程中使易碎或其它脆的整饰材料与施加给结构框架的振动、运动和安置力分离并得以缓冲的“多公差”建筑方法的一个方面。多公差建筑方法的第二方面是通过使用偏置铰链(尤其为L形偏置铰链)提供的，偏置铰链被特别地工程化以将铰接地(即，与一个或多个铰链可折叠地连接)连接的框架元件安全地嵌套在远离其邻接框架元件的设计距离处，允许例如更厚的壁深度以及由此整饰材料的预制包含。这与待在现场整饰的工作范围的显著减小有关，在现场，费用和时序安排远不易管理。相应地，本发明的建筑模块能够包括最终内部整饰，诸如切毛边、石膏板、油漆或壁纸。
本发明的结构钢构件能够通过铰链可折叠地连接，以可折叠地连接框架元件和对应的板。更典型地，本发明的结构钢构件能够通过偏置铰链、更优选地通过适于并定位成保持在建筑围护结构内的L形偏置铰链可折叠地连接。在可折叠地连接的板的完全折叠构造中，L形偏置铰链提供允许用于整饰和其它材料的充足空隙的偏置。另外，附接到框架元件的内部整饰材料能够彼此充分偏置，以避免例如在运输过程中直接和可能的损坏接触。
处于“展开构造”的建筑模块是可折叠的建筑单元，其中，可折叠地连接的结构框架元件已被展开到能够保持在产生的建筑物的整饰状态的位置。处于“折叠构造”的折叠建筑模块是折叠建筑模块，其中，可折叠地连接的框架元件被折叠到适用于建筑单元的装载、运输和／或卸载的位置。
如这里所使用的“结构框架”是指通过将负载(例如，静态、动态和／或振动负载)传递到地面而主要负责提供建筑模块或建筑物的结构稳定性的建筑模块或建筑物的结构钢构件的全体。结构框架能够包括由各种形式和尺寸的多种材料制成的构件。能够使用的适当的材料包括但不限于金属(例如，铝或钢)、木材和聚合物。通常使用的是钢。
适当的结构钢构件包括但不限于中空结构区段、C形通道(具有或不具有回程)、I型梁(包括S和W式)、T型梁、角梁和宽凸缘梁。例如，结构钢构件能够在商业上从美国标准结构钢构件获得。用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且取决于诸如结构框架中结构部件或构件的位置、以及构件是否为可折叠地连接的框架元件的一部分等因素。
在结构钢构件的形状的内容中，“内侧”、“内侧区域”、“内部区域”、“内侧表面”或“内部表面”是指结构钢构件的在包封结构钢构件的箱的内侧的区域。即，如果考虑结构钢构件的截面图，那么在矩形包封(即，具有矩形的最小周边长度)结构钢构件的内侧的结构钢构件的周边的任意部分对应于“内侧”、“内侧区域”、“内部区域”、“内侧表面”或“内部表面”。
内部和外部整饰材料能够典型地通过与固定到结构框架的框架元件的中间元件附接而附接到结构框架。内部和外部整饰材料典型地附接(例如，粘合、钉合、螺旋、焊接和／或螺栓，或以其它方式固定)到中间元件。内部整饰材料包括但不限于壁整饰(例如，石膏板)、顶棚整饰和地面整饰(例如，在上面覆盖竹地板)。外部整饰元件包括但不限于侧线和屋顶。
对于整饰材料并且尤其是内部整饰材料，已经发现“间接连接”到框架元件以减少内部整饰材料与框架元件的部分或整体接触基于以下原因中的一个或多个是有利的。减少接触能够(a)减少从结构框架的一个或多个框架元件到通常易碎且脆的内部整饰材料传输结构应力，由此减少或消除尤其在可折叠的建筑单元的折叠、装载、运输、卸载和／或展开以及安置过程中内部整饰材料的显著损坏(例如壁干燥开裂)，(b)减少或消除内部整饰材料暴露于水，例如能够凝结在框架元件的金属部件上的水，以及(c)减少整饰的建筑单元的内侧与整饰的建筑单元的外侧之间的热传递。
因此，一般地优选利用整饰材料、尤其是内部整饰材料与对应的框架元件的间接而非直接连接。但是，即使间接连接通常是优选的，并不是内部整饰材料和对应的框架元件之间的所有连接都必须是间接的。
通常，中间元件至少部分地由具有力缓冲效应的材料、即诸如木材、喷涂泡沫和轻型金属壁骨的力缓冲元件制成。通常，中间元件被定位和定尺寸使得其能够通过中间元件的一个区域(例如通过中间元件的一侧)连接或被连接(例如使用粉末致动的紧固件或自攻丝螺丝)到框架元件，并且其能够通过中间元件的另一区域(例如通过中间元件的另一侧)连接到整饰材料、尤其是内部整饰材料(例如使用钉或螺丝)。甚至更优选地，中间元件整体由诸如木材的力缓冲材料制成。
通常，本发明的折叠的建筑模块能够包括基本上处于整饰状态的壁板、顶板和／或地板／区段，即，除了被定尺寸为容纳框架元件的折叠的未整饰区域以及由于壁连接缝(即，未连接但在展开时共同形成壁的壁之间的缝)的未整饰区域，这些壁板、顶和／或地板被整饰。
本发明的折叠的建筑模块通常被定尺寸使得利用运输车辆进行运输是可能的，优选地，利用半拖车并且不要求特定运输许可。各国有关卡车和拖车操作的规则不同，并且在一些情况中，各州也不同。通常，折叠的建筑模块
另外，本发明的折叠的建筑模块能够包括一个或多个折叠地板，其提供折叠的建筑模块的一个或多个外壁，这增加了建筑模块在折叠构造中的稳定性、保护核心容积中的预制和整饰部件，并且由此有利于建筑模块的运输。
与本发明相关的常用折叠建筑技术的进一步教导在2010年9月23日提交、公布号为WO2011／038145的国际专利申请No.PCT／US2010／050041、2011年3月23日提交的国际专利申请No.PCT／US2011／029643和2011年9月30日提交的国际专利申请No.PCT／US2011／054348中描述。
这些专利申请以及这里引用的所有专利、公布的申请和文献的相关教导整体地通过引用合并。
虽然本发明已经参照其示例性实施方式具体地显示和描述，本领域技术人员将理解，在不脱离由权利要求书包含的本发明的范围的情况下可以在其中作出各种形式和细节的改变。

Claims (30)

1.一种建筑模块，包括：
(a)第一外壁区段，其第一壁框架元件可折叠地连接到第二壁框架元件；在展开构造中，第一壁框架元件提供第一外壁区段的底部部分并且第二壁框架元件提供第一外壁区段的顶部部分；
(b)第二外壁区段，其第三壁框架元件可折叠地连接到第四壁框架元件；在展开构造中，第三壁框架元件提供第二外壁区段的底部部分并且第四壁框架元件提供第二外壁区段的顶部部分；以及
(c)连接到对应的结构性支承结构的顶棚结构，顶棚结构在从建筑模块的第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧到建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的纵长取向上定位；
其中，结构性支承构件每个连接到核心地面框架元件，第一外壁区段和第二外壁区段通过包括核心地面框架元件的一个或多个框架元件互相连接。
2.根据权利要求1所述的建筑模块，其中，在建筑模块的展开构造中，第一外壁区段和第二外壁区段每个独立地延伸高于顶棚结构。
3.根据权利要求1或2所述的建筑模块，其中，顶棚结构包括可折叠地连接到对应的结构性支承结构并且在建筑模块的展开构造中向上展开的顶棚梁。
4.根据权利要求3所述的建筑模块，其中，顶棚结构还包括通过连接到核心地面框架元件的对应的结构性支承结构支承的第二顶棚梁；其中，第二顶棚梁可折叠地连接到对应的结构性支承结构并且在建筑模块的展开构造中向上展开。
5.根据权利要求1或2所述的建筑模块，还包括通过顶棚结构、第一外壁区段和第二外壁区段结构性地支承的顶。
6.根据前述权利要求中任一项所述的建筑模块，还包括可折叠地连接到第一壁框架元件的第一地面框架元件和可折叠地连接到第三壁框架元件的第二地面框架元件。
7.根据权利要求6所述的建筑模块，其中，第一地板、第一壁板和第二壁板可折叠地连接，使得第一地面框架元件、第一壁框架元件和第二壁框架元件在建筑模块的折叠构造中基本上共面；并且第二地面框架元件、第三壁框架元件和第四壁框架元件可折叠地连接，使得第一地面框架元件、第一壁框架元件和第二壁框架元件在建筑模块的折叠构造中基本上共面。
8.根据权利要求1、6或7所述的建筑模块，其中，顶棚结构连接到与核心地面框架元件相连的对应的结构性支承结构，顶棚结构具有沿着顶棚结构纵长地与核心地面基本上等距的顶表面，并且顶棚结构基本上平行于第一外壁区段和第二外壁区段；
第一外壁区段和第二外壁区段通过包括核心地面框架元件的一个或多个框架元件互相连接，并且在建筑模块的展开构造中，第一外壁区段和第二外壁区段每个独立地延伸高于顶棚结构的顶表面。
9.根据权利要求1、6、7或8所述的建筑模块，其中，第一地面框架元件、第一壁框架元件和第二壁框架元件被设定尺寸并可折叠地互相连接成使得，在建筑模块的折叠构造中，第一地面框架元件提供第一外侧的至少一部分；第二地面框架元件、第三壁框架元件和第四壁框架元件被设定尺寸并可折叠地互相连接成使得，在建筑模块的折叠构造中，第二地面框架元件提供第二外侧的至少一部分；并且核心地面区段提供第三外侧的至少一部分。
10.根据权利要求9所述的建筑模块，其中，第一外侧和第二外侧基本上共面，并且第一外侧和第二外侧之间的宽度是大约8英尺6英寸或更小。
11.根据前述权利要求中任一项所述的建筑模块，其中，顶棚结构基本上沿着从第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧到建筑模块的在建筑模块侧的第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的整个长度延伸。
12.根据前述权利要求中任一项所述的建筑模块，其中，每个顶棚结构在顶棚结构的一端上连接到第一结构性支承构件，并且在顶棚结构的另一端处连接到第二结构性支承构件，以在顶棚结构的下面形成没有结构支承的空间。
13.根据前述权利要求中任一项所述的建筑模块，其中，第一壁框架元件包括结构钢构件，第二壁框架元件包括结构钢构件，第三壁框架元件包括结构钢构件，并且第四壁框架元件包括结构钢构件，并且这些框架元件通过附接到结构钢构件的金属铰链可折叠地连接。
14.根据前述权利要求中任一项所述的建筑模块，其中，结构性支承构件每个连接到核心地面框架元件的外部结构钢构件，并且建筑模块在结构性支承构件之间中没有用于顶棚结构的另外的结构性支承结构。
15.一种建筑模块，包括：
(a)第一外壁区段，其第一壁框架元件通过第一壁框架元件的结构钢构件和第二壁框架元件的结构钢构件之间的铰链可折叠地连接到第二壁框架元件；在展开构造中，第一壁框架元件提供第一外壁区段的底部部分并且第二壁框架元件提供第一外壁区段的顶部部分；
(b)第二外壁区段，其第三壁框架元件通过第三壁框架元件的结构钢构件和第四壁框架元件的结构钢构件之间的铰链可折叠地连接到第四壁框架元件；在展开构造中，第三壁框架元件提供第二外壁区段的底部部分并且第四壁框架元件提供第二外壁区段的顶部部分；
(c)第一地面框架元件，其通过第一地面框架元件的结构钢构件和第一壁框架元件的结构钢构件之间的铰链可折叠地连接到第一壁框架元件；
(d)第二地面框架元件，其通过第二地面框架元件的结构钢构件和第三壁框架元件的结构钢构件之间的铰链可折叠地连接到第三壁框架元件；
(e)连接到与核心地面框架元件相连的对应的结构性支承结构的顶棚结构，顶棚结构具有沿着顶棚结构与核心地面基本上等距的顶表面，并且顶棚结构基本上平行于第一外壁区段和第二外壁区段；
第一外壁区段和第二外壁区段通过包括第一地面框架元件、核心地面框架元件和第二地面框架元件的一个或多个框架元件相互连接，并且在建筑模块的展开构造中，第一外壁区段和第二外壁区段每个独立地延伸高于顶棚结构。
16.根据前述权利要求中任一项所述的建筑模块，其中，壁框架元件和地面框架元件是基本上通过内部和外部整饰材料整饰的对应的壁板和地板的一部分。
17.一种折叠的建筑模块，包括：
(a)第一外壁区段，其第一壁框架元件可折叠地连接到第二壁框架元件；在展开构造中，第一壁框架元件提供第一外壁区段的底部部分，第二壁框架元件提供第一外壁区段的顶部部分；
(b)第二外壁区段，其第三壁框架元件可折叠地连接到第四壁框架元件；在展开构造中，第三壁框架元件提供第二外壁区段的底部部分并且第四壁框架元件提供第二外壁区段的顶部部分；
(c)用于连接到一个或多个顶棚梁的结构性支承结构，其中，结构性支承构件每个连接到核心地面框架元件，并且结构性支承构件定位在第二壁框架元件和第四壁框架元件之间，以允许一个或多个顶棚梁在从建筑模块的第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧到建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的纵长取向上定位；
(d)可折叠地连接到第一壁框架元件的第一地面框架元件；和
(e)可折叠地连接到第三壁框架元件的第二地面框架元件；
其中，第一外壁区段和第二外壁区段通过包括第一地面框架元件、核心地面框架元件和第二地面框架元件的一个或多个框架元件相互连接；第一地面框架元件、第一壁框架元件和第二壁框架元件基本上共面；并且第二地面框架元件、第三壁框架元件和第四壁框架元件在建筑模块的折叠构造中基本上共面。
18.根据权利要求17所述的折叠的建筑模块，其中，壁框架元件和地面框架元件基本上通过内部和外部整饰材料整饰。
19.一种用于形成展开的建筑模块的方法，包括：
(a)将第一地板展开到基本上共面于地面的位置；
(b)将第二地板展开到基本上共面于地基或地面的位置，第一地板和第二地板位于核心地板的相对侧；
(c)从可折叠地连接到第二壁板的第一壁板展开第一外壁区段，第一壁板可折叠地连接到第一地板，并且在展开构造中，在第一地板和第一壁板之间形成固定连接，并且在第一壁板和第二壁板之间形成固定连接，第一壁板提供第一壁区段的底部部分并且第二壁板提供第一壁区段的顶部部分；以及
(d)将顶棚结构在从建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的一侧到建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的纵长取向上定位在对应的结构性支承构件上；
其中，结构性支承构件每个连接到核心地板，第一壁区段和第二壁区段通过包括第一地板、核心地板和第二地板的一个或多个板相互连接。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括从可折叠地连接到第四壁板的第三壁板展开第二外壁区段，第三壁板可折叠地连接到第二地板，并且在展开构造中，在第二地板和第三壁板之间形成固定连接，并且在第三壁板和第四壁板之间形成固定连接，第三壁板提供第二壁区段的底部部分并且第四壁板提供第一壁区段的顶部部分。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，定位顶棚结构包括使顶棚结构运动到能够连接顶棚结构与对应的结构性支承构件的位置。
22.根据权利要求19或20所述的方法，其中，顶棚结构可折叠地连接到对应的结构性支承构件，并且定位顶棚结构包括使顶棚结构向上从折叠构造运动到展开构造。
23.一种建筑物，包括：
根据权利要求1至16中任一项所述的建筑模块，其处于展开构造并且其顶板连接在外壁区段和中央梁之间；
第一建筑单元，其连接到展开的建筑模块的第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧；和
第二建筑单元，其连接到建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧。
24.根据权利要求23所述的建筑物，其中，第一建筑单元已经从折叠的建筑单元展开。
25.根据权利要求24所述的建筑物，其中，第二建筑单元已经从折叠的建筑单元展开。
26.根据权利要求23、24或25所述的建筑物，其中，第一建筑单元和第二建筑单元在基本上没有结构冗余和结构上互相依存的情况下连接到建筑模块。
27.根据权利要求1至16中任一项所述的建筑模块，还能够在基本上没有结构冗余和结构上互相依存的情况下连接到(1)第一建筑单元，该第一建筑单元连接到展开的建筑模块的第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧；和(2)第二建筑模块，该第二建筑模块连接到建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧。
28.一种建筑物，包括：
根据权利要求1至16中任一项所述的建筑模块，其处于展开构造并且其顶板连接在外壁区段和至少一个中央梁之间；
第一壁板，其连接到展开的建筑模块的第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧；和
第二壁板，其连接到建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧。
29.一种折叠的建筑模块，包括核心地板、可折叠地连接到核心地板的第一地板、可折叠地连接到第一地板的第一壁板、可折叠地连接到第一壁板的第二壁板、可折叠地连接到核心地板的第二地板、可折叠地连接到第二地板的第三壁板、可折叠地连接到第三壁板的第四壁板和与核心地面框架固定连接的支承结构；其中，第一地板、第二地板、第一壁板、第二壁板、第三壁板和第四壁板基本上共面；建筑模块当展开时具有由第一壁板和第二壁板形成的第一壁区段，和由第三壁板和第四壁板形成的第二壁区段，第一壁区段和第二壁区段在建筑模块的相对侧上，支承结构和壁区段能够支承并连接到多个顶板并且尺寸设定为形成具有从壁区段朝向建筑模块的中央的向下斜坡的顶，由此在展开的建筑模块中在壁区段之间且不包括结构钢构件地提供容积。
30.一种建筑模块，包括：
(a)第一外壁区段，其第一壁框架元件可折叠地连接到第二壁框架元件；在展开构造中，第一壁框架元件提供第一外壁区段的底部部分并且第二壁框架元件提供第一外壁区段的顶部部分，
(b)第二外壁区段，其包括第三壁框架元件；以及
(c)连接到对应的结构性支承结构的顶棚结构，顶棚结构从建筑模块的第一外壁区段和第二外壁区段之间的一侧到建筑模块的第一壁区段和第二壁区段之间的相应的相对侧的纵长取向上定位；
其中，结构性支承构件每个连接到核心地面框架元件，第一外壁区段和第二外壁区段通过包括核心地面框架元件的一个或多个框架元件相互连接。
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