CN116623866A - 拓扑互锁式砌块、隔音墙和组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种拓扑互锁式砌块、隔音墙和组装方法，属于建筑结构工程技术领域。该拓扑互锁式砌块包括互锁式块体，互锁式块体呈六面体，包括第一墙体面、第二墙体面和设置于两者之间且依次连接的四个拼合曲面。在垂直于第一墙体面的方向上，位于第一墙体面相对两侧的拼合曲面相匹配，拓扑互锁式砌块被配置为两个互锁式块体能够通过相匹配的两个拼合曲面相互拼合，以使两个互锁式块体的第一墙体面和第二墙体面平齐拼接，且两个互锁式块体在垂直于第一墙体面和第二墙体面的方向上咬合固定。能够在隔音墙的组合过程中，在保证衬砌结构的整体性和机械稳定性的同时，简化装配工序，降低施工难度。

Description

拓扑互锁式砌块、隔音墙和组装方法
技术领域
本发明涉及建筑结构工程技术领域，特别涉及一种拓扑互锁式砌块、隔音墙和组装方法。
背景技术
声音是由物体振动产生的声波，声源是产生振动的物体。声波以波的形式传播，并能被人或动物的听觉器官所感知。然而，目前建筑施工、交通运输以及工业生产所带来的噪音污染问题日益严重，特别是在海洋工程建筑中，水流、波浪以及海风等产生的噪音较大，对应海洋工程建筑中的相关外部墙体均需要采用降噪隔音墙体。
在相关技术中，现有建筑隔音墙的建造主要通过砌块进行堆砌的方式进行建造，砌块堆砌完成后其装配间隙间需要通过混凝土进行浇筑密实，以便增加隔音墙的隔音效果。在组装和浇筑过程中，砌块上往往还需要设置方槽结构，通过插入钢筋架或者龙骨，以保证整体结构强度。采用上述固定式安装结构的砌块，特别是采用泡沫、隔音棉等隔音材料支撑的砌块，由其制备的装配式墙板的安装往往还需要支撑龙骨、贴合板、螺纹杆等支撑固定，结构复杂，安装工艺繁琐。
发明内容
本发明实施例提供了一种拓扑互锁式砌块、隔音墙和组装方法，能够在隔音墙的墙体组装过程中实现砌块衬砌结构的互锁式安装，砌块之间无需设置连接螺栓、榫卯和支架龙骨等支撑件，在保证衬砌结构的整体性和机械稳定性的同时，简化装配工序，降低施工难度。技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种拓扑互锁式砌块，该拓扑互锁式砌块包括：互锁式块体，
所述互锁式块体呈六面体，包括第一墙体面、第二墙体面和四个拼合曲面，
所述第一墙体面和所述第二墙体面平行相对布置，所述四个拼合曲面依此连接且设置于所述第一墙体面和所述第二墙体面之间，相邻两个所述拼合曲面的连接侧边与所述第一墙体面和所述第二墙体面垂直，所述拼合曲面的两侧分别于所述第一墙体面和所述第二墙体面连接，在垂直于所述第一墙体面的方向上，位于所述第一墙体面相对两侧的所述拼合曲面相匹配，所述拓扑互锁式砌块被配置为两个所述互锁式块体能够通过相匹配的两个所述拼合曲面相互拼合，以使两个所述互锁式块体的所述第一墙体面和所述第二墙体面平齐拼接，且两个所述互锁式块体在垂直于所述第一墙体面和所述第二墙体面的方向上咬合固定。
可选地，所述第一墙体面包括相对于中线对称的两个第一拼合边和两个第二拼合边，所述第一拼合边为凸弧，所述第二拼合边为凹弧；所述第二墙体面包括相对于中线对称的两个第三拼合边和两个第四拼合边，所述第三拼合边为于所述第一拼合边相匹配的凹弧，所述第四拼合边为于所述第二拼合边相匹配的凸弧，所述拼合曲面的两侧边分别与所述第一拼合边和所述第三拼合边连接。
可选地，所述互锁式块体内部设置有内腔，所述第一墙体面和所述第二墙体面上设置有与所述内腔连通的通风孔。
可选地，所述第一墙体面和所述第二墙体面上均设置有多个所述通风孔，多个所述通风孔均匀阵列布置。
可选地，所述连接侧边的长度为，所述通风孔的直径为3cm。
可选地，所述互锁式块体为泡沫陶瓷、环氧树脂、聚丙烯或者聚乙烯制件。
第二方面，本发明实施例提供了一种隔音墙，包括多个前述第一方面所述的拓扑互锁式砌块，多个所述拓扑互锁式砌块的所述互锁式块体通过所述相匹配的所述拼合曲面依次拼接，以形成隔音墙体。
第三方面，本发明实施例还提供了一种组装方法，适用于前述第二方面所述的隔音墙，所述组装方法包括：
将多个所述互锁式砌块的所述互锁式块体通过所述相匹配的所述拼合曲面依次拼接，并沿水平方向排列形成砌块组；
将多个所述砌块组沿竖直方向层叠布置，使相邻所述互锁式块体的所述第一墙体面和所述第二墙体面平齐拼接，以形成隔音墙体。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
采用本发明实施例所提供的拓扑互锁式砌块，并利用多个拓扑互锁式砌块进行组合以制成隔音墙，其在进行隔音墙体的拼合安装时，由于相邻拼合曲面由相互匹配的特殊曲面结构组成。其组合拼接后，在垂直于第一墙体面和第二墙体面的方向上，相邻两个互锁式块体通过对应的拼合曲面相互咬合，其凹凸对应的侧边与对应的不规则曲面能够实现互锁固定，无需在拼合位置设置额外的连接螺栓、榫卯和支架龙骨等支撑件，在隔音墙的墙体组装过程中实现砌块衬砌结构的互锁式安装，在组装完成后仅需要对隔音墙体的边缘进行对应的基础固定即可。在保证衬砌结构的整体性和机械稳定性的同时，简化装配工序，降低施工难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种拓扑互锁式砌块的立体结构示意图；
图2是本发明实施例提供的拓扑互锁式砌块的正视结构示意图；
图3是本发明实施例提供的拓扑互锁式砌块的俯视结构示意图；
图4是本发明实施例提供的拓扑互锁式砌块的左视结构示意图；
图5是本发明实施例提供的拓扑互锁式砌块的后视结构示意图；
图6是本发明实施例提供的另一种拓扑互锁式砌块的立体结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种隔音墙的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的一种组装方法的流程图。
图中：
1- 互锁式块体；1a-内腔；11-第一墙体面；12-第二墙体面；13-拼合曲面；14-通风孔；111-第一拼合边；112-第二拼合边；121-第三拼合边；122-第四拼合边；131-连接侧边；m-隔音墙体。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
在相关技术中，现有建筑隔音墙的建造主要通过砌块进行堆砌的方式进行建造，砌块堆砌完成后其装配间隙间需要通过混凝土进行浇筑密实，以便增加隔音墙的隔音效果。在组装和浇筑过程中，砌块上往往还需要设置方槽结构，通过插入钢筋架或者龙骨，以保证整体结构强度。采用上述固定式安装结构的砌块，特别是采用泡沫、隔音棉等隔音材料支撑的砌块，由其制备的装配式墙板的安装往往还需要支撑龙骨、贴合板、螺纹杆等支撑固定，结构复杂，安装工艺繁琐。
图1是本发明实施例提供的一种拓扑互锁式砌块的立体结构示意图。图2是本发明实施例提供的拓扑互锁式砌块的正视结构示意图。图3是本发明实施例提供的拓扑互锁式砌块的俯视结构示意图。图4是本发明实施例提供的拓扑互锁式砌块的左视结构示意图。图5是本发明实施例提供的拓扑互锁式砌块的后视结构示意图。图6是本发明实施例提供的另一种拓扑互锁式砌块的立体结构示意图。如图1至图6所示，通过实践，本发明实施例提供了一种拓扑互锁式砌块，其中，该拓扑互锁式砌块包括互锁式块体1。
该互锁式块体1呈六面体，包括第一墙体面11、第二墙体面12和四个拼合曲面13。
第一墙体面11和第二墙体面12平行相对布置，四个拼合曲面13依此连接且设置于第一墙体面11和第二墙体面12之间，相邻两个拼合曲面13的连接侧边131与第一墙体面11和第二墙体面12垂直。
拼合曲面13的两侧分别于第一墙体面11和第二墙体面12连接，在垂直于第一墙体面11的方向上，位于第一墙体面11相对两侧的拼合曲面13相匹配。拓扑互锁式砌块被配置为两个互锁式块体1能够通过相匹配的两个拼合曲面13相互拼合，以使两个互锁式块体1的第一墙体面11和第二墙体面12平齐拼接，且两个互锁式块体1在垂直于第一墙体面11和第二墙体面12的方向上咬合固定。
在本发明实施例中，该拓扑互锁式砌块由异形六面体结构的互锁式块体1组成，其互锁式块体1包括在组合后用于组成隔音墙相对两侧墙面的第一墙体面11和第二墙体面12组成。第一墙体面11和第二墙体面12均为四边形，首尾依次连接的四个拼合曲面13与两侧的第一墙体面11、第二墙体面12共同组成互锁式块体1的六个面，多个拼合曲面13均为放样生成的曲面。其中，第一墙体面11包括相对于中线对称的两个第一拼合边111和两个第二拼合边112，第一拼合边111为凸弧，第二拼合边112为凹弧；第二墙体面12包括相对于中线对称的两个第三拼合边121和两个第四拼合边122，第三拼合边121为于第一拼合边111相匹配的凹弧，第四拼合边122为于第二拼合边112相匹配的凸弧，拼合曲面13的两侧边分别与第一拼合边111和第三拼合边121连接。在进行多个拓扑互锁式砌块的组合使用时，两个相邻的互锁式块体1的第一墙体面11和第二墙体面12在组合时反向布置，在组合时，互锁式块体1能够通过相匹配的两个拼合曲面13相互拼合，此时其中一个互锁式块体1的呈凸弧状的第一拼合边111与另一个互锁式块体1的呈对应凹弧状的第三拼合边121对应拼合；或者其中一个互锁式块体1的呈凹弧状的第二拼合边112与另一个互锁式块体1呈对应凸弧状的第四拼合边122对应拼合，使相邻两个互锁式块体1的第一墙体面11和第二墙体面12平齐拼接，实现第一墙体面11和第二墙体面12的平滑过渡。通过多个互锁式块体1的依次拼接，即可组合形成一面具有两个平整墙面的隔音墙体。在垂直于第一墙体面11和第二墙体面12的方向上，相邻两个互锁式块体1通过对应的拼合曲面13相互咬合拼接，其凹凸对应的侧边与对应的不规则曲面能够实现互锁固定，无需在拼合位置设置额外的连接螺栓、榫卯和支架龙骨等支撑件，在隔音墙的墙体组装过程中实现砌块衬砌结构的互锁式安装，在组装完成后仅需要对隔音墙体的边缘进行对应的基础固定即可。在保证衬砌结构的整体性和机械稳定性的同时，简化装配工序，降低施工难度。
可选地，互锁式块体1内部设置有内腔1a，第一墙体面11和第二墙体面12上设置有与内腔1a连通的通风孔14。示例性地，在本发明实施例中，互锁式块体1的中间为空腔结构，中空的内腔1a形成了声波的共振腔，外部声波在传播到互锁式块体1的内腔1a中后，声波会在共振腔中产生能量耗散，从而产生隔噪效果。相比采用传统玻璃声屏障、混凝土声屏障、金属声屏障、PVC板材等隔噪屏障材料填充制成的墙体，其中空结构在降噪的过程中大幅降低了材料用量和墙体重量。并且，其在前后的第一墙体面11和第二墙体面12上均开设有通风孔14，可以实现通风散热，使其更加适用于柴油机配电房等高污染、高热量的声源；同时风阻较低，降低了墙体的受力，提高了其抗风稳定性。
可选地，参考图6，第一墙体面11和第二墙体面12上均设置有多个通风孔14，多个通风孔14均匀阵列布置。 示例性地，在本发明实施例中，通过在第一墙体面11和第二墙体面12上对应设置多个通风孔14，阵列布置在第一墙体面11和第二墙体面12上的多个通风孔14一一对应且同轴布置，保证风向流通顺畅，可以进一步提高拓扑互锁式砌块的通风散热能力。
示例性地，在本发明实施例中，通风孔14的孔洞大小、数量、位置可依据噪声频率及透风需求调节，本发明在此不做限定。
示例性地，在本发明的其中一种实施例中，第一墙体面11和第二墙体面12上各呈矩形阵列设置有4个通风孔14，连接侧边的长度为36cm，通风孔14的直径为3cm。采用该拓扑互锁式砌块组成厚度为36cm的隔音墙，其对应的声子晶体能带能够在100Hz~1500Hz频段间具有多条带隙，可以产生良好的隔噪效果。
可选地，互锁式块体1为泡沫陶瓷、环氧树脂、聚丙烯或者聚乙烯制件制件。示例性地，在本发明实施例中，泡沫陶瓷和环氧树脂材料具有的耐酸碱、耐侵蚀、耐高温、抗老化、使用寿命长等优点；聚丙烯或者聚乙烯材料则具有优异的化学稳定性和耐低温特性，可以根据不同使用环境选用材料进行互锁式块体的制造，本发明实施例对此不做限定。
图7是本发明实施例提供的一种隔音墙的结构示意图。如图7所示，本发明实施例还提供了一种隔音墙，包括多个如图1至图6所示的拓扑互锁式砌块，多个拓扑互锁式砌块的互锁式块体1通过相匹配的拼合曲面13依次拼接，以形成隔音墙体m。
示例性地，采用本发明实施例所提供的拓扑互锁式砌块，并利用多个拓扑互锁式砌块进行组合以制成隔音墙，其在进行隔音墙体的拼合安装时，由于相邻拼合曲面由相互匹配的特殊曲面结构组成。其组合拼接后，在垂直于第一墙体面和第二墙体面的方向上，相邻两个互锁式块体通过对应的拼合曲面相互咬合，其凹凸对应的侧边与对应的不规则曲面能够实现互锁固定，无需在拼合位置设置额外的连接螺栓、榫卯和支架龙骨等支撑件，在隔音墙的墙体组装过程中实现砌块衬砌结构的互锁式安装，在组装完成后仅需要对隔音墙体的边缘进行对应的基础固定即可。在保证衬砌结构的整体性和机械稳定性的同时，简化装配工序，降低施工难度。
图8是本发明实施例提供的一种组装方法的流程图。如图8所示，本发明实施例还提供了一种组装方法，适用于如图8所示的隔音墙，该组装方法包括：
S1、将多个互锁式砌块的互锁式块体1通过相匹配的拼合曲面13依次拼接，并沿水平方向排列形成砌块组。
具体地，在该步骤中，在进行多个拓扑互锁式砌块的组合使用时，两个相邻的互锁式块体1的第一墙体面11和第二墙体面12在组合时反向布置，在组合时，互锁式块体1能够通过相匹配的两个拼合曲面13相互拼合，此时其中一个互锁式块体1的呈凸弧状的第一拼合边111与另一个互锁式块体1的呈对应凹弧状的第三拼合边121对应拼合；或者其中一个互锁式块体1的呈凹弧状的第二拼合边112与另一个互锁式块体1呈对应凸弧状的第四拼合边122对应拼合，使相邻两个互锁式块体1的第一墙体面11和第二墙体面12平齐拼接，实现第一墙体面11和第二墙体面12的平滑过渡。通过多个互锁式块体1沿水平方向的依次拼接，即可组合形成一层水平排列的砌块组。
S2、将多个砌块组沿竖直方向层叠布置，使相邻互锁式块体1的第一墙体面11和第二墙体面12平齐拼接，以形成隔音墙体。
具体地，在该步骤中，在完成多组砌块组的拼接后，通过将多个砌块组沿竖直方向层叠布置，使相邻互锁式块体1的第一墙体面11和第二墙体面12平齐拼接，即可组合形成一面具有两个平整墙面的隔音墙体m。
在垂直于第一墙体面11和第二墙体面12的方向上，相邻两个互锁式块体1通过对应的拼合曲面13相互咬合拼接，其凹凸对应的侧边与对应的不规则曲面能够实现互锁固定，无需在拼合位置设置额外的连接螺栓、榫卯和支架龙骨等支撑件，在隔音墙的墙体组装过程中实现砌块衬砌结构的互锁式安装，在组装完成后仅需要对隔音墙体的边缘进行对应的基础固定即可。在保证衬砌结构的整体性和机械稳定性的同时，简化装配工序，降低施工难度。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件极其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种拓扑互锁式砌块，其特征在于，包括：互锁式块体（1），
所述互锁式块体（1）呈六面体，包括第一墙体面（11）、第二墙体面（12）和四个拼合曲面（13），
所述第一墙体面（11）和所述第二墙体面（12）平行相对布置，所述四个拼合曲面（13）依此连接且设置于所述第一墙体面（11）和所述第二墙体面（12）之间，相邻两个所述拼合曲面（13）的连接侧边（131）与所述第一墙体面（11）和所述第二墙体面（12）垂直，所述拼合曲面（13）的两侧分别于所述第一墙体面（11）和所述第二墙体面（12）连接，在垂直于所述第一墙体面（11）的方向上，位于所述第一墙体面（11）相对两侧的所述拼合曲面（13）相匹配，所述拓扑互锁式砌块被配置为两个所述互锁式块体（1）能够通过相匹配的两个所述拼合曲面（13）相互拼合，以使两个所述互锁式块体（1）的所述第一墙体面（11）和所述第二墙体面（12）平齐拼接，且两个所述互锁式块体（1）在垂直于所述第一墙体面（11）和所述第二墙体面（12）的方向上咬合固定。
2.根据权利要求1所述的拓扑互锁式砌块，其特征在于，所述第一墙体面（11）包括相对于中线对称的两个第一拼合边（111）和两个第二拼合边（112），所述第一拼合边（111）为凸弧，所述第二拼合边（112）为凹弧；所述第二墙体面（12）包括相对于中线对称的两个第三拼合边（121）和两个第四拼合边（122），所述第三拼合边（121）为于所述第一拼合边（111）相匹配的凹弧，所述第四拼合边（122）为于所述第二拼合边（112）相匹配的凸弧，所述拼合曲面（13）的两侧边分别与所述第一拼合边（111）和所述第三拼合边（121）连接。
3.根据权利要求2所述的拓扑互锁式砌块，其特征在于，所述互锁式块体（1）内部设置有内腔（1a），所述第一墙体面（11）和所述第二墙体面（12）上设置有与所述内腔（1a）连通的通风孔（14）。
4.根据权利要求3所述的拓扑互锁式砌块，其特征在于，所述第一墙体面（11）和所述第二墙体面（12）上均设置有多个所述通风孔（14），多个所述通风孔（14）均匀阵列布置。
5.根据权利要求3所述的拓扑互锁式砌块，其特征在于，所述连接侧边的长度为36cm，所述通风孔（14）的直径为3cm。
6.根据权利要求1所述的拓扑互锁式砌块，其特征在于，所述互锁式块体（1）为泡沫陶瓷、环氧树脂、聚丙烯或者聚乙烯制件。
7.一种隔音墙，其特征在于，所述隔音墙包括多个如权利要求1至6任一项所述的拓扑互锁式砌块，多个所述拓扑互锁式砌块的所述互锁式块体（1）通过所述相匹配的所述拼合曲面（13）依次拼接，以形成隔音墙体（m）。
8.一种组装方法，适用于如权利要求7所述的隔音墙，其特征在于，所述组装方法包括:
将多个所述互锁式砌块的所述互锁式块体（1）通过所述相匹配的所述拼合曲面（13）依次拼接，并沿水平方向排列形成砌块组；
将多个所述砌块组沿竖直方向层叠布置，使相邻所述互锁式块体（1）的所述第一墙体面（11）和所述第二墙体面（12）平齐拼接，以形成隔音墙体（m）。
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