CN1085765C - 一种建筑系统 - Google Patents

Abstract

一种建筑系统，其包括互相联锁的框架元件，框架元件相互啮合形成直线形式的框架。为了防止相互啮合的框架元件脱离啮合，用一个锁定元件连接框架元件之间的连接部位。该锁定元件是一个带有一凸三角形锁定面的可转动锁定组合元件。通过一个环绕两个框架元件之间连接部位的锁定环或圈可以提供附加的锁定能力，防止意外的脱离啮合。

Description

一种建筑系统

本发明涉及一种建筑系统，特别是一套或一组可以按各种方式排列的、以形成各种形式的结构或构形的组合元件。

需特别强调的是，本发明与在诸如专利说明书WO90/04,688中所介绍的锁定组合元件有关，通过引用，本文结合了其中的有关内容。在WO90/04,688中所叙述的建筑系统包括有锁定组合元件，这些锁定组合元件的形状被做成使得它们在现场不需使用砂浆或诸如螺栓之类的固定元件就能将它们装配并锁定在一起。

此类系统有一个特征，那就是它们利用一种键销元件，该元件可在施工期间于现场锁定，并把组合元件固定在一起。

WO90/04,688中所叙述的建筑元件的锁定元件所采用轴颈的横截面在几何形状上与其端部的形状一样，虽然，可以将该锁定元件转动以锁定竖直和水平框架部件，但由于轴颈的转动中心到该锁定元件的一个角不的距离较该转动中心的距离为大，因此，转动锁定元件以锁定建筑系统便产生困难。

因此，为克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种建筑元件，该建筑元件的轴颈具有凸边三角形的横截面。

本发明的另一个目的是提供由本发明的建筑元件构成的建筑系统。

本发明的再另一个目的是提供用于装配建筑墙体结构的一套组合元件。

根据本发明，所提供组合元件具有用一个轴颈连接的两个相对的端部，其中该轴颈有一凸边三角形的横截面。

凸边三角形横截面最好是一个带凸边的正三角形。该轴颈凸边向上的弯曲度最好是这样，如果将该轴颈的一个角放在一个假想直角的顶点上，那么由该凸三角形的相邻两边所引出的切线刚好就是确定那个直角的两条线。

在轴颈的每一端，两个相对的端部都配有突肩，它们可以是直线形的。但是，并不限定它们必须是这种形式的。

该建筑系统也可以包括一个用来锁定该系统的键销元件，该元件包括一个环绕一个开口的壁，该壁包括一对在开口的相对的两侧向伸展的悬突肩，悬突肩之间的距离大于该壁段在两个突肩之间向下伸展的距离。

键销元件最好是带有矩形开口的直线形式。突肩沿开口的相对两侧向外伸展，并且两个突肩之间的壁段沿开口的另外两侧伸展。

通过将键销元件从一个竖直元件的上方向下放，一直将其放置到再往下放就会受到与该竖直元件联锁的一个横向元件阻止的位置，键销元件就能将两个或更多的锁定组合元件锁定在一起。在这个位置上，突肩从横向元件的顶面向下伸出，并用于防止元件之间的锁定脱离啮合，除非抬起该元件。

键销元件可以是制成两块的，因此它可以从竖直元件的两侧安装就位。突肩可以沿它们的长度方向切断，以便让横向元件从竖直元件上沿垂直轴线伸出。

这里所说的“竖直”和“水平”是指在应用时该建筑系统的元件预期设定的方位。然而，锁定元件也有可能是放在一个既不真正垂直或甚至也不水平的细长元件的顶上的，但本发明的主要元件仍然是存在的。

根据本发明的第二个方面，本发明提供一套用于组装一个建筑墙体结构的组合元件，这套组合元件包括有许多水平的细长框架元件，许多垂直的细长框架元件，这些元件可以彼此相互交叉地锁定起来，以形成一个直线形式的框架，许多锁定元件中的每一个锁定元件都有用一凸边三角形横截面轴颈连接的两个相对的端部，这些锁定元件可以在一个竖直元件与一个水平元件相交的地方将这些元件锁定在一起，以及许多与其中一个位于直线形式的框架内的水平元件或竖直元件啮合的加固元件，以填充框架内的空间，就可以形成一个连续的墙壁结构。

通过用一个有一凸边三角形横截面的锁定元件，其优点是：通过锁定元件的突肩紧靠着邻接面转动，不需干扰邻接面就可以转动锁定元件。如果该凸三角形横截面是一个带凸边的正三角形，则当该横截面的一个顶点位于两个相邻组合块体之间形成的一个直角处时，通过想像就能清楚地识别转动之后锁定元件的端部位置。在锁定元件完成其锁定运动后，这个“位置”也可以防止组合元件发生意外的运动。

现在通过具体实施例并参照附图对本发明做进一步的详细描述，其中：

图1～5表示根据本发明在组合一个三块体结构的过程中的连续步骤；

图6是一放大比例的本发明的一个锁定元件的横截面图；

图7表示了锁定元件所需的运动形式；

图8～19是根据本发明使用在一结构中的各种不同的组合块体的透视图；和

图20～24是根据本发明而组合的各种结构的实施例。

图1～5表示有三个组合块体10、12和14。三个组合块体都具有由一个轴颈连接的立方体的端部16。组合块体10和14的轴颈形状是相同的，而作为一锁定段的组合块体12上的轴颈形状是不同的。

如图1～5所示，将各组合块体组装起来。首先，将组合块体12的轴颈20装配到组合块体10的轴颈18的上半部。接着，将组合块体14从侧面插入，使该组合块体的轴颈18也装配到组合块体10的轴颈18上。此时组装件如图3所示。为了锁定这个组装件，按箭头22所指的方向转动组合块体12，就会获得和锁定一个如图5所示的十字形组合块体的组装件。

在图6中按放大比例示出了锁定组合块体12的横截面，可以看到，轴颈20为通常的凸边三角形，该凸边三角形的一个顶点与立方体16的一个角重合。如将该立方体的端部16的可见面分为四个相等的正方形，则其他顶点26、28将落在确定这四个相等正方形区域的线上。与顶点连接的各边侧如30的轮廓线不是很严格的，但是，如果边侧如衅所示是凸起的并且边侧30、32在角40处形成与面36、38相切的重合的话，则在锁定组合块体12按箭头22所示的方向转动时，就会获得一个特别平滑的作用。

使用一个三角形的轴颈意味着锁定组合块体12的转动中心相对于相邻组合块体随着转动而改变位置。当一个锁定组合块体12用于一个大型组装件9例如，在说明书WO/04,688中所示的一个组装件)时，就特别有利。

在图7中示出了一个锁定组合块体12，其轴颈被容纳在一个凹座里，三个侧面受到一个组合块体40的壁的约束，并且第四个侧面受到一个组合块体42的一个表面的约束。一个点44表示接纳该轴颈的空间中心。对于锁定组合块体12来说，若要按箭头22所指的方向完成90°的转动，该组合块体的角46就必然从表面48上经过。这只有当距离“b”等于或小于距离“a”时才能实现。就组合块体的几何研究表明，情况并不是这样。当转动中心44处在由组合块体40和42所界定的空间中心上时，那么距离“b”大于距离“a”，因此锁定组合块体12不能转到所需的位置上。

然而，使用一个三角形的轴颈20时，随着转动的进行，转动中心44并不停留在一个位置。转动中心的轨迹实际上将是沿着一条环绕着点44的复杂路径。这条路径距表面48的距离将大于距离“b”。然而，同时，轴颈20的三个顶点都将始终与凹座的各壁相接触，以便锁定组合块体12将确实地置放到凹座内。

在最小的结构中，锁定组合块体12的转动可以通过手动来完成，而在较大的结构中可以用机械来完成。此外，在必要的情况下，例如在海底结构中，该转动能够通过遥控启动完成。

根据本发明，各种结构均能够用各种形状的组合块体来建造。一些能够实现的不同结构将参照图8～24予以描述。

图8和图9表示了一个带有水平突肩52的短的竖直支撑件50。突肩52能够取许多不同的形式。在图8和图9中，突肩52a仅从通常为矩形支撑件50的一面向外伸展；突肩52b从该支撑件的三面向外伸展；突肩52c从该支撑件的两面向外伸展；突肩52d从该支撑件的四面向外伸展。竖直支撑件50可以取任意长度，并且在其长度方向上可以安装有任意数目和任意组合的突肩52。各突肩之间的间距通常等于或数倍于各突肩52的竖向尺寸。

图10示出了一个带有两突肩52b的组合块体。该组合块体具有平齐的端部。

正如在图8、9和10中示出的这种类型的组合块体(以及类似的竖直伸展的组合块体)形成了一结构的竖直骨架。在图17中示出了一个带有突肩152a的在垂直方向上伸展的组合块体的实施例。

竖直组合块体与水平框架互相连接，图16所示的54就是一个水平框架。然而，在图17中以垂直方向示出的竖直组合块体150也能使用在水平方向上，以使其与其他竖直组合块体互相连接。显而易见，凹座56、156将以一种从图20～24的安装图中看得更清楚方式与竖直支撑件50相啮合。

为了封合由竖直组合块体和水平组合块体所构成的骨架中出现的缝隙，使用墙壁组合块体，在图11和12中示出了两种不同的墙壁组合块体。图11中的墙壁组合块体58被设计成用来放在并支撑在诸如水平组合块体54之类的水平组合块体上。这些墙壁组合块体有一个用60表示的用于安装在水平组合块体上的钩形边缘。

在图12中用62表示的是另一种墙壁组合块体。这种墙壁组合块体是一个舌块和凹槽类型的组合块体，该组合块体在水平组合块体的上方或周围与之啮合，以将水平组合块体和竖直组合块体之间的缝隙闭合。

如图13、14和15所示的环锁式组合块体可以用于将组合元件固定在一起。图13所示的基本环锁式组合块体有一个中心开口66，中心开口的尺寸略大于突肩52b的尺寸。因此，环锁式组合块体64可以从一个带有突肩52b的竖直组合块体上方向下放，直春其支撑面68靠在一个水平组合块体上为止。这种组合块体的结构设置在图23和24中可以看得更详尽，并且将在后面进行描述。因此，环锁式组合块体的侧翼缘70可以防止水平组合块体和竖直组合块体之间侧向的运动。

图14所示的环锁式组合块体164与环锁式组合块体64相类似，但是其带有用172所示的用来锁定在横梁上的附加切口。

图15所示的环锁式组合块体与图13所示的环锁式组合块体64的外形相同，但是其被分成两块，因此它可以从一竖直组合块体的两侧安装，而不是从竖直组合块体的顶部下降。

图18示出了一种将一个环锁式组合块体部分364永久性地连接到一个水平组合块体154上的结合式组合块体。环锁式组合块体具有一侧面(图中向外的一侧)，该侧面带有一个与图14中的凹座172相对应的凹座372。水平组合块体的端部永久性地安装在这个凹座里。在另一侧面，环锁式组合块体364具有一个平的突肩370。水平组合块体部分154有一端凹座156，其与图16中所示组合块体的凹座56相对应。

图19示出了图18中所示的结合式组合块体的演变形式，现在环锁式组合块体464具有从两侧伸展的水平组合块体部分154。

在使用中，如图20所示，一系列的竖直组合块体550是设置成并排地排列。这些竖直组合块体中的每一个可以分别是如用550a和550b所示的全高度的组装件，或者如支撑柱550c、550d、550e、550f和550g所示，它们可以是由两个或更多的较低高度的竖直组合块体组成。在这个实施例中，竖直组合块体都有八个如图8中52b所示类型的突肩。

竖直组合块体550以至所有构成本发明的建簧系统的组合元件都可以制成实心形式的或制成空心形成的。各空心组合块体可以拆开叠置成水平状态来运输和贮存，但在使用时可以将它们打开并装配成它们使用的三维状态。当其组装成一个建筑结构时，周围的组合块体将使这些打开的组合块体保持在其装配的位置。

用水平组合块体554将这些竖直组合块体互相连接起来。可以看出，顶部的水平组合块体554a在这列的整个宽度范围内是连续的，而下部水平组合块体包括有两部段554b和554c。事实是下部的水平梁间断没有关系，只要间断点被其它一个或几个水平组合块体或其他块体的一个连续部分桥接起来就可以。

图21表示了水平元件和竖直元件是如何相互啮合的。

当各元件以这种方式相互啮合时，它们就被联锁起来了，然而，它们仍然会由于一个水平组合块体或者竖直组合块体的横向运动而脱离啮合。为了防止这种情况的发生，可以用一个图22所示的环锁式组合块体将各相应组合块体锁定。水平组合块体654从侧向安装到竖直组合块体650上，因此相互啮合如图20和21所示的方式形成。为了保持啮合，环锁式组合块件从竖直组合块体650的顶部下降。并且一直降到环锁式组合块体的支撑面落到水平组合块体654的顶部表面上。在此处，环锁式组合块体的侧突肩70可防止竖直组合块体脱离啮合，并且只有当环锁式组合块体64再次上升后，脱离啮合才会发生。

图23和图24表示了如图18和图19所示的环锁式组合块体结构的用途。图中所用的参照数字与前面附图中所用的参照数字是相对应的，据此就可弄清楚这些结构的装配方式。

尽管在竖直组合块体上的突肩52和在水平组合块体中的凹座的边都是以直线形式并且与相应的组合块体的轴线成直角示出的，但这并不是本质的特征，且各个组合块体的边缘可以是倒圆角的或倒斜角的。突肩和/或凹座的相对面可以是楔形的，以便促使连接的引入，同时使组合块体的制造变得更为方便。

因此，经使用三角形截面的轴颈，通过可转动的锁定组合块体的转动作用，就能在现场将各种不同形式的建筑组合块体锁定起来。

Claims (14)

1.一种具有由一个轴颈连接的两个相对端部的建筑元件，其特征在于：所述轴颈有一凸边三角形横截面。

2.如权利要求1所述的一种建筑元件，其特征在于：所述凸边三角形横截面是一个带凸边的正三角形。

3.如权利要求2所述的一种建筑元件，其特征在于：当将所述轴颈的一个角放在一个假想的直角的顶点上时，则所述凸边三角形的相邻两边所引出的切线便刚好确定那个直角的两条线。

4.如上述任何一个权利要求所述的一种建筑元件，其特征在于：两个相对的端部在轴颈的一端都有突肩，并且是直线形的。

5.一种包括多个建筑块体和多个如上述任何一个权利要求所述建筑元件的建筑系统，其特征在于：所述建筑块体适宜于用所述建筑元件锁定在一起。

6.如权利要求5所述的建筑系统，其特征在于：其还包括许多键销元件，每个所述键销元件包括一个环绕一个开口的壁，所述壁包括一对悬突肩，所述悬突肩在所述开口相对的两侧边向下伸展，所述开口的相对侧边之间的距离大于所述壁段在突肩之间向下伸展的距离。

7.如权利要求6所述的建筑系统，其特征在于：所述键销元件的形状是直线形的，并带有矩形开口。

8.如权利要求6或7所述的建筑系统，其特征在于：所述突肩沿所述开口的相对的两侧边伸展，并且在所述突肩之间的所述壁段沿所述开口的另外两侧边伸展。

9.如权利要求6至7所述的建筑系统，其特征在于：所述键销构件是制成两块的构件。

10.如权利要求8所述的建筑系统，其特征在于：所述键销构件是制成两块的构件。

11.如权利要求6或7所述的建筑系统，其特征在于：所述键销元件的突肩沿其长度方向切断。

12.如权利要求8所述的建筑系统，其特征在于：所述键销元件的突肩沿其长度方向切断。

13.如权利要求9所述的建筑系统，其特征在于：所述键销元件的突肩沿其长度方向切断。

14.用于装配一个建筑墙体结构的一套组合元件，所述一套组合元件包括：许多水平的细长框架元件，许多垂直的细长框架元件，各所述框架元件可以互相交叉地联锁，以形成一直线形式的框架，许多锁定元件中的每一锁定元件有用一凸边三角形横截面的轴颈连接的两个相对端部，各所述锁定元件可以在一竖直元件与一水平元件相交点将所述元件锁定在一起，以及许多与其中一个或多个水平元件或竖直元件啮合以便定位于所述直线形式的框架内的加固元件，并填充所述框架内的空间而形成一个连续的墙壁结构。

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