CN1102989C - 结构构件及连接该结构构件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种结构构件及其连接方法，它属于建筑用结构构件技术领域。本发明的目的是提供一种结构简单、使用方便的结构构件及其连接方法，该结构构件形成为由建筑材料制成的中空管，其中所述中空管在其中空部分的内表面上具有突出部分，在邻近的中空管相互对接并将一种正在凝固的填充物加入所述中空管的中空部分使其凝固时，所述突出部分用于连接中空管。本发明的结构构件可很方便地用于由混凝土等类似材料制成的建筑物的建造。

Description

结构构件及连接该结构构件的方法

技术领域

本发明涉及组成建筑物的结构构件及其连接方法。

背景技术

在土木工程和建筑物领域内的结构一般主要由木材、钢筋混凝土和钢架材料形成，但是它们没有采用在工地上进行人工工作。尤其是，横梁和横梁之间、横梁和支柱之间的连接部分的结构复杂，并且较大应力施加到这种连接部分上，如果要以足够好的质量来完成它们，这将导致频繁的人工操作。在它们之间，在结构构件在工地上用混凝土浇筑的情况下，建造连接部分时需要人工操作和技术工人。但是，已经发现由于劳动力缺乏、技术工人的年纪较高以及低费用意识使得许多建筑物被粗糙地建造。另一方面，如在Hanshin(Osaka，Kobe及周围地区)所报道的一样，在1995年1月所发生的大地震中，Kobe市的破坏以前所建的30％到40％的建筑物由于结构差错而倒塌，尽管这些建筑物是由技术工人建造的。同时，有证据表明，由于建造建筑物的技术工人的水平比破坏前的技术工人的水平低，因此最近所建起来的建筑物质量降低了。

除了质量降低之外，目前建筑物本身的设计已经简化。相应地，目前不能找到与中世纪欧洲建筑物一样的宏伟建筑物了，这使得城市空间暗淡。如果结构设计不好，人们既不能使松驰，也不能感到舒适，这降低了文化层次，其结果是对城市造成破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构构件，该结构构件使得即使是技术工人之外的普通工人也能很容易地连接横梁与横梁以及横梁与支柱，并能建造宏伟建筑物。本发明的另一个目的是提供一种连接这些结构构件的方法。

为了实现上述目的，本发明的结构构件可用于一个土木工程结构或一个建筑物结构的支柱或者横梁，并且形成为由建筑材料制成的中空管，其中，所述中空管在其中空部分的内表面上具有突出部分，所述突出部分在邻近的中空管相互对接并将正在凝固的填充物加入中空管的中空部分使其凝固时将中空管连接起来。

优选的是，内表面上的每个突出部分可以是螺旋形，或者一个内模板可以嵌入在内表面上。此外，中空管可以具有一个安装部分，一个附件固定到该安装部分上，或者中空管可以具有分别布置在它外侧上的美观突出部分。还有，该结构构件可以包括若干中空管，这些中空管相互形成整体，同时使它们成束，或者中空管可在它的一部分上或整个部分上开切口。一个加强板可安装到中空管的内表面上。此外，一个装饰件或者加强件可以安装到结构构件的一部分或整个表面上。此外，一个空气排出通道可以限定在中空管内表面上的突出部分中。

连接如上所述构成的本发明结构构件的方法的特征在于它包括：使两个或多个结构构件的端部对接，然后把填充物加入到结构构件中以使其凝固。

此外，优选的是，该方法还包括：安装罩部件以使其连接到邻近将被连接的结构构件的端部的部分上，使分别具有安装到其上的罩部件的两个或多个结构构件的端部相面对，然后把填充物加入由罩部件所分隔开的空间以使其凝固，因此，两个结构构件相互连接起来。在后面的方法中，最好使用在其周边上具有一个弹性体的罩部件。

优选的是，该方法还包括：在邻近将与另一个结构构件的端部连接的结构构件端部的一个部分上将袋体安装到一个结构构件上，使一个结构构件的端部与另一个结构构件的端部对接，然后把填充物加入到袋体内使其膨胀，从而使两个结构构件相互连接起来。优选地，在设置袋体时，该袋体固定到加强件的另一端上或者罩部件上，或者通过罩部件、加强件或一个限制件来抑制袋体延伸，从而使袋体的端部停止在给定位置上。此外，一个连接架可以设置在袋体的另一端上。还有，当连接件与结构构件连接时，结构构件与连接件对接，然后利用任何一种上述方法来填充填充物。空气排出通道和空气排出口最好分别限定在中空管的内表面上的突出部分中，其中，当填充物加入结构构件时，结构构件内的空气通过空气排出通道从空气排出口排出。

附图说明

图1是本发明第一实施例的结构构件的立体图。

图2是在制造图1的结构构件时所采用的内模板的一个示例的立体图。

图3是表示内模板的另一个示例的立体图。

图4是本发明第一实施例的第一变形的结构构件的横截面图。

图5是第一实施例的第二变形的结构构件的横截面图。

图6是第一实施例的第三变形的结构构件的横截面图。

图7是第一实施例的第四变形的结构构件的横截面图。

图8是表示本发明第二实施例的结构构件的一个示例的横截面图，一个内模板嵌入在该结构构件内。

图9是表示本发明第二实施例的结构构件的另一个示例的横截面立体图，一个内模板嵌入在该结构构件内。

图10是表示本发明第二实施例的结构构件的另一个示例的横截面图，一个内模板和一个表面部件嵌入在该结构构件内。

图11是本发明第三实施例的结构构件的横截面图。

图12是本发明第四实施例的结构构件的立体图，它表示结构构件具有安装到它的外侧上的安装件的示例。

图13是本发明第五实施例的结构构件的立体图，它表示具有若干成束的中空管的结构构件的示例。

图14是表示具有若干成束的中空管的结构构件的另一示例的横截面图。

图15是表示图14所示结构构件的变形的横截面图。

图16是表示图15所示结构构件的另一变形的横截面图。

图17A到图17C每个表示第六实施例的结构构件的横截面图。

图18是第七实施例的结构构件的横截面图。

图19是得到加强的第八实施例的结构构件的横截面图。

图20A和图20B是用于解释结构构件的连接方法的一个示例的横截面图。

图21A和图21B是用于解释结构构件的连接方法的另一个示例的横截面图。

图22A和图22B是用于解释结构构件的连接方法的另一个示例的横截面图。

图23A和图23B是用于解释结构构件的连接方法的又另一个示例的横截面图。

图24是用于解释在连接部分中的结构构件的连接方法的横截面图。

图25是表示罩部件的一个示例的横截面图。

图26是表示一个袋体连接到其上的边缘框架的一个示例的横截面图。

图27是表示分别连接到框架上的一个袋体和一个芯杆的立体图。

图28是表示一个袋体安装到其上的边缘框架的另一个示例的横截面图。

图29是袋体连接到其上的结构构件的横截面图。

图30是表示采用图29的结构构件的连接状态的横截面图。

图31是表示连接架的一个示例的立体图。

图32是表示连接到图31的连接架上的袋体的一部分的一个示例的横截面图。

图33是用于解释结构构件在连接部分上的连接方法的结构构件的局部剖开立体图。

图34是沿图33的线A-A截取的横截面图。

图35是图33的结构构件的横截面图，填充物被填充在该结构构件中。

图36是用在连接部分中的加强件的立体图。

图37A和图37B每个表示具有中空管的结构构件的立体图，中空管的一部分开有切口。

图38是连接部分中的加强件的立体图。

图39是表示在另一个连接部分中的加强件组件的立体图。

图40A和图40B每个表示连接件的立体图。

图41是图40B的连接件的垂直横截面图。

图42A和图42B表示连接件的另一个示例的立体图和垂直横截面图。

图43A和图43B分别表示连接件的另一个示例的垂直横截面图。

图44是用于解释在装配过程中的连接件的连接部分的立体图。

图45A是在图44装配之后的连接件的连接部分的立体图，图45B是沿图45A的线A-A所截取的横截面图。

图46A和图46B表示上侧翻转下来的顶部或者横梁的周边的立体图。

图47是用于解释另一个连接件的连接部分的立体图。

具体实施方式

图1是表示本发明结构构件的一个示例的立体图。如图1所示，结构构件1形成为由混凝土或者类似材料(陶瓷等)制成的中空管，并在它的内表面上具有若干突出部分2。在工厂中如下所述制造结构构件1。即，由可延伸的橡胶制成的内模板3布置在外模板的内部，内模板3具有气孔3a，通过该气孔3a加入空气使其处于膨胀状态，具有与结构构件1的表面形状相对应的表面形状的外模板以给定的间隔布置在内模板3的外部，然后把混凝土加入到内模板和外模板之间的空间，在混凝土凝固后连续地抽出空气，同时拆去外模板3。因此，有可能制造具有与内模板3的褶3b相对应的突出部分2的结构构件1。在浇筑混凝土时，最好加入钢筋、有色金属、有机纤维或无机纤维(例如，诸如尼龙、芳族聚酰胺(aramid)、玻璃、碳的纤维)以加强结构构件1。根据它的用途，最好在结构构件1的外部表面上形成美观的突出部分。

如果采用了图3所示的、由可延伸的橡胶形成的内模板4，可制造出在它的内表面上具有与内模板4的突出部分4b相对应的不连续的突出部分的结构构件1。图3中的4a所表示的是一个气孔，该气孔与图2中的气孔3a相同。

图4示出的结构构件5是具有螺旋形突出部分6的结构构件5的横截面图，该螺旋形突出部分形成在中空管的内表面。这种结构构件5在工厂中以下面的方法来制造。即，提供一个具有与结构构件5相对应的表面形状的外模板，螺旋管以给定的间隔设置在结构构件5的内侧，然后把混凝土加入到螺旋管和外模板之间的空间内，此后转动螺旋管并在混凝土凝固之前的合适时间将其抽出，从而制造出该结构构件。

采用具有合适形状的内模板，可以使布置在结构构件内表面上的突出部分具有任意形状。这种结构构件的改进如图5至图7所示。在图5所示的结构构件51中，突出部分61形成为连续不规则四边形的螺旋形的螺旋槽，同时在图6所示的结构构件52上，突出部分62形成为不连续的不规则四边形的槽。图7所示的结构构件53的突出部分63形成为半圆形槽和凸起的结合，这种半圆形槽和凸起的结合在横截面上与波纹管的外形相对应。

除了如上所述由橡胶制成的内模板外，可以采用以机械方式延伸并在它的外侧具有突出部分的内模板来制造本发明的结构构件。此外，可以通过采用能被燃烧或者腐蚀的内模板、并在混凝土凝固之后拆下内模板来制造结构构件，在需要的情况下，嵌入内模板并把它的内表面用作突出部分。

具有嵌入在其中的内模板的结构构件的一个示例表示在图8中。结构构件531具有内模板631，该内模板具有嵌入在中空管的内表面的不规则四边形的突出部分。内模板的形状不局限于图8所示的形状，它可以被作成如图4到图7所示突出部分一样的波纹状。根据结构构件的用途，内模板可以包括如图3所示的突出部分4b。在这种情况，有一种形成突出部分的方法是使布置在内模板外侧的不规则件制成波纹状；另一个形成突出部分的方法是挤压中空架从而使中空架成为波纹状。铁、有色金属、树脂、水泥、纤维素、陶瓷可以用作内模板或者不规则件，或者当它们形成盘状或者它们与水泥混合时也可以使用诸如碳、玻璃和尼龙的有机纤维或者无机纤维作为内模板或者不规则件。当诸如铁的高强度件用作内模板时，结构构件的强度得以提高。

在图9中图示了一个具有嵌入在其中的内模板的结构构件。图9是表示结构构件处于剖开状态下的横截面立体图，从该图中可以了解到嵌入的内模板的形状。这种结构构件532具有内模板632，该内模板632包括若干固定到它的内侧上的突出件632a，并且该内模板632嵌在中空管的内表面上。突出件632a可以是杆形并具有端部，而每个端部具有合适的形状。突出件632a的材料可以与内模板632的相同或不同。根据结构构件的用途，突出件可以直接地固定到中空管的内表面上，而不需要使用内模板。

图10表示的仍然是结构构件533的另一个示例，该结构构件533具有嵌入的内模板。嵌入在结构构件533中的内模板633通过在一个方形柱体内编织垂直杆和水平杆而形成，固定凹633a布置在合适的位置上从而把内模板633以极好的状态固定到中空管上。垂直杆和水平杆的形状是任意的，它们的材料与内模板的相同。作为结构构件的加强件的装饰件如瓦管或表面部件633b可固定到结构构件的前表面上。表面部件633b可用与内模板633相同的材料制成，并且它可以局部或全部地结合在内模板633的表面上，或者它可用作外模板或者嵌入在内模板633上。这种表面部件可用于图1到图19所示的结构构件。图9和图10所示的内模板可以是波纹状或者螺旋状。

结构构件的突出部分可形成在整个中空管上，或者如图11所示，突出部分64可以形成在邻近端部的部分上，该端部形成与结构构件54一样的一个连接部分。可使用具有布置在整个表面上的突出部分的结构构件，同时它可被切成合适的长度。本发明的结构构件可以形成具有诸如槽的安装部分，在工厂制造它们时，把附件如壁件、门、框安装到该安装部分上。例如，在图12所示的结构构件55上，在它的外表面上设置一个或者超过两个的燕尾槽作为安装部分，而镶板66配合在其中。凸起65a布置在燕尾槽65的相对一侧。如果需要，可以沿垂直或者横向方向(未示出)在结构构件的表面上设置合适的突出部分。此外，可使结构构件在结构构件的的外表面上具有各种外部形状，诸如与雕刻或花纹一样的宏伟形状。

与图13和14所示出的结构构件56，57一样，可使用若干成束的相互结合成整体的中空管。此外，结构构件可以具有如图15和16所示的横截面形状。图15所示的结构构件571具有在图14的结构构件57中拆去中间壁2a的形状。图16所示的结构构件572具有在图15的结构构件571中拆去中间壁2b的形状。在图13到图16所示的结构构件中，突出部分2不必设置在它的整个内表面上，但是根据它的用途可以设置没有突出部分的中空部分。此外，结构构件可以在中空部分的一部分具有实心结构，该部分在工厂被浇筑混凝土，以代替具有一个实际中空部分。

具有本发明中空管的结构构件不局限于除两端之外的部分上完全封闭的中空形状。如在图17A到图17C所示，结构构件58a、58b、58c每个具有一切开部分581，该切开部分581沿着一侧或多侧的部分或整个长度上的一个或多于两个的位置形成。合适的突出部分2布置在中空部分上。尽管切开部分581的宽度和内部中空宽度582的大小由结构构件的用途和突出部分2的形状来决定，但是，切开部分581的宽度最好小于中空宽度582的大小，从而确保邻接的结构构件之间的连接状态。

图18表示的是结构构件的又另一个实施例。结构构件59呈U形形状，并具有固定到其内表面上的相应的内模板69。在浇筑混凝土时，内模板69嵌入在结构构件59内。凸起部分69a通过冲压形成在内模板69上。如需要，通过对内模板进行冲孔而形成的孔69b可用合适的装置来封闭，因为混凝土根据孔69b的大小而流出来。通过冲压而形成凸起部分的内模板可用于图8到图10所示的结构构件。毫无疑问，图8、9和10所示的内模板631、632、633和图18所示的内模板69可用于图17A到图17C所示的结构构件。

尽管图示了各种结构构件，但是根据形状和用途，这些结构构件需要加固。带有加强件的结构构件的一个示例表示在图19中。在该结构构件中，在中空管内部的合适位置上设置了加强部分591a。加强部分591a在它的腹部上具有一个或若干开口591b。加强部分591a可以与中空管形成一体，或者它用与中空管相同或者不同的材料制成，其中加强部分591a与中空管接合。模板691嵌入在两个加强部分591a之间的空间内。另一方面，可以使用由可燃烧或可腐蚀的材料制成的内模板，内模板在凝固之后可以拆下来。还有另一种使用由可用空气膨胀的橡胶制成的内模板的方法，其中，在混凝土凝固之后，内模板可从开口591b中取出来。不用说，这种加强部分可以形成在任何种类的结构构件中。

在下文中所描述的是上面所提出的结构构件的连接方法。

在图20所示的方法示例中，两个结构构件11、12的端面相互对接，从填充口12a加入填充物A。在这种情况下，填充物A填充结构构件11、12的整个中空部分。如果需要，使用临时的固定件13来临时地固定结构构件11、12。混凝土、砂浆、树脂、陶瓷、橡胶等可用作填充物，也可使用熔化的有色金属如锌、铝和熔化的铁作填充物。此外，混合在结构构件1内作为加强材料的铁、有色金属、有机或无机纤维等可以混合在前面提出的填充物内。这种填充物取决于结构构件的用途。在图21所示的示例中，罩14在它的端部处连接到每个结构构件11、12上，以便借助于弹性件14a在边缘处相互连接起来。具有环形杆的加强件15插入到一个结构构件12内，并通过定位件16等来固定它，此后，结构构件11、12的端面相互对接，填充物A加入到由罩部件14分开的空间内。在结构构件的中空部分较小时或者罩部件14布置在结构构件的最内部时，使用了图22所示的辅助杆17。辅助杆17固定到一个罩部件14上。

在图23所示的实施例中，分别具有螺旋形突出部分6的两个结构构件11、12相互连接起来。这个示例中的罩部件18的中心部分各自具有向着结构构件11、12的端部膨胀的球形面，其中，一种具有润滑性能的粘性物质在其没有凝固时涂在弹性件18a的外部周围上，然后沿着突出部分6拧罩部件18的弹性件18a直到它们到达预定的位置为止。在粘性物质凝固之后，结构构件11、12的端面相互对接，并加入填充物A，因此，罩部件18的中心部分此时由于压力作用而膨胀，弹性件18a与突出部分6产生接触。相应地，填充物A不可能从限定在弹性件18a和突出部分6之间的间隙中泄漏出来。

在图21到图23中，如果在加入填充物A的空间内的空气不能从连接部分之间的间隙逃出来，那么在罩部件18或者结构构件11、12的内部可以设置具有合适大小的排气口，还可以在排气口内设置后面所描述的单向阀或者填充物85，从而防止填充物A泄漏。

参照附图24，现在连续地描述采用上述连接方法、通过本发明结构构件来进行建筑连接的示例。基板21固定到锚钉22上，而锚钉22嵌入到地基的混凝土中。加强件15可焊接到基板21上，然后安装具有结构构件的下部支柱23，如果需要，将加强件15临时固定在下部支柱23的给定位置上。之后，如果填充口限定在下部支柱23上，把预定量的填充物A加入到下部支柱23上限定出的填充口24内，或者如果填充口不是限定在下部支柱23上，把预定量的填充物A由下部支柱23的上部开口加入，因而使下部支柱23固定到基板21上。如另一种方法一样，加强件15可直接嵌入地基的混凝土内，而不需要设置基板21和锚钉22。接着，安装到辅助杆25的一端上的罩部件26从下部支柱23的上部开口接合在其内侧。在这个示例中，尽管弹簧27布置在罩部件26的圆周上来减小罩部件26和突出部分6之间的间隙，以便用弹簧27的弹性来支撑罩部件26，但是，如果具有由于填充物A的重力作用而引起罩部件26落下的可能，可以采用合适的方法来支撑辅助杆25的上端。

然后，如果需要，采用临时固定件31将分别包括结构构件的横梁30在下部支柱23的两侧布置在下部支柱23上。这时，尽管分别设置在连接杆32的两端上的罩部件33需要插入到横梁30、30中，但最好是把罩部件33插入到一个横梁30的最内部的部分上，从而避开相对的横梁30，然后设置或安装相对的横梁30，此后，罩部件33返回到它们给定的位置上。可以在工厂或者建筑工地上设置罩部件33，如果需要，以图21所示的方法把加强件15安装到罩部件33上。最后，在设置了上部支柱35之后，填充物A通过填充口36填充到由罩部件26和罩部件33、33之间限定的空间，并使它凝固，然后分别由结构构件组成的下部支柱23、上部支柱35和横梁30、30相互连接起来。如果需要，横梁30可以设置或布置在3个或多于4个的位置上、或者沿倾斜方向布置。

在上述示例中，上部支柱35没有使用罩部件。原因是填充口36是在给定的填充范围上方的上部限定在上部支柱上，因此填充物A由于重力作用而填充在空间内。但是，填充物A在给定的压力下通过填充口36加入，同时罩部件固定到填充口36上方的上部支柱35上，固化之后，填充物A的强度可得以提高，因此它是最好的方法。在设置横梁30之前，填充物A可加入到下部支柱23的上部空间内。

在上面所提出的示例中，与把罩部件安装到结构构件上以固定到其上的方法一样，安装到罩部件周边的弹性件制成与机动车的轮胎形状一样的空心形状，然后把罩部件布置在给定位置上，接着把压缩空气提供到弹性件的中空部分内从而使它膨胀，最后弹性件与突出部分产生接触。

图25是用于解释把罩部件安装到结构构件的内侧以使它固定在其上的另一种方法的横截面图。在这个示例中，罩部件40包括板部件41、布置在板部件41周边上的边缘框架42、安装到边缘框架42上的环形袋体43及连接到边缘框架42的加入管44。在用辅助杆17把罩部件40插入到结构构件1的给定位置之后，把填充物B从加入管44加入到袋体43内，以使袋体43膨胀从而使它与结构构件1上的突出部分6接合。当填充物B凝固时，罩部件40处于固定状态。根据这种方法，即使突出部分6具有复杂形状，罩部件40与结构构件1的内侧也产生接触并固定到结构构件1的内侧上。采用这样的方法也是可能的：借助于辅助杆17和板部件41的内部将填充物B从边缘框架42加入到袋体43内。

以这种方式，罩部件40安装到结构构件1的内部，同时把它固定在其上，并且根据上述方法将两个或更多个结构构件的端部相互对接，然后把填充物A加入到由罩部件40所分开的空间内且此后使其凝固，从而使结构构件相互连接。

袋体43由纺织织物或者无纺织物制成，而纺织织物或者无纺织物由有机材料或者无机材料如橡胶、陶瓷、尼龙、芳族聚酰胺、碳、玻璃纤维来形成，并且它们可以涂有有机聚合材料。袋体43安装到边缘框架42上，例如，如图26和27所示。每个边缘框架42的末端分成两部分，如图26所示，它是中空的。如图27所示，边缘框架42的末端以这样的方式来布置：芯部件46可以被袋体43的端部所卷绕，并且它们可以插入到边缘框架42的中空部分45内，然后用螺钉47把袋体43和边缘框架42相互固定起来。当芯部件46插入到中空部分45时，根据边缘框架42的材料，在中空部分45的弹性开口处于下方时可以使边缘框架42变窄，如虚线42a所示。在设置这种被相互连接起来的边缘框架42的情况下，如图28所示，一个具有燕尾槽和凸榫的方形部件可以加到边缘框架42上。如果需要，只设置相互结合起来的若干方形部件，它们可用来调整这些框架之间的间隔。边缘框架42的材料可以是铁、有色金属、有机或者无机纤维如树脂、陶瓷、碳纤维和芳族聚酰胺，它可以被凝固。

在如上述实施例中所解释的、采用罩部件连接结构构件的方法中，尽管每个罩部件需要以固定状态固定到每个结构构件的内部，但是下面描述把罩部件仅安装到结构构件的一侧上的一个实施例。

图29是结构构件71的横截面图，袋体73以收缩状态安装到邻近将被连接的结构构件71端部的部分上。袋体73被板部件74、75从它的前部和后部夹紧，并通过夹持件83、84或者胶带83a使它们保持着收缩状态，其中，在它们处于收缩的同时，与诸如链条、导线和绳子的可弯曲绳索一样的连接件77连接到板部件74、75上，并使它们容纳在袋体73内。袋体73的中间部分连接到固定在后部板部件75上的加入管78。加入管78与另一个加入管79平行布置，而加入管79连接到布置在板部件75的周边上的环形袋体80。借助于定位架81、82，袋体73保持定位在中空部分的中心，而定位架81、82布置在前板部件74和后板部件75的几个部分上。

图30是表示结构构件71和另一个结构构件72之间的连接状态的横截面图。当结构构件71、72相互连接时，它们的两端部相互对接，然后，在使后板部件75处于固定状态的同时，把填充物B从加入管79中加入到袋体80，从而使袋体80膨胀，然后把填充物A通过加入管78加入到袋体73，从而使袋体73膨胀。相应地，袋体73延伸到对面结构构件72内，同时，它们与形成在中空部分的内表面上的突出部分接合，其中填充在袋体73内的填充物A凝固成所示出的连接状态。在前板部件74上布置有过滤器85以使空气通过而不允许填充物A通过，其中当填充物A在压力作用下加入到袋体73时，排出保留在袋体73内的空气从而防止袋体73出现局部中空。在加入填充物A时，借助于填充压力拆下夹持件83、84或者胶带83a。形成于结构构件71内部的突出部分的形状是任意的。相应地，根据突出部分的形状，如果板部件74的厚度增加，那么就不必设置板部件74和连接部件77。即使板部件74的厚度没有增加，在采用图21到图23所示的罩部件14等时，可以抑制袋体沿着结构构件的纵向方向延伸。

如果连接变得复杂，如在上部支柱和下部支柱之间的连接部分上设置横梁的情况下，就以连接结构构件这种方式来连接和支撑袋体而言，通过将填充物加入到单个袋体内使其凝固来连接结构构件的方法是麻烦的。在这种情况下，图31所示的连接架90用来连接袋体。连接架90包括一个或多个框架体91，而框架体91可以以任意的角度安装，其中袋体可以以图26和图27所示方式安装到结构构件上，其中根据结构构件之间的连接位置的数目和在这些连接位置上所形成的角度，每个框架体91具有合适的形状。采用图32所示的燕尾槽和凸榫，把具有图28所示方形部件的边缘框架48相互连接并装配起来，从而形成连接架90以代替采用框架体91。

下面描述用这种连接架来连接三个或多个结构构件的方法。图33所示的连接连接结构的方法是这样的一种情况：横梁沿四个方向连接在下部支柱和上部支柱之间，其中沿着图33的线A-A所截取的主要部分的横截面表示在图34中，填充物填充在图34的结构构件内的情况图示在图35的下半部分上。连接架100布置在结构构件101的上端上，该结构构件101包括下部支柱和主支柱杆103，主横梁杆113、123分别布置以容纳在连接架100的内部。在布置有主横梁杆的时候，连接架100由主支柱杆103来支撑，当没有布置主横梁杆的时候，连接架100通过定位架16由结构构件来支撑。这时，这些主杆分别由加强杆104、114、124来加强。接着，把袋体105、106、115、116、125的每一端安装到连接架100的开口表面上。这些袋体与这些主杆对齐排列，同时使它们收缩，这些袋体通过连接到主杆未端上的螺母106a夹紧，从而防止袋体沿结构构件的延伸方向移动。在这种方式中，这些袋体起着罩部件135的作用。螺母106a拧进固定板106b内，而固定板106b固定地连接到主横梁杆123上。此后，用临时的固定件131把横梁的结构构件111、112、121、122临时地固定到下部支柱的结构构件101上，结构构件102临时布置在结构构件111、112、121、122上，并用临时的固定件131把上部结构构件102临时固定到结构构件111、112、121、122上。

由于通过穿过袋体和框架体把填充管布置在填充口130中，因此当填充物A通过填充口130而填充到袋体内时，每个袋体105、106、115、116、125膨胀从而与每个结构构件的突出部分6产生接触。当填充物A凝固时，结构构件相互连接成整体。由于可膨胀材料与填充物A混合，因此袋体内的压力被增加从而提高了对结构构件的突出部分的作用力。在图33到图35所示的情况下，下部支柱101没有使用袋体，但是结构构件102使用了袋体。如上所述，在支柱和横梁之间的连接中，根据该结构的目的，可以在结构构件中嵌入或者不嵌入加强件和袋体，从而结合这些部件中任何一个或者选择一种合适方法。

在图35中，表示了使用具有两个边缘框架48的连接架100a的示例，这些框架48具有图32所示的相互叠置的方形部件。需要时，限定具有合适大小的孔的隔板16a的边缘沿着四边与连接架100a的燕尾槽和凸榫接合。设置它是用于提高连接架100a的强度，因此填充物可填充在每个横梁内。

图36是表示横梁和支柱之间的连接部分的立体图，即用在连接部分上的加强件。在图33到35中，加强件包括主支柱杆103、主横梁杆113、123和安装到这些杆上的加强杆104。有一种情况：使用钢架39a以增加结构构件的横截面或者提高结构构件的连接强度。图36是这样的一种情况：钢架用作加强件。在需要时，当连接架100安装到由钢架制成的加强件39上时，它可如虚线所示那样布置，或者袋体的另一端可直接固定到钢架上或者加强杆上。加强件39使用图33所示的主支柱杆103和主横梁杆113。此外，如果需要，加强件的形状可以是矩形、圆形或者L形，或者加强件可以具有突出部分。加强件的材料不局限于铁，它可以是有色金属、混凝土、陶瓷、有机或者无机纤维，诸如成束的碳和尼龙。

如图37所示的结构构件可用在这样的情况下：在具有支柱的若干结构构件被装配起来提供图33所示的连接件的加强件之后设置横梁的结构构件时，横梁等的结构构件111等没有固定，同时主横梁杆113等进行合适的移动；以及如图37所示的结构构件还可用在这样的情况下：使用图36所示的由钢架制成的加强件39。

图37A是具有中空管的结构构件150的立体图，而中空管的一部分被开切口，图37B是两部分被开切口的双中空管152的立体图。根据结构构件的目的，每个结构构件的切口151、153的长度范围可以限定到一部分加强件或者整个加强件。模板151a可以应用到当填充物加入到连接部分时填充物泄漏出来的部分上。如果使用袋体，根据袋体的目的和形状可以使用或者不使用模板151a。如果袋体固定到加强件上，那么结构构件的切口151、153可以布置在任何部分上，即上、下、左和右部分上，这些位置可根据结构构件的使用目的来决定。如果使用结构构件150、152，那么就很容易地建造横梁。

如果使用结构构件的位置是应力机械地作用到其上的一个位置，或者不打算使用具有切口151、153的结构构件，那么最好采用如图38所示的结构。图38是具有连接部分的连接架的结构构件定位在支柱和横梁之间的相交部分上的立体图。在图38中，具有袋体安装到连接架90上的连接架100通过合适的方法被安装和固定到钢架99的连接部分上。

袋体115、125被折叠并容纳在连接模板100内，然后用胶带83a来临时固定它们。如图29所示，抑制件77通过螺栓106a固定到罩135上。相对侧通过螺栓106a固定到安装在连接模板100上的板部件75上，或者直接固定到连接架100上、或者通过螺栓106a直接固定到钢架99上等。

即使在图33所示的连接情况下，也可使用图38所示的连接方法。在罩部件135等在合适位置布置在下部支柱101上之后，钢架99装配在下部支柱101的中空部分内，并在需要时填充填充物，然后在横梁111等布置在连接架100的位置上之后，布置上部支柱102。填充管通过填充口130布置成穿过袋体和模板，并通过它填充填充物A。需要时，在上部支柱102上设置罩部件，并通过填充压力把胶带83a剥去，因此袋体被打开从而加入填充物A。当罩部件布置在横梁上时，不需要袋体135和抑制件77。如果使用这种连接方法，不需要切口151等。

图39是解释另一个连接部分的安装的立体图。在同一图中，具有与这些横梁相对应形状的切口15b在下部支柱101a的这样部分上限定：在该部分上横梁连接到下部支柱101a上，在需要时，凸出的板15a布置在其下端。凸出的板15a支撑施加到横梁上的负荷，如果设置了切口15b等，它们可以被模板所取代。在图39中，设置了由加强杆所形成的加强件15。这就是说，加强杆所穿过的孔以标准间隔按照给定数目限定在钢架的腹部表面上。在钢架形成之后，铁杆插入到这些孔内。用合适方法把图38所示的连接架100连接到钢架的凸缘表面上。相应地，加强杆和袋体一起使用在横梁的连接中。在分别布置和临时固定横梁150和横梁150a之后，上部支柱放置并临时固定在下部支柱101a上，然后填充物通过填充口加入。在这种连接方法中，如果横梁150等接合到支柱的切口15b内，那么可以形成牢固的连接。

如图40和图41所示的连接用来构造中世纪欧洲风格的宏伟建筑。图40A是连接的外表立体图，图40B是从图40A中拆下上部支柱162和三个横梁163的连接的立体图，及图41是图40B的连接的垂直横截面图。

连接件160由混凝土、陶土、陶瓷、铁、有色金属、有机或者无机纤维如碳、芳族聚酰胺来制造，它们被凝固或者通过对自然石头进行加工来制造。连接件160包括用来安放结构构件161、162的边缘端的槽168和用来安放结构构件163的槽165，而结构构件161、162在它的上部表面和下部表面上具有上部支柱和下部支柱，而结构构件163根据分别在预定位置的横梁数目在它的侧表面上具有多个横梁。主支柱杆166沿垂直方向嵌入在连接件160内从而从其伸出，框架体167也以合适的方式嵌入在主横梁杆169的边缘端表面上，而主横梁杆169沿其左右方向也嵌入在连接件160内。

在形成连接时，连接件160的槽168接合并设置在结构构件161的上端，然后在压力作用下把填充物通过填充口161a加入结构构件161的中空部分，从而把两者连接起来。接着，把横梁的结构构件163分别插入到对应的槽165内，然后在压力作用下把填充物A通过加入口163a加入到袋体171的内部，然后使填充物A凝固。最后，上部支柱的结构构件162接合在连接件160的上部槽168内，填充物A加入到结构构件162的中空部分的下部上从而被凝固，从而完成了连接。

图42表示根据另一个连接组件的结构构件的连接，其中图42A是邻近连接件的部分的立体图，图42B是图42A的连接件的垂直横截面图。

图40的连接件是实心体，而图42中的连接件200是中空的，但是图42中的连接件200的连接方法与图39的连接件的相同。垂直穿过连接件200的垂直穿过孔206限定在连接件200中，在需要时，突出部分设置在连接件200的内表面上。根据横梁数目，在连接件200中限定横向孔205，需要时，突出部分设置在横向孔205的内表面上，其中横向孔205与垂直穿过孔206相连通。

在构造连接件的方法中，连接件200放置在以上述方式所形成的下部支柱201上。尽管在图中连接件200的下部表面接触下部支柱201的上端表面，但是可以设置与上部支柱202一样的安放槽204。然后，横梁203接合在横向孔205内。之后，把上部支柱202安装在安放槽204内，然后通过填充口209把填充物加入到安放槽204内。嵌入加强件166，或者设置连接架100等，或者设置罩部件14等，这些可以根据使用目的合适地选择。当横梁安装在连接部分上时，可以用图33、图39所示的连接方法，或者把槽165设置在图40所示的横向方向上。

本发明所采用的连接件包括能妥善处理图40和图42之间的关系的连接件。图43A是这种连接件的垂直横截面图，图43B是另一个连接件的垂直横截面图。

图43A所示的连接件210具有穿过连接件210的垂直穿过孔218，并在它的中心处还具有突出部分。下部支柱211的支柱头部安装在孔215内，该孔215沿下部方向限定在连接件210中，需要时，下部支柱211临时固定到孔215内。横梁的连接架216分别嵌入在连接件210中，安放槽217分别与图40中的一样设置。在根据所需数目将横梁213布置在连接件210上之后，通过设置在垂直穿过的孔218上的填充孔218a把填充物加入到连接件210。之后，把上部支柱212装配在支柱的孔214内，填充物通过上部支柱的填充孔加入。

就横向穿过的孔228的设置而言，图43B中的连接件220不同于图43A中的连接件210。加强杆227沿垂直方向嵌入在连接件220中。连接件220的孔225放置在下部支柱221的支柱头部上，然后，通过填充口225a加入填充物。接着，把横梁223分别布置在连接件220的横梁放置台226上，通过设置在孔224内的填充口226a加入填充物A，孔224限定在上部支柱222中。最后，上部支柱222设置在上部支柱222的孔224内，然后加入填充物A。

图44和图45表示连接横梁和支柱时的另一种连接方法，其中图44是用来解释处于装配情况下的横梁和支柱之间的连接部分的立体图，图45A是横梁和支柱之间的连接的立体图，图45B是沿着图45A的线A-A所截取的横截面图。

尽管切口15b限定在图39的连接部分的下部支柱101a上，但是切口303a到303d(切口303c、303d与切口303b、303a相对)限定在图44的连接部分上。这就是说，具有与支柱和横梁的中空部分相对应形状的切口根据要连接的构件的数目设置在支柱301、302和横梁304、305之间的相交部分的横梁303上。这些结构构件连接如下。即，在邻近它的中心的部分上具有切口230a的平板形连接件230放置在支柱301上，然后将横梁303的切口303d与连接件230的切口230a对准，并把它们固定起来，之后，横梁304、305的中空部分和支柱302的中空部分与横梁303的切口303c、303b、303a对准，并把它们固定起来。如果需要，把这些部件临时固定起来，然后从填充口310加入填充物。

图45也是连接部分，罩部件14、加强件15和袋体等以上述相同方式设置或者构造。如果需要，设置连接件230，设置的位置不局限于支柱301的头部，它可以设置在支柱302的底部或者设置在它的头部和底部上。此外，如图40到图43所示一样，连接件的形状可以改变。当横梁303延伸时，另一个横梁306与横梁303的端部307接触，然后填充物以上述相同方式加入到横梁303、306内，从而把它们连接起来。

图46是横梁303的顶部或者它周围部分的立体图，该图把上部转下来以便理解。在图46A所示的实施例中，图1所示的结构构件1用作横梁303，突出部分2在其顶部或者周围部分被切开，从而提供大体是直的空气排出通道121b和与空气排出通道121b相通的空气排出口12b，而空气排出通道121b限定在罩部件14前面的结构构件中。当填充物加入到结构构件1的内部时，结构构件1内的空气收集在它的顶部处，有一种情况是：根据突出部分2的形状，在填充物凝固之后空气留下来。相应地，在填充物加入过程中收集在结构构件1的顶部内的空气通过空气排出通道121b自然地或者强制地从空气排出口排出。例如，如果即使在这种结构中缺少空气，具有小孔123b的空气排出管122b如图所示的布置在空气排出通道121b中，从而把空气从填充物的加入口或者空气排出口12b排出。之后，根据位置情况，取出或者嵌入空气排出管。空气最好收集在空气排出通道内，同时即使结构构件1的外形是矩形，但中空部分最好是圆形、椭圆形或者类似形状，从而防止空气停留在设置在它内表面上的突出部分2上。在图46B所示的情况下，空气排出通道121b以这样的方式限定：突出部分2的凸出处被穿透而根部相互之间是连续的。作为另一空气排出方法，给空气排出通道121b开切口，所开出的切口与通过局部穿过横梁的上部而形成的切口151、153类似，或者空气排出口12b形成与图44中的切口303a一样的矩形形状。

图47是用来解释横梁和支柱之间的连接部分的另一个连接方法的立体图。该连接方法适当地采用了如图24到图46所述的方法。构造这些连接件的方法这样进行：把连接件230设置在支柱33 1的上部上，使横梁313到316的端表面相互对准从而形成连接开口317，然后布置支柱312。在构造该连接件时，可以以图24所述的相同方式使用临时固定件31，它类似于图44的情况。连接件230可以布置在支柱312的最下端和横梁313到316的上部之间的边缘上，或者连接件230可以布置在上侧和下侧上。此外，可以采用省去连接件230的结构。

尽管参照图1到图47详细地描述了结构构件和其连接方法的各种实施例，但是本发明不局限于这些实施例，不用说，本发明可以通过将上述混凝土结构构件适当地相互结合起来、或者通过详细地改变权利要求范围内的其混凝土结构得以体现。

例如，如果凸出板15a、加强件15、连接架100、图39中的支柱切口15b和图40中的横梁的槽165及支柱的槽168分别是倾斜的，那么可以建造具有倾斜的横梁和支柱的建筑物。此外，通过结合如图43A和图43B所示的连接件210、220来制造新连接件，即把图42中的连接件200转180°，并把连接件200的下部表面207布置在上部支柱202上，因此制造出该连接件。还有，具有穿透孔218的上半部或者下半部嵌入在图43A的连接件210中的这种形状的连接件可以在工厂中制造。另一方面，在图43B所示的连接件220中，下部支柱221的中空部分与穿透孔228相通，或者上部支柱222的中空部分与穿透孔228相通。

由于本发明的结构构件包括由混凝土或类似材料制成的中空管和形成在中空管内表面的突出部分，如果正在凝固的填充物在结构构件相互对接时加入，因此利用突出部分可以使结构构件相互连接起来。此外，根据结构构件的目的，适当地采用可膨胀填充物，可以使连接件牢固地相互连接起来。由于在现场的工作容易而且简单，因此非熟练工人可以从事这种工作。还有，由于可以使用具有任意形状的结构构件，因此可以实现经济效率和增加设计的多样性。

当完成具有结构构件的结构底层时，应力施加到结构构件的连接部分上。这时，尽管在结构构件的突出部分的边缘端和这些填充物的边缘端之间产生了应力，但是在结构构件的内表面上具有突出部分的内模板被嵌入、或者加强件被嵌入在结构构件的连接部分中、或者袋体被嵌入在结构构件中、或者根据施加到突出部分的边缘端上的应力大小使玻璃纤维、碳纤维和芳族聚酰胺纤维与填充物相混合。对应地，可以喷涂带有表面部件的结构构件的表面或者使结构构件表面经受强行处理。其结果是，本发明解决了复杂连接的结构。此外，根据结构的目的，可以使用普通的连接件或者使用宏伟连接件，从而使结构简单而且使得设计多样化。

Claims (21)

1.一种结构构件，该结构构件可用于一个土木工程结构或一个建筑物结构的支柱或者横梁，并且形成为由建筑材料制成的中空管，其特征在于，所述中空管在其中空部分的内表面上具有突出部分，所述突出部分在邻近的中空管相互对接并将正在凝固的填充物加入中空管的中空部分使其凝固时将中空管连接起来。

2.根据权利要求1所述的结构构件，其特征在于，所述中空管在中空部分的内表面上具有另一突出部分，罩部件或一个袋体接合在该突出部分上，其中，填充物加入所述罩部件或袋体中。

3.根据权利要求1所述的结构构件，其特征在于，所述中空管具有一个空气排出通道或空气排出管，空气排出通道或空气排出管沿纵向方向设置并穿过所述中空管的中空部分内表面上的突出部分。

4.根据权利要求1所述的结构构件，其特征在于，所述中空管具有一个附件固定在其上的安装部分或者分别设置在其一个外侧的一个突出部分。

5.根据权利要求1所述的结构构件，其特征在于，所述结构构件具有若干相互形成整体的中空管，同时使它们成束。

6.根据权利要求1所述的结构构件，其特征在于，所述中空管的中空部分内表面上的所述突出部分具有环状连续形状、螺旋形形状、通过沿横向截面方向以给定宽度切割所述突出部分形成的不连续形状、或由两个或多个这些形状组合而成的形状中的任一形状。

7.根据权利要求1所述的结构构件，其特征在于，一个内模板或一个加强板设置在所述中空管的中空部分的内表面上。

8.根据权利要求1所述的结构构件，其特征在于，所述中空管在其一部分或者其全部上被开切口。

9.根据权利要求1所述的结构构件，其特征在于，一个表面部件安装到所述中空管的一部分或整个表面上。

10.一种连接如权利要求1所述的结构构件的方法，其特征在于，它包括使两个或多个结构构件的端部或者其端部和侧表面对接，然后将填充物加入到所述结构构件中以便被凝固，从而将所述结构构件相互连接起来。

11.根据权利要求10所述的连接结构构件的方法，其特征在于，它包括将所述结构构件安装在一个设置在一个连接件或所述结构构件的开切口部分上的延伸板上，然后将填充物加入到所述结构构件中以便被凝固，从而将所述结构构件相互连接起来。

12.根据权利要求10所述的连接结构构件的方法，其特征在于，它包括安装罩部件以使它们连接到邻近将被连接的所述结构构件的部分上，使分别具有安装在其上的罩部件的至少两个或多个结构构件的所述端部或其端部和侧表面对接，然后将填充物加入到由所述罩部件所分隔开的空间内以使其凝固，从而把所述结构构件相互连接起来。

13.如权利要求12所述的连接结构构件的方法，其特征在于，它包括将一个加强件放入在所述结构构件的连接部分中。

14.如权利要求10所述的连接结构构件的方法，其特征在于，它包括将一个袋体安装到邻近一个将被连接的结构构件的一个部分上，使所述一个结构构件和另一个结构构件的端部或者所述一个结构构件的端部和所述另一个结构构件的侧表面对接，然后将填充物加入到所述袋体内以使其膨胀，从而使所述结构构件相互连接起来。

15.如权利要求14所述的连接结构构件的方法，其特征在于，它包括将所述袋体的另一端固定到所述加强件或者所述罩部件上。

16.如权利要求14或15所述的连接结构构件的方法，其特征在于，通过所述罩部件、所述加强件或者一个限制件来抑制所述袋体延伸，从而在所述袋体安装到邻近一个将被连接的结构构件的一个部分上之后将所述填充物加入所述袋体以使其膨胀时，防止所述袋体的末端沿着所述结构构件的延伸方向延伸而不超过给定的长度，然后使一个和另一个结构构件的端部或者所述一个结构构件的端部和所述另一个结构构件的侧表面对接。

17.如权利要求14或15所述的连接结构构件的方法，其特征在于，当所述袋体固定到邻近将被连接的所述一个结构构件的所述端部的一个部分上时，所述袋体的一端固定到一个连接架上。

18.如权利要求10所述的连接结构构件的方法，其特征在于，它包括沿纵向方向设置一个空气排出通道或一个空气排出管，空气排出通道或空气排出管穿过所述中空管的中空部分内表面上的突出部分，当填充物加入该结构构件时，通过该空气排出通道排出该结构构件内的空气，从而使所述结构构件相互连接起来。

19.如权利要求10所述的连接结构构件的方法，其特征在于，它包括采用一个罩部件，该罩部件在连接中空部分内表面上具有突出部分的结构构件时用于隔开填充区域，当相连接的中空管对接并将正在凝固的填充物加入该中空部分使其凝固时，可使中空管相连接，所述罩部件具有安装到所述中空管的中空部分内表面的安装装置或一个气孔。

20.如权利要求10所述的连接结构构件的方法，其特征在于，它包括采用一个连接件，该连接件具有用于连接所述结构构件的连接装置。

21.如权利要求20所述的连接结构构件的方法，其特征在于，它包括在所述连接件上设置一个穿透孔，该穿透孔与将被连接的所述中空管相连通。

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