CN107143186A - 用预制构件快速拼装柔性刚性铰接可选能隔震的中式民居 - Google Patents

Abstract

本发明提供全套中式民居现代实施方案，传承榫卯结构抗震性能，构建中式柔性建筑体系。该方案能实现建筑构件产品的标准化批量生产，制造出价格低、品质高的建筑构件；能逐一对构件质量进行检测，保证符合建筑质量标准，满足建筑构件所需强度、刚度、稳定性；有效利用荒山坡地资源；利用复合材料减少建筑物体积和重量；方便建筑构件产品套装的市场化销售；方便客户在现场一次性拼装作业快速成型。实现日常维修、构件更换和转移拆卸的便利化；解除房屋所有权对土地使用权的绝对依存，变不动产为动产；延长中式民居全生命周期，实现长期安全、有效的建筑设计目标。提供一种简单、实用且便宜的隔震方案，适用任何建筑物和构筑物。

Description

用预制构件快速拼装柔性刚性铰接可选能隔震的中式民居

技术领域

本发明属于建筑领域的规划、设计、建造、拆除，尤其涉及一种采用预制构件快速拼装柔性刚性铰接可选能隔震的中式民居建筑。

背景技术

我国至民国以来的现代建筑绝大部分采用西方建筑的刚性设计，存在建筑物各构件单体与整体的体积和重量过大，防震困难，无法实现建筑构件的标准化、专业化批量生产的缺陷；刚性结构建筑的建造活动只能局限在工程建造现场空间开放条件下生产高品质建筑装饰构件，其全过程容易受自然界风、光、雨、雪、温度、湿度变化的影响，难以保证建筑产品质量，存在一定程度的安全隐患；刚性结构建筑的完工产品因构件相互连体和体积与重量巨大，工程完工后对建筑装饰构件的内在质量在现场测量和检验十分困难，存在产品质量不能精确定性的缺陷；刚性结构建筑的工程施工顺序只能按照由低层向高层，从地基开始一层层向上逐步展开建造活动直至设计标高，存在建设工期过长和投资资金成本过高的缺陷；刚性结构的住宅建筑因主体建筑结构所占用的建筑面积和空间较多，存在实际使用面积和空间相对减少，建筑物性价比过低的缺陷；刚性结构的建筑物只能在平整的地基上展开工程建造和使用活动，存在长期占用大量优质平整土地资源、处置地基工程费用过高的缺陷；刚性结构建筑不能象中式民居那样可以在房屋拆除后将全部构件迁移到异地重新拼装使用，存在房屋所有权必须依附于土地使用权，在其物理空间和实际使用时不能分离的缺陷；刚性结构建筑普遍使用的橡胶隔震支座因需悬空置放使用，在地震波使建筑物发生水平位移时受竖向压应力变形后其受荷载面积减少或容易损毁，继而采用钢板夹层处理后，仍存有滞回环很窄、消耗能量较小、等效阻尼比太小、安装条件和使用环境受限的缺陷。

中国专利CN205012458U提供了一种简易基础木结构民居，使用模块化生产，整体拼接，提高了安装效率，为木结构房屋的产业化发展提供了一种可能。但该方案仅是将传统民居的立柱、底梁、横梁和檩条这四件木质构件按照已有的技术和状况进行简单局部改造后的拼接成型。未能解决民居木质构件的防火、防水、防湿、防腐、防虫，和除立柱、底梁、横梁和檩条外，其他所需构件都要涉及的建筑构件的强度、硬度、稳定性，及在项目前期规划、设计时需要解决建筑物整体构架长期荷载、抗震的安全性、有效性等问题。

发明内容

本发明的目的，为克服上述建筑工程技术的不足，提供一种采用预制构件快速拼装柔性刚性铰接可选能隔震的中式民居建筑（图1）的全套工程实施方案。运用建筑结构构件的实体三维设计，实现建筑模数集成全部构件标准图集，将中式民居的建筑设计提升为构件级别的3D实体设计，从而能更加有效地保证整个工程设计图纸的严谨、直观、易懂，便于一般投资人及用户理解；实现建筑装饰构件在标准室内工业厂房的专业化批量生产，使得每个完工的预制构件产品能够得到完全、充分、有效的室内检测，从而保证每个建筑构件的强度、刚度和稳定性，保证全部建筑构件产品符合现行建筑工程的质量标准，同时完成建筑构件的面层装饰；采用桩柱合一的立柱构件、枋梁合一的纵横构架、全部构架的节点全隔震、所有构件表面能防火、可快速拼装、拆卸和搬迁，建筑物整体结构可选择柔性构架或刚性构架或混合构架；能有效利用荒山坡地的土地资源，减少工程建造活动对土体或山体结构及地表植被的扰动，可在保护原始植被的同时，节省建筑物占用的宝贵平整土地，还可节省平整场地和建筑地基的工程成本；有效利用新型复合材料构件，大幅减少和降低建筑物的体积和重量，可实现建筑结构各种材质构件合理的混合使用和多次重复利用，减少日后建筑拆除的固体垃圾排放总量；实现中式民居建筑构件产业化成批生产和商业化成套销售及全球物流作业，实施快速便捷的拼装；提供在使用过程中的日常维修、除立柱外的一般构件更换和转移拆卸的便利化；从而使得房屋所有权能够从土地使用权的物理空间里分离出来；还能大幅缩短建设工期，节约项目投资的资金成本，降低项目全生命周期使用成本，用延长建筑物全生命周期来实现长期安全和有效的建筑设计目标；本方案还提供一种简单、实用且便宜的橡胶隔震技术可供用户选择使用，该技术可避免目前建筑行业普遍采用隔震橡胶支座的低下阻尼效用和复杂的使用环境，适用于任何建筑物和构筑物。能提升所有建筑物或构筑物的防震性能，减少或降低地震灾害对现代建筑物和构筑物的破坏；能完善和提高中式民居建筑的防火、防湿、防虫功能，减少各类灾害对居民身体及财产的实质影响。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案:

1.用预制构件快速拼装柔性刚性铰接可选能隔震的中式民居，其特征是，⑴、包括建筑构件产品标准图集、桶形基坑、橡胶隔震套件A/B、立柱、枋梁、榫卯结构柔性刚性铰接可选、肋筋屋面板（含天棚装饰面板、雨蓬，含脊、柁、檩桁、椽、瓦）、肋筋抗剪平板（含保温隔音的楼地板、墙隔板和带门框窗框墙板、隔断）和带靠椅的栏杆；⑵、所述中式民居建筑由客户使用全套预先完成工厂制造和面层装饰的标准建筑结构装饰构件，按照中式民居建筑构件标准图集，在其选定的平整的建筑地基或有坡度的原始地表上空的纵深、横阔及竖向所围空间范围内进行连接、铰接、拼接、放置、固定、密封作业而成的建筑物；⑶、适用于建造一般中式民居建筑，（图1）。

2.所述的建筑构件产品标准图集，其特征是，工程设计文件中全部建筑构件采用三维立体设计技术，设计机构 按照投资人或用户要求，提供符合并满足现行建筑和结构及构件行业规范的全套图纸和说明，包括建筑构件产品拼装的方法和实施步骤均集中在一个设计成果文件中（本案例中图纸全部采用CAD三维实体设计）；采用三维技术设计的实体构件及拼装图，可使工程图纸更加严谨、直观性增加，且数量减少；投资人或用户能更加简捷、直观、有针对性的理解设计意图及成果，方便投资决策，提高投资活动的效率，（图1、图2、图13）。

3.所述桶形基坑，其特征为，⑴、预制钢构混凝土构件，在构件顶上面的中心处有一个向下垂直轴线的桶形空腔（依据设计可深或浅，可有可无），用于放置橡胶隔震套件A和立柱，在空腔底部的一个侧面可设置用于维修或更换橡胶隔震的活动装置；⑵、桶形空腔作为固定和约束立柱的硬性结构体，在两者之间经过设计验算的合理间隙里，使用橡胶隔震套件A作为对这种硬性约束的隔离或缓冲，并利用橡胶隔震套件A的各个部件在这个有限间隙里的合理布置，能够巧妙的隔离纵横向震动波由地基向立柱的传递，（图3、图4）。

4.所述橡胶隔震套件A，其特征是，⑴、由鼓形中空橡胶隔震垫、插楔和固定附件组成，⑵、所述鼓形中空橡胶隔震垫的外形如同中国鼓，其鼓围和上下鼓面之间呈中空隔离状态，当上下鼓面受到来自立柱底面的垂直荷载时，可直接将垂直荷载传递到地基，橡胶成份的采用和封装应当依据建筑物的使用年限、环境和设计标准来进行合理配制，尽可能与建筑物的使用年限相同或预留维修活动开口；⑶、在受到由地基传递来纵横向震动波时，上下鼓面因鼓体中空腔里的空气或润滑油脂的隔离作用而发生相互位移现象，并在桶形基坑空腔与立柱的设计间隙范围内作不同程度且连续的柔动位移（即垂直和水平方向的不规则移动），这种柔动位移能够改变震动波的波长、频率和周期，配合鼓外形圆弧曲面因受立柱荷载的竖向压应力、水平应力及立柱不规则晃动的共同影响，橡胶隔震垫整体会在桶形基坑空腔内剩余的有限空隙范围里因发生柔动位移而变形产生阻尼作用，这种作用能有效隔离垂直或水平震动波对立柱的影响；⑷、同时，空腔内的有限设计空隙又限制了橡胶隔震垫的变形范围和程度，橡胶隔震垫的鼓形外圈曲面会在基坑空腔腔壁处受到基坑侧壁的有力支撑，使得其变形的综合应力不会超过橡胶垫体的屈服力，从而保证隔震橡胶垫不会发生破坏性的永久变形而失效；⑸、所述橡胶隔震插楔和固定附件，用于插入桶形基坑空腔中的立柱段与桶形空腔接触的四周间隙里，使之既能固定立柱保持垂直轴线的同时又能留下有限的变形活动间隙，在发生地震时可协助鼓形中空橡胶隔震垫共同抵抗和阻隔地震波对立柱的能量传递；⑹、在插楔形体的两个楔面上均匀的分布与插入方向垂直的齿条状断面的直形线条，全部线条与接触面产生摩擦力可以阻止插入楔体在立柱和基坑空腔间隙自由退出，与防水密封材料的共同使用可防止空气和水对隔震橡胶的氧化；⑺、固定附件是用于固定立柱与桶形基坑缝隙里的插楔，与缝隙表面形状相吻合的金属薄板成型件；（图3、图4、图9）这种简单、实用且便宜的橡胶隔震垫及套件，适用于任何建筑物和构筑物。

5.所述立柱，其特征是，⑴、包括桩、柱、小柱；立柱（中空或有增强抗剪或后张预应力钢构柱芯）和桶形基坑、橡胶隔震套件的配合可适用不同标高、不同承载力的地表或地基，采用桩柱合一、独立使用的设计，使得每根立柱在用作承载垂直荷载使用时不必考虑其他的影响；⑵、为方便构件的运输和拼装，使用时可将若干标准立柱构件段按同轴方向进行连接；⑶、为提高混凝土质量和减轻构件重量，立柱采用中空或薄腹结构，方便在中空部位安设抗剪或增强抗拉预应力钢绞线灌注砼或金属柱芯，提高立柱的承载、抗剪和抗拉能力；⑷、在立柱的上中段有按楼层标准高度分布有若干组卯眼位，每组卯眼位布置有同等高度或不同高度的，含有对开一字型双向或T型三向或十字交叉四向的卯眼，用于立柱与枋（梁）的榫卯铰接，并承载枋（梁）及其传递的水平构件上的荷载；⑸、在每个卯榫构件相互铰接的四个接触面，均有橡胶隔震套件B和金属固定套件、或环氧树脂粘贴填充剂将其固定之，用以形成柔性铰接或刚性铰接或混合铰接结构构架；⑹、在整个立柱的横截面内，除中空与卯眼空腔外的环形四角各设一个，共有四个垂直纵向钢构柱，按四角对称及平衡式布局，构成立柱中之柱，该柱能够有效增强立柱的抗剪抗扭能力，配合在立柱中空放置的全钢抗剪或增强抗拉预应力钢绞线灌注砼柱芯，形成一个完整且牢固的垂直超强荷载构件；⑺、立柱通过底部与橡胶隔震套件A及桶形基坑或直接与地基作垂直轴线连接，将其荷载传递到地基里；⑻、立柱顶部及中空部与肋筋屋面板（合并脊、柁、檩桁、椽、瓦构件）或构件柁、檩桁的底部及其小插柱分别连接和固定，用于承载屋盖部份的荷载及增强抗拔能力；⑼、所述立柱分设有全预应力钢构混凝土立柱、防火装饰面板或金属薄板包封木或竹质立柱、全金属材质立柱；⑽、构件在制作时面层已作装饰涂层、粘贴饰面或装饰面板或防火面板和装饰条纹及饰花，⑾、所述小柱是骑在立柱间的穿枋（梁）上，用作承载以上部分构件的垂直荷载使用,⑿所述增强抗剪柱芯，是与中空立柱配套使用，采用全金属或钢构混凝土或木竹混凝土制造的棒形预制构件，用于增强中空立柱抵抗外来水平剪力、扭力、荷载和内部应力导致立柱可能发生位移、折断、变形或扭曲的能力，（图5、图4、图3、图7、图14）。

6.所述枋梁，其特征是，⑴、包括纵向穿枋（梁）和横向斗枋（梁）、纤子（用于构架间连接或剪力支撑）、梁垫、抬梁、地梁，用于在中式民居建筑柱网的纵深和横阔方向上与立柱上卯眼处的榫卯铰接，承载纵深和横阔立柱间的围护墙板、楼（地）板、楼梯、门窗、阳台栏杆等全部静荷载、活动荷载和水平拉应力；⑵、枋梁与抬梁和梁垫的不同组合可以成倍的增加其荷载、跨度、刚度，实现大面积、超净高无障碍的独立空间；⑶、为方便运输和拼装，使用时可分若干构件段按同轴方向进行各种连接；⑷、所述梁垫，可设在立柱卯眼的底部及柱两边、斗枋(梁)的下方，与立柱组合用于承载斗枋(梁)传递的水平荷载，增强立柱与穿枋或斗枋在卯眼铰接处的承载力和刚度；⑸、所述抬梁，设在枋梁上的槽形断面的条形横梁，与枋梁叠加组合用于增强横向水平上的承载力和刚度；⑹、所述枋梁分设有预应力钢构混凝土材质、防火装饰面板或金属薄板包封木或竹质材质、金属材质制作而成；⑺、所述枋梁在与立柱在每个榫卯眼里四个接触面的铰接间隙里，均有橡胶隔震套件B将其固定之，形成柔性铰接结构；⑻、构件在制作时面层已作装饰涂层、粘贴饰面或装饰面板或防火面板和装饰条纹及饰花；⑼、所述橡胶隔震套件B，设有橡胶微型面板和橡胶插楔及固定用套圈；⑽、所述橡胶微型面板的双面有微小的鼓形面，用以消除垂直荷载传递过程中的震动波；⑾、所述橡胶插楔用于将构件固定在榫卯铰接后相应的位置，在插楔的两个楔面上均匀的分布与插入方向垂直的齿条状断面的直形线条，全部线条与接触面产生摩擦力可以阻止插入楔体在榫卯铰接的空腔间隙自由退出；⑿、所述构件固定用套圈是用于固定橡胶微型曲面板及楔形板及缝隙的，与缝隙表面相同形状的金属成型件，（图6、图14、图15）。

7.所述榫卯结构柔性刚性铰接可选，其特征是，⑴、中式民居建筑的榫卯结构设计有柔性铰接或刚性铰接或混合铰接的建筑构架类型，用户可自由选择；⑵、所述柔性铰接，指纵向穿枋或横向斗枋在对应立柱的卯眼里贯穿过后，用橡胶隔震套件B放置在其四个铰接接触面，用固定金属暗销固定后所形成的柔性结构构架；其卯眼的大小间隙需要依据建筑物的荷载、长宽尺寸、柔性隔震指标的需求来确定；⑶、所述刚性铰接，指纵向穿枋或横向斗枋在对应立柱的卯眼里贯穿过后，经环氧树脂类或水泥类等混合填充物在榫卯铰接处的四个铰接接触面及间隙进行粘贴填充固定后，形成刚性结构构架；其卯眼的大小间隙需要依据建筑物的荷载、长宽尺寸、刚性抗震指标的需求来确定；⑷混合型为依据用户要求或设计指标在建筑物的不同铰接节点采用两种不同的铰接固定方式，也可与筒形结构构件混合使用，（图6、图10、图14、图15）。

8.所述肋筋屋面板（含天棚装饰面板、或雨蓬），其特征是，⑴、将脊、柁、檩桁、椽和屋面用合并形式表现，设有带瓦屋面板、无瓦屋面板、雨篷面板；⑵、肋筋屋面板分有预应力钢构混凝土材质、彩钢泡沫隔温板、防火装饰面板或金属薄板包封木或竹材质、金属材质制作而成，⑶、所述肋筋屋面板含有脊、柁、檩桁、椽、博风板，并将之合并为一个整体板块构件，整个屋盖需要依设计划分为若干板块，每个板块在其柁或檩桁与立柱连接的各端底面部下各有一倒插柱，在与立柱顶端连接时，倒插入立柱顶端的中空里，并用金属暗销或环氧树脂粘贴并填充固定，在板块与板块之间需用若干金属暗销进行连接和固定；⑷、各檩桁下可安装天棚装饰面板或吊顶面板；构件制作时面层已作装饰涂层、粘贴饰面或装饰面板或防火面板和装饰条纹及饰花；⑸、为方便运输和拼装，使用时可分若干构件段按同轴或其他方向进行连接；板块拼装结束后需要用防水结构的填充材料封闭其间隙，（图7）。

9.所述肋筋抗剪平板，包括楼（地）板、墙（隔）板和带门框窗框墙（隔）板、隔断；其特征是，⑴、将楼板梁或柱、主龙骨、次龙骨、剪力支撑和墙体或楼板用肋筋平板的合并形式表现，包括肋筋楼地板和肋筋墙板（含装饰面板）、肋筋隔断，分别有预应力钢构混凝土材质、防火装饰面板或金属薄板包封木或竹材质、金属材质制作而成；⑵、肋筋在平板的单面或双面上以纵横方向的相互垂直或45度角方向连续分布组合构成肋筋围护墙板或楼地板，用以增强建筑整体的抗剪能力和满足建筑内外围护结构和楼层结构的功能需求，双面肋筋为加厚增强型；⑶、肋筋墙板上可带有预制门洞口或预制窗洞口，洞口的精准尺寸边框可以直接替代门框或窗框；⑷、在每块肋筋墙板或楼地板的四边肋筋侧面，设有用于板与板之间、板与立柱或枋梁之间连接和固定的暗销若干，暗销为金属材料制作；⑸、用于柔性构架时板与板之间和与立柱、枋（梁）之间的缝隙，采用防水结构的填充材料进行填充修饰；⑹、而在用于刚性构架时，则需要用环氧树脂类粘贴剂或水泥类粘贴剂对间隙进行粘贴固定及填充；⑺、构件制作时平板面层已作装饰涂层、粘贴饰面或装饰面板或防火面板和装饰条纹及饰花；⑻、肋筋平板的一面或两面可直接填充保温材料、安装装饰面板、软包等装饰构件形成隔音及保温层，（图8）。

10.所述带靠椅的栏杆，其特征是，所述带靠椅的栏杆，设有预应力钢构混凝土材质、防火装饰面板或金属薄板包封木或竹材质、金属材质制作而成；构件制作时面层已作装饰涂层、粘贴饰面或装饰面板或防火面板和装饰线条，扶手的两端和靠椅脚下有固定用的金属插销，（图13）。

本发明的有益效果为：

1.提供整套中式民居的建筑设计、结构设计和工程实施方案。传承中式传统民居建筑，提高中式民居的享用舒适度和抗震安全性。发扬中式传统民居建筑柔性结构抗震、空间布局随意、庭院环境优美、构件专业预制、现场快速拼装、改换维修方便、拆卸迁移容易、使用时间长久的特点。

2.推进构建中式柔性抗震建筑体系。采用现代工程技术延续中国传统建筑在自河姆渡时期使用榫卯结构科学抗震至少七千年历史的技术特征。中国仍在使用榫卯结构的建筑超过一百年的古建筑比比皆是，超过五百年的也不在少数，甚有超过千年的。该方案的完整性为延续中国传统建筑榫卯结构抗震的优异性能提供了一种不错的尝试，为中式柔性建筑科学的发展抛出了一块砖。

3.推广中式民居建筑3D实体设计标准图集。中式民居建筑的实体构件采用三维设计，增加设计建筑及构件图纸的可观性，可减少工程施工图数量；投资或用户会更加简捷、直观的理解设计意图及成果，方便进行投资决策，提高投资活动的效率。

4.建筑构件产品的工业化生产可保证构件的产品质量。实现建筑装饰构件在标准工业厂房的专业化批量生产，使得每个完工的预制构件产品能够得到完全、充分、有效的质量检测，保证每个建筑构件的强度、刚度和稳定性，从而保证全部建筑构件产品符合现行建筑工程的质量标准。

5.延长中式建筑的全生命周期及降低成本。实现中式民居建筑构件的成套成批生产，商业化销售，快速便捷的拼装；并提供在使用过程中的日常维修、构件更换和转移拆卸的便利化；从而大幅缩短建设工期，节约项目投资的资金成本，降低项目全生命周期使用成本；用延长建筑全生命周期来实现长期安全、有效的建筑设计目标。

6.有效解决中式建筑的防火缺陷。中式民居建筑的构件全部采用现代材料和工业化生产方式，提升中式民居建筑的防火功能，减少各类火灾对居住居民身体及财产的实质影响。

7.有效利用荒山荒坡来建造民居并减少成本。桩柱合一的一体化设计及预制建造方式，能有效利用荒山坡地的土地资源，建造活动对土体和山体的扰动少，保护建造地表的原始植被，减少民居建筑占用的宝贵平整土地，节省平整场地和建筑地基的工程成本。

8.分离房屋所有权与土地使用权。中式民居建筑因拼装、拆卸转移的便利，从而使得房屋所有权能够从土地使用权的空间里分离出来，改变不动产为流动财产，方便人们流动生活，为房屋的完整产权和土地的合理流转提供了另外一种可能。

9.节约资源保护环境。中式民居建筑的优质建筑构件能有效利用复合材料，按需使用各种材质的结构构件，可在提高房屋质量的同时大幅减少和降低建筑物的体积和重量，可实现建筑构件的多次重复利用，减少日后因建筑拆除的固体垃圾排放总量。

附图说明

图1、中式民居建筑的典型图例

图2、立柱断面标准图、斗枋抬梁三维立体图、牌坊成套构件产品拼装图

图3、桶形基坑、橡胶隔震套件A/B、立柱和加强柱说明图

图4、橡胶隔震垫及其套件A与桶形基坑和立柱底部的对应关系图

图5、方形或圆形立柱及其柱内小柱和钢构图，与枋梁、抬梁、梁垫的关联图

图6、立柱通过橡胶隔震套件A/B与桶形基坑的直接与枋梁的榫卯铰接图

图7肋筋屋面板或雨篷（含有脊、柁、檩桁、椽、博风板）

图8、肋筋抗剪平板（含有抗剪楼地板、抗剪墙板和带门窗框墙板、抗剪隔断）

图9 桶形基坑、橡胶隔震套件A、立柱组成隔震与目前隔震技术的比较图

本案建筑基础隔震技术的运用，是橡胶隔震套件A在桶形基础里与立柱的使用情况。与右边的其他隔震构件及使用情况的差别

其他隔震构件及现况，分别为橡胶隔震支座（上左），铅阻尼器（上右），滑动隔震支座（左中），刚性隔震（左下），采用隔震支座的现建筑（右下）

图10采用榫卯结构、橡胶隔震套件B柔性与现浇或的刚性铰接建筑对比图

本案在柔性铰接处详细的榫卯结构、隔震橡胶套件B和枋梁垫与固定暗销的应用，整体运用柔性铰接后的建筑物构架。

目前现浇建筑构架的刚性铰接（左上），刚性构架的民居建筑（右上），预制构件及拼装铰接结构（左下/中），损毁的刚性建筑

图11中式民居建筑构件拼装作业实施步骤图（一）

图12中式民居建筑构件拼装作业实施步骤图（二）

图13、带座椅的栏杆

图14、立柱、枋梁长形构件的同轴直接方式

图15、房间柔性榫卯铰接与电梯楼梯双筒型刚性混合架立体图。

具体实施方式

本技术具体实施案例假设：如图11、图12所示，用户选择了一栋二层楼二户的中式民居建筑，该建筑除需基础挖基坑土方和钢筋混凝土基础外，其余上部的建筑装饰构件全部采用预制制件现场拼装完成。

项目规划功能指标：设计按用户需求完成标准建筑装饰构件的选择并出具了工程设计文件；用户选址于一般土质平整地基上（图12），前期准备需要在拼装建造现场完成测量放线及基础基坑少量土坑开挖。建筑平面布置为纵向进深共七步共9米，阔开为四间共15米；建筑占地面积约135㎡，建筑面积为270㎡，建筑标高为7.5m，设计功能为每户客厅、卧室、卫生间、厨房、储藏间（图2）。

建造活动展开：建筑装饰构件的拼装顺序有多种，需要根据建筑的大小、高低、现场情况及作业能力进行工程施工组织计划安排；1-2层楼的中式民居建筑是中国民众最基本的住房，本例的拼装顺序同中式传统穿山式民居建筑二层七步三间完全一样，分为项目前期各项准备、建造现场主体构件拼装、室内装饰收尾三个阶段。

项目前期各项准备阶段：包括设计绘图、建筑装饰构件专业工厂预制作并运抵建造作业现场、按设计施工图作建造现场测量放线、挖基坑土方、做地基和基层作业（图11、图12）。

建造现场主体构件拼装阶段：包括放置构件桶形基坑（图12b）、在基坑底层放置构件橡胶隔震垫、在之上放置构件立柱（图12c）、初步测量立柱垂直轴线、用时用木质楔形件在立柱周边临时固定立柱于基坑里、放置完立柱形成柱网（图12c）（注：如果不需要隔震桶形基坑结构，这一步可以省略为：在地基上对照设计装配图的柱网位置，架设临时支架用以支撑立柱的临时直立）；架设临时支撑和装配用脚手架，对照设计装配图纸对柱网立柱间的垂直中心线和水平轴线节点起先初次校对后、逐一将一层及二层的穿枋从各（临时直立的立柱）纵轴和进深方向各层段的卯眼里贯穿而拼装成四榀构架（图12d）、并同时逐一进行纵向各轴线校对后、逐一将一层及二层的斗枋从四榀构架立柱的横向阔宽方向各层段的卯眼里贯穿而拼装成建筑物的整体网状构架（图12d）；最后对全部立柱及其榫卯铰接处逐一进行轴线及节点校对、并逐一用构件橡胶隔震楔形体（柔性固定）或环氧树脂填充物（刚性固定）固定所有榫卯铰接节点、最后用构件橡胶隔震楔形体替换原先临时固定的木楔，并用填充物封闭间隙以完全固定立柱和基坑后（图11d），将肋筋抗剪平板（含有抗剪楼地板、抗剪墙板和带门窗框墙板、抗剪隔断），或构件柁或檩桁或构件屋面板（含柁、檩桁、椽、瓦）由纵深立柱中间脊檩桁处向两边顺序放置（图12f），并同时用橡胶隔震垫和楔形体固定在立柱上，最后安装屋面板或瓦结束主体结构拼装作业（图11），最后拆除立柱的临时支撑构架和装配用脚手架。

Claims (10)

1.用预制构件快速拼装柔性刚性铰接可选能隔震的中式民居，其特征是，⑴、包括建筑构件产品标准图集、桶形基坑、橡胶隔震套件A/B、立柱、枋梁、榫卯结构柔性刚性铰接可选、肋筋屋面板（含天棚装饰面板、雨蓬，含脊、柁、檩桁、椽、瓦）、肋筋抗剪平板（含保温隔音的楼地板、墙隔板和带门框窗框墙板、隔断）和带靠椅的栏杆；⑵、所述中式民居建筑由客户使用全套预先完成工厂制造和面层装饰的标准建筑结构装饰构件，按照中式民居建筑构件标准图集，在其选定的平整的建筑地基或有坡度的原始地表上空的纵深、横阔及竖向所围空间范围内进行连接、铰接、拼接、放置、固定、密封作业而成的建筑物；⑶、适用于建造一般中式民居建筑，（图1）。

2.所述的建筑构件产品标准图集，其特征是，工程设计文件中全部建筑构件采用三维立体设计技术，设计机构 按照投资人或用户要求，提供符合并满足现行建筑和结构及构件行业规范的全套图纸和说明，包括建筑构件产品拼装的方法和实施步骤均集中在一个设计成果文件中（本案例中图纸全部采用CAD三维实体设计）；采用三维技术设计的实体构件及拼装图，可使工程图纸更加严谨、直观性增加，且数量减少；投资人或用户能更加简捷、直观、有针对性的理解设计意图及成果，方便投资决策，提高投资活动的效率，（图1、图2、图13）。

3.所述桶形基坑，其特征为，⑴、预制钢构混凝土构件，在构件顶上面的中心处有一个向下垂直轴线的桶形空腔（依据设计可深或浅，可有可无），用于放置橡胶隔震套件A和立柱，在空腔底部的一个侧面可设置用于维修或更换橡胶隔震的活动装置；⑵、桶形空腔作为固定和约束立柱的硬性结构体，在两者之间经过设计验算的合理间隙里，使用橡胶隔震套件A作为对这种硬性约束的隔离或缓冲，并利用橡胶隔震套件A的各个部件在这个有限间隙里的合理布置，能够巧妙的隔离纵横向震动波由地基向立柱的传递，（图3、图4）。

4.所述橡胶隔震套件A，其特征是，⑴、由鼓形中空橡胶隔震垫、插楔和固定附件组成，⑵、所述鼓形中空橡胶隔震垫的外形如同中国鼓，其鼓围和上下鼓面之间呈中空隔离状态，当上下鼓面受到来自立柱底面的垂直荷载时，可直接将垂直荷载传递到地基，橡胶成份的采用和封装应当依据建筑物的使用年限、环境和设计标准来进行合理配制，尽可能与建筑物的使用年限相同或预留维修活动开口；⑶、在受到由地基传递来纵横向震动波时，上下鼓面因鼓体中空腔里的空气或润滑油脂的隔离作用而发生相互位移现象，并在桶形基坑空腔与立柱的设计间隙范围内作不同程度且连续的柔动位移（即垂直和水平方向的不规则移动），这种柔动位移能够改变震动波的波长、频率和周期，配合鼓外形圆弧曲面因受立柱荷载的竖向压应力、水平应力及立柱不规则晃动的共同影响，橡胶隔震垫整体会在桶形基坑空腔内剩余的有限空隙范围里因发生柔动位移而变形产生阻尼作用，这种作用能有效隔离垂直或水平震动波对立柱的影响；⑷、同时，空腔内的有限设计空隙又限制了橡胶隔震垫的变形范围和程度，橡胶隔震垫的鼓形外圈曲面会在基坑空腔腔壁处受到基坑侧壁的有力支撑，使得其变形的综合应力不会超过橡胶垫体的屈服力，从而保证隔震橡胶垫不会发生破坏性的永久变形而失效；⑸、所述橡胶隔震插楔和固定附件，用于插入桶形基坑空腔中的立柱段与桶形空腔接触的四周间隙里，使之既能固定立柱保持垂直轴线的同时又能留下有限的变形活动间隙，在发生地震时可协助鼓形中空橡胶隔震垫共同抵抗和阻隔地震波对立柱的能量传递；⑹、在插楔形体的两个楔面上均匀的分布与插入方向垂直的齿条状断面的直形线条，全部线条与接触面产生摩擦力可以阻止插入楔体在立柱和基坑空腔间隙自由退出，与防水密封材料的共同使用可防止空气和水对隔震橡胶的氧化；⑺、固定附件是用于固定立柱与桶形基坑缝隙里的插楔，与缝隙表面形状相吻合的金属薄板成型件；（图3、图4、图9）。

5.所述立柱，其特征是，⑴、包括桩、柱、小柱；立柱（中空或有增强抗剪或后张预应力钢构柱芯）和桶形基坑、橡胶隔震套件的配合可适用不同标高、不同承载力的地表或地基，采用桩柱合一、独立使用的设计，使得每根立柱在用作承载垂直荷载使用时不必考虑其他的影响；⑵、为方便构件的运输和拼装，使用时可将若干标准立柱构件段按同轴方向进行连接；⑶、为提高混凝土质量和减轻构件重量，立柱采用中空或薄腹结构，方便在中空部位安设抗剪或增强抗拉预应力钢绞线灌注砼或金属柱芯，提高立柱的承载、抗剪和抗拉能力；⑷、在立柱的上中段有按楼层标准高度分布有若干组卯眼位，每组卯眼位布置有同等高度或不同高度的，含有对开一字型双向或T型三向或十字交叉四向的卯眼，用于立柱与枋（梁）的榫卯铰接，并承载枋（梁）及其传递的水平构件上的荷载；⑸、在每个卯榫构件相互铰接的四个接触面，均有橡胶隔震套件B和金属固定套件、或环氧树脂粘贴填充剂将其固定之，用以形成柔性铰接或刚性铰接或混合铰接结构构架；⑹、在整个立柱的横截面内，除中空与卯眼空腔外的环形四角各设一个，共有四个垂直纵向钢构柱，按四角对称及平衡式布局，构成立柱中之柱，该柱能够有效增强立柱的抗剪抗扭能力，配合在立柱中空放置的全钢抗剪或增强抗拉预应力钢绞线灌注砼柱芯，形成一个完整且牢固的垂直超强荷载构件；⑺、立柱通过底部与橡胶隔震套件A及桶形基坑或直接与地基作垂直轴线连接，将其荷载传递到地基里；⑻、立柱顶部及中空部与肋筋屋面板（合并脊、柁、檩桁、椽、瓦构件）或构件柁、檩桁的底部及其小插柱分别连接和固定，用于承载屋盖部份的荷载及增强抗拔能力；⑼、所述立柱分设有全预应力钢构混凝土立柱、防火装饰面板或金属薄板包封木或竹质立柱、全金属材质立柱；⑽、构件在制作时面层已作装饰涂层、粘贴饰面或装饰面板或防火面板和装饰条纹及饰花，⑾、所述小柱是骑在立柱间的穿枋（梁）上，用作承载以上部分构件的垂直荷载使用,⑿所述增强抗剪柱芯，是与中空立柱配套使用，采用全金属或钢构混凝土或木竹混凝土制造的棒形预制构件，用于增强中空立柱抵抗外来水平剪力、扭力、荷载和内部应力导致立柱可能发生位移、折断、变形或扭曲的能力，（图5、图4、图3、图7、图14）。

6.所述枋梁，其特征是，⑴、包括纵向穿枋（梁）和横向斗枋（梁）、纤子（用于构架间连接或剪力支撑）、梁垫、抬梁、地梁，用于在中式民居建筑柱网的纵深和横阔方向上与立柱上卯眼处的榫卯铰接，承载纵深和横阔立柱间的围护墙板、楼（地）板、楼梯、门窗、阳台栏杆等全部静荷载、活动荷载和水平拉应力；⑵、枋梁与抬梁和梁垫的不同组合可以成倍的增加其荷载、跨度、刚度，实现大面积、超净高无障碍的独立空间；⑶、为方便运输和拼装，使用时可分若干构件段按同轴方向进行各种连接；⑷、所述梁垫，可设在立柱卯眼的底部及柱两边、斗枋(梁)的下方，与立柱组合用于承载斗枋(梁)传递的水平荷载，增强立柱与穿枋或斗枋在卯眼铰接处的承载力和刚度；⑸、所述抬梁，设在枋梁上的槽形断面的条形横梁，与枋梁叠加组合用于增强横向水平上的承载力和刚度；⑹、所述枋梁分设有预应力钢构混凝土材质、防火装饰面板或金属薄板包封木或竹质材质、金属材质制作而成；⑺、所述枋梁在与立柱在每个榫卯眼里四个接触面的铰接间隙里，均有橡胶隔震套件B将其固定之，形成柔性铰接结构；⑻、构件在制作时面层已作装饰涂层、粘贴饰面或装饰面板或防火面板和装饰条纹及饰花；⑼、所述橡胶隔震套件B，设有橡胶微型面板和橡胶插楔及固定用套圈；⑽、所述橡胶微型面板的双面有微小的鼓形面，用以消除垂直荷载传递过程中的震动波；⑾、所述橡胶插楔用于将构件固定在榫卯铰接后相应的位置，在插楔的两个楔面上均匀的分布与插入方向垂直的齿条状断面的直形线条，全部线条与接触面产生摩擦力可以阻止插入楔体在榫卯铰接的空腔间隙自由退出；⑿、所述构件固定用套圈是用于固定橡胶微型曲面板及楔形板及缝隙的，与缝隙表面相同形状的金属成型件，（图6、图14、图15）。

7.所述榫卯结构柔性刚性铰接可选，其特征是，⑴、中式民居建筑的榫卯结构设计有柔性铰接或刚性铰接或混合铰接的建筑构架类型，用户可自由选择；⑵、所述柔性铰接，指纵向穿枋或横向斗枋在对应立柱的卯眼里贯穿过后，用橡胶隔震套件B放置在其四个铰接接触面，用固定金属暗销固定后所形成的柔性结构构架；其卯眼的大小间隙需要依据建筑物的荷载、长宽尺寸、柔性隔震指标的需求来确定；⑶、所述刚性铰接，指纵向穿枋或横向斗枋在对应立柱的卯眼里贯穿过后，经环氧树脂类或水泥类等混合填充物在榫卯铰接处的四个铰接接触面及间隙进行粘贴填充固定后，形成刚性结构构架；其卯眼的大小间隙需要依据建筑物的荷载、长宽尺寸、刚性抗震指标的需求来确定；⑷混合型为依据用户要求或设计指标在建筑物的不同铰接节点采用两种不同的铰接固定方式，也可与筒形结构构件混合使用，（图6、图10、图14、图15）。

8.所述肋筋屋面板（含天棚装饰面板、或雨蓬），其特征是，⑴、将脊、柁、檩桁、椽和屋面用合并形式表现，设有带瓦屋面板、无瓦屋面板、雨篷面板；⑵、肋筋屋面板分有预应力钢构混凝土材质、彩钢泡沫隔温板、防火装饰面板或金属薄板包封木或竹材质、金属材质制作而成，⑶、所述肋筋屋面板含有脊、柁、檩桁、椽、博风板，并将之合并为一个整体板块构件，整个屋盖需要依设计划分为若干板块，每个板块在其柁或檩桁与立柱连接的各端底面部下各有一倒插柱，在与立柱顶端连接时，倒插入立柱顶端的中空里，并用金属暗销或环氧树脂粘贴并填充固定，在板块与板块之间需用若干金属暗销进行连接和固定；⑷、各檩桁下可安装天棚装饰面板或吊顶面板；构件制作时面层已作装饰涂层、粘贴饰面或装饰面板或防火面板和装饰条纹及饰花；⑸、为方便运输和拼装，使用时可分若干构件段按同轴或其他方向进行连接；板块拼装结束后需要用防水结构的填充材料封闭其间隙，（图7）。

9.所述肋筋抗剪平板，包括楼（地）板、墙（隔）板和带门框窗框墙（隔）板、隔断；其特征是，⑴、将楼板梁或柱、主龙骨、次龙骨、剪力支撑和墙体或楼板用肋筋平板的合并形式表现，包括肋筋楼地板和肋筋墙板（含装饰面板）、肋筋隔断，分别有预应力钢构混凝土材质、防火装饰面板或金属薄板包封木或竹材质、金属材质制作而成；⑵、肋筋在平板的单面或双面上以纵横方向的相互垂直或45度角方向连续分布组合构成肋筋围护墙板或楼地板，用以增强建筑整体的抗剪能力和满足建筑内外围护结构和楼层结构的功能需求，双面肋筋为加厚增强型；⑶、肋筋墙板上可带有预制门洞口或预制窗洞口，洞口的精准尺寸边框可以直接替代门框或窗框；⑷、在每块肋筋墙板或楼地板的四边肋筋侧面，设有用于板与板之间、板与立柱或枋梁之间连接和固定的暗销若干，暗销为金属材料制作；⑸、用于柔性构架时板与板之间和与立柱、枋（梁）之间的缝隙，采用防水结构的填充材料进行填充修饰；⑹、而在用于刚性构架时，则需要用环氧树脂类粘贴剂或水泥类粘贴剂对间隙进行粘贴固定及填充；⑺、构件制作时平板面层已作装饰涂层、粘贴饰面或装饰面板或防火面板和装饰条纹及饰花；⑻、肋筋平板的一面或两面可直接填充保温材料、安装装饰面板、软包等装饰构件形成隔音及保温层，（图8）。

10.所述带靠椅的栏杆，其特征是，所述带靠椅的栏杆，设有预应力钢构混凝土材质、防火装饰面板或金属薄板包封木或竹材质、金属材质制作而成；构件制作时面层已作装饰涂层、粘贴饰面或装饰面板或防火面板和装饰线条，扶手的两端和靠椅脚下有固定用的金属插销，（图13）。