CN115003922A - 使用束筒和带螺纹的阶梯销的构筑 - Google Patents

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Abstract

提供了一种使用束筒创建用于构筑的柱的系统和方法。柱具有底部部分、中间部分和顶部部分。每个部分由一束单独的支柱组成，包括中心支柱、多个角支柱和多个中间支柱。从柱的底部部分开始，附加的支柱可以被固定在底部部分的支柱的顶部上，从而形成柱的中间部分和顶部部分。每个支柱可以使用带螺纹的阶梯销被固定至另一个部件，该带螺纹的阶梯销包括基部区段、至少一个中间区段、以及末端区段，其中每个区段的周缘逐渐小于上一个区段。带螺纹的阶梯销的至少一个中间区段还包括围绕至少一个中间区段的外表面盘旋的螺纹。

Description

使用束筒和带螺纹的阶梯销的构筑
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年1月27日提交的美国临时申请序列号62/966,405(标题为“Improved Apparatus And Method For Assembly Of Construction Components”)和2020年7月28日提交的美国临时申请序列号63/057,399(标题为“Construction UsingBundled Tube And Threaded Stepped Dowels”)的提交日期的权益，这两个申请在此通过引用并入本文，如同在本文完全阐述。
发明简述
本公开总体上涉及使用束筒(bundled tube)形成用于构筑(construction)的柱和梁。本发明还涉及用于增强相邻的构筑部件的连接的带螺纹的阶梯销(threadedstepped dowel)，以及使用带螺纹的阶梯销组装束筒以形成所需构型的方法。
发明背景
木材作为构筑材料已有一千多年的历史。例如，日本的法隆寺被认为是世界上最古老的木制建筑物，建于1300多年前。
然而，在二十世纪的大部分时间里，建筑物的构筑主要依赖于使用钢筋混凝土，如后张法混凝土。相比之下，在这期间用木料或工程木材建造的建筑物相对较少。自1990年初期交叉层压木材(CLT)的发展以来，这种情况开始改变。
CLT是多层实木面板，通常被称为厚木或交叉层压木。这种CLT面板形成了可以用于构筑的实木面板。CLT通常由多个平坦叠置的平坦板层组成，不像胶合层压木材(胶合层木)，在胶合层压木材中层是纵向于纤维布置的。
CLT面板构筑是构筑质量和速度的更高水平。在气候受控的设施中制造并被运输到建造现场以进行快速组装的壁元件、地板元件和顶篷元件极大地提高了建造过程中的质量控制。
今天，CLT广泛用于需要大的梁深度的情况(例如房屋中的大跨度开口)下的住宅和轻工程结构中。然而，使用CLT建造摩天大楼和其他巨型结构在工业中仍然难以实现。
有几种常见的构筑方法。第一种被已知为平台构筑或内骨架构筑。平台构筑是美国使用的主要方法。从本质上说，地板托梁搁置在底板(sill plate)上或立柱壁的顶部上。下一层的壁框架将坐落于完全覆材的地板托梁的顶部上。
尽管平台构筑可以用于较小的结构，但用平台构筑建造较高的建筑物并不理想。具体地，在平台构筑中，每个附加的层搁置在下面的层的顶部上，这意味着较低地板承受较高地板的重量。
与竖直的柱子和支柱不同，地板面板和天花板面板总体上由侧向纹理木材组成，其抗碎强度仅为约每平方英寸500磅(psi)。另一方面，竖直的支柱主要由端向纹理木材组成，对大多数木材种类来说，端向纹理木材具有约为5000psi至7000psi的抗碎强度。
平台构筑的另一个问题是压缩的可能性。主要由侧向纹理木材组成的地板面板和天花板面板与主要由端向纹理木材组成的支柱的不匹配允许更宽的压缩余地，这可能会对结构造成损害。
相比之下，第二种方法被已知为轻捷构筑(balloon construction)或外骨架构筑。虽然曾经在美国盛行，但这种构筑方法现在在欧洲更加流行。与平台构筑不同，壁立柱搁置在底板上，边缘托梁位于内侧，然后是地板托梁。立柱壁从底板到顶板是连续的。在第二层地板连接处，托梁搁置在横木上，然后被面对钉至立柱。因此，需要创建连续的柱或立柱，其高到足以构筑上层结构。
由木材建造摩天大楼的一个问题是需要同样由木材制成的大型支撑柱。创建能够承受高建筑物重量的柱在工程上具有挑战性。因此，需要一种由木材制成的柱，该柱可以用于构筑更大的木制建筑物。
同样，连结木材构筑部件仍然是工业中的一个持续性挑战。常规地，金属紧固件(例如螺钉、钉子或杆)已经被用来将相邻的木制部件连结在一起。然而，金属的材料性质与木材的材料性质有根本性不同。当试图将大块构筑部件(例如壁、顶篷、梁和柱)连结在一起时，这个问题会进一步加剧。因此，需要一种使用木制紧固件连结木制构筑材料的机构。
附图简述
图1示出了根据示例性实施例的束筒的透视图。
图2示出了根据示例性实施例的束筒的另一透视图。
图3示出了根据示例性实施例的束筒的俯视图。
图4示出了根据示例性实施例的束筒的侧视图。
图5A和图5B示出了根据示例性实施例的带螺纹的阶梯销的透视图。
图6A示出了根据示例性实施例的带螺纹的阶梯销的侧视图。
图6B示出了根据另一示例性实施例的带螺纹的阶梯销的侧视图。
图7示出了根据示例性实施例的待使用带螺纹的阶梯销被固定到第二部件上的第一部件的横截面视图。
图8A和图8B示出了根据另一示例性实施例的带螺纹的阶梯销的替代设计的侧视图。
图9示出了根据另一实施例的支柱的横截面视图。
图10示出了根据实施例的用带螺纹的阶梯销附接两个部件的横截面图。
在详细解释本发明的公开实施例之前，应当理解，本发明在其应用方面不限于所示的特定布置的细节，因为本发明能够有其他实施例。示例性实施例在附图的参考图中图示。其意图是，本文所公开的实施例和附图应视为是说明性的而不是限制性的。此外，本文所使用的术语是为了描述的目的，而不是为了限制。
详细描述
虽然本发明允许许多不同形式的实施例，但是在附图中示出并且将在本文中详细描述具体的实施例，其中应理解本公开是本发明的原理的示例。并不意图将本发明限于这些具体说明的实施例。本文公开在本说明书、附图和权利要求书中的本发明的特征对于本发明在其各种实施例中的操作(无论是单独的还是以任何期望的组合)而言可以是意义重大的。来自一个实施例的特征可以用于本发明的其他实施例中。
如图1至图9所示，本公开的实施例包括带螺纹的阶梯销和由束筒形成的柱。
为了使用工程木材(例如CLT)构筑更高的建筑物和更大型的结构，特别是在优选轻捷构筑的情况下，形成更大的柱或立柱的新的方法是必要的。这部分是由于难以从预制工厂运输一个巨大的预构筑的柱，但也难以在场外创建大到足以支撑上层结构的柱。
图1示出了使用束筒来构筑柱的新颖方法。通过将多个不同长度的较小的支柱组合在一起以形成较大的柱100来创建柱100，而不是由木材制成的一个巨大的柱。根据特定建筑物的需要，柱100可以从几英尺高到数百英尺高。也就是说，使用本文中公开的原理，柱100的长度可以改变以适合其目的。柱100可以包括基部部分200、中间部分300和顶部部分400。
参考图2和图3，柱100的基部部分200由至少九个独立的支柱以三乘三的布局形成。底板或基部202设置在建筑物的最底部部分处。从此处利用九个支柱来建造基部部分200。
首先，在三乘三网格的中心将中心支柱210固定到基部202上，即如图3所示的位置5。中心支柱210是具有顶表面和底表面的长形支柱。在一个实施例中，中心支柱210可以由工程木材(例如CLT)制成。在另一实施例中，中心支柱210可以由天然木料制成。
第一孔设置在中心支柱210的底表面的中心部分处，并且第二孔设置在中心支柱210的顶表面的中心部分处。第一孔和第二孔用于接收紧固件，使得中心支柱210可以固定在基部202的顶部上，并且另一个中心支柱可以固定在中心支柱210的顶部上。
在实施例中，第一孔和第二孔可以是单独的且不同的，即，它们不贯穿整个中心支柱210。在另一实施例中，第一孔和第二孔可以连通，从而形成一个穿过中心支柱210的连续孔。第一孔和第二孔的内部形状根据所使用的紧固件的类型而变化。也就是说，第一孔和第二孔的形状需要相同。
中心支柱210可以通过各种装置固定至基部202。在实施例中，中心支柱210通过诸如在美国专利号6,871,681(其通过引用以其整体并入本文)中公开的阶梯销固定至基部202。在另一实施例中，通过使用带螺纹的阶梯销(其在下文将更详细地描述)，中心支柱210可以拧转到基部202上。也可以使用其他紧固件，例如本领域已知的金属立柱或杆。
紧固件通过任何适当的装置固定到基部202上。此后，从基部202突出的紧固件被接收在中心支柱210的位于中心支柱210的底表面处的第一孔中。
在实施例中，如图2和图3所示，当从上往下看时，中心支柱210是八边形的形状，以便为角支柱220、230、240、250提供待被拧转就位的空间。在另一实施例中，中心支柱210可以是圆柱形的。在角支柱220、230、240、250不需要被拧转就位的又一实施例中，例如在角支柱220、230、240、250替代地被下降就位的情况下，中心支柱210可以是矩形的形状。根据具体情况也可能是其他形状。
一旦将中心支柱210固定到基部202上，随后就将角支柱220、230、240、250固定到基部202上。与中心支柱210类似，角支柱220、230、240、250是具有相应的顶表面和底表面的长形支柱。当从上往下看时，角支柱220、230、240、250是大致矩形的形状。在实施例中，角支柱220、230、240、250比中心支柱210短，如图2所示。在另一实施例中，角支柱220、230、240、250可以比中心支柱210长。在又一实施例中，角支柱220、230、240、250的长度可以与中心支柱210相同。优选的是，角支柱220、230、240、250具有彼此相同的长度，但是如果需要，每个单独的角支柱可以具有不同的长度。
与中心支柱210类似，每个角支柱220、230、240、250在其相应的底表面上具有第一孔，并且在其相应的顶表面上具有第二孔，每个孔从它们相应的表面向内延伸。这些孔用于从底部将角支柱220、230、240、250固定至基部202，并且将附加的角支柱固定在角支柱220、230、240、250的顶部上。
在实施例中，带螺纹的阶梯销可以用于将角支柱220、230、240、250固定至基部202，参照图3，分别固定至位置7、9、3和1上。当使用带螺纹的阶梯销时，在安装期间角支柱220、230、240、250可以拧转到基部202上，从而将角支柱220、230、240、250固定到基部202上。为了适应安装期间的拧转运动，优选的是，中心支柱210是八边形的(如上所述)，尽管中心支柱210也可以是圆柱形的或其他适当的形状。
在另一实施例中，角支柱220、230、240、250可以下降到从基部202突出的紧固件上，而不是拧转到基部202上。在该实施例中，可以使用无螺纹的阶梯销，以及本领域已知的其他类型的常规紧固件。
除了中心支柱210之外，一旦将角支柱220、230、240、250固定到基部202上，然后就将中间支柱260、270、280、290固定到基部202上。与其他支柱一样，中间支柱260、270、280、290是长形支柱，每个长形支柱具有顶表面和底表面。中间支柱260、270、280、290是大致矩形的形状，但也可以是其他形状。
同样，每个中间支柱260、270、280、290在其相应的底表面上具有第一孔，并且在其相应的顶表面上具有第二孔，每个孔从它们相应的表面向内延伸。这些孔用于从底部将中间支柱260、270、280、290固定至基部202，并且将附加的中间支柱固定在中间支柱260、270、280、290的顶部上。
在实施例中，如图2所示，中间支柱260、270、280、290比中心支柱210短，并且也比角支柱220、230、240、250短。在另一实施例中，中间支柱260、270、280、290可以比中心支柱210或角支柱220、230、240、250或这两者长。在又一实施例中，中间支柱260、270、280、290的长度可以与中心支柱210或角支柱220、230、240、250或这两者相同。优选的是，中间支柱260、270、280、290具有彼此相同的长度，但是如果需要，每个单独的中间支柱可以具有不同的长度。
在安装期间，分别将中间支柱260、270、280、290下降到参考图3的位于位置8、6、2和4处的从基部202突出的紧固件上。根据实施例，可以首先将中心支柱210固定到基部210上，接着是角支柱220、230、240、250，接着是中间支柱260、270、280、290。因此完成底部部分200的构筑。因为中间支柱260、270、280、290是最后安装的，所以它们起到将其余支柱锁定就位的作用。也就是说，一旦中间支柱260、270、280、290安装成功，所有九根支柱都固定就位并再也无法移除。
在实施例中，中心支柱210的第一长度不同于角支柱220、230、240、250的第二长度，第二长度也不同于中间支柱260、270、280、290的第三长度。因此，从侧面看，如图2所示，支柱在不同的高度上交错。束筒构型允许所得到的柱100具有更高的结构完整性。在另一实施例中，所有三种类型的支柱的长度可以相同。在又一实施例中，两种类型的支柱的长度可以相同，但不同于第三种类型的支柱。例如，中心支柱210的长度可以与角支柱220、230、240、250的长度相同，但与中间支柱260、270、280和290的长度不同。
参照图1和图4，一旦构筑了底部部分200，就可以将附加的支柱固定在底部部分200的支柱的顶部上，从而形成柱100的中间部分300。
中间部分300的安装类似于底部部分200。也就是说，首先将中间部分300的中心支柱固定到底部部分200的中心支柱210上。然后将中间部分300的角支柱分别固定到底部部分200的角支柱220、230、240、250上。最后，随后将中间部分300的中间支柱分别下降到底部部分200的中间支柱260、270、280、290上。
然而，与底部部分200的支柱不同，在实施例中，中间部分300的所有支柱可以具有相同的长度。因此降低了制造复杂度和成本。然而，当适当时，中间部分300的支柱可以具有变化的长度。
在实施例中，中间部分300的角支柱通过使用带螺纹的阶梯销(其在下文中将更详细地描述)拧转到底部部分200的角支柱220、230、240、250上。中间部分300的中心支柱可以通过使用带螺纹的阶梯销拧转到底部部分200的中心支柱上，或者它可以下降到从底部部分200的中心支柱210突出的常规销或紧固件上。同样，中间部分300的中间支柱下降到从底部部分200的中间支柱260、270、280、290突出的销或紧固件上。
为了有助于实施例(在该实施例中将附加的角支柱拧转到下面的角支柱上)，相应的中心支柱可以是八边形的形状。替代地，相应的中心支柱可以是圆柱形的。然而，在附加的角支柱下降到下面的角支柱上的实施例中，相应的中心支柱可以是矩形的形状，因为不需要额外的空间来允许拧转运动。
由于底部部分200的支柱在高度上交错，因此通过将相同长度的附加的支柱放置在底部部分200的支柱的顶部上也将引起中间部分300的高度交错，如图4所示。同样，交错构型为所得到的柱100提供了更好的结构完整性，但也可以使用非交错构型以节省制造成本。
尽管图1和图4示出了在底部部分200的每个支柱的顶部上仅有一个附加的支柱，但多于一个附加的支柱可以堆叠在顶部上以形成更长的中间部分300。也就是说，通过将附加的中心支柱、角支柱和中间支柱固定在下面的支柱的顶部上，中间部分300可以具有所需的高度。这在柱从底板连续延伸到顶板的轻捷构筑中特别有用。
一旦中间部分300处于期望的高度，随后顶部部分400就可以盖住中间部分300，从而完成柱100的构筑。顶部部分400可以以各种方式盖住中间部分300。例如，顶部部分400可以简单地与包括中心支柱、多个角支柱和多个中间支柱的底部部分200相反，其中每个支柱固定至下面的中间部分300的相应的支柱。
以图2为示例，使用底部部分200的角支柱220、230、240和250为基准点，如果底部部分200的中心支柱210比底部部分200的角支柱长，则顶部部分400的中心支柱可以比顶部部分400的角支柱短，以补偿底部部分的中心支柱的长度。同样，如果底部部分的中间支柱比底部部分的角支柱短，则顶部部分400的中间支柱可以更长以补偿长度差，从而使构筑的柱具有可以被固定至其他结构元件的平坦的顶表面。然而，应当理解，柱的顶表面并非必须是平坦的，并且顶部部分400的柱长度可以根据具体的构筑需要而变化。
一旦构筑了柱100的每个部分，则每个单独的支柱就可以通过侧向紧固件(例如附加的销、钉子、螺钉等)从侧面进一步被加强。侧向加强件也可以是围绕柱100的周缘的金属杆或轴环。
在实施例中，单独的支柱还可以通过侧面紧固件紧固到彼此。例如，参照图3，角支柱220可以通过销、阶梯销、带螺纹的阶梯销或其他紧固件(诸如钉子、斜钉、螺钉等)侧向地紧固至中间支柱260。在该实施例中，角支柱220可以紧固至中间支柱260，角支柱230可以紧固至中间支柱270，角支柱240可以紧固至中间支柱280，并且角支柱250可以紧固至中间支柱290。此外，中间支柱260、270、280、290还可以通过适当装置(诸如销)侧向地紧固至中心支柱210。当使用销以将相邻的支柱侧向地紧固在一起时，每个支柱都可以为销预先钻孔，以允许现场的简易安装。
接下来，在本文中更详细地描述带螺纹的阶梯销。参照图5A至图6B，根据实施例的带螺纹的阶梯销500可以由多个区段制成，基部区段510具有最大的周缘或周长，并且每个后续的中间区段520、530、540具有比前面区段更小的周缘或周长，然后是末端区段550。当从轮廓观察时，这种销具有阶梯形或梯田形的形状，其中基部区段510比其相对的末端区段550更宽或更大。
尽管附图示出了三个中间区段，但带螺纹的阶梯销500可以包括更少或更多的中间区段。也就是说，中间区段的数量的范围可以从一个到根据需要的数量。带螺纹的阶梯销500可以由木料或工程木材制成。优选地，带螺纹的阶梯销500由与束筒的各个支柱相同的材料制成。本文所述的带螺纹的阶梯销500适于用于紧固由木料或工程木材(例如CLT或胶合层木)制成的部件。当然，带螺纹的阶梯销500也可以用于紧固非木材制成的部件。在实施例中，带螺纹的阶梯销500可以是单向螺纹的。在又一实施例中，带螺纹的阶梯销500可以是双向螺纹的。
根据实施例，如图6A所示，区段510、520、530、540、550是大致圆柱形的形状，其中从一个区段到另一区段的周缘减小。每个中间区段520、530、540还包括沿着这些区段的表面的凹槽或螺纹522、532、542。螺纹522、532、542围绕它们相应的区段中的每个区段盘旋，从而在每个区段中形成连续的螺纹。
根据另一实施例，如图6B所示，中间区段520、530、540与螺纹522、532、542一起形成大致正弦形的轮廓。也就是说，当从侧面观察时，每个凹槽或螺纹朝着带螺纹的阶梯销500A的中心轴线向内弯曲，而每个螺纹之间的区段远离带螺纹的阶梯销500A的中心轴线向外弯曲。在图6A和图6B的设计之间的区别在于，如在图6B的实施例中所示的附加曲率允许更多地暴露端向纹理木材，从而允许带螺纹的阶梯销500A吸收更多湿气，而如在图6A中所示的带螺纹的阶梯销500的平坦轮廓暴露更多的侧向纹理木材，从而吸收更少湿气。尽管如此，这两种设计都适合用于前面所讨论的构筑束筒的目的。
在实施例中，螺纹522、532、542相对于对应的中间区段520、530、540形成单线螺纹形式(single-start threadform)。单线是指对应的中间区段每旋转360°，中间区段轴向前进一个脊的构型。然而，当带螺纹的阶梯销500包括多个中间区段，每个中间区段都具有其自己的螺纹时，带螺纹的阶梯销500作为一个整体可以是多线的。例如，当带螺纹的阶梯销500包括三个中间区段520、530、540并且每个中间区段都具有对应的螺纹522、532、542时，尽管每个中间区段520、530、540是单线的，但带螺纹的阶梯销500作为一个整体是三线的。也就是说，当带螺纹的阶梯销500旋转一整圈(360°度)时，带螺纹的阶梯销500前进三个脊(每个中间区段一个脊)。应当理解，带螺纹的阶梯销500的阶梯形设计增加了每圈的组合螺纹强度，即，每圈与多个附加的脊接合，而不是每圈与一个附加的脊接合。
参照图7，与常规的销不同，带螺纹的阶梯销500使第一部件600能够拧转到第二部件700上，从而在这两个部件之间产生更牢固的连接。与两个部件可以通过相反的力被拉开的常规的销不同，通过带螺纹的阶梯销500紧固的部件只能通过反向拧转运动分离，从而使得被紧固的部件彼此更难分离。
实际上，带螺纹的阶梯销500的基部区段510固定到第二部件700上。例如，第二部件700可以包括其顶表面上的孔710，孔710对应于基部区段510的尺寸，使得基部区段510可以被插入到第二部件700中或插入到第二部件700上。还可以应用胶水或其它粘合剂以进一步将基部区段510固定在第二部件700的孔710内。
在翻转侧，第一部件600可以包括在其底表面处的孔610，孔610反映带螺纹的阶梯销500的形状。也就是说，孔610限定具有与带螺纹的阶梯销500的轮廓大致相同的形状的腔，从而允许第一部件600能够拧转到带螺纹的阶梯销500上。
如图7所示，第一部件600可以是如上所述的柱100的支柱中的一个支柱，并且第二部件700可以是如上所述的基部202。然而，同样的机制也可以用于连接一个支柱与另一个支柱。例如，第一部件600还可以包括在其顶表面上的孔620，孔620可以用于与另一带螺纹的阶梯销接合，然后该带螺纹的阶梯销在顶部上与另一支柱接合。
参考图8A，如前面所讨论的带螺纹的阶梯销500的替代设计可以是双侧的带螺纹的阶梯销800。机械上，这种替代设计在很大程度上类似于带螺纹的阶梯销500。
在该实施例中，基部区段810朝向双侧的带螺纹的阶梯销800的中心定位，中间区段从该基部区段向外延伸。类似于带螺纹的阶梯销500，双侧的带螺纹的阶梯销800的每个后续区段的周缘减小，其中末端区段880、890具有所有区段中最小的周缘。同样，每个中间区段820、830、840、850、860、870设置有围绕每个区段的外表面盘旋的螺纹或凹槽。类似于带螺纹的阶梯销500，双侧的带螺纹的阶梯销800可以具有任意数量的中间区段。此外，双侧的带螺纹的阶梯销800的一侧的中间区段的数量不必与另一侧的中间区段的数量相同。在又一实施例中，基部区段810可以完全省略，如图8B所示。
图9示出了在形成柱100时用于束筒的支柱中的一个支柱的另一实施例。在该实施例中，支柱900可以在支柱900的顶表面和底表面上包含孔910、920。孔910、920各自限定腔，以各自接收带螺纹的阶梯销。如前所讨论的，支柱900可以用作角支柱中的一个角支柱，特别是在柱100的中间部分300中。可替代地，支柱900可以是八边形或圆柱形的形状，于是支柱900可以用作中心支柱中的一个中心支柱。
图10示出了当需要平台构筑时如何能够使用带螺纹的阶梯销的示例。可以将带螺纹的阶梯销1010的基部区段安装到第一部件1020上。第一部件1020可以是典型地在构筑建筑物中存在的各种面板，例如地板面板、天花板面板或壁板。在实施例中，仅带螺纹的阶梯销1010的基部区段被包含在第一部件1020内。在另一实施例中，基部区段与带螺纹的阶梯销1010的一个或更多个中间区段一起可以被包含在第一部件1020内。例如，在图10中，基部区段与一个中间区段一起被包含在第一部件1020内。因此，可以理解，只要带螺纹的阶梯销1010的足够的(一个或更多个)中间区段保持可用以与第二部件匹配，就可以根据需要调整准确的构型。
如前所述，通过将第二部件1030拧转到带螺纹的阶梯销1010上，可以将第二部件1030固定到第一部件1020上。具体地，第二部件1030可以包括与带螺纹的阶梯销1010匹配的对应的孔1040。第二部件1030可以是柱、梁、支柱或柱子。应当理解，代替第一部件1020或除了第一部件1020之外，也可以将带螺纹的阶梯销1010安装在第二部件1030上。例如，可以将带螺纹的阶梯销安装在梁或柱上，并且可以从该销将面板固定到梁上。
当然，在平台构筑中，可以将多于一个支柱固定到面板上。在典型的构筑中，每个地板可以使用约25根支柱。这25根支柱都可以使用带螺纹的阶梯销固定在地板面板上。举例说明，假设带螺纹的阶梯销是4.5英寸的直径。所述带螺纹的阶梯销将能够承受约80000磅(2.252*π*5000≈80000)的压碎重量。因此，当使用25个这些带螺纹的阶梯销时，这些带螺纹的阶梯销所能承受的压碎重量可以约为2百万磅，对于典型的建筑物来说足够了。
根据本发明的由束筒和带螺纹的阶梯销形成的柱的具体实施例已经为了说明可以制造和使用本发明的方式的目的而被描述。应当理解，本发明及其不同方面的其他变化和修改的实现对于本领域技术人员将是明显的，并且本发明不受所描述的具体实施例的限制。一个实施例中描述的特征可以在其他实施例中实现。应理解，本主题公开内容涵盖本发明以及落入本文所公开和要求保护的基本的基础原理的精神和范围内的任何和所有修改、变化或等同物。

Claims (20)

1.一种柱装置，包括：
底部部分和中间部分，所述底部部分和所述中间部分各自包括中心支柱、多个角支柱和多个中间支柱；
所述底部部分的所述中心支柱被附接至所述中间部分的所述中心支柱；
所述底部部分的所述多个角支柱分别被附接至所述中间部分的所述多个角支柱；并且
所述底部部分的所述多个中间支柱分别被附接至所述中间部分的所述多个中间支柱。
2.根据权利要求1所述的柱装置，还包括：
顶部部分，所述顶部部分包括中心支柱、多个角支柱和多个中间支柱；
所述中间部分的所述中心支柱还被附接至所述顶部部分的所述中心支柱；
所述中间部分的所述多个角支柱还分别被附接至所述顶部部分的所述多个角支柱；并且
所述中间部分的所述多个中间支柱还分别被附接至所述顶部部分的所述多个中间支柱。
3.根据权利要求1所述的柱装置：
所述底部部分还包括基部，所述底部部分的所述中心支柱、所述多个角支柱和所述多个中间支柱被固定到所述基部上。
4.根据权利要求3所述的柱装置，其中，所述基部被配置为接收多个带螺纹的阶梯销的第一区段；
其中，所述底部部分的所述多个角支柱各自包括在它们相应的底表面上的用于接收所述多个带螺纹的阶梯销的第二区段的孔。
5.根据权利要求3所述的柱装置：
所述底部部分的所述中心支柱具有第一长度，所述底部部分的所述多个角支柱具有第二长度，并且所述底部部分的所述多个中间支柱具有第三长度，
其中，所述第一长度、所述第二长度和所述第三长度是彼此不同的长度。
6.根据权利要求3所述的柱装置，其中，所述底部部分的所述中心支柱比所述底部部分的所述多个角支柱长，所述底部部分的所述多个角支柱比所述底部部分的所述多个中间支柱长。
7.根据权利要求3所述的柱装置，其中，所述中间部分的所述中心支柱、所述中间部分的所述多个角支柱和所述中间部分的所述多个中间支柱具有相同的长度。
8.根据权利要求3所述的柱装置：
所述底部部分的所述多个角支柱各自包括在它们相应的顶表面上的第一孔，所述第一孔用于接收带螺纹的阶梯销的第一区段；并且
所述中间部分的所述多个角支柱各自包括在它们相应的底表面上的第二孔，所述第二孔用于接收所述带螺纹的阶梯销的第二区段，
其中，所述中间部分的所述多个角支柱中的每个角支柱通过所述带螺纹的阶梯销分别被固定到所述底部部分的所述多个角支柱中的每个角支柱上。
9.根据权利要求8所述的柱装置，其中，所述带螺纹的阶梯销由与所述底部部分的所述多个角支柱和所述中间部分的所述多个角支柱相同的材料制成。
10.根据权利要求1所述的柱装置，其中，所述底部部分、所述中间部分和所述顶部部分中的每个的所述中心支柱、所述多个角支柱和所述多个中间支柱中的每个支柱由木材制成。
11.一种构筑柱的方法，包括：
通过以下步骤形成底部部分：
提供基部；
将所述底部部分的中心支柱固定到所述基部上；
将所述底部部分的第一角支柱、第二角支柱、第三角支柱和第四角支柱固定到所述基部上；
将所述底部部分的第一中间支柱、第二中间支柱、第三中间支柱和第四中间支柱固定到所述基部上；
通过以下步骤形成中间部分：
将所述中间部分的中心支柱固定在所述底部部分的所述中心支柱的顶部上；
将所述中间部分的第一角支柱、第二角支柱、第三角支柱和第四角支柱固定在所述底部部分的相应的角支柱的顶部上；
将所述中间部分的第一中间支柱、第二中间支柱、第三中间支柱和第四中间支柱固定在所述底部部分的相应的中间支柱的顶部上；
通过以下步骤形成顶部部分：
将所述顶部部分的中心支柱固定在所述中间部分的所述中心支柱的顶部上；
将所述顶部部分的第一角支柱、第二角支柱、第三角支柱和第四角支柱固定在所述中间部分的相应的角支柱的顶部上；以及
将所述顶部部分的第一中间支柱、第二中间支柱、第三中间支柱和第四中间支柱固定在所述中间部分的相应的中间支柱的顶部上。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过将所述角支柱拧转到从所述基部突出的带螺纹的阶梯销上，将所述底部部分的所述第一角支柱、所述第二角支柱、所述第三角支柱和所述第四角支柱固定到所述基部上。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述底部部分、所述中间部分和所述顶部部分中的每个的所述角支柱通过使用多个带螺纹的阶梯销固定在一起。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，形成所述基部部分包括：在所述底部部分的所述第一角支柱、所述第二角支柱、所述第三角支柱和所述第四角支柱已经拧转就位之后，将所述底部部分的所述第一中间支柱、所述第二中间支柱、所述第三中间支柱和所述第四中间支柱固定在所述基部上，从而将所述底部部分的所有支柱锁定就位。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述底部部分、所述中间部分和所述顶部部分中的每个的所述中心支柱、所述多个角支柱和所述多个中间支柱中的每个支柱由木制材料制成。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述底部部分、所述中间部分和所述顶部部分中的每个的所述中心支柱、所述多个角支柱和所述多个中间支柱一起形成三乘三的支柱网格。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个带螺纹的阶梯销由木制材料制成。
18.一种木制的带螺纹的阶梯销，包括：
圆柱形的基部区段，所述基部区段具有第一周缘；
至少一个圆柱形的中间区段，其具有小于所述第一周缘的第二周缘；和
圆柱形的末端区段，所述末端区段具有小于所述第二周缘的第三周缘，
其中，所述至少一个圆柱形的中间区段包括围绕所述至少一个圆柱形的中间区段的外表面盘旋的螺纹。
19.根据权利要求18所述的木制的带螺纹的阶梯销，其中，所述至少一个圆柱形的中间区段进一步包括多个圆柱形的区段，每个后续的区段具有小于上一个区段的周缘；并且
所述多个圆柱形的区段中的每个区段各自包括围绕所述多个圆柱形的区段中的每个区段的外表面盘旋的螺纹。
20.根据权利要求18所述的木制的带螺纹的阶梯销，其中，所述至少一个圆柱形的中间区段与围绕所述至少一个圆柱形的中间区段的所述外表面盘旋的螺纹一起包括当从所述至少一个圆柱形的中间区段的侧面观察时大致正弦形的轮廓。
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