CN105009125B - 使用标准化结构构件的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本文公开的方法和系统提供了生成描述建筑物的建筑布局的建筑图，其中建筑物的一个或多个壁指定为标准化结构壁；将标准化结构壁中的每个自动定位至几何网格；以及使用计算机将多个标准化结构构件的一个或多个映射(或“定位”)至几何网格的坐标，其中多个标准化结构构件包括标准化的板、标准化的柱，以及标准化的桁架。

Description

使用标准化结构构件的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月19日提交的题为“使用标准化结构构件的方法和系统(METHOD AND SYSTEM OF USING STANDARDIZED STRUCTURAL COMPONENTS)”的第13/719,561号美国非临时申请的优先权，该美国非临时申请是于2010年12月9日提交的题为“用于建筑结构的预制结构系统(PANELIZED STRUCTURAL SYSTEM FOR BUILDINGCONSTRUCTION)”的第12/964,380号美国非临时申请的部分继续申请并要求其优先权，该第12/964,380号美国非临时申请要求于2009年12月18日提交的第61/288,011号美国临时申请的优先权，两个美国非临时申请均通过引用整体地并入本文。

技术领域

本公开涉及使用屏化和模块化的结构系统构造和组装建筑物的方法和系统。

背景技术

建筑物的结构必须承受物理力或位移，而没有倒塌的危险或者服务性或功能的损失。在建筑物上的压力由建筑物的结构承受。

五层和高度少于五层的建筑物典型地使用“承重壁”结构系统来控制静荷载竖直力和活荷载竖直力。通过均匀传播壁上的荷载，以及通过增加从上方地面逐步向下到下方地面(即地面到地面)的框架或框架结构的尺寸和密度，将结构的屋顶、地面和壁上的竖直力从屋顶竖直传递至壁进而传送至地基。对于天花板和地面跨距(span)，使用桁架来支承天花板和地面上的荷载并将这些荷载传递至壁和柱。

在没有竖直承重元件的情况下，例如在窗户和门开口处，使用横梁将荷载传递至柱或壁。在高于五层的建筑物中，壁支承竖直荷载的能力有限，使用以大横梁和柱形式的混凝土和/或结构钢框架来支承该结构。

通过支撑件来控制和传递作用于建筑物上的侧向力(例如，风力和地震力)。一种在建筑物(典型的是5层或少于5层)中构建剪力墙(breaced wall line)的常用方法是使用结构板(structural sheathing)来创建壁线(wall line)中的支撑板。一种更传统的方法是使用贯穿壁线的嵌入式对角支撑件，但是这种方法对于具有用于门、窗等的许多开口的建筑物是不可行的。在高于五层的建筑物中的侧向力是通过以下构件控制和传递的：重型嵌入式钢支撑件或重型钢和/或混凝土板；以及结构芯元件，诸如混凝土或砖石楼梯塔以及电梯间。

需要屏化和模块化的系统以用于构建和组装建筑物而无需依赖混凝土和/或结构钢框架、重型嵌入式钢支撑件以及重型钢和/或混凝土板。

发明内容

本文公开的方法和系统提供生成描述建筑物的建筑布局的建筑图，其中建筑物的一个或多个壁指定为标准化结构壁；将标准化结构壁中的每个自动定位至几何网格；以及使用计算机将多个标准化结构构件的一个或多个映射(或“定位”)至几何网格的坐标，其中多个标准化结构构件包括标准化的板、标准化的柱，以及标准化的桁架。

在一些实施方式中，制造品作为计算机程序产品提供。计算机程序产品的一个实施方式提供由计算机系统可读的并且编码有计算机程序的计算机程序存储介质。计算机程序产品的另一个实施方式可提供于计算机数据信号中，该计算机数据信号通过计算系统加载于载波中并且编码有计算机程序。

在本文中还描述和列举了其它实施方式。

附图说明

图1示出了在水平桁架板中作为框架构件使用的立柱；

图2示出了在水平桁架板中作为框架构件使用的轨道；

图3和图3.1示出了V型支撑水平桁架板；

图4、图4.1和图4.2示出了各种开口水平桁架板；

图5示出了用于附接至水平桁架板的桁架；

图6示出了用于将水平桁架板彼此附接的结构柱组件；

图7和图8示出了将诸如图3、图3.1、图4、图4.1和图4.2中所示的水平桁架板附接至图6中的结构柱组件的方式；

图9示出了在统一桁架建筑系统(UTCS)壁线中具有开口和V型支撑水平桁架板的统一水平桁架板壁线；

图10示出了图5的桁架；

图11示出了图6的桁架挂杆/立柱挂杆；

图12示出了图6的结构柱组件的一部分；

图13示出了连接至水平桁架板的桁架；

图14示出了连接至水平桁架板以形成创建壁线的UTCS开口跨距组件的桁架；

图15示出了形成为多层UTCS结构的组件的UTCS建筑物段；

图16示出了图6的结构柱组件在建筑物中的对齐；

图17示出了这个建筑物的一段的层到层部分的三维视图和二维视图；

图18示出了向图6的结构柱组件的力的传递；

图19示出了使用标准化结构构件的系统的示例性框图；

图20示出了使用标准化结构构件的系统的可替代的示例性框图；

图21示出了使用标准化结构构件的方法的示例性流程图；

图22示出了由本文公开的系统生成的结构板名称的示例；

图23示出了使用专用代码追踪建筑构造过程的方法的示例性流程图；

图24示出了使用机器控制文件控制标准化结构构件的制造的方法的示例性流程图；

图25示出了本文公开的方法和系统使用的示例性几何网格；

图26示出了沿网格线具有各种标准化结构构件的几何网格的示例性平面视图；

图27示出了使用各种标准化结构构件的建筑物结构的示例性正视图；

图28示出了使用各种标准化结构构件生成的结构的三维视图；以及

图29示出了可用于实现本文描述的方法和系统的一个或多个构件的示例性计算系统。

具体实施方式

本文公开的统一桁架建筑系统(UTCS)是基于标准化结构板的、用于单层和多层建筑物的唯一的、新的和创新的结构系统。系统采用有限数量的配置，该有限数量的配置是唯一设计的轻型金属框架的竖直壁板(水平桁架板)、轻型金属地面桁架和天花板桁架、冷轧正方形或矩形钢管(结构柱)，以及唯一的连接板和夹子的配置。

不同于采用许多不同的组件(壁、柱、横梁、支撑件、套带，以及将它们紧固在一起的紧固件)以控制竖直活荷载力和竖直静荷载力的设计与构建建筑物结构的常规方法，UTCS通过有限数量的唯一设计的标准化的水平桁架板控制这些力，其中这些水平桁架板与结构柱和桁架组装。元件的这种唯一的组装有效地支承竖直力和侧向力并将其从壁、地面、天花板以及屋顶传递至UTCS的冗余和密集的柱系统。因此，柱吸收这些竖直力和侧向力以使得UTCS不是竖直承重壁结构系统，并且消除了对作为建筑物的结构系统的一部分的“热成形”结构钢(重型钢或“红铁”)和混凝土的需求。

UTCS框架构件由专门设计的计算机化辊轧成型机制造。这些机器用通常称为“卷带钢”的冷轧钢制造框架立柱或构件。每个立柱切削到一定尺寸，预钻孔以用于紧固螺钉(在组件螺钉头部区域具有埋头孔)，预冲压以雕镂机械的、电气的以及管道的(“MEP”)组件和布线，预冲压以用于穿过竖直和水平支撑件，以及标注以用于组装。机器从CAD文件读取立柱规格。

UTCS中使用的水平桁架板和桁架使用由轻型钢轧制形成的框架构件构造，该轻型钢例如18号至14号钢(取决于建筑物高度和规范要求)。具有在水平桁架板中使用的两种轮廓的框架构件，即，图1中示出的立柱10和图2中示出的轨道12。立柱10和轨道12均由轻型钢(诸如18号至14型钢)轧制。

立柱10和轨道12中的每个包括如图1中所示形成的腹板14、凸缘16和唇部18。凸缘16沿相同的方向延伸，该方向与腹板14的对侧大致成直角，而唇部18从凸缘16的端部向内延伸以使唇部18平行于腹板14。立柱10和轨道12的不同主要在于轨道12的凸缘16稍微高于立柱10的凸缘16，并且轨道12的腹板14稍微宽于立柱10的腹板14。这些相对尺寸允许立柱10滑入或穿过轨道12而无需压缩立柱12的凸缘16，这种压缩会影响其结构性能。

UTCS采用有限数量(诸如两个)配置的水平桁架板。这些水平桁架板为UTCS的结构壁元件。如果只使用两个这样的配置，那么它们是(a)图3或图3.1所示的包含“V”形的支撑件(“V型支撑件”)的V型支撑水平桁架板20/22，以及(b)图4所示的不包含V型支撑件的开口水平桁架板24。

在UTCS结构中，开口水平桁架板24通常用于具有大的开口(窗、门、递物口等)的建筑的任何区域中。开口水平桁架板24是设计用于支承并传递来自地面组件和天花板组件的竖直活(例如居住者)荷载力和竖直静(例如干式墙、MEP组件、隔层等)荷载力(局部力)，该地面组件和天花板组件在建筑物内附接至或近似附接至每个板。V型支撑水平桁架板20/22是设计用于支承作用在结构上的竖直局部力和侧向力(例如风和地震)。

如图3中所示，V型支撑水平桁架板20具有顶部轨道26和底部轨道28。顶部轨道26的内侧是包括背靠背(腹板靠腹板)的轨道30和32的连续水平支撑件，(称为双水平支撑件)，其中轨道30和32由紧固件34(诸如螺栓或螺钉)固定至V型水平桁架板20的侧面的侧立柱36和38。顶部轨道26和底部轨道28也由紧固件34固定至侧立柱36和38。由轨道30和32构成的连续水平支撑件与顶部轨道26之间的区域包含由立柱制成的竖直成角度的腹板40。图3中的这个支撑区域用作V型支撑水平桁架板20内的桁架附接区域42以用于附接下文讨论的桁架106，图3中的这个支撑区域还支承施加于V型支撑水平桁架板20上的力并将其传递至以下讨论的结构柱，该结构柱附接至V型支撑水平桁架板20的侧柱36和38中的每个。

V型支撑水平桁架板20还具有二个内侧立柱44和46以及中央立柱48，该内侧柱44和46以及中央柱48由紧固件34固定至顶部轨道26、底部轨道28、轨道30以及轨道32。侧立柱36和38穿过腹板14的端部中的端部切口50以及轨道30和32的唇部18中的端部切口50，以使得立柱36和38的凸缘16抵靠轨道26、28、34和36的端部处的凸缘16。这些端部切口50在图2中示出。紧固件34处于这些抵靠区域。类似地，内侧立柱44和46以及中央立柱48穿过腹板14的内部切口52以及轨道30和32的唇部18，以使得立柱36和38的以及中央立柱100的凸缘16的外部抵靠轨道26、28、34和36的凸缘16的内部。这些内部切口52也在图2中示出。紧固件34处于这些抵靠区域。五个竖直立柱36、38、44、46和48例如可以隔开24英寸(中心间距)。内侧立柱44和46以及中央立柱48穿过轨道30和32的点是铰接的(即，单个紧固件以允许旋转)。V型支撑水平桁架板20的立柱也用作支承干式墙、导管、线、管道组件等。

V型支撑水平桁架板20还包含连续V型支撑件。V型支撑件在其设计与构造上是唯一的。V型支撑件的两个支腿是V型支撑立柱54和56，诸如图1中所示的立柱10。V型支撑立柱54通过紧固件34在轨道30和32下方固定至侧立柱36并固定至底部轨道28，并且穿过内侧立柱44的腹板14中的内部切口58。该内部切口58在图1中示出。V型支撑立柱54的腹板14抵靠立柱36、立柱44以及轨道28中的每个的一个凸缘16。正如示出的，这些抵靠区域容纳紧固件34。

类似地，V型支撑立柱56通过紧固件34在轨道30和32下方固定至侧立柱38并固定至底部轨道28，并且穿过内侧立柱46中的内部切口58。V型支撑立柱56的腹板14抵靠立柱38、立柱46以及轨道28中的每个的一个凸缘16。正如所示出的，这些抵靠区域容纳紧固件34。

V型支撑立柱54和56与立柱36和38的附接以及与轨道28的附接需要V型支撑立柱54和56的端部是如图3中所示的角度。这些成一定角度的端部允许使用多个紧固件34以将V型支撑立柱54和56固定至它们对应的侧立柱36和38。

V型支撑立柱54和56布置为使得其腹板垂直于V型支撑水平桁架板20的立柱36、44、48和38的腹板。另外，V型支撑立柱54和56从紧靠轨道32和34的下方穿过内侧立柱44和46连续延伸至“V”的顶点，该顶点基本在底部轨道28的中间。顶点板60和附加的紧固件34便于在V型支撑件的顶点处的连接，该顶点板60和附加的紧固件34将V型支撑立柱54和56与中央立柱48相互连接。如图3所示，板60、底部轨道28、立柱48以及V型支撑立柱54和56通过下方的三个紧固件互相连接。内侧立柱46还通过紧固件34附接至顶部轨道26，并且在内侧立柱46穿过轨道30和32中的内部切口52的点处附接至轨道30和32。顶点板60可由诸如18-14型冷轧钢的材料形成。

V型支撑立柱54和56至侧立柱36和38、中央立柱48以及轨道28的连接是刚性连接，并且提高V型支撑水平桁架板20的侧向结构性能。

这些连接便于将作用于V型支撑水平桁架板20的大部分侧向力传递至系统的结构柱(下面进一步详细讨论)。

V型支撑水平桁架板20还包含提供水平支撑的轨道62。轨道62位于例如由V型支撑立柱54和56形成的V型支撑件中的中部。轨道62具有端部切口50以容纳内侧立柱44和46，具有内部切口52以容纳中央立柱48，并且由紧固件34固定至内侧立柱44和46以及中央立柱48。轨道62有助于V型支撑水平桁架板20的侧向力结构性能。

V型支撑水平桁架板20可包含诸如干式墙、陈列柜、扶手杆等建筑物组件所必须的支撑件和背衬。V型支撑水平桁架板20既用作内部(活动以及分隔)结构壁又用作外部结构壁。V型支撑水平桁架板20/22还可容纳窗和传递口，尽管如从附图中所看到的，其空间是有限的。

图3.1的V型支撑水平桁架板22与图3的V型支撑水平桁架板20具有相同的构造，除了形成图3的V型支撑件的一半的V型支撑立柱54替换为缘唇18彼此抵靠的两个立柱64和66，以及形成图3的V型支撑件的另一半的V型支撑立柱56替换为彼此可抵靠也可不抵靠的两个立柱68和70。因而，立柱64、66、68和70形成图3.1的V型支撑水平桁架板22的双V型支撑件以提供额外的强度。

如图4所示，开口水平桁架板24具有顶部轨道80和底部轨道82。顶部轨道80的内侧是由背靠背(腹板对腹板)轨道84和86组成的连续的水平支撑件，(称为双水平支撑件)，轨道84和86通过紧固件34(诸如螺栓或螺钉)固定至在开口水平桁架板24的侧面的侧立柱88和侧立柱90。顶部轨道80和底部轨道82也通过紧固件34固定至侧立柱88和侧立柱90。由轨道84和轨道86形成的连续水平支撑件与顶部轨道80之间的区域包含由立柱制成的竖直成角度的腹板件92。图4中的这个支撑区域用作开口水平衍架板24的结构桁架94，以及支承施加于开口水平桁架板24的力并将其传递至以下讨论的结构柱，该结构柱附接于开口水平桁架板24的侧立柱88和90中的每个。

开口水平衍架板24还具有两个内侧立柱96和98以及中央立柱100，该内侧立柱96和98以及中央立柱100由紧固件34固定至顶部轨道80、底部轨道82、轨道84以及轨道86。侧立柱88和90穿过腹板14的端部中的端部切口50以及轨道84和86的唇部18的端部切口50，以使得立柱88和90的凸缘16抵靠轨道80、82、84和86的端部处的凸缘16。这些端部切口50在图2中示出。紧固件34处于这些抵靠区域。类似地，内侧立柱96和98以及中央立柱100穿过腹板14的内部切口52以及轨道84和86的唇部18的内部切口52，以使得立柱96和98的以及中央立柱100的凸缘16的抵靠轨道80、82、84和86的凸缘16。这些内部切口52也在图2中示出。紧固件34处于这些抵靠区域。五个竖直立柱88、90、96、98和100例如可以隔开24英尺(中心间距)。内侧立柱96和98以及中央立柱100穿过轨道84和86的点是铰接的(即，单个紧固件以允许旋转)。开口水平桁架板24的立柱也用作支撑干式墙、导管、线、管道组件等。

开口水平桁架板24还包含执行水平支撑的轨道102。轨道102位于例如轨道82和86之间的中部。水平支撑轨道102包括侧立柱88和侧立柱90穿过的端部切口50，具有内侧立柱96和98以及中央立柱100穿过的三个内部切口52，并且由紧固件34固定至侧立柱88和90、内侧立柱44和46以及中央立柱48。立柱88、90、96、98和100的凸缘16抵靠轨道102的凸缘16。紧固件34应用于这些抵靠区域。开口水平桁架板24构造为处理竖直局部力。

开口水平桁架板24设计为容纳窗、门以及传递口。开口水平衍架板24例如可以为20英尺宽或更小。图4.1和图4.2示出了具有用于窗、门以及传递口的一个或多个开口的开口水平桁架板。图4.1示出了可穿过有MEP组件的典型的雕镂开口104。这些雕镂孔104也可形成在V型支撑水平桁架板20和22中。图4.2示出了具有用作门的开口的多个开口水平桁架板。

开口水平桁架板24可包含诸如窗、门、传递口、干式墙、陈列柜、扶手杆等建筑物组件所必须的其它支撑件和背衬。开口水平桁架板24既用作内部(活动以及分隔)结构壁又用作外部结构壁。

上述水平桁架板足够高以适于建筑物的地面到天花板区域，以及适于桁架的附接，例如图5中所示的桁架106。桁架106附接至桁架附接区域42并包括顶部立柱108和底部立柱110，顶部立柱108和底部立柱110通过由柱制成的成角度的腹板件112相互连接，以使得成角度的腹板件112通过紧固件34附接至顶柱108和底柱110。通过使用桁架/柱挂杆116和紧固件34，将桁架106附接至水平桁架板114的桁架附接区域42。虽然水平桁架板114示作V型支撑水平桁架板20/22，但是水平桁架板114可以是本文所述的任何水平桁架板。下面将结合图11更充分地讨论桁架/立柱挂杆116。

桁架挂杆116可由诸如18-14型冷轧钢的材料形成。

桁架106也在图10中示出。用于UTCS的桁架由立柱10制成。这些桁架具有顶柱108和底柱110以及内部成角度的腹板件112。桁架106不具有连接其顶部弦杆108和底部弦杆110的侧腹板或端部腹板。桁架106可以由例如18至14型钢的轻型钢形成。桁架106的规格及长度根据应用以及地面跨距的宽度而变化。

图6示出了结构柱组件130，该结构柱组件130包括具有顶板134和底板136的结构柱132，该顶板和底板焊接至结构柱132的顶部和底部，以使得顶板134覆盖结构柱132的顶部并且底板136覆盖结构柱132的底部。根据建筑物高度和规范需求，结构柱132例如可以是有四个侧面的，可以是中空的，并且其壁厚度可以变化。顶板134和底板136在图6中示出为沿水平方向是线性的，并且用于两个壁侧对侧相连以共享公共的线性水平轴线的情况。然而，当两个壁在拐角处相连使得两个壁的水平轴线相互垂直时，顶板134和底板136可以是“L”形板，。

一个或多个螺栓138适当地附接至(诸如通过焊接或铸造)顶板134。螺栓138呈直角地远离顶部板134延伸。底部板136的每个端部具有穿过其中的孔140。因此，第一结构柱132能够竖直地堆叠在第二结构柱132上，使得第二结构柱132的顶板134的螺栓138穿过第一结构柱132的底板136的孔140。螺母可随后应用于第二结构柱132的顶板的螺栓138，并且可随后拧紧以将第一和第二结构柱132彼此竖直地紧固。

顶板134和底板136稍微宽于用于水平桁架板20/22/24的轨道12，并且其厚度根据建筑物高度和规范需求而变化。由螺栓138以及孔140提供的贯穿螺栓方式允许结构柱132彼此竖直连接并且允许结构柱132连接至建筑物内的其它组件(屋顶、地基、车库等)。

结构柱132通过立柱10的立柱段142连接至水平桁架板20/22/24。立柱段142焊接至或以其它方式适当地固定至结构柱132的顶部和底部。立柱段144通过焊接或适当的紧固件固定至结构柱130的大约中部处，使得立柱段144的腹板14面向外。该立柱段144是“定位件”以保持水平桁架板的立柱36、38、88和90不偏斜。联接板(诸如154)可用于或可不用于该位置。

结构柱132的材料例如是冷轧钢。结构柱132可以是中空的，并且其具有根据应用和规范而变化的壁厚度。板134、板136、桁架挂杆144以及桁架挂杆146的材料例如可以是18至14型冷轧钢。

图7和图8示出了将诸如水平桁架板20、22和24的水平桁架板附接至结构柱组件130的方式。当使用四个桁架挂杆联接板150将结构柱组件130附接至水平桁架板20/22/24时，创建统一水平桁架板。联接板150具有用于桁架106的附接的立柱插入突起(下面将进一步讨论)以及两个扁平联接板154，该立柱插入突起以及扁平联接板154均通过紧固件34附接至水平桁架板20/22/24的侧立柱36和38以及立柱段142。图7中所示的立柱段144用于定位立柱36和38，使得这些立柱不会在侧立柱36和38与结构柱132之间的空间中偏斜。联接板(诸如154)可用于或可不用于该位置。

在UTCS结构中，通过使用结构柱组件130将许多(取决于壁长度)水平桁架板附接至一起来组装一段或一定长度的壁。开口水平桁架板24用作具有更大开口(如窗户、门以及传递口)的建筑物中的壁段。V型支撑水平桁架板22/22用作一般贯穿结构的其余部分的壁段，以提供结构的密实的侧向支撑。图9示出了在UTCS壁线中具有开口水平衍架板24和V型支撑水平桁架板20/22的水平桁架板壁线。

如上所述，桁架106通过桁架挂杆/立柱挂杆116以及位于内侧立柱44、内侧柱46和中央立柱48处的紧固件34附接至水平桁架板20/22/24。桁架挂杆/立柱挂杆116在图11中示出，并且包括立柱插入突起152。如图5所示，立柱插入突起152容纳于桁架106的顶柱108内，并且如图5和图8所示，当翻转180度时，立柱插入突起152容纳于桁架106的底柱110内。桁架挂杆/立柱挂杆116还包括L形凸缘172，L形凸缘172用于将桁架挂杆/立柱挂杆固定至水平桁架板的顶部轨道26以及水平支撑件30和32。

通过将桁架106的顶柱108的端部插入至插入突起152中并且通过紧固件34紧固、通过用紧固件34将L形凸缘172连接至顶部轨道26的腹板14和凸缘16、以及通过用紧固件34将桁架挂杆116的突片176连接至立柱108的顶部凸缘16，来将桁架106连接至水平桁架板20/22/24。通过将桁架挂杆/立柱挂杆116翻转180度、通过将桁架106的底柱110的端部插入至插入突起152并且通过紧固件34紧固、通过用紧固件34将L形凸缘172连接至轨道30和32的腹板14、以及通过用紧固件34将突片176连接至立柱110的底部凸缘16，来连接桁架106的底部立柱110。

桁架106通过联接板150上的插入突起152也附接在结构柱132中的每个处。桁架106的顶柱108的端部插入联接板150的插入突起152，并且用紧固件34固定至立柱108的腹板14。突片176通过紧固件固定至立柱108的顶部凸缘16。通过将立柱110的端部插入旋转了180度的联接板150的插入突起152，来连接桁架106的底柱110。紧固件34用于将插入突起152连接至立柱110的腹板14。突片176通过紧固件附接至立柱110的底部凸缘16。

图13示出了连接至水平桁架板20/22/24的桁架106。

图14示出了连接至水平桁架板20/22/24的桁架106以形成UTCS开口跨距组件，在该开口跨距组件中该水平桁架板20/22/24与桁架106组装以创建壁线。桁架106支承地面以及天花板组件。

通过这个方式将桁架106附接至水平桁架板可将桁架106并入水平桁架板20/22/24中，消除了当壁组件安置在地面上时或者天花板组件安置在壁的顶部上时存在的“铰接点”。这种连接统一了桁架106以及水平桁架板20/22/24，效果是能够使整个壁以及地面系统一起用作“桁架”。这种配置便于将地面、天花板和水平桁架板20/22/24上的力传递至它们所附接的结构柱组件130。因此，垂直力和侧向力不会在水平桁架板间垂直传递。当副地面以及干式墙并入建筑物中时，整个系统用作“隔板(diaphragm)”。

图15示出了UTCS建筑物段，其形成为UTCS结构的多个地面的组件。在UTCS建筑物或结构中，水平桁架板20/22/24布置为使得一层地面上的结构柱组件130与该地面下方的结构柱组件130竖直对准，如此往复，直至地基。

图16显示了结构柱组件的这种对齐。图16还示出了在UTCS结构中的结构柱组件130的密度。

图17示出了该组件的地面间接合的三维视图和二维视图。图中示出了，不像典型在“承重壁”以及钢结构和混凝土结构中的那样，水平桁架板20/22/24不彼此接触或彼此承重。UTCS结构的一层地面上的水平桁架板不承载来自其上方地面的荷载。替代地，该荷载传递至结构柱组件130并且由结构柱组件130承载。结构的每层“地面”或者立面(elevation)抑制竖直活荷载力和静荷载力并将其传递至结构柱组件130，在此处这些力被抑制并竖直传递至建筑物的地基。

V型支撑水平桁架板20/22抑制作用于建筑物上的侧向力并将其传递至结构中的冗余结构柱组件130。力的这种传递在图18中示出。图18的放大部分还示出了板不是彼此竖直地承载，并且力(箭头)不是从一个板竖直传递至另一个板。相反，竖直力和侧向力侧向传递至结构柱组件130。系统唯一的设计和组装便于这种类型的荷载传递。水平桁架板20/22/24和桁架106均用作统一桁架系统。

UTCS可以采用宽度变化从20英尺到2英尺的水平桁架板，最常见的是宽度为8英尺以及4英尺的V型支撑水平桁架板20/22。这些板导致结构内的结构柱组件130的显著冗余。每个开口水平桁架板24用作仅支承和减轻邻近于它们所附接的结构柱组件130的那些竖直局部力。V型支撑水平桁架板20/22用作支承作用于结构上的竖直局部力以及侧向力。因为水平桁架板20/22/24传递竖直力和侧向力的这种唯一的方式以及系统中冗余的结构柱组件130，所以无需在地面间配置不同的板。仅是轨道12、立柱10和V型支撑件的宽度和规格根据建筑物的高度和规范需求而变化。

将UTCS建筑物内的空间分开的内部非结构分隔壁由轻型钢(典型的是24-28型)构成，以及典型地呈类型I和类型II钢框架结构。

UTCS在控制建筑物上的竖直力和侧向力方面是极其高效的。UTCS消除了建造承重壁结构或重型结构芯的需要，相较于传统的构筑案例极大地降低了成本。UTCS还可节约时间，因为建筑物的结构是由有限数量的预组装板建构的。这也显著地降低了构建建筑物结构的成本。

UTCS是唯一的和创新的。它可建造于几乎任何地基系统上，包括板坯(slabs)、结构停车场、零售建筑物和商业建筑物。UTCS采用了框架技术，该技术是基于系统建造的、屏化的构建方法。UTCS使用预制建筑物技术和创新的设计从而显著地降低了建筑物的设计、材料和建造成本。UTCS技术和构造是一种组装单层或多层建筑物的新的结构系统和方法。

本发明的某些修改已经在上面讨论。例如，虽然本发明对于建造和组装不依赖混凝土和/或结构钢框架、重型钢嵌入式支撑件以及重型钢和/或混凝土板的建筑尤其有用，但是本发明也可应用于具有混凝土和/或结构钢框架、重型钢嵌入式支撑件以及重型钢和/或混凝土板的建筑物。本领域技术人员会作出其它修改。

图1-18和所附的公开示出了使用用于标准化的结构构件的有限数量的配置。具体地，标准化的结构构件允许提供建筑物结构的建筑和结构设计之间的整合、提供用于这种建筑物结构构件的产品、以及提供使用这种标准化的结构构件的建筑物结构的最终建构。以下公开示出了用于使用这些标准化的结构构件的方法和系统。具体地，以下所公开的系统和方法消除了实施低效率、不必要的花费、合作的缺乏、不必要的延期以及与传统建筑物设计和构建项目相关联的其它问题。

以下公开的充分完整的方法和系统提供了用于建筑物结构的设计、制造以及构建的完整平台。此外，本文公开的系统也提供主动设计功能，该主动设计功能帮助确定其它元件和建筑物构件(例如粗加工部件、表面材料、窗、楼梯、电梯等)怎样关联至建筑物以及怎样相对于建筑物的结构自动地定尺寸和或确定位置。由系统提供的自动化和协调使在建筑、结构设计、机械性电气性以及管道(MEP)设计、制造以及构建上有更高的设计效率、更好的整体协调以及时间和成本的节约。

图19示出了使用以上公开的标准化结构构件的系统1900的示例性框图。具体地，系统1900包括用于生成建筑物的设计文件1904的计算机辅助设计(CAD)软件模块1902。CAD软件1902的一个示例是来自Autodesk的Revit建筑设计软件。设计文件1904可以例如AutoCAD DWG文件、DXF文件、JPEG文件、BMP文件、GIF文件、TXT文件等格式生成。系统1900的一个实施方式中，设计文件1904也包括指定建筑物的一个或多个壁1906作为标准化结构板壁。例如，壁的这种指定可在建筑物的设计阶段由建筑师提供。

系统1900也包括存储了用于各种标准化结构构件1910的结构细节的数据库1908。例如，数据库1908包括提供以上在图1-18中所讨论的桁架、桁架构件以及其它标准化的结构构件1910的定义的记录。此外，这些记录也可包括这些标准化结构构件1910的其它特征，例如它们的尺寸、侧向和竖直荷载承载能力、抗剪能力、附接至特定板的立柱的标示等。虽然系统1900示出了数据库1908与CAD软件模块1902分离，但在一个实施方式中，数据库1908可与CAD软件模块1902整合。可替代地，CAD软件模块1902可通过设计为访问数据库1908的CAD软件模块1902的插件访问数据库1908。这种实施方式允许数据库1908位于远程的数据库服务器上，该数据库服务器可由大量使用不同CAD软件模块的用户访问。

系统1900包括几何网格模块1912，该几何网格模块使用设计文件1904和标准化的结构构件1910作为其输入。网格模块1912可配置为作为附件存在于CAD软件模块1902中。使用CAD软件模块1902生成建筑物设计的设计师可选择激活网格模块1912。可替代地，网格模块1912可配置为当CAD软件模块1902工作时自动激活。网格模块1912基于一个或多个标准化结构板壁1906生成几何网格，其中网格标示标准化结构板壁1906中的每个的坐标。在一个可替代的实施方式中，由网格模块1912生成的几何网格存在于x、y、和z平面中的每个。还可替代地，几何网格可设置为成各种角度的多重网格的网络，以说明在建筑设计中典型的角度。几何网格也允许彼此成各种角度的几个网格的激活以允许成角度的建筑物的设计，其中激活的网格将标准化的结构构件对齐至精确的网格坐标。

随后，网格模块1912沿网格线自动地定位一个或多个标准化结构板壁1906以使得标准化结构板壁1906接近网格线交点。在这种方式中，标准化结构板壁1906的位置和长度对齐至几何网格的线。

随后，系统1900采用映射方案模块1914以确定标准化结构构件1910沿网格线的位置、方向等，其中映射方案模块1914使用结构性能以及与标准化结构构件1910相关联的其它数据分析映射至几何网格的壁线。在一个实施方式中，标准化结构构件1910以预定距离间隔映射至网格坐标。例如，标准化结构构件1910以2英尺的间隔映射至网格坐标。预定距离间隔的选择可基于标准化结构构件1910的最小分母的大小。

映射方案模块1914可沿网格线首先映射用于地面结构的一部分(例如桁架)的标准化结构构件1910。这种用作地面结构的一部分的桁架的示例包括在图5中公开并在上文讨论的桁架106。一旦映射方案模块1914建立桁架的位置和方向，则映射方案模块1914确定用作壁板的标准化结构构件1910的位置和选择。这种壁板的示例包括图3中公开的V型支撑水平桁架板20、图4中公开的开口水平桁架板24等。映射方案模块1914通过分析壁中的开口的位置以及柱元件(例如结构柱130)等的位置计算这种壁板的有效布局。例如，映射方案模块1914分析结构柱的荷载能力、抗剪能力等以及各种壁板的这些特征能力，以保证得到的结构适于壁开口等的设计，以及也满足建筑规范。具体地，映射模块1912可确定壁板的选择以使效率最大化、成本最小化等。

在一个实施方式中，系统1900也配置为基于建筑物的建筑图的一个或多个改变而改变标准化结构构件1910的选择和布局。例如，如果窗开口从一个壁移至另一个壁或从壁中的一个位置移至另一个位置，衍架、壁衍架板等的选择和定位也会变化。还可替代地，系统1900也允许工程师对结构做出局部化改变并且将这种改变的效果传递到建筑物的其余部分。例如，如果特定辖区中的地震规范需要板沿建筑物的壁线的特定配置，工程师可以做出其所要求的改变。在这种情况下，系统130自动分析其余结构以保证整个建筑物服从规范、结构可靠性等。

系统1900还包括输出模块1916，该输出模块1916允许用户基于由映射方案模块1914生成的结果生成各种输出1920。虽然系统190示出了输出模块1916作为分离的模块，但是在可替代的实施方式中，这种输出模块1916可以是系统设置的一部分。例如，在设置系统的时侯用户可选择一个或多个输出和/或功能并且输出模块1914生成必要的输出。对于图1所示出的系统1900而言，输出模块1916生成输出1922-1934。

具体地，输出模块1916配置为生成包括唯一标示的结构构件列表1922，该唯一标示用于建筑物中的各种壁中的每个的各种结构构件中的每个。因此，例如，结构构件列表1922可包括建筑物结构所需的一系列紧固螺钉、螺栓、立柱等。在一个实施方式中，输出模块1916也生成用于各种结构构件的快速响应(QR)编码。这种QR编码可用于唯一地标示特定的结构构件或特定的结构构件类型。例如，QR编码提供用于特定地标示用于将结构板附接至水平桁架板的特定联接板。还可替代地，QR编码1924中的每个与标示结构构件的其它信息相关联，例如结构构件在建筑物结构中的位置、结构构件的价格、结构构件的结构特征等。

输出模块1916也可配置为生成建筑物结构的各种结构构件的结构板名称1926。例如，建筑物结构的每个特定柱被分配一个标示该特定柱并提供关于该柱的各种信息(诸如柱的厚度、柱的尺寸、高度、柱面配置等)的结构板名称。类似地，结构板名称可标示特定板、板类型、板距各个轴上的角的距离、柱距端部的偏离等。下文中在图22中提供对结构板名称的进一步讨论。

此外，输出模块1916也可以配置为生成提供关于建筑物结构的各种结构构件的信息的页192。这些页1928可配置为具有可经由QE编码激活的URL的网页。例如，当用户使用QR编码扫描仪扫描QR编码1924中的一个时，包含关于特定客户的信息的网页可提供至客户。因此，例如，如果QR编码设置于已经安装在建筑物结构上的构件上，扫描该领域中的该QR编码允许用户得到关于该结构构件的进一步的信息。此外，页1928也动态地更新信息，例如结构构件的位置、结构构件的安装状态等。在一个实施方式中，设置于用于扫描QR编码的用户装置上的一个或多个应用也可更新页1928上的信息。

此外，输出模块1916也可配置为生成建筑物结构的三维模型1930。在一个实施方式中，该3-D模型1930也动态地更新，使得随着建筑物的构造发展，3-D模型1916也更新。此外，3-D模型1930也可标示建筑物结构的各种结构构件。在一个实施方式中，输出模型1916也生成用于项目工程审查和批准的输出文件。例如，该输出文件可包括建筑物结构的详细的三维图、各种压力分析报告、需要提交的符合各种建筑规范要求的数据等。用户可基于输出的审查和批准提供反馈，在这种情况下，用户输入被并入以生成用于建筑物结构的不同的解决方案。

在一个实施方式中，输出模块1916也配置为使用关于建筑物结构的各种结构构件的信息生成材料清单1932。该材料清单可以是能由用户进一步处理的电子表格的形式。可替代地，输出的材料清单1932可以是能够由会计软件或其它财务软件直接导入以用于进一步处理的文件的形式。还可替代地，输出模块1916也可生成外购部分的订购单。同样的，这种订购单可以是能够由会计软件或其它财务软件进一步处理的形式。

还可替代地，输出模块1916也生成可用于控制各种机器的机器控制文件1934或宏文件，该各种机器用于制造结构构件和标准化结构构件。例如，由输出模块1916生成的宏文件1934可用于控制各种轻型辊轧成型机，该轻型辊轧成型机生产建筑物结构的轨道和立柱元件。该宏文件可手动地或自动地载入制造机器。此外，这些宏文件也可包括对制造机器的用于生成所制造部分的和标准化结构构件的标签的指令。下文中在图24中提供对宏文件使用的进一步讨论。输出模块1916也生成可由工程设计队、工程师以及建筑部门使用的施工图和说明书1936。例如，建筑检查员可使用由输出模块1916生成的施工图提供对建筑设计的批准等。

图20示出了使用标准化结构构件的系统的可替代的示例框图。具体地，图20示出了可用于与现有的建筑设计软件交互的软件模块2002、与软件模块2002的各种交互以及至软件模块2002的输入和来自软件模块2002的输出。软件模块2002包括各种构件或模块2004-2014，这些构件或模块2004-2014提供使用标准化结构构件的各种功能。软件模块2002可被安装为任何成品建筑设计软件、计算机辅助设计(CAD)软件等中的插件。可替代地，软件模块2002可以是使用一个或多个应用程序接口(APIs)与建筑设计软件进行通信的独立软件。例如，软件模块2002可配置为在远程服务器上安装和操作，并且各种CAD软件实例可作出API呼叫以与软件模块2002通信。

在图20中所示的实施方式中，建筑软件2020与具有建筑物平面图和地面平面图布局的软件模块2002通信。该建筑物平面图和地面平面图布局可以是标准格式，诸如DWG文件、DXF文件等。软件模块2002包括将地面水平和高度分配至来自建筑设计的壁的每个的壁定位模块2004。具体地，壁定位模块2004基于建筑图表生成几何网格并将各种壁从建筑图表映射到该几何网格。例如，如果建筑图表包括10英尺×9.5英尺的房间，壁定位模块2004根据建筑师的最终决定生成10×10或10×8的几何网格并且将房间的壁映射到该网格。

软件模块2002也包括确定地面的方向的地面方向模块2006。具体地，建筑物中的地面结构可由记录工程师基于荷载(活荷载或静荷载)决定，其中地面荷载通过桁架从壁到壁承载。有时，放置地面以承载最小的荷载并因此使用较少的(降低的成本)结构的位置是明确的，例如成北-南(N-S)方向、成东-西(东-西)方向等。本文公开的系统自动确定最小荷载的方向并将地面放置成E-W、N-S或其它方向中的一个。其中可能地面也不自动地靠着外壁荷载。开口分析模块2008分析沿几何网格匹配的壁中的开口。例如，开口分析模块2008可分析特定壁中的门、窗、传递口等，以确定会包括于特定壁中的各种标准化结构构件的定位。

一旦壁尺寸、地面方向、开口以及壁的其它特征确定，则标准化结构板匹配模块2010确定用于特定壁的标准化结构构件。因此，例如，匹配模块2010可确定两个V型支撑水平桁架板(诸如在图3中公开的那些)与开口水平桁架板(诸如图4、图4.1、图4.2中公开的那些)可一起用于给定的壁中。匹配模块2010可使用标准化结构板数据库2012，该数据库存储关于各种标准化结构构件中的每个的数据结构。例如，在该数据库2012中的每个数据结构可提供关于标准化结构板的尺寸、重量、耐压能力、邻接板等信息。模块2010基于壁的长度选择哪个标准化结构板匹配特定模块。在一个实施方式中，匹配模块2010以2英尺的增量分析壁中的每个以观察怎样的标准化结构构件与特定壁最匹配。然而，在可替代的实施方式中，也可使用其它大小的增量。

匹配模块2010也确定沿几何网格的网格线在哪里增加结构柱。在确定结构柱的过程中，匹配模块2010分析建筑物需求的载荷承载能力和建筑物的其它特征。一旦匹配模块2010将各种标准化结构构件和结构柱匹配至网格线，则基于该解决方案生成各种输出数据。例如，制造数据生成模块2014生成关于待外购的结构构件的数据及其说明书、关于待制造的结构构件的数据、用于待制造的结构构件中的每个的宏文件等。生产机器2030可使用这些宏文件以生成最终制造的构件。例如，宏文件可生成以用于冷轧成型机接口2032，该冷轧成型机接口2032指示冷轧成型机在哪里穿孔、在哪里为冷轧的板切割边缘等。类似地，其它宏文件可由焊接接口2034使用，该焊接接口2034能够由机器人焊机使用以确定在哪里生成焊接点以及哪种焊接点是合适的。这些宏文件允许制造过程的自动化以及允许将建筑物构造2026中使用的构件放在一起。

软件模块2002生成具有说明书的详细的三维图，诸如每个壁(作为标准化结构构件和结构柱的结合)的压力承载能力、降噪说明书等。这些具有说明书的图可被提交至审查和批准处理者2022(诸如当地的建筑批准委员会、工程师等)以用于进一步审查，处理者可通过建筑软件2020批准该图或建议改变，在该情况下，软件模块2002生成一套新的具有说明书的图以用于修改审批。

一旦设计经由审查和批准处理者2022批准，建筑软件使用来自软件模块2002的输入为建筑物建筑工程师生成平面图和说明书2024。这些平面图和说明书2024可包括，例如，规定建筑物建造顺序的时间表，用于实际的建筑物构造2026的关于特定构件如何安装的指令等。

图21示出了使用标准化结构构件的方法的示例流程图2100。操作2102接收建筑图。例如，插入设计软件的软件模块可从设计软件接收这些建筑图。在确定地面尺寸之后，操作2104基于建筑设计生成几何网格。在一个实施方式中，几何网格具有2英尺×2英尺的间隔尺寸。然而，在可替代的实施方式中，也可使用具有其它间隔尺寸的几何网格。具体地，几何网格包括各种网格线和它们的交点。随后，操作2106从接收的建筑设计中确定地面尺寸和方向。在一个实施方式中，如果建筑设计具有多个房间，操作2106可一次分析每个房间并分别确定每个房间的地面尺寸和方向。可替代地，操作2106可以结合的方式确定所有房间的地面尺寸和方向。

操作2108将来自建筑设计的各种壁定位在网格线上。具体地，只有匹配至几何网格线交点的那些壁沿网格线定位。因此，例如，如果壁为弯曲的壁或它的尺寸小于2英尺，那么这个壁不可以沿网格线定位。在这样的示例中，如果建筑师想要使用弯曲的或成角度的壁、或其它不是以2英尺为增量的壁，这种弯曲的壁等确定为非标准化的壁。在这种情况中，这些壁不映射或存在于网格线上。具体地，非承重壁也可不映射至网格线。以下在图25中进一步详细提供将建筑壁这样匹配至网格线的示例。

随后，操作2110沿着沿网格线定位的壁定位标准化构件。具体地，给定具有2英尺×2英尺的间隔尺寸的网格线，标准化构件无需任何定制构件即可匹配这些壁。因此，例如，如果6英尺的壁沿网格线定位，4英尺的水平板和另一个2英尺的水平板可用于创建6英尺的壁。此外，另一个操作2110分析壁中的窗和其它开口的定位以确定是否需要诸如图4、图4.1和图4.2中公开的开口水平板。标准化结构构件的选择也虑及各种结构柱将添加至结构中的情况。具体地，操作2114添加选择并将这样的结构构件添加至结构。作为结构板的这种示例是在上文图6中公开的一个。

一旦所有结构构件(诸如标准化板、桁架和柱)映射至建筑设计壁，则操作2116分析映射方案。在一个实施方式中，关于所得结构对各种规范、承重能力等的符合性分析方案。分析操作2116可生成包括警告、违规等的输出报告。必要时，检查员、工程师等会使用该输出报告建议对所得结构的改变。此外，操作2118生成可用于建筑物结构的自动化制造和建造的各种输出。如果有任何必要的改变，必要时可重复流程图2100的一个或多个操作。

图22示出了由本文公开的系统生成的结构板名称的示例。具体地，图22示出了使用板名称缩写的结构板名称2210和使用各种柱名称缩写的结构柱名称2240的示例。在示例性结构板名称2210中，PA代表板类型，312代表板的系统尺寸(3.5英寸或5.5英寸)以及板的长度。例如，312中的3表示3.5英寸的系统尺寸以及12代表板的长度是12英尺(板长度为以2英尺为增量)。数字4032代表板的高度以1/32英寸为增量，Sxxx代表板上的第一立柱距柱的中心线(CL)或距网格线的偏移，Xxxx代表板至x轴上的角的距离，Yxxx代表板至y轴上的角的距离，Wxxx代表开口的宽度，Hxxx代表开口的高度，以及Exxx代表距末端处的CL的偏移。

在示例性结构柱名称2240中，CB代表柱厚度，3XX代表柱尺寸，4032代表柱的高度以1/32英寸为增量，AOJO代表柱的外观配置，3033代表连接至柱的连接板的尺寸，第一个A3033代表附接至柱的顶部的端板的类型，以及第二个A3033代表附接至柱的底部的端板的类型。

图23示出了使用专用代码以追踪建筑物构造过程的方法的示例性流程图2300。具体地，流程图2300公开了使用快速响应(QR)编码追踪建筑物构造的由系统采取的一个或多个操作。操作2302生成QR编码。QR编码是这样生成的，使得各种标准化结构构件(诸如板、柱、桁架等)可由给定的QR编码唯一地标示。可替代地，QR编码可用于标示彼此相似的多个构件。因此，例如，所有的联接板154可由相似的QR编码标示。作为另一个示例，用于板的QR编码可能附加了包含结构板名称2210的域，该结构板名称2210提供关于该特定板的信息。

随后，操作2304将与结构构件相关的信息附加至QR编码。因此，例如，在数据库中QR编码的每个可附加至提供关于结构构件的信息的一个或多个域，该结构构件与该QR编码有关。这种结构构件信息可包括结构构件的尺寸、结构构件在建筑物结构中的定位、该建筑构件的成本信息等。随后，QR编码物理地附加至该结构构件。因此，例如，在制造出桁架之后，桁架的QR编码被印刷及附加至该特定的桁架。

一旦结构构件设置有QR编码，确定操作2308确定是否扫描过该QR编码。例如，专用QR编码扫描装置、通用QR编码扫描装置(诸如智能手机)等，可用于扫描QR编码。如果已扫描过该QR编码，控制传递至另一个确定操作2310，该确定操作2310确定是否存在对关于结构构件的信息的任何改变。例如，QR编码扫描装置可设置有在建筑物构造过程中更新结构构件的状态的能力、更新结构构件在建筑物中的定位的能力等。如果确定操作2310确定信息的这种更新已经收到，则更新操作2312更新结构构件信息。这个更新可包含，例如，数据库中涉及特定结构构件的各种域的更新。如示例，扫描装置可扫描安装在建筑物结构上的桁架上的QR编码并将该桁架的状态更新至“已安装”。以这种方式，本文公开的系统提供各种结构构件(包括用于建筑物构造中的标准化结构构件)的调度的自动追踪和更新。

图24示出了使用机器控制域或宏文件控制标准化结构构件的制造的方法的示例性流程图2400。操作2402生成宏文件。在一个实施方式中，这些宏文件基于待制造的构件的尺寸生成。例如，对于制造桁架的弦杆，弦杆的长度、弦杆的宽度、弦杆中的引导孔和焊槽的位置等包括在宏文件中。操作2404将宏文件载入用于生成结构构件的机器。例如，如果宏文件是用于生成桁架的弦杆，则该宏文件载入至轻型辊轧机的控制模块。

在这个示例中，在操作2406处，轻型辊轧机生成冷轧桁架弦杆并将其切割为适当的长度、角度等。在一个实施方式中，宏文件还提供关于待分配至制造的部分的QR编码的信息。在这种实施方式中，操作2408生成待用于标识所制造的桁架弦杆的QR编码。此外，操作2410也将构件的说明书通信至用于生成组装的构件(诸如使用待与各种冷轧支撑件等结合的冷轧桁架的桁架等)的焊接机器。焊接机器可使用构件说明书自动生成各种桁架构件之间的焊接点。

此外，操作2412生成外包制造的部分的列表。具体地，操作2412也可生成具有关于一部分的详细说明书的订购单。如示例，联接板154的说明书可通过操作2412生成并且以订购单的形式发送至外部制造商。在本文公开的系统的一个实施方式中，操作2414使用一个或多个制造的和/或外购的构件组装标准化结构构件，诸如柱、桁架、板等。例如，自动组装机器可提供具有用于组装构件部分以生成标准化结构构件的指令的宏文件。此外，一旦组装完标准化结构构件，则标识操作2416用QR编码或其它标示编码对该标准化结构构件进行标识。例如，桁架的每个可用唯一地标示该桁架的QR编码进行标识。可替代地，相同类型的所有桁架用相同的QR编码进行标识。随后，在操作2418中，标准化结构构件用于建造建筑物结构。

图25示出了本文公开的方法和系统使用的示例性几何网格2500。具体地，几何网格2500为活动的网格，其中各种标准化结构构件可映射(或“捕捉”)到几何网格250的精确的网格坐标。例如，几何网格2500包括水平和竖直几何线2502。在一个实施方式中，几何线设置为以两英尺为增量。然而，在可替代的实施方式中，可以提供其它增量尺寸。使用本文公开的系统的建筑师可将建筑物结构的一个或多个结构壁绘制到网格线2502中。因此，例如，结构壁2504映射或捕捉至几何网格线2502中的一个。如果存在与几何网格线2502不匹配的建筑物的任何壁或其它元件，则该壁或该其它元件不映射至该网格线。例如，在示出的实施方式中，分隔壁2506、门等不捕捉至或映射至几何网格线2502。

图26示出了沿网格线具有各种标准化结构构件的几何网格的示例性平面视图2600。具体地，平面视图2600示出了许多网格线2602和沿网格线2602的各种标准化结构构件2604、2606等。如上所述，标准化结构构件2604、2606中的每个可与QR编码关联并储存于包括关于这些标准化结构构件2604、2606的其它信息的数据库中。

图27示出了使用各种标准化结构构件的建筑物结构的示例性正视图2700。例如，正视图2700示出了各种标准化的结构构件，包括标准化的桁架2702、标准化的板2704、标准化的柱2706等。图28示出了使用各种标准化结构构件生成的结构的三维视图2800。例如，三维视图2800示出了各种标准化的桁架2802、标准化的板2804、标准化的柱2806等。

图29示出了可用于实施本文所述的方法和系统的一个或多个构件的示例性计算系统。通用计算机系统1000能够执行计算机程序产品以执行计算机进程。数据和程序文件可输入至计算机系统1000，该计算机系统1000读取文件并执行该文件中的程序。通用计算机系统1000的一些元件在图10中示出，其中示出了处理器1002具有输入/输出(I/O)部分1004、中央处理单元(CPU)1006、以及存储部分1008。可具有一个或多个处理器1002，使得计算机系统1000的处理器1002包括单个中央处理单元1006或多个处理器单元(一般称为并行处理环境)。计算机系统1000可以是传统的计算机、分布式计算机或任何其它类型的计算机，例如通过云计算架构可用的一个或多个外部计算机。所述技术可选地实施于装载在存储器1008中的软件装置中、存储于配置的DVD/CD-ROM1010或存储单元1012上、和/或在载波信号上经由有限或无线网络链接1014通信，从而将图10中的计算机系统1000转变为用于实施所述操作的专用机器。

I/O部分1004连接到一个或多个用户接口装置(例如，键盘1016和显示单元1018)、磁盘存储单元1012和磁盘驱动单元1020。通常，当代的系统中，磁盘驱动单元1020能够读取DVD/CD-ROM介质1010的DVD/CD-ROM驱动单元，其中DVD/CD-ROM介质1010典型地包含程序和数据1022。包含实施与所述技术相符的系统和方法的原理的计算机程序产品可存在于系统1000的存储部分1004中、磁盘存储器单元1012上或DVD/CD-ROM介质1010上，或存在于经由云计算架构可用的外部存储装置中，该云计算架构具有这种计算机程序产品，该计算机程序产品包括一个或多个数据库管理产品、网络服务器产品、应用服务器产品和/或其它附加的软件部件。可替代地，磁盘驱动单元1020可由软盘驱动单元、磁带存储单元、或其它存储介质驱动单元替换或补充。网络适配器1024能够将计算机系统经由网络链接1014连接至网络1024，计算机系统可通过该网络链接1024接收包含在载波中的指令和数据。这种系统的示例包括苹果计算机有限公司提供的Intel和PowerPC系统，Dell公司和其它Intel兼容的个人计算机制造商提供的个人计算机，基于AMD的计算系统以及运行基于Windows、基于UNIX或基于其它操作系统的其它系统。应理解计算系统也可包括诸如个人数字助手(PDAs)、移动电话、智能电话、游戏机、机顶盒、平板计算机或平板(例如iPads)等的装置。

当使用在LAN网络环境中时，计算机系统1000通过网络接口或适配器1024连接至(通过有线或无线连接)局部网络，其中适配器1024是通信装置的一种类型。当使用在WAN网络环境中时，计算机系统1000典型地包括调制解调器、网络适配器或用于建立广域网络通信的任何其它类型的装置。在网络环境中，相对于计算机系统1000或其中的部分描述的程序模块可存储在远程存储装置中。应理解，所示的网络连接是示例性的，用于在计算机之间建立通信链接的其它方法和通信装置也可使用。

此外，多个内部和外部数据库、数据存储、源数据库、和/或数据缓冲存储器可以存储为存储器1008或其它存储系统，诸如磁盘存储单元1012或DVD/CD-ROM介质1010和/或经由云计算架构可用和可读取的其它外部存储装置。此外，本文公开的系统的一些或全部操作可由处理器1002执行。此外，本文公开的系统的一个或多个功能可由处理器1002生成并且用户可以使用一个或多个用户接口装置(例如键盘1016或显示单元1018)与这些GUIs交互，其中使用的一些数据经由一些方法(包括但不限于，网络服务调用以及没有明确用户输入接口的方法)直接来自第三方网站以及其它在线资源和数据存储。

服务器运行使用本文公开的标准化结构构件的系统。在可替代的实施方式中，服务器也运行用户访问的网站或应用以用于访问使用标准化结构构件的系统。服务器可以是一个单独的服务器，或者多个服务器，每个这样的服务器都是物理服务器或虚拟机或物理服务器和虚拟机的集合。可替代地，云运行使用标准化结构构件的系统的一个或多个构件。用户装置、服务器、云以及连接至通信网络的其它源访问一个或多个服务器以取得对用于使用标准化结构构件的系统的一个或多个网站、应用、网络服务接口等的访问。在一个实施方式中，服务器也运行由系统使用的搜索引擎以访问使用标准化结构构件的系统以及选择用于使用标准化结构构件的系统中的一个或多个服务。

因此，本发明的描述应仅解释为说明性的以及出于教导本领域技术人员实施本发明的最佳示例的目的。在基本不背离本发明的精神的前提下细节可以变化，并且保留对落入所附权利要求书范围的所有修改的排他使用。

Claims (23)

1.一种生成用于控制轻型辊轧成型机的宏文件的方法，包括：

生成描绘建筑物的建筑布局的建筑图，其中，所述建筑物的一个或多个壁指定为标准化结构壁；

使用计算机通过将一个或多个所述标准化结构壁中的每个沿几何网格的网格线和沿所述几何网格的网格线交点对准，将所述标准化结构壁中的每个自动定位至所述几何网格；以及

将多个标准化结构构件中的一个或多个映射至所述几何网格的坐标，其中，所述多个标准化结构构件包括标准化的板、标准化的柱、以及标准化的桁架，所述多个标准化结构构件由轨道元件和立柱元件中的至少一个构成；以及

生成包括轨道元件说明书和立柱元件说明书的所述宏文件，以控制所述轻型辊轧成型机，从而制造所述轨道元件和所述立柱元件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述多个标准化结构构件中的一个或多个映射至所述几何网格的坐标还包括：

基于结构性能标准分析所述网格线；

确定标准化桁架的位置和方向；以及

基于所述一个或多个标准化结构壁中的开口位置，确定所述标准化的板的布局。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述多个标准化结构构件中的一个或多个映射至所述几何网格的坐标还包括：标示用于所述一个或多个标准化结构壁中的每个标准化结构壁的所述标准化结构构件、以及用于所述一个或多个标准化结构壁中的每个标准化结构壁的所述标准化结构构件的结构性能特征。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过以两英尺为增量分析所述多个标准化结构壁中的每个标准化结构壁，来求解用于所述多个标准化结构壁中的每个标准化结构壁的多个映射解。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括生成标准化结构构件列表，所述标准化结构构件列表包括用于所述多个标准化结构壁中的每个标准化结构壁的所述多个标准化结构构件的每个的唯一标识。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

生成多个标示编码；以及

将所述多个标示编码中的一个或多个与所述多个标准化结构构件中的一个或多个唯一地关联。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括生成多个统一资源定位符以及将所述多个标示编码中的每个与所述多个统一资源定位符中的一个关联。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括将所述多个标示编码中的每个与定位编码关联，其中，所述定位编码标示所述标准化结构构件的一个在所述建筑物内的定位。

9.根据权利要求6所述的方法，还包括将包括所述标示编码的标示标签附接至所述多个标准化结构构件中的一个或多个。

10.根据权利要求6所述的方法，还包括将所述标准化结构构件中的一个或多个的状态与和所述标准化结构构件中的一个或多个关联的标示编码关联。

11.根据权利要求6所述的方法，还包括生成多个结构板名称以及将所述多个结构板名称中的每个与结构板的一个或多个关联，其中，所述多个结构板名称的每个标示以下中的至少一个：关联的标准化结构板在所述建筑物中的定位、所述关联的标准化结构板的尺寸、所述关联的标准化结构板的方向、用于所述关联的标准化结构板的连接选项、以及所述关联的标准化结构板的图形文件的文件名称。

12.根据权利要求6所述的方法，还包括自动生成：(1)所述建筑物的三维模型，所述三维模型标示在所述建筑物内的多个标准化结构构件中的一个或多个，以及(2)所述建筑物的施工图和说明书。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括使用所述建筑物的所述三维模型自动生成材料清单，所述材料清单包括立柱元件、轨道元件、连接板、柱元件以及连接器中的至少一个的数量。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括：

自动生成包括轨道元件说明书和立柱元件说明书的宏文件；

将所述宏文件传递至轻型辊轧成型机；以及

使用所述宏文件与所述轻型辊轧成型机通信以控制穿孔、浅凹中的至少一个的定位以及所述轨道元件和所述立柱元件中的至少一个的长度。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述宏文件还包括组装顺序指令，所述方法还包括控制所述轻型辊轧成型机的打印机以使用所述组装顺序指令标识所述轨道元件或所述立柱元件。

16.储存用于在计算系统上执行计算机进程的计算机可执行的指令的一个或多个计算机可读的存储介质，所述计算机进程包括：

生成描述建筑物的建筑布局的建筑图，其中，所述建筑物的一个或多个壁指定为标准化结构壁；

使用计算机通过将一个或多个所述标准化结构壁中的每个沿几何网格的网格线和沿所述几何网格的网格线交点对准，将所述标准化结构壁中的每个自动定位至所述几何网格；以及

基于所选择的映射解，将多个标准化结构构件中的一个或多个映射至所述几何网格的坐标，其中，所述多个标准化结构构件包括标准化的板、标准化的柱、以及标准化的桁架；以及

将多个标示编码中的一个或多个与所述多个标准化结构构件中的一个或多个中的每个标准化结构构件唯一地关联，

其中，将多个标准化结构构件中的一个或多个映射至所述几何网格的坐标还包括：标示用于所述一个或多个标准化结构壁中的每个标准化结构壁的所述标准化结构构件、以及用于所述一个或多个标准化结构壁中的每个标准化结构壁的所述标准化结构构件的结构性能特征。

17.根据权利要求16所述的一个或多个计算机可读的存储介质，其中，将所述多个标准化结构构件中的一个或多个映射至所述几何网格的坐标还包括：

基于结构性能标准分析所述网格线；

确定标准化的桁架的位置和方向；以及

基于所述一个或多个标准化结构壁中开口的位置，确定所述标准化的板的布局。

18.根据权利要求16所述的一个或多个计算机可读的存储介质，其中所述计算机进程还包括：通过以两英尺为增量分析所述多个标准化结构壁中的每个标准化结构壁，来求解用于所述多个标准化结构壁中的每个标准化结构壁的多个映射解。

19.根据权利要求16所述的一个或多个计算机可读的存储介质，其中，所述计算机进程还包括：

生成标准化结构构件列表，所述标准化结构构件列表包括用于所述多个标准化结构壁中的每个标准化结构壁的所述多个标准化结构构件的每个的唯一标识；以及

生成多个统一资源定位符以及将所述多个标示编码中的每个与所述多个统一资源定位符中的一个关联。

20.一种使用标准化结构构件的系统，包括：

设计模块，配置为生成描述建筑物的建筑布局的建筑图，其中，所述设计模块配置为允许将所述建筑物的一个或多个壁指定为标准化结构壁；

几何网格模块，配置为生成具有网格线和网格线交点的几何网格，并且允许使用计算机输入设备，通过将一个或多个所述标准化结构壁的每个沿所述网格线和沿所述网格线交点对准将所述标准化结构壁的一个或多个定位至所述几何网格；以及

映射解模块，包括存储在计算机存储器中的一个或多个计算机指令，所述映射解模块配置为将多个标准化结构构件中的一个或多个映射至所述网格线和所述网格线交点，其中，所述多个标准化结构构件包括标准化的板、标准化的柱，以及标准化的桁架；以及

输出模块，配置为：

生成多个标示编码，并且将所述多个标示编码中的一个或多个与所述多个标准化结构构件中的一个或多个唯一地关联；以及

生成多个统一资源定位符以及将所述多个标示编码中的每个与所述多个统一资源定位符中的一个关联，以及将所述多个标示编码中的每个与定位编码关联，其中所述定位编码标示所述标准化结构构件的一个在所述建筑物内的定位。

21.根据权利要求20所述的系统，还包括输出模块，配置为：

生成标准化结构构件列表，所述标准化结构构件列表包括用于所述多个标准化结构壁中的每个标准化结构壁的、所述多个标准化结构构件的每个的唯一标识；

生成多个结构板名称以及将所述多个结构板名称中的每个与结构板中的一个或多个关联，其中所述多个结构板名称的每个标示以下中的至少一个：关联的标准化结构板在所述建筑物中的定位、所述关联的标准化结构板的尺寸、所述关联的标准化结构板的方向、用于所述关联的标准化结构板的连接选项，以及所述关联的标准化结构板的图形文件的文件名称；

生成所述建筑物的三维模型，所述三维模型标示所述建筑物内的多个标准化结构构件的所述一个或多个以及所述建筑物的施工图和说明书；以及

生成包括轨道元件说明书和立柱元件说明书的宏文件以控制轻型辊轧成型机。

22.根据权利要求21所述的系统，还包括标示编码扫描装置，配置为扫描与所述多个标准化结构构件中的一个相关联的标示编码、接收与所述多个标准化结构构件中的一个相关联的来自用户的输入，以及更新与统一资源定位符相关联的信息，其中所述统一资源定位符与扫描的标示编码相关联。

23.根据权利要求22所述的系统，其中与所述统一资源定位符相关联的信息是所述多个标准化结构构件中的一个的安装状态。