CN111405932B - 干式安装墙的建造方法 - Google Patents

Abstract

一种建造墙壁的方法，其新颖性和创造性在于，超越了作为固体和紧凑结构的自承重墙壁的概念。发明人发明了“移动墙”，即“必须”能够移动的墙，从而可以抵抗地震和巨大推力。发明人通过消除粘结剂和锁紧接头，并使用菱形构造的元件来定位这些元件以及创建凹槽和销钉来实现此目的，这些元件在安装到位时不会限制元件，但是在受到推力的情况下，它们使元件始终沿着墙的轴线、沿着由带有菱形构造的周围元件创建的横向平面系统(像行驶在轨道上的汽车一样)，以保持元件的自由移动，从而在摇动结束之后，允许重力将每个元件重新定位在由底部元件形成的楔形的中心。

Description

干式安装墙的建造方法

技术领域

本发明主要涉及了建筑和砌体建筑领域以及建筑玩具领域，但并不限于这些领域；术语和示例采自这些领域，以说明性和非限制性的目的描述本发明。

本发明的主要目的是创建一种用于建造干式安装墙(dry-mounted wall)的套件，该套件的样式具有创新的抗震能力。

本发明的另一创新特征是采用元件模块化的形式，其允许容易且廉价地制造任何单件，从而使其生产具有工业利益。

背景技术

现有的专利，主要指Blair公开的US3238680和Henderson公开的US4429506，它们已经公开了以菱形构造(即元件的内表面相对于水平面的倾斜度为45°)组装的干式安装自立墙的好处，并详细说明了它的优点，例如可以实现现场实施安装。这些专利的主要目的是促进和标准化施工过程并减少其相关问题。这些专利公开的解决方案并没有直接解决优化其产品的抗地震性能，而这种抗震性可能会损害它们的利用率，实际上，它们间接地为该问题提供了将元件固定到位的标准解决方案，即通过对元件进行灌浆(Blair的专利)，或者通过创建公/母接头以在固定就位后便完全限制任何移动动(Henderson的专利)。

发明人已经提出了尝试性的解决方案，提交了意大利专利(nr.102017000002158)，但由于被认为缺乏新颖性而被驳回；该文件创新地确定了将菱形构造与其他类型的接头连接以允许元件移动，但仍保留在假想的一般性中而没有提供任何适当的方法来允许适当的移动，并且没有提议将销钉和凹槽插入元件的内表面，故在本文提出了解决方案，并且该解决方案在本专利申请的权利要求中请求得到保护。

此外，所有先前解决方案具有的复杂性使它们的工业生产变得昂贵，并损害了其扩散(diffusion)。

发明描述

用于构造墙壁的该方法的新颖性和创造性的核心在于，放弃将自支撑墙壁作为坚固紧凑的结构。

发明人通过消除粘结剂和锁紧接头，使用菱形构造来定位元件并且在凹槽和销钉系统中创建元件来实现这一点，这些凹槽和销钉在就位时不会阻塞元件，在受到推力或地震的影响时，使得它们始终沿着墙的轴线、沿着由带有菱形构造的周围元件创建的横向平面系统自由移动。

该横向平面将任何形式的推力转换成向上的横向推力，该横向推力总是受到重力和结构自重的阻碍；在应力结束时，重力将使用相同的横向平面将每个元件重新定位在其原始位置，即位于由底部元件(underlying element)创建的楔形的中心。

利用重力将元件沿横向平面重新定位回到其原始位置的这种动作是本发明步骤的一部分，并且如果在水平面上以及元件被锁紧时是不可能实现该动作的。

除了创造出极符合人体工程学的、可达到目的并且能够在工业上重复制造的基本元件之外，该方法的新颖性和创造性还在于对四个条件的识别、定义和使用，即这些条件用于创建所谓的“移动墙”，即“必须”能够移动的墙，在构造垂直墙的过程中由被认为是具有创造性和创新性的方式来阻止地震波和主要推力。

这四个条件是：

1)元件的形状及其正确定位，

2)当省去锁紧接头时，凹槽和销定的形状保持它们能够保持引导功能；

3)元件的菱形构造，其允许创建楔形和横向平面并且省去水平面中，该水平面在本建造技术中是应当避免的主要问题，

4)干式结构，没有粘合剂并且没有锁紧接头，这使得元件在固定就位后能够避免牢固焊接，并使它们保持静态平衡。

本发明的结果是将干式安装的墙壁组装成菱形构造，该菱形构造包括模块化元件、它们相关的完成元件(completion element)以及围护栏和支柱。

模块化元件是具有基于正方形或菱形的六面平行六面体；平行六面体放置时的高度将为墙的厚度，其基部(basis)将构成墙的两个立面。在该菱形构造中，其基部的两个对角线垂直和水平放置。在其最终位置时，该元件具有两个垂直放置的外部平行面，两个朝上放置的内表面和两个朝下放置的内表面。在两个邻接的内表面中，将两个销钉对称地分别插入到该两个内表面，设置在距其最近的外表面相同的高度和距离(参见图1、图2、图7)。

两个相对的邻接内表面各具有两个凹槽，这些凹槽对应于位于相对表面上的销钉呈对称的布置(参见图1、图3、图7、图8)；这些凹槽从两个面之间的共同边缘开始，沿着与元件外表面平行的面延伸，延伸距离为其整个的长度(参见图1、图3)或恰好达到其匹配销钉的高度(图7、图8)；这些凹槽的宽度将始终比预测的销钉的厚度稍宽一些，并且比其高度略深一些，以便在将元件组装到其静态平衡的最终位置时，不会限制或压紧或挤压或拉紧销钉。重力的作用力和菱形构造的元件之间的摩擦力将赋予墙体稳定性；销钉以及两个相对面之间的摩擦力将阻止推力，从而避免墙未沿立面轴线方向对准。在组装元件时，两个面的固定销钉必须都朝上或都朝下，并且墙壁的所有元件也以该相同方式设置。出于技术原因，只要相应的凹槽与选定的销钉匹配，销钉的数量、形状、材料和/或尺寸均可以有所变化。

这些特征使得元件的生产极其便宜：最初，待创建的初始形式为普通的六面块，只需在其中雕刻凹槽并插入销钉即可。对于许多材料，在准备模具时可能已经预见到了凹槽，对于诸如混凝土或砾石之类的材料，可以用金属棒来代替销钉以插入模具中，金属棒的一个末端保留在外部以形成销钉，而内部零件则用于加固混泥土。当使用木材等材料时，销钉可减少因雕刻而造成的浪费，并增加公接头在推力和应力作用下时的阻力；对于木材而言，与许多其他材料一样，相比较从同一元件雕刻而成的销钉，插入到该元件中的销钉(即使这两者是由不同的材料组成)能够在推力和应力作用下承受更大的力。用于销钉和元件的特定材料将确定销钉的尺寸、轮廓、形状、高度和厚度。

在公开的示例中，模块化元件在不包括销钉时，其采用尺寸为70x70x100mm(毫米)的正方形基块；它的体积为490cc(立方厘米)，不包括由于销钉和槽凹引起的变化。四个内表面的尺寸分别为70x100mm和100mm，同时是内表面基部的长度、垂直截面的长度和处于正确位置时元件的厚度。两个外表面的尺寸为70x70mm，对角线均为70√2(即98.9)mm，由于材料的公差，可以将其视为100。因此，就位时的垂直和水平横截面可以认为是100x100mm。几乎呈半立方分米的体积和100x100mm的截面使得许多非熟练工人的评估和粗略测算变得容易。由于采用了菱形构造，任何元件层都可以将墙壁叠高50毫米，并且其100毫米的厚度可以通过可选地放置整个元件或一半元件以每次递增50毫米。干式安装技术使所有这些措施兼容于需要灰浆或粘结剂的建筑，因此可以利用已经在建筑领域使用的所有加工、工具和附件。

在技术或美学需求的情况下，方形基部、元件尺寸及其各部分之间的比例均可以改变。

凹槽为10mm大，并且其深度为20mm；它们中的任何一个都距其最近的外表面20毫米，并且与另一个凹槽相距40毫米。销钉的外部厚度为8mm，高度为19mm。除了将生产成本降至最低之外，这些元件的形式、它们的接头形状以及菱形构造还使得该结构能够产生应对地震的创新反应。

在紧凑的结构中，地震会在结构的最薄弱点上释放能量。在这种结构套件中，墙壁不会像紧凑的合体套件一样阻碍摇动：相反，任何单个元件都可以自由移动；巨大的地震力分散在与元件的结构和位置对齐的向量中，它们将力释放到任意的单个元件上，从而引起其运动。干式建筑技术允许部件移动，而由销钉和凹槽产生的特定游隙迫使元件像汽车一样在其轨道上滑动，其唯一的方向是与立面的轴心对齐，并且由于菱形构造而横向于地面。而两个平行的凹槽将摆动的可能性和单一元件未对准的风险降至最低，它们被迫在相邻元件创建的平面上滑动和爬升，将所有应力转换为横向推力和上行推力，这些推力始终受到重力的阻碍，在地震结束时，重力将所有单一元件重新定位在菱形构造组成的楔形中心，使整个结构恢复到静态平衡的原始位置。

销钉的向下定位和凹槽的向上定位有助于降低元件的重心，并在运动过程中帮助其平衡。结构的重量、震动的波动性和不连续性以及任何单一元件与至少一个与之邻接的元件的连续分离都将趋向于捆扎(parcel)并不断阻碍推力的作用，因此该墙壁对地震的反应方式与碎石地形对地震的反应更相似，而不像紧凑型结构对地震的反应，从而分散了力而不是将力分散到最薄弱的地方。

除了地震(其中的力和推力是超常的)，该墙壁将保有具有菱形构造的干式建筑物所赋予的所有静态平衡和稳定性的特征，这些特征在已经先前的专利有所叙述。

加工元件(finishing element)：作为设置在菱形构造中的模块化元件，该加工元件是将它们连接到底层(basement)(图4)、连接至侧向支柱(图5)以及墙壁或天花板的顶部(图6)的接合元件。它们还用于创建门、窗或用于布线或水暖的技术孔；它们是通过将模块化元件沿其一个或多个轴线划分而获得的；如何使用它们可直接从图9、图10和图11中得到。沿平行于外表面的平面的两个半部形成了两个对称的部件，可用于以50毫米的倍数增加墙壁的厚度。这些加工元件可以沿着通过分裂获得的面设置附加的销钉，从而允许锚固到加工元件上(参见图5)，或者满足技术需要(图9-图11)。

围护元件：它们是多边形支柱，其他元件可以固定或倾斜在其中：与建筑的其余部分不同，它们可以固定在地面或底层。一个或多个侧面具有与所用元件相匹配的公或母接头。在凹槽的情况下，它们将垂直延伸，并且旨在将横向推力转换为垂直推力，从而使加工元件能够进行垂直滑动，从而将元件提起，避免了与其他元件碰撞的可能性，向上抬高其相邻元件，从而释放其横向推力。作为闭合元件(closing element)，可以使用具有接头或不具有接头的U形杆，这些杆已被现有技术说明，属于现有技术的一部分。

可以预测模块化元件的许多变型，例如两个不同的元件，一个带有所有的公接头，一个带有所有的母接头，交替地放置；或者具有其他变型，其中包括两个以上的不同元件，它们具有不同的形状，使用相同种类的接头、凹槽和销钉并且没有水平面地创建不同的配置，使得始终允许任何元件移动，这些变型落入本发明的范围内。

尺寸、颜色、所用材料的种类、内部为空或紧密或具有任何类型的孔、腔或渠的事实，同质或分层或由一种或多种材料组成的事实，所有这些均是与我们要求保护的专利功能无关的细节，可以根据需要或要求而有所不同。

工作中使用的所有元件应具有尺寸、比例、面、接头，接触面和轮廓，这些必须与所使用的模块化元件兼容并匹配；因此，对于任何模块化元件“A”，都有必要创建一组“A型”加工元件，使其具有与“A”兼容的所有所需特征。将来，这种建筑技术的发展将增加可能用于设计解决特定问题或美学需求的各种元件，这些元件始终保留在本发明的范围内。

根据我们在此的解释，本申请的目标已达到。该方法的手段可以具有无数种变化，所有这些变化都落入本发明的边界和范围之内，并包括在所附的权利要求中。任何细节都可以用技术上等同的其他元件来更改，并且材料将根据当地需要进行多样化，而不会超出所要求专利的保护范围。即使具体参考附图描述了元件，在说明书和权利要求书中使用的附图本身和附图标记也仅用作更好地帮助理解该过程的手段，而无意于对要求保护的专利进行任何限制。

附图说明

在阐明了附图的详细图示之后，本发明的其他特性、特征和优点将变得显而易见，这些附图示出了基本元件及它们相关的加工元件的两个主要的非排他性示例。

图1-2-3：示出了模块化元件的透视图，其中该模块化元件具有沿着整个上表面延伸的凹槽；

图4-5-6：示出了相关的加工元件的透视图，将元件分裂而获得的该加工元件用于底层(图4)、用于加工侧向边缘(图5)或顶部(图6)；

图7-8：示出了模块化元件的透视图，其中该模块化元件具有部分地沿着上表面延伸的凹槽；

图9：示出了从侧向支柱和加工元件开始的墙壁的构造的透视图；

图10：示出了具有四个面的立柱的透视图，其中四个面带有垂直凹槽作为母接头；

图11：示出了从侧向支柱开始的墙壁的构造的透视图，其中该侧向支柱具有加工元件和已就位的第一排模块化元件。

Claims (2)

1.一种利用套件构造自支撑抗震模块化结构的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供一种套件，所述套件包括：

至少一个多面体杆，

多个模块化元件，所述模块化元件具有平行六面体形状且基部具有正方形或菱形形状，以及

多个接合元件，所述接合元件分别通过沿着所述模块化元件的外表面的对角线之一截取所述模块化元件而得，并且所述接合元件具有两个基部和沿所述基部延伸的三个表面，

其中，接合元件连接到底层、连接至侧向支柱以及墙壁或天花板的顶部；多面体杆固定在地面或底层，其他元件固定或倾斜在其中；将所述模块化元件和接合元件的基部分别设置成平行于重力定向，与所述杆一起容易地连接和组装成模块化结构；

其中，整个施工过程都是在没有任何粘结剂或接头的情况下进行干式安装的，即任何模块化元件和任何接合元件和任何杆被设置成在其至少两个表面上具有至少一个母元件和/或一个公元件，所述母/公元件成形为与邻接元件的公/母元件带有游隙地耦接，并且母元件具有凹槽形状，公元件具有易于插入的销钉形状，使得一旦就位能够沿所述凹槽松动地滑动，并且，

在模块化元件和接合元件中，凹槽设置成平行于基部延伸，且在杆中，凹槽垂直于所述杆延伸，并且，

所述模块化元件和接合元件沿着平行于重力方向的平面以菱形构造组装，形成静态平衡，使得

任何单一模块化元件和接合元件均与其邻接的元件带有游隙地连接且在就位后仍能够保持自由移动；以及

模块化元件的所有面与其他模块化元件或接合元件的面接触，确定始终横向于重力方向的往复滑动平面且结构内部没有水平面。

2.一种使用权利要求1所述的方法来构造的干式安装自支撑抗震模块化结构，其特征在于，若干个平行六面体模块化元件组装成菱形构造，所述杆垂直放置在它们的侧面，通过将任意元件的销钉插入到相邻的元件或杆的凹槽中来组装整个套件。

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