CN110325691A - 模块化建筑连接器 - Google Patents
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Abstract
一种连接器组件,其具有联接到下连接器的上连接器和夹在所述上连接器和所述下连接器之间的角撑板。所述上连接器和所述下连接器分别允许联接到相邻的上连接器和下连接器,允许将模块化单元添加到预先存在的模块化结构。而且,公开当将模块化单元联接到预先存在的模块化结构时联接相邻上连接器和联接相邻下连接器的方式。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年1月19日以标题模块化建筑连接器(MODULAR BUILDINGCONNECTOR)提交的美国临时专利申请第62/448,123号的利益和优先权。以上专利申请的内容在此以引用的方式明确地并入本发明的详细说明中。
技术领域
本发明涉及连接器、连接器组件、用于联接具有连接器组件的模块化框架单元的方法、组装具有连接器组件的模块化单元和具有连接器组件的建筑的方法。
背景技术
由于可获得成本的降低和品质的提高,所以在控制的工厂环境中预先制造由标准化部件构造的模块化建筑单元与在户外建造施工现场上执行类似工作相比可为期望的。
因此,具有地板、壁和顶部结构并且包含预先安装在其内的所有系统和陈设的预制的模块化建筑单元是优选的并且在所属领域中是已知的。由装置构成建筑组件系统和将两个或更多个模块化建筑单元接合在一起以形成较大的结构的方法在所属领域中也是已知的。
PCT申请第PCT/CA2014/050110号、第PCT/CA2015/050369号、第PCT/CA2016/050434号和第PCT/CA2016/050954号(其内容以引用的方式并入本文中)公开可用于制造模块化单元和建筑。
在所属领域中需要一种连接器组件,其用于将预制模块化单元联接到预先存在的模块化建筑。此外,在所属领域中需要一种可用于形成上文所描述的连接器组件的连接器块。另外,在所属领域中需要一种将预制模块化单元联接到预先存在的模块化建筑以扩大模块化建筑的占地面积的方法。
发明内容
在一个方面,本说明书涉及连接器组件,其包含联接到下连接器的上连接器和夹在上连接器和下连接器在之间的角撑板,
下连接器具有:
下连接器主体,其具有下连接器主体柱接收端和下连接器主体角撑接触端,柱接收端适于接收第一模块框架的第一端,并且角撑接触端适于联接到角撑板;
至少一对下连接器臂,每个下连接器臂联接到下连接器主体并且从其延伸,并且具有下连接器臂内面、下连接器臂外面、下连接器臂角撑接触面、下连接器臂承载面和下连接器臂横梁接触面,横梁接触面远离下连接器主体定位,每个下连接器臂在承载面上具有至少一个固定孔隙,用于接收将下连接器联接到上连接器的紧固装置,并且每个下连接器臂具有从下连接器臂内面延伸到下连接器臂外面形成的孔洞;和
下连接器臂凸台,其联接到每个臂的横梁接触面并且从其延伸,凸台具有从臂的远侧端延伸的下连接器臂焊接接收斜面;
上连接器,其具有:
上连接器主体,其具有上连接器主体柱接收端和上连接器主体角撑接触端,柱接收端适于接收第二模块框架的第一端,并且角撑接触端适于联接到角撑板;
至少一对上连接器臂,每个上连接器臂联接到上连接器主体并且从其延伸,并且具有上连接器臂内面、上连接器臂外面、上连接器臂角撑接触面、上连接器臂承载面和上连接器臂横梁接触面,横梁接触面远离上连接器主体定位;每个上连接器臂具有至少一个上连接器臂固定孔隙,用于接收将下连接器联接到上连接器的紧固装置,和至少一个上连接器臂角撑联接孔隙,用于接收将上连接器联接到角撑板的第二紧固装置,并且每个上连接器臂具有从上连接器臂内面延伸到上连接器臂外面形成的孔洞;和
上连接器臂凸台,其联接到每个上连接器臂的上连接器臂横梁接触面并且从其延伸,凸台具有从臂的远侧端延伸的上连接器臂焊接接收斜面;
角撑板,其具有:
角撑板第一面,角撑板第二面和角撑板穿孔,用于接收联接和紧固装置,以联接上连接器和下连接器。
在另一个方面,本说明书涉及下连接器,其具有:
下连接器主体,其具有下连接器主体柱接收端和下连接器主体角撑接触端,柱接收端适于接收第一模块框架的第一端,并且角撑接触端适于联接到角撑板;
至少一对下连接器臂,每个下连接器臂联接到下连接器主体并且从其延伸,并且具有下连接器臂内面、下连接器臂外面、下连接器臂角撑接触面、下连接器臂承载面和下连接器臂横梁接触面,横梁接触面远离下连接器主体定位,每个下连接器臂在承载面上具有至少一个固定孔隙,用于接收将下连接器联接到上连接器的紧固装置,并且每个下连接器臂具有从下连接器臂内面延伸到下连接器臂外面形成的孔洞;和
下连接器臂凸台,其联接到每个臂的横梁接触面并且从其延伸,凸台具有从臂的远侧端延伸的下连接器臂焊接接收斜面;
在另外的方面,本说明书涉及上连接器,其具有:
上连接器主体,其具有上连接器主体柱接收端和上连接器主体角撑接触端,柱接收端适于接收第二模块框架的第一端,并且角撑接触端适于联接到角撑板;
至少一对上连接器臂,每个上连接器臂联接到上连接器主体并且从其延伸,并且具有上连接器臂内面、上连接器臂外面、上连接器臂角撑接触面、上连接器臂承载面和上连接器臂横梁接触面,横梁接触面远离上连接器主体定位;每个上连接器臂具有至少一个上连接器臂固定孔隙,用于接收将下连接器联接到上连接器的紧固装置,和至少一个上连接器臂角撑联接孔隙,用于接收将上连接器联接到角撑板的第二紧固装置,并且每个上连接器臂具有从上连接器臂内面延伸到上连接器臂外面形成的孔洞;和
上连接器臂凸台,其联接到每个上连接器臂的上连接器臂横梁接触面并且从其延伸,凸台具有从臂的远侧端延伸的上连接器臂焊接接收斜面;
在另一个另外的方面,本说明书涉及形成连接器组件的方法,所述连接器组件具有下连接器、上连接器、角撑板、第二下连接器和第二上连接器,其中下连接器、上连接器、角撑板、第二下连接器和第二上连接器如本文中所公开的,方法包含以下步骤:
定位下连接器、上连接器、角撑板、第二下连接器和第二上连接器;
将下连接器联接到上连接器;
将第二下连接器联接到第二上连接器;
将下连接器联接到第二下连接器;和
将上连接器联接到第二上连接器。
在再另一个另外的方面,本说明书涉及联接相邻模块化建筑的方法,其中模块化建筑一起具有下连接器、上连接器、角撑板、第二下连接器和第二上连接器,其中下连接器、上连接器、角撑板、第二下连接器和第二上连接器如本文中所公开的,方法包含以下步骤:
将第一模块化建筑的第一模块化单元与其它模块化建筑的模块化单元相邻定位;
将第一模块化建筑的第一模块化单元的下连接器联接到其它建筑的模块化单元的第二下连接器;和
将第一模块化建筑的第一模块化单元的上连接器联接到其它建筑的模块化单元的第二上连接器。
在再另一个另外的方面,本说明书涉及模块化建筑,其包含下连接器、上连接器、角撑板、第二下连接器和第二上连接器,其中下连接器、上连接器、角撑板、第二下连接器和第二上连接器如本文中所公开的。
现在将借助于实例参照示出本申请的实例实施例的附图,并且其中:
附图说明
现在将借助于实例参照示出本申请的实例实施例的附图,并且其中:
图1为用于在联接两个单元之前连接到预先存在的模块化建筑的预组装模块化单元的透视图;
图2为在联接在图1中示出的模块化单元之后模块化建筑的透视图;
图3为具有部分柱和部分中空结构区段(HSS)的90°连接器的分解透视图;
图4为具有部分柱和部分中空结构区段(HSS)的90°连接器的组装透视图;
图5为具有部分柱和部分中空结构区段(HSS)的180°连接器的分解透视图;
图6为具有部分柱和部分中空结构区段(HSS)的180°连接器的组装透视图;
图7为具有部分柱和部分中空结构区段(HSS)的两个相邻90°连接器组件的分解透视图;
图8为具有部分柱和部分中空结构区段(HSS)的两个相邻90°连接器组件的组装透视图;
图9为在与相邻90°连接器联接之前90°连接器的透视图;
图10为在与相邻90°连接器联接之后90°连接器的透视图;
图11为在与相邻180°连接器联接之前180°连接器的透视图;
图12为在与相邻180°连接器联接之后180°连接器的透视图
图13为在联接之前三个90°连接器的透视图;
图14为在联接之后三个90°连接器的透视图;
图15为在联接之前四个90°连接器的透视图;
图16为在联接之后四个90°连接器的透视图;
图17示出在联接相邻下连接器之前两个相邻模块的分解局部透视图;
图18示出在联接相邻下连接器之后两个相邻模块的局部透视图;
图19示出在联接相邻下连接器之前具有对角支撑的两个相邻模块的分解局部透视图;和
图20示出在联接相邻下连接器之后具有对角支撑的两个相邻模块的局部透视图;
在不同附图中可能已使用类似附图标号表示类似部件。
具体实施方式
扩大预先存在的模块化建筑物存在挑战。举例来说,其中附加模块化单元横向附接以扩大预先存在的模块化建筑的占地面积。图1示出具有多个地板的预先存在的模块化建筑2。为了扩大建筑的占地面积,必须将不同水平的多个模块连接到预先存在的模块化建筑2。将每一个水平上的每个模块独立地连接到预先存在的模块化建筑2可能是具有挑战性的,并且还导致最终模块化建筑的结构强度的损失。此外,将预制的模块化单元4联接到预先存在的模块化建筑2以形成扩大的模块化建筑6(图2)也可能造成挑战。举例来说,可能难以将在预先存在的模块化建筑2的每一个地板上的每个模块的拐角连接器与预制模块化单元4的每一个地板上的每个模块的拐角连接器连接,同时维持整体结构强度并且避免在模块化建筑2和模块化单元4的界面处弯曲。此外,当将附加模块逐个联接到预先存在的模块化建筑时,可能存在类似的挑战,因为联接待添加到预先存在的模块化建筑的连接器组件的新模块的连接器组件同时维持结构强度可为困难的。
PCT申请第PCT/CA2014/050110号、第PCT/CA2015/050369号、第PCT/CA2016/050434号和第PCT/CA2016/050954号(其内容以引用的方式并入本文中)公开连接器组件、模块化单元、联接连接器的方法和构造模块化单元和建筑的方法,连同与本文公开的本说明书有关的附加信息(包括连接器)。
为阅读方便起见,首先已将本说明书细分成用于每个部件或部件组的章节。
拐角块
该说明书公开了上部或下部承载连接器或块,其在一个实施例中是角块。在特定实施例中,块基本上为四边形的,并且在其它实施例中,具有多边形或不对称形状。这些块可经大量生产具有提供多种功能的特征,以便将精密操作集中在小数量和大小的对象中,并且降低对其它构件必须执行的工作的量和复杂度。上和下块为不同的形式,并且在一个实施例中,定位在大体上角形、管状或所建立的形式的垂直拐角构件(柱)的上和下端,当使用块上的特征连结如此构造的模块以形成较大或较高的结构时,所述垂直拐角构件(柱)执行多层柱的功能。
同样地,块上的其它特征接合建筑的水平构件,并且当连结如此构造的模块以形成较大或较宽的结构时执行连续水平构件的功能。
在特定实施例中,块具有以多种角度(包括但不限于垂直于块的面)突出的臂,提供以多种角度定位和焊接邻接的构件。在特定实施例中,因此本发明有助于包括但不限于正交、锥形、放射和弯曲形状的模块的制作和架设。在臂中有螺纹的和无螺纹的孔洞实现有螺纹的紧固件的定位,并且臂的垂直壁提供承载能力上的增加和由作用于建筑的力和紧固件的动作产生的压缩力和张力的传递。
在特定实施例中,块在主体和臂中都具有孔洞,用于具有螺母的螺栓的通过和接纳或被形成螺纹以接收螺栓,以便提供穿过柱的垂直张力和抵抗相邻模块或其它建筑结构之间互连的力矩的连续性。在垂直面中由柱的连接产生的张力抵抗性使结构能够在出现上升力的情况下抵抗上升力并且在角撑板上产生摩擦,以便以高水平的固定性在水平平面中将力传递到横向构件。
更具体地,在组装期间,使从上方和下方抵靠角撑板支承的臂的表面紧绷。
在特定实施例中,螺栓可进入壁腔或其它此类部位内,并且可被布置与表面齐平或在表面以下,使得可移除贴片可容易地被配置成覆盖螺栓的位置,并确保承载结构周围的防火材料的连续性。在特定实施例中,如同连接到车顶组件的底侧,螺栓可从下向上插入。
在特定实施例中,块在被定位以提供用于组件焊接的背衬的块的远侧端面上具有突出特征,减小焊接件与连接构件的结构碰撞,所述连接构件被切太短或具有不成直角的末端或其它缺陷,降低工人在拐角块与焊接到所述块的构件和因此位于所述块的外部的倾斜特征之间执行非一致性焊接连接的概率,所述倾斜特征被定位以便降低焊接件将突出超出表面且与邻接模块抵触的可能性。
在拐角块中的孔洞提供连接到系栓装置和吊起装置的手段。在特定实施例中,块的上面被制备具有可将快速释放连接器插入其中的开口,以便提供快速和可靠地使模块与提升装置连接和断开连接的手段。
在特定实施例中,块在接触面上具有与角撑板上的对应特征接合的特征,以便增加在地震事件期间可能发生的沿接触平面的滑动阻力。
在特定的实施例中,块具有与地板或吊顶饰面待施加到的面共面的突出凸缘,以在紧固件进入缺口的区域中提供连续的衬垫,从而改善气密性并且为地板或吊顶材料提供支撑。在使用中,地板材料覆盖框架的顶面直到块的臂的端,但是在块处被切除以暴露顶面以允许插入螺栓用于组装。这可使地板未支撑。所示的凸缘有助于支撑在所述区域中的地板并且产生连续的表面,因此地板之间的密封没有开裂,这可有助于防火。
在一个特定实施例中,块在垂直表面上具有多个孔洞,用于连接诸如阳台、走廊和立面处理之类的附件。
在特定实施例中,块具有一个、两个、三个或更多个孔洞,用于垂直张力紧固件通过,并且每个垂直结构构件有一个这类孔洞,其可在其上方居中。在另一个特定实施例中,每个垂直构件有两个或更多个孔洞。在紧固件穿过的块上的臂的长度和块之间的角撑板上的臂的长度相对于这类孔洞的数量而变化。
在特定实施例中,下块具有穿过面的开口,以便减少必须从铸件钻出或以其它方式移除的钢的量以允许螺栓通过。与此特征组合或单独地,可以用肋加强块以增加承载能力和抗扭强度。
另一个部件为块,其在其一端上具有准备接收一个尺寸的的管状结构构件的特征并且在另一端上具有准备接收另一个尺寸的管状构件,或块的对应特征的特征,并且具有锥形侧面和内部肋或其它加强装置,以便在两个构件之间传输力而不会变形。如先前在上文提到的PCT申请中所描述的,可能希望改变柱相对于负载的大小。在其中负荷较小的建筑的上部使用较小的柱,在其中由于累积的重力负载和增加的倾覆力负载较高的下部中使用较大柱。
另一个部件为块,其被配置以便允许由板制造的柱焊接到其外部垂直面上,以便直接支承并且连接到以类似方式制备的连接或先前描述的类型的块。如所属领域技术人员可理解的,两个或更多个这类柱连结到T形或X形配置可实现每英尺的大重量和增加的横截面,导致更高的抗弯曲性而不会突出到建筑的占用空间中。
角撑板
另一部件为在柱或柱组的顶端和底端处插入块之间的板,所述板具有向上面向的锥形定位销,所述销用于通过与拐角块的底侧上的对应的定位凹口滑动接触来接合和引导下降模块,由此将模块定位在正确的位置中,用于紧固。板还提供穿孔,用于用螺栓连接相邻模块以在构造期间和在完成的建筑中提供在水平平面中的结构连续性,并且借助其延展性,用于适应柱长度的微小变化,以便确保在如此形成的柱组的所有构件上同等地支承的连续负载路径。如所属领域技术人员可了解的,板可成形以在单个垂直柱之间或两个或更多个布置成正交或其它设置的柱之间配合。在特定实施例中,将类似尺寸并且制备具有适当的孔洞的垫片放置在连接的一侧或两侧,以适应模块的最终尺寸的变化,由此维持模块堆叠的恰当的几何结构。
在特定实施例中,角撑板在其上面和下面上设置有突起,所述突起与上方和下方的块的接触面中的对应的凹槽接合,以便增加在地震事件期间可能发生的对滑动移动的阻力并且减少这类移动将对垂直张力紧固件的轴杆施加的负载。
除了插入在柱的顶端和底端处的连接器之间的角撑板之外,还可使用第二角撑板以连接相邻的顶部连接器或底部连接器。所使用的第二角撑板可具有孔洞以接收紧固装置,如螺栓,以将第二角撑板附连到两个相邻的顶部连接器或两个相邻的底部连接器,如在本文中进一步描述。
楼梯井和电梯井
本文公开的系统允许在其内安装楼梯或升降装置并且在两个模块之间的配合线处分离而不具有明显视觉或功能破坏的模块的制造。
超高模块
本文公开的系统允许模块的制造,其包含可居住体积的上半部和下半部,所述可居住体积的上半部和下半部比货运限制通常将允许的高,并且在两个或更多个堆叠的模块之间的配合线处连结而不具有明显视觉或功能破坏。
走廊
公开的另一个部件组为由合适的材料(如钢筋混凝土、夹层板、木材或成形的金属以及支撑基座)制备的结构走廊地板。在特定实施例中,厚块由具有放置的钢筋条的钢筋混凝土构成,使得在支撑基座上的特征与其接合以便抵抗基座的弯曲,由此在如此连接相邻模块的叠层之间产生力矩连接。基座设置有孔洞,所述孔洞与上拐角块和下拐角块中对应的孔洞对齐,并用以连接两个平行的模块堆叠,以及连接在一侧的堆叠内的相邻柱以便产生组合的负载路径。还可将基座和地板厚块连接到在厚块一侧的模块堆叠的侧或端以及在外侧的阳台支撑框架,以形成具有阳台或通风廊的建筑。地板厚块和基座组件还可用作用于如导管、管道和布线的建筑服务设施的方便的载体,以有助于在工厂环境中的现场之外制造这些部件。
在特定实施例中,角撑板可根据需要延伸并且设置有孔洞,用于紧固件的通过,以支撑和接合各种大小的附件支撑和连接组件。
相互依赖的细节的系统
本发明还包括主体建筑的互连元件的尺寸标定所基于的预定网格,以及确保贯穿所有制造的组件在所有轴线上维持网格的固定装置的系统,所述系统确保在所有轴线上从拐角块延伸到构件、延伸到子组件、延伸到模块和延伸到整个建筑的精确和相互依赖的关系。尺寸标定系统由此用以减少片段元件和模块定尺,增加公共零件的数量并减小与地基和平台承包商协调的困难,这有助于待整合到如此制作的模块中的部件的内部或外部供应器的工作。
在特定实施例中,系统基于在三条轴线上的不超过或不低于两英寸的增量,其中用于紧固的孔洞之间的中心到中心精确度为正或负1/32",并且所有啮合表面的外侧到外侧尺寸精确度为正0"负1/16"。
固定装置
本发明包括用于组装模块框架的系统,所述系统确保模块符合以上建立的网格,并确保模块的任何部分都不突出超过最外理想尺寸,这增加可实现的组装速度和结构的精确度,并且消除累加尺寸漂移的可能性,使得减小架设的困难、防火的困难、产生在更大程度的固定性的情况下互连模块的可能性,并减小壁厚度和浪费的空间。
加强构件
另外,本发明包含彼此连接并与本文所述的柱、横向框架、对角支撑和拐角块连接的标准化加强构件的系统,消除对逐件设计和加强部件的制造或定制的需要。
加强分析
另外,本发明包含工作方法,所述工作方法用于系统地分析作用于由模块构成的建筑、限定用于应用标准化加强系统的最佳位置的力,所述标准化加强系统选自一系列具有渐变屈曲和上升力抵抗性的标准化加强件,并且从而仅并入如对增强在附加应力下的区域为最低限度地必需的此类加强件,而不需要添加不必要的结构材料到比所需的区位更多的位置、不明显地破坏防火材料的应用并且不需要模块的壁的附加的厚度。
建立柱
另外,本发明包含用于外部柱的制造和连接的方法,因此它们形成具有对由在构造高和/或细长建筑中遇到的载荷产生的压缩力和抗张力具有更大抵抗性的分组。
在特定的实施例中,通过沿其垂直边缘焊接或其它合适的手段将两个或更多个柱连结到组中并且将这些组焊接或以其它方式附接到为此目的提供的区域中的连接器块来增加对柱的水平漂移、屈曲和上升的抵抗力。
在特定实施例中,柱包含通过焊接或其它合适的手段沿其边缘连接的板,并且这些组件焊接或以其它方式连结接到块。在特定的实施例中,这些板的厚度为1"或更大。在另一个特定实施例中,板柱绕过它们所焊接的块,并且沿板的端部与角撑板的顶面和底面进行接触。
在特定实施例中,柱逐渐变大并且接合具有相应更大的主体和连接特征的块。在特定实施例中,这些柱为4"正方形、6"正方形、8"正方形、10"正方形、矩形等,或米制等量,对应于标准结构中空金属或复合区段。
益处
在没有框架的情况下增加高度
通过消除无意中产生在组装期间未完全压缩并因此未完全固定的连接的风险,并且通过提供大量的紧固件,并通过促进加强件的放置,本发明的部件的系统和工作方法可用以增加在没有二级外部或内部支撑框架的情况下可建立的建筑的高度,并且由于涉及结构功能和增强的连接固定性的构件较大部分、产生和保证多个并且多余的载荷路径、将支撑框架集成到模块壁中,以及通过相邻模块施加于完成的建筑并随后施加到地面的外部、内部和自身载荷的产生的高效传递,可用于增加其可使用占地面积。
在有框架的情况下增加高度
通过减少上地板中所需的钢的量,并且由此减小其总重量,本发明还用以增加在使用二级外部或内部的给定尺寸的支撑框架的情况下建立的建筑的高度。
降低独特零件的数量、定位的次数和构件的大小
通过分析施加的载荷并且更高效地涉及较多的具有结构功能的所需的构件,本发明还减小所需的构件的大小,并限制数量、大小和需要独特加强细节和相关复杂度的防火的位置,由此减少此类建筑的成本。
降低精密度要求
本发明可帮助进一步降低工人在模块化生产设施中必须制造的零件的精密度,这降低了制造的成本。
减少复杂制造
本发明将连结构件、吊起模块和连结模块所需的许多复杂特征集中在单个大量生产的部件中,有助于降低构造模块所必需的有技巧的工作的复杂度和要求。
允许更高和更宽
另外,系统可允许建造由两个堆叠的框架构成的较高的模块,所述两个堆叠的框架中的一个在吊顶中具有开口,并且所述两个堆叠的框架中的另一个在地板中具有开口,由于支撑的性能,系统可允许建立较长的模块,并且由于端中孔隙的改善的行为,系统可允许建立较宽的模块,由此为如此构造的建筑的设计者提供更大的灵活性。
减小壁厚度
通过更好地、极佳地分布承载部件,本发明可有助于减小所需的壁厚度以适应结构和服务设施。
减少用于修补的现场劳动
通过将张力连接放置在壁腔内,并将连接装置集中在柱附近,本发明可有助于减少随后必须修补的缺口区域的数量和范围。
现将参考附图描述根据公开于本说明书中的实施例的本发明。
图3(分解视图)和4(组装)公开可用于形成本文公开的拐角连接器组件的90°下拐角连接器8(或块)。下连接器大体上由下连接器主体10组成,其中臂12从下连接器主体10彼此以90°延伸。在一端处的下连接器主体10,指定为下连接器主体柱接收端14,适于接收和联接到模块化框架的柱16、立柱或其它结构单元;而另一端,指定为下连接器主体角撑接触端18,适于联接到第一角撑板20(如本文所描述的)。
在一个实施例中,下连接器柱接收端14可设置有可辅助连接柱16、立柱或其它结构单元的特征,如从下连接器主体焊接接收斜面延伸的焊接接收斜面和焊接衬垫,如在PCT申请第PCT/CA2014/050110号、第PCT/CA2015/050369号、第PCT/CA2016/050434号和第PCT/CA2016/050954号(其内容以引用的方式并入本文中)。这类特征可辅助柱16、立柱或其它结构整体的适当放置以及用于形成焊接,并且在一些实施例中,可避免需要对柱、立柱或其它结构单元的任何修改。
在本文公开的实施例中,下连接器主体10设置有下连接器主体焊接接收斜面22,和从焊接接收斜面22延伸的焊接衬垫24。下连接器主体焊接衬垫24可具有类似于柱16的横截面的横截面,然而,焊接衬垫24的大小使得其可插入中空结构区段(HSS)中以确保柱的恰当对齐。此外,柱16可具有孔洞26,所述孔洞26可与焊接衬垫24中的精密钻孔27对齐,使得在柱16中的孔洞26与焊接衬垫24中的孔洞27对齐之后,柱可使用紧固装置28(如螺钉或螺栓)附连在适当的位置,同时确保柱16的适当定位。
下连接器主体10还在下连接器主体角撑端30处设置有下连接器主体角撑接触面18,并且其可与第一角撑板20接触,如本文所描述的。在本文所公开的实施例中,下连接器本体角撑板接触面18大体上为平面的。在一个实施例中,例如但不限于,下连接器主体角撑板接触面18可设置有渗漏通道,所述渗漏通道可允许任何水、冷凝物或其它液体排出到下连接器8外。
在图3和4中所示的实施例中,下连接器8设有从下连接器主体10延伸的一对下连接臂12。此外,臂被定位成彼此垂直,即,一个臂以与第二臂几乎90°延伸。然而,臂的位置可根据设计和应用要求而变化,并且臂可以以小于或大于90°的角度存在。举例来说,图5和6公开下连接器8,其中臂12(在相反方向上)相对于彼此以180°延伸。
由于下连接器8放置在模块化结构中(图1和2),所以下连接器8设置有下连接器内面32和下连接器外面34。下连接器内表面32由形成的模块化结构指定,其中连接器8的面32朝向模块化结构的内侧定位,被视为下连接器内面32,并且下连接器8的面远离模块结构的内侧(或朝向外侧)定位,指定为下连接器外面34。
在所示的实施例中,下连接器臂12具有下连接器臂承载面36和下连接器臂横梁接触面38,其可接合横梁40或其它结构单元以形成模块化结构。在所示的实施例中,下连接器臂承载面36位于与下连接器主体柱接收端14的平面不同的平面,其中下连接器臂承载面36的平面比下连接器主体柱接收端14的平面更靠近具有下连接器主体角撑端30的平面。这导致下连接器臂承载面36与下连接器主体柱接收端14间隔开,并且可帮助焊接操作以形成模块化结构单元。
下连接器臂12可设置有孔洞42,所述孔洞42可用于将下连接器8联接到上连接器102,并且用于形成本文所公开的连接器组件100。在一个实施例中,如在附图中所公开,孔洞42可更靠近下连接器内面32定位,这可有助于提供更靠近下连接器外面34定位的下连接器臂承载表面36。下连接器臂承载表面36可在臂12上提供用于定位和承受模块化结构的附加结构特征的负载的区域。在另一个实施例中,根据需要传递的载荷和在块表面上承载的承载元件的定位,可存在更多的孔洞或更少的孔洞。
下连接器8的臂12还设置有从下连接器臂横梁接触面38延伸的凸台44,所述凸台44定位在从下连接器主体10延伸的臂12的远端处。凸台44可设置有用于将下连接器臂12联接到横梁40或模块化框架的其它结构单元的特征。在一个实施例中,凸台44设置有下连接器焊接接收斜面46,并且其可辅助与梁40或模块化框架的其它结构单元形成焊接。
在一个实施例中,例如但不限于,凸台44可朝向下连接器臂8的横梁接触面38的一侧定位。在附图中所示的实施例中,凸台44接近下连接器8的外面34定位,并且也与靠近下连接器内面32的下连接器臂12的边缘间隔开。通过将凸台44定位成靠近外面34,在靠近内面32的下连接器臂12的横梁接触面38上设置通道。通道可为在模块化结构中的导线或其它管的通过提供空间。
图5和6示出下连接器8的第二实施例,其具有类似于图3和4中公开的下连接器8实施例的特征。在图5和6中公开的实施例具有在相反方向上(而不是如图3和4所示彼此垂直)延伸的臂。臂12的方向不受特别限制,并且可根据应用和设计要求而变化,如所属领域技术人员基于在本说明书中的教导应该认识到的。
此外,下连接器8的臂12可具有一个或多个从下连接器内面32延伸到下连接器外面34形成的孔洞48。一个或多个孔洞48可接收紧固装置28,所述紧固装置28允许下连接器8联接到相邻的下连接器,如本文进一步描述的。
公开并且用于形成连接器组件100的上连接器102具有类似于上文所描述的下连接器8的特征。上连接器102的附加细节可见于PCT申请第PCT/CA2014/050110号、第PCT/CA2015/050369号、第PCT/CA2016/050434号和第PCT/CA2016/050954号(其内容以引用的方式并入本文中)。此外,上连接器102可具有从上连接器臂104的内面延伸到外面的孔洞50(类似于见于下连接器中),其允许上连接器102的联接到相邻的上连接器,如本文进一步描述的。
图7(分解)和图8(组装)示出根据本文公开的实施例的连接器组件100,其中一对相邻的下连接器8联接到一对相邻的上连接器102,角撑板20夹在其中间。上连接器102中的每个具有联接到上连接器角撑接触面106的销54。如在PCT申请第PCT/CA2014/050110号、第PCT/CA2015/050369号、第PCT/CA2016/050434号和第PCT/CA2016/050954号(其内容以引用的方式并入本文中)中所描述,销54插入在角撑板54中的孔洞56中,并且然后销54接合下连接器角撑接触面18中的孔洞(未示出),以确保当形成连接器组件100时适当对齐。
为了通过添加具有多个地板的模块单元4来扩大在存在的模块化结构2上的占地面积,在存在的模块化结构2中的下部连接器可联接到在模块单元4中的下连接器,所述下连接器在组装时将处于彼此相邻。类似地,在存在的模块化结构2中的上连接器可联接到模块单元4的上连接器,以形成如图2所示的扩大的模块化建筑6。
图9(分解)和10(组装)示出在联接之前(图9)和联接之后(图10)的相邻下连接器8。下连接器8具有穿过下连接器臂12横向钻孔的孔洞48,形成通道并且允许从下连接器8的内面32到外面34的流体连通。孔洞48的数量和位置不受特别限制,并且可根据设计和应用要求而变化。在所示的实施例中,每个下连接器臂8具有一对孔洞48,其中第一孔洞48更靠近下连接器臂承载面36形成,另一个孔洞48更靠近下连接器角撑端部30形成。此外,在如附图所示的一个实施例中,孔洞48在下连接器主体10的远侧位置处,或换句话说,更靠近下连接器臂横梁接触面38。接收十字螺栓28的孔洞48的实际位置不受特别限制,并且可根据应用和设计要求而变化,只要它们定位在连接器的臂12上,横向形成并允许十字螺栓28插入,以紧固相邻连接器,如本文中所公开的。然而,通过将孔洞48更靠近连接器臂横梁接触面38定位,可在联接相邻连接器时实现改善的固定性。
为了联接相邻的下连接器8,可使用十字螺栓28将第一下连接器8紧固到相邻的第二下连接器8。在如图9所示的一个实施例中,第一螺栓28从第一下连接器8的内面32插入第一孔洞48中,然后所述第一下螺栓28接合来自相邻第二下连接器8的外面34的对应的第一孔洞48。此外,第二螺栓28插入到来自第二下连接器8的内面32的第二孔洞48中,然后所述第二螺栓28接合来自相邻第一下连接器8的外面34的对应的第二孔洞48。在所公开的实施例中,孔洞48的位置允许螺栓28交替插入以联接相邻的下连接器(见图9)。
图9和10示出相邻的90°下连接器的联接,而图11(分解)和12(组装)示出使用如上文所描述的十字螺栓28的相邻180°下连接器的联接。图13(分解)和14(组装)示出使用十字螺栓28的三个90°下连接器8的联接,而图15(分解)和16(组装)示出使用如上文所描述的十字螺栓28联接的四个90°下连接器8。
类似的方法可用于联接上连接器102,如上文关于下连接器8所描述;其还设置有在从上连接器102延伸的臂104的横向平面中形成的孔洞。
图17(分解)和18(组装)示出当将模块化建筑2联接到模块化单元4时联接相邻模块的替代的方法。在图17所示的实施例中,公开180°下连接器;然而,如所属领域技术人员应该理解,类似于联接下连接器8,上连接器102也可以类似的方式联接。
当如在图17和18中公开联接相邻的连接器时,也可使用上文关于连接器描述的特征和方法以及联接相邻连接器的方法。在图17和18所示的实施例中,第二角撑板52使用紧固装置28联接到下连接器臂承载面36,所述紧固装置28可插入在第二角撑板52中的开口中,然后接合一个或多个在下连接器臂承载面36上的孔洞。在联接到下连接器臂承载面36时,第二角撑板52处于与底层地板152相同的平面中。使用的第二角撑板可仅联接到下连接器8的单个臂12。替代地,如在图17中更靠近附图页的顶部所示,当联接相邻下连接器8以扩大模块化建筑的占地面积时,使用的第二角撑板150的尺寸适于联接到两个相邻下连接臂12。类似于其它角撑板52,用于联接到两个相邻下连接器臂12的角撑板150具有孔洞,所述孔洞可接收接合第二角撑板150的紧固装置28以及在两个相邻下连接器8上的两个相邻臂12。这有助于附连和确保扩大的模块化建筑6的平滑地板。
图19和20示出其中在模块中使用对角支撑154的情形。类似于在图17和18中所示的实施例,第二角撑板150用于联接到下连接器臂承载面36。在图19和20所示的实施例中,第二角撑板150设置有突起156,所述突起156具有孔洞156,用于接收用于将对角支撑件154附连到突起156的紧固装置28。当联接相邻下连接器8时,紧固装置28可从突出156移除,并且对角支撑154可绕对角支撑154的相对固定端枢转(图20),以提供足够的空间移除仅联接到在下连接器8上的单个臂12的第二角撑板52,并且用联接到在相邻下连接器8上的两个相邻臂12的第二角撑板150代替。一旦联接到两个相邻臂12的第二角撑板150就位,对角支撑154就可枢转回到附连到安装的第二角撑板150的位置。
此外,第二角撑板150可以具有附加突起156,所述突起156具有允许联接到第二对角支撑(图19)并且确保对角支撑适当地对齐和固定以确保固定性的孔洞。
如本文所用并且尤其关于连接器所用,术语“上”和“下”是相对的并且可以互换。然而,出于描述连接器组件100的目的,上连接器102是指通常将定位在模块化框架的上拐角或上端的连接器,所述模块化框架可被提升并且定位在第二(或下)模块化框架上。而下连接器8是指定位在模块化框架的下拐角或下端的连接器,并且其将(比上连接器)更靠近地面或地板。
在所示的实施例中,上拐角连接器102和下拐角连接器8可由中空的钢铸件制备。连接器可具有如拉伸强度和延展性等于或大于软钢和冶金特性机械特性,使得连接器可用标准实践(如结构金属惰性气体(MIG)焊接)焊接到低软钢。
在另一实施例中,上连接器和下连接器(102、8)各自分别具有主体,在一个特定实施例中,主体可为中空的。根据设计和应用要求,上连接器主体108和下连接器主体10可具有各种形状。然而,在附图中,上连接器和下连接器(102、8)的形状具有正方形横截面。
在一个实施例中,连接器主体(108、10)为4"正方形以接纳4"×4"中空结构区段(HSS)。在另一个实施例中,连接器主体(108、10)为6"正方形以接纳6"×6"HSS。连接器102和8具有用于预期功能和细节的足够的厚度,如便于铸造的区段的拔模角和均匀性。在特定实施例中,将铸件钻孔并且将表面铣削到如在孔隙和其它孔隙的中心以及块的面之间测量的高精度。此外,垂直度和平行度类似地维持高公差或其它公差,因为这可能是方便的。在另一个实施例中,连接器通过焊接或机械装置组装轧制区段、扁平或制动形成的板中的一个或多个制备。在另一实施例中,零件通过铸造非铁、塑料、水泥或任何其它合适的材料制备。在另一个实施例中,柱和臂将连接到的块的部分可具有定位HSS并且便于焊接的特征。
可对所描述的实施例进行某些改编和修改。因此,上文讨论的实施例被认为是说明性而不是限制性的。
零件清单
Claims (12)
1.一种连接器组件,其包含联接到下连接器的上连接器和夹在所述上连接器和所述下连接器之间的角撑板,
所述下连接器包含:
下连接器主体,其具有下连接器主体柱接收端和下连接器主体角撑接触端,所述柱接收端适于接收第一模块框架的第一端,并且所述角撑接触端适于联接到所述角撑板;
至少一对下连接器臂,每个下连接器臂联接到所述下连接器主体并且从其延伸,并且具有下连接器臂内面、下连接器臂外面、下连接器臂角撑接触面、下连接器臂承载面和下连接器臂横梁接触面,所述横梁接触面远离所述下连接器主体定位,每个下连接器臂在所述承载面上具有至少一个固定孔隙,用于接收将所述下连接器联接到所述上连接器的紧固装置,并且每个下连接器臂具有从所述下连接器臂内面延伸到所述下连接器臂外面形成的孔洞;和
下连接器臂凸台,其联接到每个臂的所述横梁接触面并且从其延伸,所述凸台具有从所述臂的远侧端延伸的下连接器臂焊接接收斜面;
所述上连接器包含:
上连接器主体,其具有上连接器主体柱接收端和上连接器主体角撑接触端,所述柱接收端适于接收第二模块框架的第一端,并且所述角撑接触端适于联接到所述角撑板;
至少一对上连接器臂,每个上连接器臂联接到所述上连接器主体并且从其延伸,并且具有上连接器臂内面、上连接器臂外面、上连接器臂角撑接触面、上连接器臂承载面和上连接器臂横梁接触面,所述横梁接触面远离所述上连接器主体定位;每个上连接器臂具有至少一个上连接器臂固定孔隙,用于接收将所述下连接器联接到所述上连接器的紧固装置,和至少一个上连接器臂角撑联接孔隙,用于接收将所述上连接器联接到所述角撑板的第二紧固装置,并且每个上连接器臂具有从所述上连接器臂内面延伸到所述上连接器臂外面形成的孔洞;和
上连接器臂凸台,其联接到每个上连接器臂的所述上连接器臂横梁接触面并且从其延伸,所述凸台具有从所述臂的远侧端延伸的上连接器臂焊接接收斜面;
所述角撑板包含:
角撑板第一面、角撑板第二面,和角撑板穿孔,用于接收所述联接和紧固装置,以联接所述上连接器和所述下连接器。
2.根据权利要求1所述的连接器组件,其进一步包含联接到所述下连接器和第二上连接器的第二下连接器,其中所述角撑板定位在所述第二下连接器和所述第二上连接器之间;
所述第二下连接器包含:
第二下连接器主体,其具有第二下连接器主体柱接收端和第二下连接器主体角撑接触端,所述第二下连接器主体柱接收端适于接收第三模块框架的第一端,并且所述第二下连接器主体角撑接触端适于联接到所述角撑板;
至少一对第二下连接器臂,每个第二下连接器臂联接到所述第二下连接器主体并且从其延伸,并且具有第二下连接器臂内面、第二下连接器臂外面、第二下连接器臂角撑接触面、第二下连接器臂承载面和第二下连接器臂横梁接触面,所述第二下连接器臂横梁接触面远离所述第二下连接器主体定位,每个第二下连接器臂在所述第二下连接器臂承载面上具有至少一个固定孔隙,用于接收将所述第二下连接器联接到所述第二上连接器的紧固装置,并且每个第二下连接器臂具有从所述第二下连接器臂内面延伸到所述第二下连接器臂外面形成的孔洞;和
第二下连接器臂凸台,其联接到每个臂的所述第二下连接器臂横梁接触面并且从其延伸,所述第二下连接器臂凸台具有从所述臂的远侧端延伸的第二下连接器臂焊接接收斜面;并且
所述第二上连接器包含:
第二上连接器主体,其具有第二上连接器主体柱接收端和第二上连接器主体角撑接触端,所述第二上连接器柱接收端适于接收第四模块框架的第一端,并且所述第二上连接器角撑接触端适于联接到所述角撑板;
至少一对第二上连接器臂,每个第二上连接器臂联接到所述第二上连接器主体并且从其延伸,并且具有第二上连接器臂内面、第二上连接器臂外面、第二上连接器臂角撑接触面、第二上连接器臂承载面和第二上连接器臂横梁接触面,所述第二上连接器臂横梁接触面远离所述第二上连接器主体定位;每个第二上连接器臂具有至少一个第二上连接器臂固定孔隙,用于接收将所述第二下连接器联接到所述第二上连接器的紧固装置,和至少一个第二上连接器臂角撑联接孔隙,用于接收将所述第二上连接器联接到所述角撑板的第二紧固装置,并且每个第二上连接器臂具有从所述第二上连接器臂内面延伸到所述第二上连接器臂外面形成的孔洞;和
第二上连接器臂凸台,其联接到每个臂的所述第二上连接器臂横梁接触面并且从其延伸,所述第二上连接器臂凸台具有从所述第二上连接器臂的远侧端延伸的第二上连接器臂焊接接收斜面;
其中
所述第二下连接器臂外面接近所述下连接器臂外面,所述第二上连接器臂外面接近所述上连接器臂外面,并且所述第二下连接器臂角撑接触面接近所述第二上连接器臂承载面。
3.根据权利要求2所述的连接器组件,其中紧固装置接合所述下连接器臂内面和所述第二下连接器臂内面中的所述孔洞,并且将所述下连接器臂联接到所述第二下连接器臂。
4.根据权利要求2或3所述的连接器组件,其中第二紧固装置接合所述上连接器臂内面和所述第二上连接器臂内面中的所述孔洞,并且将所述上连接器臂联接到所述第二上连接器臂。
5.根据权利要求2到4中任一项所述的连接器组件,其进一步包含:
第二角撑板,其定位在所述下连接器臂承载面和所述第二下连接器臂承载面上,
所述第二角撑板具有多个孔隙,所述下连接器臂承载面具有与所述第二角撑板上的所述多个孔隙中的一个对齐的孔洞,并且所述第二下连接器臂承载面具有与其它多个孔隙中的一个对齐的孔洞;和
接合所述第二角撑板上的所述孔隙的紧固装置,其中所述孔隙与所述下连接器承载面上的所述孔洞对齐,用于将所述第二角撑板附连到所述下连接器,和接合所述第二角撑板上的所述多个孔隙中的另一个孔隙的第二紧固装置,其中所述其它孔隙与所述第二下连接器臂承载面上的所述孔洞对齐,用于将所述第二角撑板附连到所述第二下连接器。
6.根据权利要求5所述的连接器组件,其进一步包含:
联接到所述第二角撑板并且从其延伸的突起;所述突起在远离所述下连接器臂承载面的方向上延伸。
7.根据权利要求6所述的连接器组件,其进一步包含联接到所述突起的支撑。
8.一种下连接器,其包含:
下连接器主体,其具有下连接器主体柱接收端和下连接器主体角撑接触端,所述柱接收端适于接收第一模块框架的第一端,并且所述角撑接触端适于联接到所述角撑板;
至少一对下连接器臂,每个下连接器臂联接到所述下连接器主体并且从其延伸,并且具有下连接器臂内面、下连接器臂外面、下连接器臂角撑接触面、下连接器臂承载面和下连接器臂横梁接触面,所述横梁接触面远离所述下连接器主体定位,每个下连接器臂在所述承载面上具有至少一个固定孔隙,用于接收将所述下连接器联接到所述上连接器的紧固装置,并且每个下连接器臂具有从所述下连接器臂内面延伸到所述下连接器臂外面形成的孔洞;和
下连接器臂凸台,其联接到每个臂的所述横梁接触面并且从其延伸,所述凸台具有从所述臂的远侧端延伸的下连接器臂焊接接收斜面。
9.一种上连接器,其包含:
上连接器主体,其具有上连接器主体柱接收端和上连接器主体角撑接触端,所述柱接收端适于接收第二模块框架的第一端,并且所述角撑接触端适于联接到所述角撑板;
至少一对上连接器臂,每个上连接器臂联接到所述上连接器主体并且从其延伸,并且具有上连接器臂内面、上连接器臂外面、上连接器臂角撑接触面、上连接器臂承载面和上连接器臂横梁接触面,所述横梁接触面远离所述上连接器主体定位;每个上连接器臂具有至少一个上连接器臂固定孔隙,用于接收将所述下连接器联接到所述上连接器的紧固装置,和至少一个上连接器臂角撑联接孔隙,用于接收将所述上连接器联接到所述角撑板的第二紧固装置,并且每个上连接器臂具有从所述上连接器臂内面延伸到所述上连接器臂外面形成的孔洞;和
上连接器臂凸台,其联接到每个上连接器臂的所述上连接器臂横梁接触面并且从其延伸,所述凸台具有从所述臂的远侧端延伸的上连接器臂焊接接收斜面。
10.一种形成连接器组件的方法,所述连接器组件具有下连接器、上连接器、角撑板、第二下连接器和第二上连接器,其中所述下连接器、所述上连接器、所述角撑板、所述第二下连接器和所述第二上连接器如根据权利要求1到9中任一项所述,所述方法包含以下步骤:
定位所述下连接器、所述上连接器、所述角撑板、所述第二下连接器和所述第二上连接器;
将所述下连接器联接到所述上连接器;
将所述第二下连接器联接到所述第二上连接器;
将所述下连接器联接到所述第二下连接器;和
将所述上连接器联接到所述第二上连接器。
11.一种联接相邻模块化建筑的方法,其中所述模块化建筑一起具有下连接器、上连接器、角撑板、第二下连接器和第二上连接器,其中所述下连接器、所述上连接器、所述角撑板、所述第二下连接器和所述第二上连接器如根据权利要求1到9中任一项所述,所述方法包含以下步骤:
将第一模块化建筑的第一模块化单元与其它模块化建筑的模块化单元相邻定位;
将所述第一模块化建筑的所述第一模块化单元的所述下连接器联接到所述其它建筑的所述模块化单元的所述第二下连接器;和
将所述第一模块化建筑的所述第一模块化单元的所述上连接器联接到所述其它建筑的所述模块化单元的所述第二上连接器。
12.一种模块化建筑,其包含下连接器、上连接器、角撑板、第二下连接器和第二上连接器,其中所述下连接器、所述上连接器、所述角撑板、所述第二下连接器和所述第二上连接器如根据权利要求1到9中任一项所述。
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