CN115787902A - 建筑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于建筑系统的预制平台单元，该平台单元包括：包裹在复合材料中的加强框架，该加强框架包括：第一金属网状单元，附接到第一网状单元或与第一网状单元紧密接触的多个间隔开的球形空隙形成器和搁置在球形空隙形成器上或附接到球形空隙形成器上的第二网状单元，其中框架在平台单元的至少一个端部上限定至少一个终端通道，终端通道的形状和尺寸设计为紧密地容纳用于将平台单元连接到建筑系统的另一个结构构件的细长连接杆。

Description

建筑系统
技术领域
本发明涉及建筑结构和用于架设建筑结构的方法。
尽管并非单独地，本发明已经设计为具体地涉及多层建筑结构，所述多层建筑结构包括呈预制组件形式的非现场制造的组件。
背景技术
背景技术的以下讨论仅旨在便于理解本发明。讨论并不是认可或承认所提及的任何材料是在申请的优先权日的公知常识的一部分。
架设建筑结构的过程通常是昂贵且繁琐的过程。多层建筑(即在地下室和地面以上具有多于一层的建筑物)尤其如此。
预制建筑结构是包括在非现场制造的组件的建筑物，并且在架设建筑结构的过程之前，组件被带到现场。这些组件在工厂内建造并运到现场。在现场，组件组装在一起以架设建筑结构，尽管通常需要大量的现场制造和潮湿工作才能使这些建筑物在结构上合理。
现场组装组件的过程通常是繁琐的过程，并且需要熟练的工人以及专用机械。这增加了基于预制组件架设建筑结构的成本。根据申请人的知识，许多组件不能以预制的方式制造，因为如果它们要在结构上合理的话，它们要么太重和/或笨重不能在现场快速配置，而推论是通常可以非现场制造的组件是不适合于重承载应用(例如结构柱单元、梁单元和平台单元(即地板成型组件))的，或者是过于复杂并且需要诸如焊接工的熟练工人或现场的湿施工。
正是在这种背景下开发了本发明，并且有利的是本发明的至少一个实施方式解决了申请人所知的现有系统的至少一些缺点。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于建筑结构的预制结构梁单元，梁单元包括：
平坦的底部；
两个横向间隔的细长侧壁部分；和
两个纵向间隔的端壁部分，其中底部、侧壁部分和端壁部分可以结合以限定至少部分地填充有复合材料的长方体腔，其中至少一个端壁部分可以包括一个或多个结构接合连接件，其尺寸设计为在重力辅助下与一个或多个互补结构接合连接件连接或互锁，所述一个或多个互补结构接合连接件形成建筑结构的另一预制建筑单元的一部分。
一个或两个端壁部分的结构接合连接件中的每一个可以呈从端壁部分延伸的一个或多个突起的形式，通常呈从端壁部分和/或底部横向延伸的一个或多个悬挑式平台的形式。
端壁部分结构接合连接件可以连接到端壁部分或与端壁部分或每个端壁部分构成一体。
该悬挑式平台或每个悬挑式平台可以由从端壁部分延伸的一个或多个加强肋支撑或加强。
根据本发明的实施方式，端壁结构接合连接件中的每一个可以设置有用于容纳紧固件的孔，以允许梁单元牢固地紧固到另一结构建筑单元，诸如柱单元或平台单元。
根据本发明的实施方式，一个或两个侧壁部分还可以包括一个或多个结构接合连接件，其形状和尺寸被设计为在重力辅助下与另一结构单元(通常是柱单元或平台单元)互锁。
侧壁结构接合连接件可以是从底部和/或侧壁部分突出的凸缘，并且可以被成形和定尺寸为在使用中将平台单元紧密接近地容纳、支撑和嵌套，并且垂直于结构梁单元。
梁单元可以包括加强框架，加强框架包括在长方体腔的内部并且基本上延伸长方体腔的长度延伸的多个横向间隔开的细长加强筋。细长加强筋可以被多个纵向间隔的加强钢筋带环绕。
加强框架可以装有在两个侧壁部分之间延伸的多个横向连接件。每个横向连接件可以是细长杆的形式，其具有连接到其上的至少一个调节器，以允许横向连接件插入侧壁之间，并且使用一个或多个调节器来延伸横向连接件以将横向连接件或每个横向连接件牢固连接到侧壁部分。在某些实施方式中，每个横向连接件可以具有连接在其每个端部处的调节器，即在细长杆的末端处或接近细长杆的末端。
通常通过点焊可将加强框架牢固地连接到横向连接件。在某些实施方式中，加强框架还可以固定到端壁部分。
可选地或另外地，加强框架可以沿着侧壁的长度以间断的距离直接地或间接地(即，经由中间连接件)附接到侧壁部分和/或底部。
底部可以在其上设置有一个或多个剪切凸耳，以抵消梁单元的向下偏转。剪切凸耳可以被焊接到底部并且被定尺寸为至少部分地延伸到由加强框架限定的内腔中。上述配置允许梁单元在横截面方面比传统的预制单元更薄，并因此比传统的预制单元更轻，同时仍保持足够的强度和刚度。
横向连接件的调节器均可包括抓握结构，以允许横向连接件通过手或使用轻型手动工具紧固到侧壁部分。
侧壁还包括间隔开的孔，当横向连接件使用调节器延伸时，横向连接件可紧贴地容纳在该孔中，并且在组装建筑结构期间将预制平台单元固定到梁单元时，连接杆可穿过该孔。调节器可以是螺纹安装在横向连接件上的带键螺纹套筒的形式。调节器可以包括凸缘面以便于手动拧紧。
细长加强筋可以使用多个纵向间隔的收缩套筒互连，收缩套筒为弯曲金属棒的形式，其至少部分地围绕一束加强筋延伸。
侧壁部分和端壁部分可以从平坦的底部向上操作地延伸相似的距离。
长方体腔可以用复合材料填充直到侧壁和端壁的上边缘。
本发明的另一方面涉及一种用于建筑结构的预制结构梁单元的模板模块，模板模块包括：
平坦的底部；
两个横向间隔的细长侧壁部分；和
两个纵向间隔的端壁部分，其中底部、侧壁部分和端壁部分可以结合以限定尺寸被设计成容纳填充的复合材料的长方体腔，其中至少一个端壁部分可以包括一个或多个结构接合连接件，其尺寸被设计成在重力辅助下与至少一个互补结构接合连接件接合或互锁，所述至少一个互补结构接合连接件形成建筑结构的另一建筑构件的一部分，模板模块进一步包括框架，框架包括多个横向间隔的细长加强筋，加强筋大致延伸长方体的长度，模板包括另外的集成预成型结构接合连接件。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于建筑结构的预制结构柱单元，柱单元包括：
至少一个集成的预成形支架，其在柱单元的外表面上提供至少一个结构接合连接件，结构接合连接件的形状和尺寸被设计成支撑一个或多个互补结构接合连接件或与一个或多个互补结构接合连接件互锁，一个或多个互补结构接合连接件在重力辅助下形成另一建筑构件例如梁单元的一部分。
根据本发明的一个实施方式，该至少一个结构接合连接件可以呈设置在柱单元的外表面上或接近柱单元的外表面的一个或多个突起的形式，以用于支撑和接合设置在预制结构梁单元上的互补结构接合连接件。
突起通常可以是从柱单元向外延伸的一个或多个悬挑式平台的形式。
该一个或多个悬挑式平台每个都可以设置有支撑肋，支撑肋从支架向上延伸以在梁单元容纳在柱单元平台上时支撑该一个或多个悬挑式平台。
每个柱单元结构接合连接件可以设置有用于容纳紧固件的孔，以允许诸如梁单元的建筑构件牢固地紧固到柱单元。
孔可以在每个平台上间隔开，使得当柱单元和梁单元在组装过程期间相对于彼此正确地定位时，这些孔基本上与设置在梁单元的结构接合连接件上的互补孔对准，从而便于手动或使用手动工具连接梁单元和柱单元。
根据需要，结构接合连接件可以设置在柱单元的一个外表面上或柱单元的两个径向相对的外表面上。
柱单元可以包括内部加强框架，该内部加强框架包括基本上延伸柱单元的长度的多个横向间隔的金属(通常是钢)杆。细长加强筋可以使用多个收缩套筒相互连接，收缩套筒是纵向间隔的弯曲金属棒的形式，至少部分地围绕一束加强筋延伸。
支架可以连接到柱单元的内部加强框架。可选地或附加地，支架可以连接到柱单元的外表面。
支架可包括至少两个连接件板，该至少两个连接件板至少部分地在每个外部结构接合连接件之间延伸，该连接件板横跨柱单元的加强框架。两个连接件板可以使用在连接件板的内部面对的表面之间延伸的两个横向连接件彼此连接。每个横向连接件都设有用于调节其长度的调节器。每个调节器都可以是螺纹安装在横向连接件上的带键螺纹套筒的形式。调节器可以包括凸缘面以便于手动拧紧。横向连接件可以穿过形成在加强框架内部的空隙。
支架还可以包括从连接件板的可操作下表面延伸的至少一个唇形结构，用于容纳平台单元的端部。
柱单元可具有在其至少一个端部上或朝向其至少一个端部的与其整体地形成的端部附接结构，以允许使用机械锁定装置(例如机械紧固件)将柱单元固定到地基或桩基。端部附接结构可以形成内部加强框架的一部分。
柱单元可以在加强框架内部设置有中空的灌浆管。这允许以纵向延伸的方式将一个或多个柱单元放置并固定在彼此的顶部，并且一旦它们对齐，就沿着组合中空灌浆管的长度递送高强度灌浆料。本发明的另一方面涉及一种用于建筑结构的结构柱单元的加强框架，加强框架包括：
多个横向间隔的细长加强筋，基本上延伸所要构造的所需柱单元的长度，以及；
至少一个集成预成形支架，其可以在框架的外表面上在框架上的部位处提供至少一个结构接合连接件，在柱单元现场被固定在位置上时该部位与建筑结构的预期层高相称。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于建筑系统的预制结构平台单元，该平台单元包括包裹在复合材料中的加强框架，该加强框架包括第一可操作的下部金属网状单元，附接到第一网状单元或与第一网状单元紧密接触的多个间隔开的球形空隙形成器，以及放置在或附接到球形空隙形成器上的第二可操作的上部网状单元，框架在平台单元的至少一个端部上限定至少一个终端通道，终端通道的形状和尺寸被设计为紧贴地容纳用于将平台单元连接到建筑系统的另一结构构件的诸如梁单元的细长连接杆。
每个球形空隙形成器可以具有通常在球体的中线下方的腰部收紧的大致球体。球体的收紧腰部限定了可操作的下唇部，其用作周向延伸座以用于接收复合材料。当将复合材料添加到长方体腔中时，提供收紧体减少了球体漂浮的可能性。它也可能会增加抓紧(purchase)球形空隙形成器上的复合材料。
每个球体还可以包括两个或更多个径向间隔开的臂部，每个臂部设置有用于将空隙形成器连接到加强框架的远侧连接件。每个臂部上的连接件的形状和尺寸被设计成以摩擦、轻微干涉或搭扣配合的方式与球形空隙形成器将附接到的钢筋或框架附接或连接。
球形空隙形成器通常用在两片框架之间，并且因此可以具有四个径向张开的臂部，每个臂部具有远侧连接件，两个臂部间隔开并定位成与可操作的上部框架接合，并且两个臂部间隔开并且定位成与可操作的下部框架接合。
臂部和连接件可以与球体一体地形成。球体可以具有缩进的冠状物，其形状和尺寸可以容纳填充的复合材料。
主体可以以平分镜像方式制造，允许使用单个模具来制造该球体的两个互锁半部并且允许该球体的半部以嵌套方式运输并且在现场快速组装。
优选地，加强网通过搁置在一系列定距椅上而定位在模板模具中，该定距椅用于从模板模具的下表面提升加强框架。
优选地，每个定距椅包括限定定距椅座的主体，该座由通过横撑彼此连接的四个支腿支撑，以防止支腿相对于彼此展开超过其期望构造。优选地，所述椅座结合有可供多夹体插入的螺纹孔。优选地，所述多夹体包括两对夹，所述两对夹设置成使得每对夹附接至加强网的杆，所述杆布置成两组多个平行杆，每组平行杆成直角朝向彼此，使得该网由规则的一系列矩形构成，其周边由加强杆形成。
预制平台可包括附接到加强框架的多个金属环。多个金属环可以被构造成附接到相应的磁体。多个金属环可以被构造成使得当每个金属环附接到磁体时，磁体将附接到模具的钢床的加强框架保持住，平台单元铸造在模具中。预制平台单元可以包括相对于加强框架对称布置的4或6个金属环。
预制平台单元的至少一个侧壁可以是锥形的，使得当两个预制平台单元彼此相邻定位时，形成两个平台单元之间的凹部。凹部可以是大致V形的。该至少一个侧壁可以包括一个或多个凹槽。
复合材料可以是混凝土、水泥浆、砂浆或任何其他粘结材料。
在本发明的另一方面，提供了一种制造预制平台单元的方法，例如铸造。该方法可以包括以下步骤：提供模板模具；将第一加强网状单元定位在模板模具内；将多个间隔开的球形空隙形成器定位在第一加强网状单元上；定位第二加强网状单元，使得第二加强网状单元搁置或连接到多个球形空隙形成器，并且将复合材料浇筑到包括第一加强网状单元和第二加强网状单元以及多个球形空隙形成器的模板模具中。该方法可以进一步包括将至少一个细长连接杆定位在平台单元的终端通道内，终端通道位于平台单元的至少一个端部上，并且将该至少一个连接杆连接到建筑系统的另一个结构构件。复合材料可以插入至少一个连接杆和终端通道之间的间隙中。
在一个示例中，该方法可以包括将多个金属环附接到第一加强网状单元的步骤，其中多个金属环被配置为附接到相应的磁体以将第一加强网状单元保持到模板模具。该方法可以包括将多个磁体附接到相应金属环的步骤。一旦平台单元被铸造成功，可以移除磁体。复合材料可以从相对于平台单元的大致中心位置插入到模板模具中。
因此，本发明的另一方面涉及一种球形空隙形成器，其包括球体、从球体径向向外延伸的至少两个臂部(优选为四个)，每个臂部具有与臂部整体形成的连接件，其中空隙形成器的主体在腰部收紧。
球体可以包括如上所述的缩进的冠部和其他特征。
根据本发明的又一方面，提供了一种预制箱单元，例如预制浴室单元，该箱包括：
限定箱单元的外周边的三维框架结构，该框架结构具有下基架、从下基架向上延伸的至少四个立柱和连接到立柱的周向延伸的上框架，上框架和/或立柱各自具有附接到其上的横向间隔开的调节连接件，每个调节连接件为支架形式，该支架具有用于连接至根据本发明的实施方式的一个或多个预制单元的上连接端和连接至上框架和/或立柱的下连接端，支架设置有在支架的上连接端和其下连接端之间延伸的竖直调节器。
在本发明的另一方面，提供了一种调平预制箱如预制浴室单元的方法，该方法包括以下步骤：
提供限定箱的外周边的三维框架结构，该框架结构具有下基架、至少四个立柱和周向延伸的上框架，上框架和/或立柱每个均有附接到其上的横向间隔开的调节连接件，每个调节连接件为支架形式，支架具有用于连接至根据本发明的实施方式的一个或多个预制单元的上连接端以及连接至上框架和/或立柱的下连接端，支架设置有在支架的上连接端和其下连接端之间延伸的垂直调节器；
将支架的上端连接到根据本发明的实施方式的预制单元，使得预制箱悬挂在预制单元上；和
通过调整螺母调整每个连接件，以当其从预制单元悬挂时调整箱。
垂直调节器可以是螺纹地安装在调节支柱上的调节螺母的形式，该调节支柱在支架的上连接端和其下连接端之间延伸。
调节器可以被固定在支架内。
根据本发明的另一方面，提供了一种建筑系统，该建筑系统包括如本文所述的互补地相互接合的柱单元、梁单元和平台单元。
根据本发明的实施方式，建筑系统还可以包括预制箱单元。
根据本发明的另一方面，提供了一种构建多层建筑物的方法，该方法包括以下步骤：
提供根据本发明的实施方式的至少两个预制柱单元；
将根据本发明的实施方式的至少一个预制梁单元的一个或多个接合结构与柱单元的一个或多个接合结构互锁；和
提供根据本发明的实施方式的至少一个平台单元，并且使用一个或多个连接杆将平台单元牢固地锁定到根据本发明的实施方式的梁单元和/或柱单元。
该方法可以包括在制造工厂非现场制造所有预制组件的步骤。然后可以根据组装时间表将各种单元(柱、梁和平台单元)递送到现场，提升并放置到位，然后使用机械紧固件固定，可用手紧固或使用轻型手动工具或如果需要的话使用电动工具。
预制柱单元配备有安装到加强框架中的灌浆管。灌浆管用塞子密封以防止水泥进入。一旦浇筑预制柱，柱单元就交付到现场。有利的是，柱可以是1、2、3或4层高的预制单元的形式，并且因此也具有与期望的层数相称的结构接合连接件。在单元的组装阶段，灌浆管被拔出塞子并且因此允许以纵向延伸方式将一个或多个柱单元放置和固定在彼此的顶部上。这是通过向每个灌浆管中加入与加强筋结合的高强度水泥浆来实现的。然后可以将设置的预制柱单元递送到现场，提起并放置到位。因此，柱单元提供了一种快速简单的安装方式，可以连接多层。
该方法可以包括以下步骤：提供至少一个梁单元，该梁单元可以被提升，放置在柱之间或者柱和墙之间的位置中，并且通过通常为螺杆和螺母的形式的机械紧固件固定。该方法可以包括将凸缘紧固到设置在柱上的一个或两个支架连接件板上的步骤。凸缘被固定在与平台单元的预期深度相当的高度处，使得它可用于支撑平台单元的一部分，该平台单元的一部分突出超过横梁，其高度与由在梁单元的侧壁上的支撑凸缘的深度限定的平台单元的高度相称。
该方法可以包括提供垂直于梁单元放置的至少一个但通常多个的平台单元的另一步骤。换句话说，平台单元的端部搁置在设置在梁单元的侧壁上的底部凸缘上。放置后，平台单元可以立即装载。在平台单元上设置的起动杆在平台单元的端部中形成的空隙内对齐，并且拧入梁单元中。该方法可以包括提供插入到梁单元和平台单元中的附加的加强筋的进一步的步骤，以增加强度和在整个结构上保持连续性。如果需要，该方法可以包括灌注任何单元或单元相遇处的接口的另一步骤。
在本发明的另一方面中，提供了使用根据本发明实施方式的建筑系统和/或一个或多个预制柱单元、梁单元或平台单元组装的建筑结构。
附图说明
在以下对其几个非限制性实施方式的描述中更全面地描述了本发明的其他特征。仅为了举例说明本发明的目的而包括该描述。不应将其理解为对如上所述的本发明的广泛概述、公开或描述的限制。将参考附图进行描述，其中：
图1示出了本发明实施方式的建筑系统的3-D视图，其包括6个柱单元、悬挂在6个柱单元之间的4个梁单元和跨越梁单元之间的12个平台单元；
图2示出了悬挂在两个梁单元之间的本发明实施方式的预制平台单元的框架的侧视图(即没有复合材料的视图)，每个梁单元以端视图示出并且附接到柱单元；
图3示出了柱单元、连接到柱单元的梁单元以及由梁单元支撑的三个平台单元的框架的3-D视图；
图4示出了框架中示出的根据本发明实施方式的建筑系统的一部分的俯视图；
图5示出了图4的部分的相同俯视图，包括框架上的复合材料(即胶凝材料)；
图6示出了图5中所示的构件的三维视图；
图7示出了根据本发明实施方式的柱单元的框架的三维视图，其包括在其每个端部处的端部附接结构以及围绕框架延伸并附接到框架的中央支架；
图8示出了图7的柱单元的框架的侧视图；
图8A示出了根据本发明实施方式的柱单元的侧视图，其具有对应于四层组件的四个支架和结构接合连接件；
图9示出了图8的框架的侧视图，其支撑在其任一侧上的两个梁单元；
图10A示出了图9的柱单元的端部附接结构的三维视图；
图10B示出了图9的柱单元的俯视图；
图10C和图10D示出了将第一柱单元放置在另一柱单元的顶部上的不同组装阶段的侧视图；
图11示出了附接到图10的柱单元的框架结构上的支架的三维视图，包括从支架横向向外延伸的结构接合连接件(平台)；
图12示出了附接到根据本发明的实施方式的成品柱单元上的支架的三维视图，包括从支架横向向外延伸的结构接合连接件(平台)；
图13示出了图12的支架和平台的三维视图，进一步具有附接到其上的用于支撑平台单元的端部的凸缘；
图14A和图14B示出了连接到建筑结构10的地基上的柱单元12的三维视图；
图15示出了本发明实施方式的成品(即包括复合材料)梁单元的三维视图；
图16示出了图15的梁单元的端壁的三维视图；
图17示出了根据本发明实施方式的梁单元的框架的俯视图；
图18示出了图17的梁单元框架的横向截面图(中等长度)；
图19示出了根据本发明的实施方式的支撑两个梁单元的柱单元的框架的三维视图，也在框架中示出；
图20示出了图19的布置的侧视图，其中两个凸缘连接到连接到柱上的支架的连接件板；
图21示出了图19的布置的俯视图(即，没有连接到支架的连接件板的凸缘)。
图22示出了根据本发明实施方式的常规梁单元的端视图，其具有从每个侧壁的底部横向向外延伸的两个凸缘，用于支撑梁单元任一侧上的平台单元；
图23示出了根据本发明的实施方式的终端梁单元(即，邻接墙的梁单元)的端视图，其具有仅从一个侧壁的底部横向向外延伸的单个凸缘，用于将平台单元仅支撑在梁单元的一侧；
图24示出支撑两个完成的预制梁单元的成品预制(即含有复合材料)柱单元的框架的三维视图；
图25示出了图24的布置的俯视图；
图26A示出了根据本发明实施方式的成品常规平台单元的俯视图；
图26B示出了根据本发明的实施方式的成品柱邻接平台单元的俯视图，示出了从平台单元的一端突出的榫舌，该榫舌的尺寸被设计为紧密地容纳在连接到柱单元的支架的凸缘上；
图27A和图27B示出了邻近另一个平台单元定位的图26A的成品平台单元的三维视图和端视图；
图28A示出了常规平台单元的框架的俯视图；
图28B示出了柱抵靠平台单元的框架的俯视图；
图29示出了常规平台单元的框架的端视图，示出了在两个框架网状单元之间的根据本发明的实施方式的球形空隙形成器；
图30示出了常规平台单元的框架的侧视图的一部分，不仅示出了球形空隙形成器，而且示出了用于一旦形成平台单元就提升平台单元的提升结构的细节；
图31示出了球形空隙形成器的端视图；
图32示出了球形空隙形成器的侧视图；
图33示出了球形空隙形成器的三维俯视图；
图34A和图34B示出了图26A的平台单元的端视图和俯视图，其包括多个金属环；
图35示出了平台单元附接到梁单元的细节的三维视图；
图36示出了根据本发明实施方式的箱单元的三维视图，在这种情况下是浴室箱；
图37示出了图36的箱单元的悬架和调平支架的三维视图；
图38示出了图37的支架的侧视图；和
图39示出了显示图37的悬架和调平支架的更多细节的三维视图。
具体实施方式
参考附图，附图标记10通常指根据本发明实施方式的建筑系统。
图1示出了根据本发明的一个方面的建筑系统10，该建筑系统包括多个柱单元12，支承梁单元14进而支承平台单元16。
图2示出了两个柱单元12.1的内部框架、两个梁单元14.1的内部框架以及悬挂在梁单元框架14.1之间的两个平台单元16.1的内部框架。
每个柱单元框架12.1包括可操作的上端和下端，分别由附图标记12.1.1和12.1.2表示。
如图3所示，每个柱单元框架12.1包括围绕框架12.1延伸的支架18。支架18在非现场附接到柱框架12.1并且当柱12被铸造时(特别参见图12)可以成为柱12的一部分。铸造(未示出)通常发生在使用大致符合图中所示的柱12的预期外表面和尺寸的外部模板的铸造床上。在该图中还示出了多个中空的灌浆管20(图10中最清楚地示出)，当一个或多个柱单元12垂直地连接到彼此时，中空的灌浆管20充填有通常为50mPa混凝土的高强度水泥灌浆。
图4示出了建筑系统10的俯视图，其示出了柱单元框架12.1、梁单元框架14.1和多个平台单元框架16.1。示出了多个起动杆22，其被设置用于将梁单元14连接到平台单元16，尽管在图4中仅示出了每个的框架以帮助清楚示出。组装过程在下面更深入地讨论。
图5示出了图4的建筑系统10的俯视图，其中起动杆22在被灌浆以有助于结构的稳定性之前清晰可见。在某些实施方式中，起动杆22穿过或连接到梁单元14的横向侧壁14.2或连接到形成每个梁单元14的框架14.1的一部分的内部连接杆14.3，用于将平台单元16在每个梁单元14的任一侧上缚在一起以有助于强度和刚性。下面参考图35更清楚地示出和讨论了这一点。
图6示出了图5的建筑系统10，但是使用由复合材料形成的最终预制单元12、14和16(在铸造单元之后)。图5和图6还示出了在制造期间用于提升每个平台单元16以及当将已完成的预制平台单元16在建筑工地原位提升时的升降器24。
图7和图8示出了柱单元12的框架12.1的细节。框架12.1包括钢棍26形式的细长加强筋，其延伸了柱单元12的长度。钢棍26被支架18环绕，支架18包括两个结构接合连接件18.1，每个结构接合连接件18.1的形状和尺寸被设计成在重力辅助下支撑形成梁单元14的一部分的一个或多个互补结构接合连接件或与形成梁单元14的一部分的一个或多个互补结构接合连接件互锁。支架18通常呈悬挑式平台18.1的形式，在所示的实施方式中，悬挑式平台18.1由向上延伸的肋18.2支撑，如图9和图10所示，但在图11和图12中更清楚地示出。
回到图7至图10，使用多个收缩套筒28相互连接和稳定细长钢棍26，收缩套筒28为纵向隔开的弯曲金属棒的形式，其至少部分地，通常完全地围绕一束加强筋或钢棍26延伸。
在图11和图12中，可以看出，支架18不仅包括径向相对的平台18.1，而且还包括用于连接相对的平台18.1的连接件板30。连接件板30通过跨越框架12.1的内部的横向延伸的连接件32彼此连接。连接件板30跨在柱单元12的加强框架12.1上。
每个平台18.1被成形为与梁单元14上设置的类似结构接合连接件互补地接合。这在图20中最好地示出。因此，每个平台18.1具有被限定用于容纳紧固件的孔18.3(在图21中示出并由参考标记60描述)以便允许梁单元14牢固地紧固到柱单元12。孔18.3在每个平台18.1上间隔开，使得它们基本上与设置在梁单元14上的类似的倒置平台上设置的互补孔对准，如下面更详细讨论的。这有助于在组装过程期间使得梁单元14相对于柱单元12正确定位，从而便于手动或使用手动工具连接梁单元14和柱单元12。
在该特定示例中，支架18的平台18.1各自包括背板18.4，该背板18.4比支架18或柱单元框架12.1的横向横截面延伸地更远，使得当柱单元12浇筑时，背板18.4也突出经过柱单元12的外部。如下面进一步详细讨论的，这有助于定位和容纳在组装期间将放置在柱单元12附近的平台单元16的端部。
每个横向连接件32都设置有调节器32.1(类似于图17和图19中的梁单元中更明确示出的那些)，用于调节横向连接件32的长度并且用于将横向连接件32锁定在连接件板30之间。每个调节器32.1都采用带键螺纹套筒的形式，螺纹安装在横向连接件32上。在该具体的示例中，调节器32.1呈六角形凸缘或套筒的形式以便于用手拧紧。
支架18包括延伸穿过在每个基板18.4的上边缘之间的框架12.1的另一连接件板34，而类似的板(未示出)在每个基板18.4的下边缘之间延伸。
在该示例中并且在图13中示出，支架18包括被螺栓连接到连接件板30的可操作下表面的下部凸缘或唇形结构36。螺栓38穿过限定在凸缘或唇形结构36中的孔并且被接纳在互补地螺纹连接的横向连接件32的内部。下部凸缘或唇形结构36相对于平台18.1的高度定位，使得其将容纳由梁单元14支撑的平台单元16的下表面。
返回参考图10A-10B，示出了柱单元12的三维视图和俯视图，示出了连接到加强框架12.1的灌浆管20。灌浆管20可以用于将一个或多个柱单元12以纵向延伸的方式放置和固定在彼此的顶部上，或者放置和固定在建筑物的基脚的顶部上。
图10C和图10D示出了在不同组装步骤期间在第二柱单元12B的顶部上的第一柱单元12A。图10C示出了柱单元12A和12B对齐，但是在彼此固定之前，而图10D示出了在灌浆已经注入灌浆管20并且正在凝固的阶段期间的柱单元12A、12B。
如图10C所示，下部柱单元12B的顶端具有从柱单元12B的端部直立延伸的多个筋21。多个筋21可以借助于在柱单元12B的顶端处的类似于灌浆管20的灌浆管20B附接到柱单元12B。多个筋21的布置和尺寸被设置为配合在第一柱单元12A的下端处的灌浆管20A中。
当第一柱单元12A和第二柱单元12B彼此叠置时，多个杆21延伸到中空的灌浆管20A中。随后，沿着灌浆管20A的长度向下输送高强度灌浆料。为了输送灌浆料，可以将钻孔穿过第一柱单元12A的壁钻入灌浆管20A中。或者，可以使灌浆管20A弯曲，灌浆管20A的一端终止于柱单元12A的壁部。
通过将灌浆管20A与筋21结合使用，可以将柱单元12A固定到第二柱单元12B。可以理解，除了多个筋21，两个柱单元12A、12B可以包括当柱单元12A、12B彼此叠置时处于对准中的灌浆管。通过在对齐时将灌浆料注入两个灌浆管中，可以连接柱单元12A、12B。然而，如上所述，通过包括多个筋21，可以实现改进的稳定性。
此外，可以理解，多个筋21可以替代地从第一柱单元12A的下端延伸以插入第二柱单元12B的顶端处的灌浆管20B中。
如图10D所示，在灌浆管20A内的灌浆凝固期间，第一柱单元12A需要由支柱23支撑。支柱23可以暂时附接到第一柱单元12A和已经通过支架18连接到柱单元12B的梁单元14。以这种方式，在安装任何平台单元之前，可以将柱单元放置在其他柱单元的顶部。然而，可以理解的是，支柱23可以可选地定位在平台单元上以在灌浆凝固时支撑柱单元12A。
现在参考图14A和图14B，示出了柱单元12固定到建筑结构10的地基。具体地，图14A示出了被固定到形成建筑结构10的地基的一部分的基脚33的柱单元12的框架12.1的示意图。图14B示出了在浇筑过程完成之后附接到基脚33的完工的柱单元12。
如图14A和图14B所示，柱单元12借助于基板和多个螺栓机械地固定到地基上。在这点上，柱板31连接到内部加强框架12.1。例如，柱板31可以焊接到框架12.1的钢筋36上。柱板31具有多个孔31.1，用于容纳紧固件，例如可以连接到基脚33的地基板33.1的螺栓。地基板33.1可以借助于另外的螺栓33.3固定到基脚33。在申请人的澳大利亚临时专利申请号2017905037中详细描述了地基板31.1和固定至基脚33的示例，该申请通过引用并入本文。
应该理解的是，除了使用上述机械连接，可以使用灌浆管的连接来将柱单元12附接到地基(如参考图10A-图10D所述)。例如，多个筋可以从建筑结构10的地基上直立地突出。多个筋可以布置和定尺寸为配合到柱单元12的灌浆管20中(如图10A所示)。然后可以通过孔注入灌浆，优选在灌浆管20的顶部部分注入灌浆。为了将灌浆管基本密封在建筑结构10的地基上，可以围绕每个突出筋定位柔性材料环。当柱单元12被放置在地基上时，柔性环被压缩，从而基本密封灌浆管20内的灌浆。
图15示出了根据本发明的一个实施方式的预制结构梁单元14。梁单元14包括平坦的底部40、两个横向隔开的侧壁部分42和两个相对的纵向间隔的端壁部分44。
每个端壁部分44包括一个或多个结构接合连接件52，该结构接合连接件52的形状和尺寸被设计为当原位组装时在重力辅助下与柱单元12的互补结构接合连接件18.1(平台)接合或互锁。由底部、侧壁部分和端壁部分形成的长方体腔填充有混凝土或水泥(复合)混合物以形成上表面46。
关于图16，一个或两个端壁部分44的结构接合连接件52均为从端壁部分延伸的一个或多个突起的形式，通常为从每个端壁部分44横向延伸的一个或多个悬挑式平台55的形式。
每个悬挑式平台54由从每个端壁部分44向下延伸的一个或多个加强肋56支撑或加强。
每个平台54具有在其中限定的孔58，用于容纳紧固件(如图21中最佳所示，标记为参考标记60)，以允许利用孔18.3将梁单元14牢固地紧固到柱单元。
一个或两个侧壁部分42还包括一个或多个结构接合连接件，其形状和尺寸设计为在重力辅助下与平台单元16互锁，通常呈从底部40和/或侧壁部分42突出的一个或多个凸缘48的形式。在某些实施方式中，凸缘是整体的并且是底部40的一部分，然后其延伸经过侧壁42。
凸缘48设置在与预期的平台单元16深度相当的高度处，并且被成形和定尺寸为在使用中紧密接近地将容纳、支撑和嵌套平台单元16并且垂直于结构梁单元14。如图15至图18(以及图22)所示的梁单元14具有从每个侧壁42延伸的凸缘48，用于在其每一侧容纳平台单元16，而图23所示的梁单元14仅具有从单个侧壁42延伸的单个凸缘48，因为该梁单元14是抵靠在没有凸缘48的一侧上的壁部的终端单元。
如图17所示，梁单元14在内部包括加强框架(通常用参考标记62表示)。加强框架62包括多个横向间隔的细长加强筋62.1，加强筋62.1在限定在梁单元14内部的长方体的内部并基本上延伸长方体腔的长度。细长加强筋62.1使用多个收缩套管62.2互相连接，收缩套管62.2呈纵向隔开的弯曲金属棒的形式，其至少部分地围绕一束加强筋62.1延伸，如图18最佳所示。
回到图17，加强框架62覆盖有呈横向连接件64形式的多个细长轴，横向连接件64在两个侧壁部分42之间延伸。横向连接件64均为细长杆的形式，其具有连接到其上的至少一个螺纹调节器66(通常为套筒的形式，其尺寸设计为容纳横向连接件64本体)以允许横向连接件64插入侧壁42之间。横向连接件64通过围绕每个横向连接件64旋转螺纹调节器66将横向连接件64或每个横向连接件64推入限定在每个侧壁部分42中并穿过每个侧壁部分42的纵向间隔开的孔(在图16中用参考标记58表示)中。在所示实施方式中，每个横向连接件64具有在其每个端部处(即在每个细长横向连接件64的末端处或其附近)连接的调节器66(在图18中最佳可见)，但在一个实施方式中(未示出)，每个横向连接件64上仅设置单个调节器66。
在一个实施方式中(未示出)，加强框架62通常通过点焊牢固地附接到横向连接件64。在某些实施方式中，加强框架62还通过焊接或附加连接件(未示出)固定到端壁部分44。
取决于应用，加强框架沿着侧壁42和/或底部40的长度以间隔的距离直接或间接地(即经由中间连接件)附接至侧壁部分42和/或底部40。
如图18中最佳可见，底部40在其上设置有一个或多个剪切凸耳68，以抵消梁单元14的向下偏转。剪切凸耳68是T形的以当梁单元14被复合材料填充时帮助夹持复合材料。剪切凸耳68被焊接到底部40上并且尺寸被确定为至少部分地延伸到由加强框架62限定的内腔中。上述布置允许梁单元14在横截面方面比申请人知道的传统预制单元更薄，并且因此更轻，同时仍然保持足够的强度和刚性。
横向连接件64的调节器66每个都包括至少一个带凸缘面、带键的夹紧结构66.1，以允许横向连接件64通过手或使用轻型手动工具如扳手固定到侧壁部分42上。
侧壁部分42和端壁部分44通常具有相同的高度，并且由此限定的长方体腔被复合材料填充直到侧壁部分42和端壁部分44的上边缘。
本发明的一个实施方式还涉及用于预制结构梁单元14的模板模块(未示出)，模板模块包括平坦的底部，两个横向间隔开的细长侧壁部分；和两个纵向间隔的端壁部分。底部40、侧壁部分42和端壁部分44被布置成限定长方体腔，该长方体腔的尺寸被设计成容纳梁单元14的框架14.1并且随后在浇筑过程中填充复合材料。以这种方式，模板为梁单元14提供模具。模板还包括一个或多个凹部，使得结构接合连接件54能够被容纳。结构接合连接件54的形状和尺寸被设计为在重力辅助下与柱单元12上的至少一个互补结构接合连接件(即平台18.1)接合或互锁。
图19、20和21示出了借助于每个梁单元14的端壁部分44上设置的平台54搁置在柱单元12的平台18.1上并由柱单元12的平台18.1支撑的梁单元14的框架视图中的各种视图。在图24和图25中示出了另外的视图。
现在转向图26A和图26B，示出了具有相对端部16.1和16.2的预制平台单元16。图26A的平台单元是标准平台单元，其搁置在梁单元14上设置的凸缘48上。图26B示出了端部平台单元16A，即邻接柱12的平台单元。该平台单元16A具有端部16.1A、16.2A，它们包括从平台单元16A略微突出的呈榫舌形式的附加延伸部分16.1.1和16.2.1，并且其形状和尺寸设计成可由柱单元12上设置的凸缘(或下唇缘)38容纳或放置在其上。两个平台单元16、16A还包括四个杯形升降器70，这些升降器在制造过程中一体形成。如图4、图5和图6所示，平台单元16的每个端部16.1、16.2还限定了四个矩形空隙16.3，这四个矩形空隙16.3在浇筑过程中使用空隙形成器(未示出)形成并且用于容纳起动杆2。类似地，端部平台单元16A在每个端部16.1A、16.2A具有矩形空隙16.3A。
图27A和图27B示出了彼此相邻定位的两个完工的常规平台单元16。如图所示，通过将平台单元16彼此相邻放置，可以安装在所需区域上延伸的平台。为了使相邻的平台单元16彼此连接，每个平台单元16包括锥形的侧壁，使得在相邻的平台单元16之间形成V形凹部17。该V形凹部17通常填充有复合材料(诸如灌浆)以将两个平台单元16彼此固定。
每个平台单元16还包括每个侧壁内的一个或多个凹槽16.4。在该示例中，两个平台单元16都具有沿相对侧壁延伸的两个凹槽16.4。当复合材料注入到V形凹部17中时，凹槽16.4改善了两个平台单元16之间的连接。以这种方式，平台单元16不仅可以水平地而且可以竖直地彼此相邻地锁定。
图28A示出了用于常规平台单元16的内部加强框架116，而图28B示出了用于延伸的平台单元16A的内部框架116A，其具有由延伸的加强框架116A形成的延伸榫舌116.1.1和116.1.2。
在下文中，将描述标准平台单元16的示例性配置。然而，本领域技术人员将会理解，类似的考虑适用于端部平台单元16A。在制造期间，加强框架116使用合适的模板被包裹在复合材料中以限定完工的预制平台单元16中的外边缘、底部和空隙。加强框架116包括在其中限定有规则形状空隙的第一可操作的下部金属网状单元72、附接到下部网状单元72或与下部网状单元72紧密接触的多个间隔开的球形空隙形成器74，以及第二可操作上部网状单元76(具有与下部网状单元72的空隙对准的相似空隙)搁置在球形空隙形成器74上或附接到球形空隙形成器74，组合加强框架116在平台单元16的每个端部16.1、16.2处限定四个终端通道16.3，每个终端通道16.3的形状和尺寸设计为紧密地容纳细长连接杆22(或起动器)，用于在装配期间原地将平台单元16连接到梁单元14。
如图29至图33所示，球形空隙形成器74各自包括大致球体74.1，该球体74.1具有通常在球体74.1的中线下方的收缩腰部74.6。球体74.1的收缩腰部74.6限定了径向延伸的间隙74.2，其在转动时限定了用作容纳复合材料的周向延伸座的可操作下部唇缘74.3。当将复合材料添加到加强框架116时，在主体74.1中提供的收紧区域74.6减少了球形空隙形成器74浮动的可能性。它还增加了在球形空隙形成器74上的复合材料的抓紧(purchase)并且当在浇筑平台单元16期间浇筑复合材料时，促使球形空隙形成器74向下。
如图31至图33所示，每个球体74.1还包括两个或更多个径向间隔开的臂部74.4，每个臂部设置有用于将空隙形成器74连接至加强框架116的远侧连接件74.4.1。在每个臂部74.4上的连接件74.4.1形状和尺寸被设计成与下部网72、上部网76或钢筋或其他可能存在于加强框架116中的加强元件以摩擦、轻微过盈或搭扣配合的方式附接或连接。
臂部74.4和连接件74.4.1与球体74.1一体地形成。球体74.1还具有设置在主体74.1顶上的凹入冠部74.5，凹入冠部74.5的形状和尺寸被设计成捕获填充的复合材料(未示出)以进一步帮助调低(bedding down)球形空隙形成器74并增加在球形空隙形成器74上获得(purchase)的复合材料。
球体74.1以等分镜像形式被制成具有互锁凸耳74.7，从而允许使用单个模具来制造球体74.1的两个互锁半部并且允许球体74.1的半部以嵌套方式被运输，并在现场迅速组装。
如图30中最佳可见，加强框架116还包括连接到支柱70.2的呈半圆形附接结构70.1形式的升降器70，该支柱70.2又连接到柱脚70.3。升降器70不仅用于允许将提升设备(未示出)连接到平台单元16，而且还用于将上部网状单元76和下部网状单元72彼此结合。图30还示出了连接到平台单元16的每个端部16.1、16.2(图30中仅示出一个端部)的端部网状单元，该平台单元16是另一个网状单元的形式，用于容纳上述矩形空隙形成器(未示出)以形成矩形空隙16.3，用于在原地装配期间容纳起动杆22，并且如图35所示，该图示出了从梁单元14的每个侧壁发出(并且在某些情况下穿过)的起动杆以及从(并且在某些情况下穿过)柱单元12发出的起动杆。
如上所述，平台单元16通常使用模板模具浇筑。具体地，在制造平台单元16期间，下部加强网72可通过放置在一系列升降定距椅78上而定位在模板模具(未示出)中，升降定距椅78用于将加强框架116从模板模具(未示出)的下表面提升。模板模具通常是钢床的形式。然而，可以设想其他合适的模板模具。然后通过臂部74.4将多个空隙形成器74定位并附接到下部加强网72上。然后可以将上部加强网76定位在多个空隙形成器74的顶部上并借助臂部74.4附接到它们上。然后将复合材料倒入模板模具以浇筑平台单元16。
复合材料通常是混凝土、水泥浆、砂浆或任何其他胶凝材料。在一个优选的实施方式中，用于形成柱单元、梁单元和平台单元的复合材料是40mPa混凝土。
在如图34A和34B所示的一个特定示例中，一个或多个金属环75连接到下部加强网72。在图34B所示的示例中，6个金属环75以相对于平台单元16的形状的对称方式附接到下部加强网72。但是，本领域的技术人员将会理解，任何数量的金属环75可以结合在平台单元16内。例如，4或8个金属环可以以对称的方式附接。
金属环75可附接到相应的磁体77，在平台单元16已被浇筑之后可以移除或可以不移除这些磁体。磁体77具有以下功能：当浇筑复合材料时，保持附接到模板模具的钢床(未示出)上的下部加强网72。
浇筑包括空隙形成器74的平台单元16的一个问题在于空隙形成器74可能漂浮并且朝向平台单元16的上表面移动。可以通过使用附接到钢床与下部加强网72之间的金属环75上的磁体77来避免或者至少减少该问题。
此外，申请人已经发现，通过将复合材料从上方从相对于平台单元16的中心位置直接倾倒，可以进一步降低空隙形成器74的浮动。
图36示出了根据本发明的实施方式的另一预制单元，其为箱单元80的形式，在该实施方式中为浴室箱。完工的浴室箱通常包括管道、水池、水箱、马桶，并且如果需要的话可以包括接线(未示出)。返回参考图36，箱单元80包括限定箱单元80的外周边的三维框架结构80.1，框架结构80.1具有下部基座框架82，从下部基座框架82向上延伸的至少四个立柱84(在此情况下为十一个立柱)，以及连接到立柱84的周向延伸的上框架86。上框架86在其上附接有横向隔开的调节连接件88，最佳如图37、图38和图39所示。每个调节连接件88呈C形支架88.1的形式，其具有用于连接至建筑结构的一个或多个预制单元(例如平台单元16)的上部连接端88.2以及连接至上框架86的下部连接端88.3。调节连接件88包括在C形支架88.1的上部连接端88.2和其下部连接端88.3之间延伸的竖直调节器90。
在该示例中，竖直调节器90呈一个或多个调节螺母92的形式，其被螺纹地安装在呈螺栓96形式的在C形支架88.1的上部连接端88.2和其下部连接端88.3之间延伸的调节支柱上(特别参见图39)。螺栓96最初定位在C形支架88.1内(参见图39)，并且可以相对于C形支架88.1移动以附接到作为平台单元16的一部分的金属环94(参见图38)。
具体而言，该示例中的金属环呈螺纹蝶形螺母结构94的形式，其已被浇筑到平台单元16中。当螺栓96被附接到金属环94时，螺栓96的长度可以通过使用调节螺母92来调节。通过这种方式，一旦箱被附接到平台单元16的下侧，箱单元80相对于平台单元16的高度和水平可以在原位时被调节，螺栓96穿过支架88.1体到支架体88.1所在(proud of)的位置。此外，通过调节螺栓96的长度，可以将箱单元80的至少一部分负载转移到平台单元16和建筑结构的相关高度。换句话说，箱单元80不仅通过搁置在地面上而被支撑，而且还至少部分地从平台单元16悬挂。
如图37和图38所示，调节连接件88还包括一个或多个墙锚88.4，用于附接到墙板(未示出)。
本发明的一个方面还涉及安装和调平根据本发明的实施方式的预制箱的方法，通过提供箱单元80，将箱单元80附接到建筑结构的单元(诸如平台单元16)，并且使用调节连接件88调节箱单元80相对于平台单元16的高度和水平。
本发明的实施方式涉及如本文所述的包括互补地相互接合的柱单元、梁单元、平台单元和箱单元的建筑系统。该方法进一步扩展到使用建筑系统、组件和单元构建多层建筑结构的方法。
在一个特定示例中，构建多层建筑物的方法包括以下步骤：在建筑工地上提供至少两个预制柱单元12，将至少一个预制梁单元14的一个或多个接合结构52与柱单元12的一个或多个接合结构18互锁，并且提供至少一个平台单元16并且使用一个或多个连接(起动器)杆22将平台单元16牢固地锁定或附接到梁单元14和/或柱单元12。
申请人认为建筑系统及其构件的至少一个实施方式提供了若干优点。例如，它是一个容易和简单的组装过程，所有组件都是非现场完全制造的，其被带到现场并进行组装，消除了大部分现场废物，从而将施工现场变成了单纯的组装现场。根据本发明的实施方式的建筑系统也极大地缩短了建造时间，因为不需要等待湿的传统混凝土柱单元或平台单元/地板固化，也不需要等待安装或移除模板。
建筑系统可以实现用于多层单元的简单和有效的组装方法，并且可以将现场质量控制移除或至少降低现场质量控制到浇筑制造仓库中更容易和受控的非现场环境。这反过来又可能导致现场工具和设备需求的减少，因为组件可以在设备存放的浇筑场地非现场预先浇筑。
在一个具体示例中，根据组装时间表将各种建筑单元(例如柱单元12、梁单元14和平台单元16)运送至现场，提升并放置就位，然后使用机械紧固件可用手或者使用轻型手动工具或者如果需要的话使用电动工具固定。
如参照图10A-图10D所述，预制柱单元12配备有安装到加强框架12.1中的灌浆管20。灌浆管20用浅塑料塞(未示出)密封，以防止复合材料(通常为50mPa混凝土(或水泥))进入。一旦预制柱12被浇筑，柱单元12就被运送到现场。有利地，柱单元12可以是1、2、3或4层高的预制单元的形式，并且因此也具有与期望的层数相称的结构接合连接件18。在单元的组装阶段期间，灌浆管20被拔出塞子并因此允许一个或多个柱单元12以纵向延伸的方式彼此叠置和固定。如上所述，这是通过将高强度水泥浆与加强筋结合起来输送到每个灌浆管中来实现的。因此，柱单元12提供了快速和简单的安装并且可以连接用于多层。
该方法可以包括将凸缘紧固到设置在柱单元12上的一个或两个支架连接件板的步骤。凸缘被固定在与平台单元16的预期深度相当的高度处，使得它可用于支撑在与由梁单元14的侧壁上的支撑凸缘48的深度限定的平台单元16的高度相对应的水平处突出经过梁单元14的平台单元16的一部分。
该方法可以包括提供至少一个，但是通常垂直于梁单元14放置的多个平台单元16的另一步骤。换句话说，平台单元16的端部搁置在梁单元14的侧壁上设置的底部凸缘48上。一旦放置，平台单元16可以被立即加载。在平台单元16上设置的起动杆22在形成于平台单元16的端部中的空隙16.3内对齐，并且拧入到梁单元14中。该方法可以包括提供插入梁单元14和平台单元16的附加加强筋以增加整个结构的强度并保持连续性的进一步的步骤。如果需要，该方法可包括灌注任何单元或单元相遇处的接口的最后步骤。
本发明的另一方面涉及使用本发明实施方式的建筑系统和/或一个或多个预制柱单元、梁单元、平台单元或箱单元组装的建筑结构。
预制平台单元仅需要一名劳动者进行安装，加强网不需要通过焊接来固定，而是使用锁系统来连接。这导致熟练劳动力成本和制造时间较少。球形空隙形成器由独特的设计几何形状组成，可以使复合材料/混凝土夹持住，并且还可以方便地运输球形空隙形成器。平台单元设计为不需要焊接来锁定顶部加强网和底部加强网，这也用于防止在焊接过程中经常遇到的对球形空隙形成器造成的损坏。而且，不需要焊接来锁定顶部加强网状单元和底部加强网状单元。预浇筑/预制梁单元是一个非常复杂的结构构件，其完全在非现场预制并利用机械锁定来有效地现场装配和安装，无需焊接或湿施工。梁单元通过安装在梁单元的每个端部的端部支架固定在柱单元上。梁单元使用一系列耦合器和起动杆-这些帮助形成一侧到另一侧的连续性。梁单元还允许替代预制地板系统的兼容性。梁单元的高度非常低，消除了地板下面的浪费空间。
保持连续性-通过使用耦合器和起动杆在整个梁单元中保持连续性。
因为不需要大的隔板来覆盖梁单元，所以梁单元和平台单元还设置了最小的总高度，这减少了地板下面的浪费空间。
本发明的柱单元是预制的预浇筑柱单元，其完全在场外制造，在场外进行质量检查，运送至现场并组装。组装可以由非熟练工来完成。该柱单元可以制造达4层高(12米)，并且可以使用灌浆管连接到更多的柱单元以延伸预期的建筑结构的高度。柱单元包含浇筑到柱单元中的机械支架，以便简化连接梁单元的现场组装。本发明的柱单元和建筑系统的简单性意味着四层柱单元可以在单次提升中安装。
在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括(comprise)”或诸如“包含(comprises)”或“包括(comprising)”的变化将被理解为暗示包含所述整数或整数组，但不排除任何其他整数或整数组。
本发明的可选实施方式还可以被广泛地包含在本文中提及或指示的部分、构件和特征中，单独地或共同地包含在以两个或更多个部分、构件或特征的任何或全部组合，并且其中在本文中提到的具有本发明所属领域中已知的等同物的特定整数被认为在本文中被并入，就像单独提出一样。
应该理解，本发明的“一个示例”或“示例”的提及不是排他性的。因此，一个示例可以举例说明本发明的某些方面，而其他方面在不同的示例中被举例说明。这些示例旨在帮助技术人员实施本发明，并且不打算以任何方式限制本发明的总体范围，除非上下文另有明确指示。
应该理解的是，上面使用的术语是为了描述的目的，而不应该被认为是限制性的。所描述的实施方式旨在说明本发明，而不是限制其范围。正如本领域技术人员容易想到的那样，本发明能够以各种修改和添加来实施。
在本文中以文字和/或图形方式描述所要求保护的主题的各种基本且特别实际和有用的示例性实施方式，包括发明人已知的用于执行所要求保护的主题的最佳模式(如果有的话)。在阅读本申请时，本文描述的一个或多个实施方式的变化(例如修改和/或增强)对于本领域的普通技术人员而言可能变得显而易见。
发明人期望本领域技术人员适当地采用这样的变化，并且发明人意图使所要求保护的主题被实践而不限于在此具体描述的内容。因此，如法律所允许的，要求保护的主题包括并涵盖要求保护的主题的所有等同物以及对所要求保护的主题的所有改进。此外，除非在此另外明确指出、明确地并且具体地否认或者明显地与上下文矛盾，否则所要求保护的主题涵盖上述要素、活动及其所有可能变型的每个组合。
本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地阐述一个或多个实施方式，并且不限制任何所要求保护的主题的范围，除非另有说明。说明书中的任何语言都不应被解释为表明任何非要求保护的主题对于实践所要求保护的主题是必需的。
表示方向或行进方向的单词的使用不被认为是限制性的。因此，诸如“前”、“后”、“后部”、“侧”、“上”、“下”、“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”、“向前”、“向后”、“朝向”、“远端”、“近端”、“内”、“外”和同义词、反义词及其派生词被选择仅仅是为了方便，除非上下文另有指示。发明人设想了要求保护的主题的各种示例性的实施方式可以以任何特定方向提供，并且要求保护的主题旨在包括这样的方向。
在描述各种实施方式(特别是在要求保护的主题的上下文中)的上下文中，术语“一个(a)”、“一个(an)”、“所述(said)”、“该(the)”和/或类似的指示物的使用应该被解释为涵盖单数和复数两者，除非在此另有指示或与上下文明显矛盾。除非另有说明，否则术语“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包括(including)”和“含有(containing)”应理解为开放式术语(即，意指“包括但不限于”)。
此外，当在本文中描述任何数量或范围时，除非另有明确说明，否则该数目或范围是近似的。本文中数值范围的叙述仅仅意在作为单独指代落入该范围内的每个单独值的速记方法，除非在此另有指示，并且每个单独的值和由这样的单独值定义的每个单独的子范围被并入该说明书中，就好像在此单独列举一样。例如，如果描述了1至10的范围，则该范围包括其间的所有值，例如1.1、2.5、3.335、5、6.179、8.9999等，并且包括其间的所有子范围，诸如例如1至3.65、2.8至8.14、1.93至9等。
因此，除了权利要求本身之外，本申请的每个部分(例如，标题、领域、背景、发明内容、描述、摘要、附图等)在本质上被认为是说明性的，而不是限制性的；并且基于本申请的任何专利保护的主题的范围仅由该专利的权利要求限定。

Claims (17)

1.一种用于建筑结构的预制结构梁单元，所述梁单元包括：
平坦的底部；
两个横向间隔的细长侧壁部分；和
两个纵向间隔的端壁部分，结合底部、侧壁部分和端壁部分以限定至少部分地填充有复合材料的长方体腔，
其中至少一个端壁部分包括一个或多个结构接合连接件，其尺寸设计为在重力辅助下与一个或多个互补结构接合连接件连接或互锁，所述一个或多个互补结构接合连接件形成建筑结构的另一预制建筑单元的一部分。
2.根据权利要求1所述的预制结构梁单元，其中，一个或两个端壁部分的一个或多个结构接合连接件呈从端壁部分延伸的一个或多个突起的形式。
3.根据权利要求2所述的预制结构梁单元，其中，一个或多个结构接合连接件呈从端壁部分和/或底部横向延伸的一个或多个悬挑式平台的形式。
4.根据权利要求1所述的预制结构梁单元，其中端壁部分结构接合连接件可与端壁部分或每个端壁部分构成一体。
5.根据权利要求1所述的预制结构梁单元，其中，一个或两个侧壁部分包括一个或多个结构接合连接件，其形状和尺寸被设计为在重力辅助下与建筑结构的另一预制建筑单元互锁。
6.根据权利要求5所述的预制结构梁单元，其中，侧壁结构接合连接件是从底部和/或侧壁部分突出的凸缘，并且被成形和定尺寸为在使用中将预制结构平台单元容纳、支撑和嵌套。
7.根据权利要求1所述的预制结构梁单元，包括加强框架，加强框架包括在长方体腔的内部并且基本上延伸长方体腔的长度的多个横向间隔开的细长加强筋。
8.根据权利要求7所述的预制结构梁单元，其中，细长加强筋被多个纵向间隔的加强钢筋带环绕。
9.根据权利要求7所述的预制结构梁，其中，加强框架装有在两个侧壁部分之间延伸的多个横向连接件。
10.根据权利要求9所述的预制结构梁，其中，每个横向连接件是细长杆的形式，其具有连接到其上的至少一个调节器，以允许横向连接件插入侧壁之间，并且允许横向连接件使用一个或多个调节器来延伸，以将横向连接件或每个横向连接件牢固连接到侧壁部分。
11.根据权利要求7所述的预制结构梁，其中，加强框架沿着侧壁的长度以间断的距离直接地附接到侧壁部分和/或底部。
12.根据权利要求1所述的预制结构梁，其中，底部在其上设置有一个或多个剪切凸耳，以抵消梁单元的向下偏转。
13.根据权利要求12所述的预制结构梁，其中，剪切凸耳被定尺寸为至少部分地延伸到由加强框架限定的内腔中。
14.根据权利要求9所述的预制结构梁，其中，侧壁还包括间隔开的孔，当横向连接件使用调节器延伸时，横向连接件被紧贴地容纳在该孔中，并且，连接杆可穿过该孔用于将梁固定到建筑结构的另一预制单元。
15.一种用于建筑结构的预制结构梁单元的模板模块，所述模板模块包括：
平坦的底部；
两个横向间隔的细长侧壁部分；和
两个纵向间隔的端壁部分，结合底部、侧壁部分和端壁部分以限定尺寸被设计成容纳填充的复合材料的长方体腔，其中至少一个端壁部分包括一个或多个结构接合连接件，其尺寸被设计成在重力辅助下与至少一个互补结构接合连接件接合或互锁，所述至少一个互补结构接合连接件形成建筑结构的另一建筑构件的一部分，所述模板模块进一步包括框架，框架包括多个横向间隔的细长加强筋，加强筋大致延伸长方体的长度，模板包括另外的集成预成型结构接合连接件。
16.一种建筑系统，所述建筑系统包括多个互补地相互接合的预制柱单元和根据权利要求1所述的预制梁单元，其中每个预制柱单元包括：
至少一个集成的预成形支架，其在柱单元的外表面上提供至少一个结构接合连接件，结构接合连接件的形状和尺寸被设计成在重力辅助下支撑多个梁单元的一个或多个互补结构接合连接件或与多个梁单元的一个或多个互补结构接合连接件互锁。
17.一种构建多层建筑物的方法，所述方法包括以下步骤：
提供根据权利要求1所述的至少一个预制梁单元；
提供至少两个预制柱单元；每个预制柱单元包括至少一个集成的预成形支架，集成的预成形支架在柱单元的外表面上提供至少一个结构接合连接件，结构接合连接件的形状和尺寸被设计成在重力辅助下支撑预制梁单元的一个或多个互补结构接合连接件或与预制梁单元的一个或多个互补结构接合连接件互锁；
至少一个预制梁单元的一个或多个结构接合连接件与预制柱单元的至少一个结构接合连接件互锁；和
提供至少一个预制平台单元，并且使用一个或多个连接杆将平台单元牢固地锁定到梁单元和/或柱单元。
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