CN106574462B - 多部件式建筑构件和用于组装该多部件式建筑构件的工艺 - Google Patents

Abstract

本套发明涉及建筑领域且具体地涉及建筑构造。所述技术成果是包括作为单一的预张紧构造提供的构造实体并且以高承载能力、稳定性和刚性为特征。一种多部件式建筑构件包括至少两个部件和预张紧的钢筋束，每个部件被制造成钢筋束模块，其包括具有用于预张紧的钢筋束的孔和用于放置锚固件与张紧装置的台的初始支撑元件和末端支撑元件；和位于所述支撑元件之间钢筋笼架。第一部件的预张紧钢筋束被锚固在其初始支撑元件和末端支撑元件处，每个随后的部件的预张紧钢筋束被锚固在前一个部件和当前部件的末端元件处。钢筋笼架包括具有框格状结构的网格形式的上部元件和下部元件和至少一个中间元件，至少一个中间元件呈形成在空间反向定向的等边多面棱锥形的倾斜增强杆的三维增强结构的形式。

Description

多部件式建筑构件和用于组装该多部件式建筑构件的工艺

技术领域

本套发明涉及建筑领域且具体地涉及建筑构造和用于制造建筑构造的工艺，所述建筑构造包括张紧和未张紧的钢筋束并且可用于构造住宅、公用和办公建筑和构造以及用于修理或者重建所述建筑和构造。该套发明能被用于制造建筑构造、主要道路、航空港和楼板，包括用于现场预浇注住宅建筑、路面(pavement)板、电车轨道板、铁路轨道板、地铁轨道板、横梁、椽梁、诸如包括多层嵌板的墙板的围墙结构、边梁、用于地板之间的隔板的梁等。

背景技术

由现有技术已知了一种2010年1月20日公布的专利RU2379406中公开的预制路面，其包括泥土、砂子或者其他基料；预张紧的矩形或者正方形板坯(slab)相互附接；以封填材料装填的接头和沥青或浇注沥青混凝土的非刚性外蒙皮，其特征在于，通过相互(沿着轴线)每隔0.7-2.0m的一段距离在板坯的内部体积中延伸的通道放入钢丝绳，扎紧并张紧的钢丝绳的长度选择成在15和60m之间；用于利用混凝土现场浇注的锚杆和钢丝绳端部的安装腔被制造成具有板厚的宽度与长度的比值在1:1到1:4的极限内的矩形或者正方形，安装腔在利用混凝土现场浇注之前保持从上方敞开并且下方由通过通道的底表面限定；弹性元件优选是由橡胶制成的，为圆柱或者平行六面体的形状，具有的横截面面积等于4-20个通过通道的横截面面积，并且具有0.3到1.0个板厚的长度，板坯之间的接头的厚度被选在15和40mm之间。

所述构造的缺点是当在复杂的大地测量条件以及低承载能力、稳定性、刚性和抗裂性下建造过长的结构时其不可能使用，由于利用分开的受拉元件制造整个路基的需要，其长度受张紧钢丝绳的长度的限制。

在主要的基本特征的组合方面最接近所要求保护的多部件式建筑构件的是2011年6月3日公布的国际申请WO2011/065863中所描述的多部件式混凝土构件，其在该建筑构件的主体内包含一些张紧的金属绳和由具有内部钢筋束的混凝土制成的至少两个空心部件并且提供了纵向通过通道。所述部件经由借助于所述绳的对接接头串联地相互附接，所述绳中的每一根位于所述纵向通道内并且被锚固在所述部件的非邻接的头尾部处。

所述构造的缺点是当建造过长的结构或者复杂形状的结构时由于整个构造的低承载能力、稳定性、刚性和抗裂性而该构造不可能使用，其是以预应力构造的限定尺寸为条件的；因此，整个构造被组合制造，并且在使用其时其不作为单一的预应力结构而是作为不同的预应力部件的组合地起作用。

从现有技术中已知了一种2010年1月20日公布的专利RU2379406中公开的组装的道路路面的建造工艺。所述工艺包括在土地、砂子或者其他基层上铺设预应力的矩形或者正方形的钢筋束混凝土板、借助于位于通道中的通过钢筋束按一个或两个相互垂直的方向附接所述板并且进一步张紧、利用封填材料封闭所述板之间的接头、利用沥青或者浇注的沥青混凝土覆盖所述混凝土基层。在该情况中，利用钢丝绳将所述钢筋束混凝土板包成包括5到20块板的包装，进一步以每根绳5到30吨力的作用力地张紧钢丝绳；将弹性元件插入板的头尾部之间的绳上，将钢丝绳放入设置在板的中间部分中的通过通道中，并且在张紧之后利用包装中的最后板的附接腔中的锚固件固定所述绳的端部，进一步利用混凝土浇注所述腔。

所述工艺的不便是当建造过长的构造或者复杂形状的构造时其的低效率，因为张紧的钢丝绳的受限长度涉及利用分开的张紧部件组装整个构造的制造，并且因此，构造的承载能力、稳定性、刚性和抗裂性下降。

关于主要的基本特征的组合方面最接近所要求保护的工艺的是在2011年6月3日公布的国际申请WO2011/065863中所描述的组装多部件构件的工艺，其包括使用具有内部钢筋束的空心混凝土部件的步骤，该空心混凝土部件具有纵向通过通道，所述部件被按将所述通道的位置设置在一个轴线上的方式定向，借助于绞车将金属绳穿过混凝土部件的通道、利用液压千斤顶张紧并且按张紧状态锚固在所述部件的非相邻端上。

所述工艺的不便是当建造过长的构造或者复杂形状的构造时其的低效率，因为利用分开的受拉构件组装整个构造的制造因此导致构造的低承载能力、稳定性、刚性和抗裂性。

发明内容

由本套发明所解决的任务是提供预张紧的建筑构件和用于组装该建筑构件的工艺，其特征在于，在低材料消耗量和低劳动支出下的高承载能力、稳定性和刚性。

所分配任务的解决方案提供了一种包括作为单一的预张紧构造而工作的延伸较长的构造或者复杂形状构造，并且具有以高承载能力、稳定性和刚性为特征的技术效果。

通过以下事实获得了所述技术成果：一种多部件式建筑构件包括至少两个部件和预张紧的钢筋束，每个部件被制造成钢筋束模块，所述钢筋束模块包括:具有用于预张紧的钢筋束的孔和用于放置锚固件与张紧装置的台的初始支撑元件和末端支撑元件；和位于所述支撑元件之间的钢筋束笼架，所述钢筋束笼架包括具有框格状结构的网格形式的上部元件和下部元件并包括至少一个中间元件，所述框格具有等边多面体的形状，所述至少一个中间元件呈包括形成在空间反向定向的等边多面棱锥形的倾斜增强杆的空间增强结构的形式，第一部件的预张紧钢筋束被锚固在其初始支撑元件和末端支撑元件处，每个随后部件的预张紧钢筋束被锚固在前一个部件和当前部件的末端元件处。

同样通过以下事实获得所述技术成果：所述多部件式建筑构件可以另外设有与所述建筑构件的纵向轴线成0°<α<180°的角度定位的侧向支撑元件，该侧向支撑元件沿与所述建筑构件的纵向轴线成0°<α<180°的角度的方向提供了初步张紧。

作为预张紧的钢筋束，使用杆和/或绳式钢筋束，提供管状通道形成装置以用于制造绳式钢筋束。

钢筋束模块的构件中的至少一个可以被制成整体式的，而钢筋束模块中的中间构件的上部构件和/或下部构件和/或增强杆可以由金属构成，或者由以玄武岩或碳、玻璃纤维、聚合物材料、或者具有增强添加剂的聚合物材料为基础的复合材料制成。作为补充，上部元件和/或下部元件被制造成能附接面板。

钢筋束模块的中间构件的增强杆之间的空间可以填充物填充，该填充物具有以下性能：可以使用混凝土或者聚合物材料、或者具有增强添加剂的聚合物材料、或者隔音材料、或者绝热材料制成。此外，在钢筋束模块的中间构件的增强杆之间的空间中，可以放置用于供给线的管，其至少一部分制造有检视孔，以便为安装操作或者为诊断供应管的状况提供可能性；另外，可以为在路基面上移动的电动汽车提供用于非接触式电磁供给的资源，或者可以提供用于加热建筑元件的器件。

钢筋束模块中的中间元件的至少一部分增强杆可设有自由长度的部分，以确保与现场铸件或者下层接触。

同样通过以下事实获得所述技术成果：一种用于组装所述多部件式建筑构件的工艺，预装所述钢筋束模块的中间部件、上部部件和下部部件，将其附接在初始支撑元件和末端支撑元件之间，插入钢筋束并且然后预张紧，其中，从该构造的第二钢筋束模块开始，将预张紧的钢筋束的锚固件安装在前一个钢筋束模块的末端支撑元件上，而将张紧装置安装在预张紧的钢筋束模块的末端支撑元件上。

附图说明

通过附图图解了本套发明的本质，其中：

图1显示了多部件式建筑构件的侧视图；

图2显示了多部件式建筑构件的顶视图；

图3显示了图2的视图A；

图4显示了图2的视图B；

图5显示了图2的视图C；

图6显示了具有横穿钢筋束模块并且沿与该建筑构件的纵向轴线成0°<α<180°角度的方向的初步张紧的多部件式建筑构件；

图7显示了具有在与纵向预张紧所述预张紧钢筋束的平面垂直的一平面中的初步张紧的多部件式建筑构件。

具体实施方式

一种多部件式建筑构件，包括至少两个部件和预张紧的钢筋束。所述构造的强度由每个构件的结构特征、每个构件的质量-尺寸特性和组装质量来确定。

每个构件被制造成钢筋束模块。多部件式建筑构件中所使用的钢筋束模块的构造包括根据优选的角锥体(tetrahedron)结构的原理组装成单一单元的各元件。钢筋束模块包括初始支撑元件(1)和末端支撑元件(2)及位于所述支撑元件之间的钢筋笼架(3),所述钢筋笼架包括呈具有框格结构的网格形式的上部元件(4)和下部元件(5)，并包括至少一个中间元件(6)，所述框格具有等边多面体形状，所述至少一个中间元件呈空间增强结构形式，并包括形成在空间反向定向的等边多面棱锥形的倾斜增强杆。因此，节点上的载荷被分配在所有钢筋束元件的轴向导引件上。钢筋笼架可能由金属制成，或者由以玄武岩或碳、玻璃纤维、聚合物材料、或者具有增强添加剂的聚合物材料为基础的复合材料制成。此外，必要时，所述钢筋笼架的元件中的至少一个可以被制造成整体式的。

钢筋束模块在放置预张紧钢筋束(7)的过程后被张紧，该预张紧的钢筋束被进一步张紧。为了该目的，初始支撑元件(1)和末端支撑元件(2)设有用于预张紧的钢筋束的孔(8)和用于放置锚固件(10)与张紧装置(11)的台(stand)(9)。第一部件的预张紧钢筋束被锚固在其初始支撑元件和末端支撑元件上，而每个随后部件的预张紧钢筋束被锚固在前一个部件和当前部件的末端元件上。此外，由于预张紧钢筋束的结构(diagram)和所述应力在待被联接的笼架的节点元件上的传递，所述载荷被再分配在所有组合部件中。预张紧的钢筋束可以同时沿一个方向或几个方向穿入笼架中。钢筋束模块中的预张紧的钢筋束的位置和前一个张紧值在其操作期间由多部件式建筑构件的计划工作载荷来确定。预应力的钢筋束优选被垂直于弯曲载荷地张紧，而放置该预应力钢筋束的点、待张紧的构件的数量和预张紧的值通过计算或者实验式地来确定。钢筋束模块中的预应力钢筋束可以被不规则地分布并且可以从模块中心转移至最大拉应力区的侧面。沿几个方向放置预应力钢筋束的可能性在不但存在弯曲载荷而且存在载荷与扭矩的组合时的情况中提供了构造的操作。

支撑元件的构造使得预张紧的钢筋束能够不仅对各个钢筋束模块加预应力，而且借助于单个预张紧的钢筋束对两个或更多个钢筋束模块接合张紧部预张紧，应力仅被传递至笼架的节点元件。

拱形结构以用于顺从沿多个方向弯曲和扭转载荷的复杂系统在建造方面特别复杂而著名。在最大拉伸应力的点处为所述结构的计算预应力提供其加强效应的可能性使得解决了在轻型屋顶、拱桥、过街天桥等的建造方面的大量工程任务。为了使用单个预张紧的钢筋束建造具有预应力作用的拱形结构，在联接平面中为待被联接的部件提供坡口(bevel)，所述坡口使得弓形轮廓成为用多个部件组装成的拱形。

作为预张紧的钢筋束，可以使用金属、聚合物(碳、涤纶)、碳质塑料的杆和绳制成。

所述支撑元件和拉伸元件的结构使得能够进行构造的复制、完善或者部分组装以及操作中预应力钢筋束的张力的调整和控制。

按照如下组装所述钢筋束笼架(从左向右地组装)：

1.组装被固定在支撑元件之间的钢筋束笼架。

2.使预张紧钢筋束的至少一个杆或者钢丝绳穿过第一钢筋束模块的初始支撑元件的相应的孔并且通过锚固件附接到初始支撑元件上。然后，使所述预张紧钢筋束通过第一模块的末端支撑元件的孔和随后模块的初始支撑元件的孔而经由第一钢筋束模块及随后的钢筋束模块穿过，并且利用诸如螺丝扣的相应装置张紧它们。

3.从结构中的第二钢筋束模块开始，将预张紧钢筋束的锚固件安装到前一个钢筋束模块的末端支撑元件上，并且将拉伸装置安装在被预张紧的钢筋束模块的末端支撑元件上，然后，借助于诸如螺丝扣的相应装置张紧钢筋束。

4.再重复所述操作。在该情况中，每个模块的左右支撑元件经由支撑面一个支靠另一个地被对接上并且将拉伸力传递给整个组件。

组装过程的所述顺序保证了建造长数千米的多部件式构造(例如，道路)，其类似于单个预张紧结构地运转，由于受预张紧钢筋束的强度和其长度以及将预张紧钢筋束穿过数千米长的组装结构的复杂过程的限制，其按不同的组装工艺是不可能的。此外，所述组件可以在一个部段处被拆开，例如，用于修理并且必要时然后重新组装，当利用单个预张紧钢筋束张紧长数千米的道路时是不可能的。

在利用填充物填充钢筋束模块但是必须保持拆开并且重新组装模块的可能性时的情况中，可以将管状通道形成装置插入钢筋束模块中，预张紧钢筋束被穿过该管状通道形成装置。

为了改善具有带上一个高度的单个水平排预张紧钢筋束的构造的操作，使预张紧钢筋束相对于钢筋束模块的中心沿最大弯曲载荷的方向移位。在使用具有上一个高度的几个水平排预张紧钢筋束的情况中，可以不同的力拉伸每个水平排的预张紧钢筋束，应力被沿最大弯曲载荷的方向(即，沿最大弯曲方向)增大。

如果在操作期间所述构造不但经受垂直于钢筋束模块平面的弯曲载荷而且同时观察到扭矩，则所述构造可能经受横穿钢筋束模块并且沿与建筑构件的纵向轴线成0°<α<180°角度的方向(图6)以及在垂直于预张紧钢筋束的纵向拉伸平面的一平面(图7)中的预张紧。在该情况中，钢筋束模块另外设有相应的支撑元件12。

当需要提供弯曲(例如，道路转向或者道路上坡)而同时保持以单个预张紧钢筋束张紧的效果时，所述支撑元件的梁垫在钢筋束模块的相应点中设有沿所需方向的坡口。

基于所述钢筋束模块的建造的构造的主要特征可以如下：

-所述构造的整个表面上载荷的均匀分配而与载荷施加至构造的上部部分的点无关：不管载荷被分配在整个表面上还是其仅被分配在单个框格的表面上；

-振动载荷在其构造内部衰弱。

这些特征的组合使得可消除振动问题，以便减少道路养护和修理费、提高跑道的强度特性连同降低其成本、由于使用轻质填料而减小了壁和天花板的重量、提供建筑的抗震稳定性、以在坡道上使用悬臂式建筑构造。所有这些都极大地提高了建筑的生态安全和道路养护连同其经济效率。

上述特征使得能够在公路、航空港、建筑及其他结构工程中使用以钢筋束模块为基础的多部件式建筑构件。

Claims (18)

1.一种多部件式建筑构件，所述多部件式建筑构件包括至少第一部件以及第二部件和预张紧钢筋束(7)，其特征在于，第一部件以及第二部件中的每个被制造成钢筋束模块，所述钢筋束模块包括初始支撑元件(1)和末端支撑元件(2)，所述初始支撑元件和末端支撑元件具有用于预张紧钢筋束的孔(8)和用于放置锚固件(10)与张紧装置(11)的台，所述钢筋束模块还包括位于所述初始支撑元件和所述末端支撑元件之间的钢筋笼架(3)，所述钢筋笼架包括上部元件(4)和下部元件(5)并包括至少一个中间元件(6)，所述上部元件和下部元件呈具有框格状结构的网格形式，框格状结构包括框格，所述框格具有等边多面体的形状，所述至少一个中间元件均呈空间增强结构的形式，并包括形成在空间中反向定向的等边多面棱锥形的倾斜增强杆，第一部件的预张紧钢筋束锚固在该第一部件的初始支撑元件和末端支撑元件处，第二部件的预张紧钢筋束被锚固在第一部件和第二部件的末端支撑元件处。

2.根据权利要求1所述的多部件式建筑构件，其特征在于，所述多部件式建筑构件另外设有侧向支撑元件，所述侧向支撑元件位于与所述建筑构件的纵向轴线成0°<α<180°角度处，并沿与所述建筑构件的纵向轴线成0°<α<180°角度的方向提供初步张紧。

3.根据权利要求1所述的多部件式建筑构件，其特征在于，使用杆式钢筋束作为预张紧钢筋束。

4.根据权利要求1所述的多部件式建筑构件，其特征在于，使用绳式钢筋束作为预张紧钢筋束。

5.根据权利要求4所述的多部件式建筑构件，其特征在于，所述多部件式建筑构件另外设有用于制造绳式钢筋束的管状通道形成装置。

6.根据权利要求1所述的多部件式建筑构件，其特征在于，所述钢筋笼架的元件中的至少一个被制成整体式的。

7.根据权利要求1所述的多部件式建筑构件，其特征在于，所述上部元件和/或下部元件和/或中间元件的增强杆由金属制成，或者由以玄武岩或碳、玻璃纤维、聚合物材料、或具有增强添加剂的聚合物材料为基础的复合材料制成。

8.根据权利要求1所述的多部件式建筑构件，其特征在于，所述中间元件的增强杆之间的空间用填充物填充。

9.根据权利要求8所述的多部件式建筑构件，其特征在于，使用混凝土或聚合物材料、或者隔音材料、或者绝热材料作为填充物。

10.根据权利要求1所述的多部件式建筑构件，其特征在于，所述上部元件和/或下部元件被制造成能附接面板。

11.根据权利要求1所述的多部件式建筑构件，其特征在于，在所述中间元件的增强杆之间的空间中，放置用于供给线的管道，其至少一部分被制造成具有检视孔，以便能够用于安装操作或者诊断所述供给线的状况。

12.根据权利要求1所述的多部件式建筑构件，其特征在于，设有非接触式的电磁电源的器件，用于为在路基面上移动的电动汽车供电。

13.根据权利要求1所述的多部件式建筑构件，其特征在于，所述多部件式建筑构件设有用于加热钢筋束的装置，所述用于加热钢筋束的装置位于所述中间元件的钢筋束之间。

14.根据权利要求1所述的多部件式建筑构件，其特征在于，所述中间元件的增强杆的至少一部分设有自由长度部分，以确保与现场铸件或者下层接触。

15.一种用于组装根据权利要求1所述的多部件式建筑构件的工艺，其特征在于，预组装钢筋束模块的中间元件、上部元件和下部元件，将所述中间元件、上部元件和下部元件附接在初始支撑元件和末端支撑元件之间，将所述钢筋束插入然后预张紧，其中，从第二个钢筋束模块开始，将预张紧的所述钢筋束的锚固件安装在前一个钢筋束模块的末端支撑元件上，并且将张紧装置安装在所述预张紧钢筋束模块的所述末端支撑元件上。

16.根据权利要求15所述的用于组装多部件式建筑构件的工艺，其特征在于，沿与所述建筑构件的纵向轴线成0°<α<180°角度的方向另外地执行预张紧，将所述预张紧的钢筋束放入所述钢筋束模块的额外的侧向支撑元件中，所述侧向支撑元件位于与所述建筑构件的纵向轴线成0°<α<180°角度处。

17.根据权利要求15所述的用于组装多部件式建筑构件的工艺，其特征在于，至少在垂直于纵向张紧的平面的一平面中另外地执行预张紧。

18.根据权利要求9所述的多部件式建筑构件，其特征在于，使用具有增强添加剂的聚合物材料作为填充物。