CN1243168C - 建筑结构与模块化施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种建筑结构，它包括一个或一个以上的模块化镶板5；一个位于基础2和一个或多个该模块化镶板5之间的墙壁定位构件12；一个位于该模块化镶板5顶部的顶部构件19以及一组联杆14。当模块化镶板5相连接形成墙壁时，便在墙壁内形成了纵向空腔。该组联杆14延伸通过上述的纵向空腔16，并把上述顶部构件19、墙壁3和墙壁定位构件12固定到基础上。

Description

建筑结构与模块化施工方法
技术领域
本发明涉及采用模块结构化镶板的建筑结构以及通过组装这样的模块化镶板建造此类建筑物的改进的施工方法，属于建筑
技术领域。
背景技术
现有的技术不乏是关于模块化建筑结构和相关施工方法的，但是，很多这样的方法却存在着各种各样的弊端。这些弊端集中表现在：对精心制作的用来安装模块化镶板的框架体系组装的过程十分复杂；把结构化镶板连接固定在一起的紧固件数目繁多，使用起来十分不便；并且，某些模块化结构存在着不良的结构强度。
采用模块化施工方法的一项现有的技术实例请参阅以Ricchini的名义申请的美国专利第4858398号，该方法使用了一组紧固件。Ricchini提出的结构使用的是尺寸成比例的镶板，把镶板相互毗邻一侧的孔对齐后，用拧紧式紧固件把它们连接固定在一起。
另一种先前的施工方法是在以Batimpro SA名义申请的法国专利文件第2389724号中提出的。该专利文件提出了一种模块化建筑结构，它使用的是带有相互毗邻纵向侧边的镶板，形状呈互补式。镶板通过螺丝连接在一起，并在连接点处用金属板加固。
有关模块化建筑应用领域使用的层压式泡沫塑料板生产技术，也可以参考本申请人申请的澳大利亚专利第620338号。以该专利中提供的技术生产的镶板则为适用于本发明的镶板实例。本申请人在以前的专利中提出的方法有一个突出的优点，那就是镶板可以在建筑工地制作，十分方便。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种采用模块化镶板的建筑结构，它至少克服了或改进了先前技术中存在的某些弊端。
本发明的另一个目的是提供一种采用模块化镶板的施工方法，它不仅简单易用，而且能够保证建筑物的结构完整性，因而，它更加方便，是先前方法的一种替代方法。
本发明的再一个目的是提供一种模块化层压镶板，它适用于本发明中的建筑结构和/或施工方法，并且制作十分方便。
本发明的其他目的可在以下技术方案中得以体现。
尽管不是唯一的或最广泛的形式，本发明的确提供了一种建筑结构，包括：
一个或多个模块化镶板；
一个墙壁定位构件，位于基础与某一个或多个模块化镶板之间；
一个顶部构件，位于模块化镶板的顶部；以及
一组联杆；
其中，当把上述模块化镶板相连接形成墙壁时，上述模块化镶板便在墙壁内构成了纵向空腔；并且
其中，该组联杆延伸通过上述的纵向空腔，把上述的顶部构件、墙壁和墙壁定位构件固定到基础上。
更为可取的是在模块化镶板上带有凹槽，位于相互连接镶板对接的纵向边缘上(以下称为纵向凹槽)，因此，在实际应用中，它确定了相互连接模块化镶板之间的纵向空腔。
顶部构件为建筑结构的墙壁提供了封盖和/或压缩的作用。顶部构件可以包含一个封盖构件和/或一个压缩构件。
更为适当的是，当墙壁定位构件和顶部构件为封盖构件时，它们均是C形切面的槽路。对于墙壁定位构件来说，布置C型槽路的目的在于形成U形形状，对于封盖构件来说，布置C型槽路的目的在于在模块化镶板的顶部上面形成倒置的U形形状。
在某一形式下，直立的槽路构件可以固定到模块化镶板的一个面上，以便对模块化镶板定位从而形成拐角或内墙。
联杆最好具有高度的抗拉强度。
联杆可以与沿基础的预定位置上的底座相连接并可以松开。
模块化镶板最好呈层状结构。
模块化镶板可取的成型方式是使用带有至少一个表层构件的层压式泡沫塑料板。
模块式镶板也可以包含一个附加的纵向孔腔，用来为联杆提供空间，且位于离纵向凹槽一定距离的地方，以便形成拐角或连接点。
基础最好呈现一定的地板结构，作为一种结构选择，可以是模块化构造，也采用层压镶板。地板用层压镶板的可取方案是包含一个钢筋外表层、一个泡沫塑料核心和一个带加强筋的内表层。具有加强筋构造的层压地板镶板最好衬装复合地板、防水板层或木地板。
建筑结构也包括一种房顶结构，由墙壁支撑，该房顶也可以采用模块化构造，进一步采用层压结构。房顶用层压镶板可以包括一个钢筋外表层、一个泡沫塑料核心和一个带加强筋的内表层。带加强筋的房顶镶板构造最好衬装石棉水泥板、石膏板、随意开槽的板层或木材。
本发明又进一步提供了一种施工方法，它包括以下步骤：
在基础上放置一个或一个以上定位构件；
在墙壁定位构件上安装一个或一个以上的模块化镶板，以形成一堵或多堵墙壁；
用相互毗连的模块化镶板来确定在上述模块化镶板直立侧面上纵向凹槽之间的纵向空腔；
在模块化镶板的上边缘放置一个顶部构件；
穿过顶部构件和纵向空腔插入联杆；
把联杆连接到基础上，以固定顶部构件、模块化镶板和墙壁定位构件，从而构建墙壁。
将顶部构件放置到模块化镶板上边缘的步骤包括：
在模块化镶板的上边缘放置一个封盖构件；并且
在封盖构件的顶部放置一个压缩构件。
继而，本发明又进一步提供了一种用于以上提到的建筑结构或施工方法的模块化镶板，该模块化镶板包括：
一种泡沫塑料核心；
粘合到上述核心上的至少一个外表层构件；
位于模块化镶板相对立的纵向侧面上的两个纵向凹槽，在使用中，它用来确定纵向空腔，该空腔沿相互连接的模块化镶板之间的连接点延伸。
模块化镶板也可以具有附加的纵向空腔，其尺寸大小刚好放置一套联杆，在此，纵向空腔位于面向模块化镶板的端部，但是，从内部看，是沿纵向凹槽布置的。
附图说明
为帮助理解本发明，现借助以下图示对本发明进行具体描述，其中：
图1A为建筑物结构示例的前视图；
图1B为建筑物结构的侧视图；
图1C为建筑物结构的平面图，用来展示构成模块化镶板的布局情况；
图2A是建筑物结构基础的一个放大了的局部剖视图，用来展示地板结构与外墙的连接情况；
图2B是图2A中圆圈内部分放大了的剖视图；
图3A为等尺度分解图，用来说明形成墙壁时模块化镶板的安装情况，在这里，顶部构件为一个封盖构件；
图3B为等尺度分解图，用来说明形成墙壁时模块化镶板的安装情况，在这里，顶部构件包括一个封盖构件和一个压缩构件；
图3C为一种放大了的可选布局方案的局视图，用于对模块化镶板的底部进行定位；
图4是层压镶板对齐后放大了的剖视平面图，用来展示确定的定位轮廓在层压镶板上的配置情况；
图5为放大的房顶区域局部剖视图，用来展示托板的布局情况；
图6A为模块化房顶镶板的侧视图；
图6B是放大了的局视图，用来展示房顶镶板上的定位轮廓；
图7是等尺度分解图，用来展示墙壁拐角连接和T型连接的布局情况。
具体实施方案
总的来说，图1展示了一种小型住宅的建筑结构1，可以根据本发明进行施工。该结构包括一个基础2、几堵墙壁3和一个房顶4。墙壁无论是外面还是整个内面均是由模块化镶板5构成的。模块化镶板制作成一种典型的模块尺寸，即900mm宽×3.0m高。在一些其他场合，也可以使用更大一些的镶板，特别是出于适应房顶斜度的要求。使用联杆(后面将予以介绍)把模块化镶板固定到基础上，联杆沿墙壁方向排列，其中心距6为900mm。其他联杆排放在墙壁的开口处7，以及建筑结构的拐角处8。
墙壁镶板可以安装在混凝土或木质地板上，或按图2A所示，安装在进一步包括层压镶板的地板上，层压镶板连接到用螺丝把住的地基上。在随后的布局方案中，基础2包括地板镶板9，它通过安装在用螺丝把住的地基11上的倒置T型构件支承。
从图2A中可以看出，地板镶板9是安装到倒置T型构件10的另一半上(内部最平的面)。地板镶板9通常是通过螺丝17A连接的。
图2B展示的是一个墙壁定位构件12，其形式呈C型槽路，安装在倒置T型构件10最外面的一半上。模块化墙壁镶板5位于墙壁定位构件12内。双头螺杆13用于固定相应的联杆14，它通过焊接、拧紧或类似的操作固定到倒置T型构件10最外面的一半上，并且，穿过墙壁定位构件12伸入纵向空腔16内，以与螺母15连接，该螺母与联杆14的端部相连。联杆14穿过相应的纵向空腔16，该纵向空腔16设置在竖直的墙壁镶板5上。双头螺杆17由孔17伸出墙壁定位构件12。
通过参阅图3A和3B中给出的基础2分解图和部分完工的墙壁3会更好地理解墙壁镶板的总体布局。根据本发明的要求，各个墙壁镶板15通过安装和对齐并相互连接在一起便形成和确定了纵向空腔16，它应与螺杆13和墙壁定位构件12内的配合孔18相适应。
每一联杆14均插入相应的纵向空腔16内，并且与位于空腔16最低处的螺杆13相连接。然后，放置顶部构件19以便在墙壁镶板的顶侧上面形成倒置U型形状。位于顶部构件19上的孔22其尺寸大小应适合放置联杆14的轴，并且其开口大小要与螺杆13相适应。这样，当联杆在模块化墙壁镶板上定位时，联杆的上端部伸出并穿过位于顶部构件19上的孔22。联杆14的上端可以带有螺纹，与螺母23连接，以承担此处产生的拉紧力。螺母23与联杆连接并拧紧到顶部构件19上。
图3B中画出的是部分完工的墙壁，近似于图3A中给出的墙壁，不过，在图3B中，顶部构件19包含的是一个封盖构件20和一个压缩构件21。压缩构件21位于封盖构件20的上方。分别位于封盖构件20和压缩构件21上的孔22和孔22A其尺寸应能够放置联杆14的轴，并且其尺寸与螺杆13相适应。这样，当联杆在模块化墙壁镶板上定位时，联杆的上端部伸出并穿过位于封盖构件20上的孔22和22A。联杆的上端可以带有螺纹并且与螺母23连接，以承受此处产生的拉紧力。螺母23与联杆连接，并且拧紧到压缩构件21上。
图3C详细说明了位于墙壁定位构件12上的模块化镶板5的定位情况，以便空腔16与墙壁定位构件12上的配合孔18对齐，这样可以保证联杆14与基础2的连接。
为了便于说明，随后的图示将描述包括一个封盖构件和一个压缩构件的顶部构件。这一领域的技术人员均了解，建筑物施工过程中，顶板的性能应随在建建筑物的类型和顶板的确切位置不同而变化。
在另外一个图示(未画出)中，联杆的下端和上端均采用了外螺纹。联杆的下端与带有内螺纹的螺杆相连接，这样，比方说，能够适应在混凝土地板上所钻孔内的摩擦配合。固定联杆的其他方法对于技术人员来说是不成问题的。在本发明中，联杆的采用，特别是具有高抗拉强度联杆的采用，克服了紧固件方面的问题，比如，螺丝或类似零件在高的风载条件下会从模块化镶板中拔出。本发明同样也克服了对模块化镶板进行局部加固的要求，否则，这将增加镶板制作的成本和复杂性。
图4以平面图的形式给出了在墙壁镶板直立侧形成的纵向凹槽的一种形式的示意图。重量轻的镶板5包括一个泡沫塑料(如聚亚氨酯)核心25和表层(如石棉水泥板)26。核心的厚度通常为66mm，而表层厚度通常在4.5mm与7.5mm之间。模块化镶板也可以采用更薄一些的内表层和更厚一些的外表层制作。较薄的内表层厚度通常为4.5mm，而较厚的外表层厚度通常为7.5mm。较厚的外表层可以是灰泥纤维，而内层可以是石膏板或磨光的木板。纵向空腔16是由镶板面对边缘上的两个凹槽27和27A形成的，镶板上的两个凹槽相互对齐，如图4A所示。
当镶板相互对接在一起时，在凹槽27和27A之间便构成了纵向空腔16，如图4B所示。空腔的尺寸应能够放置联杆14。另外的辅助空腔29可以在镶板表层下面提供，用来放置建筑物服务设施，如电线(未画出)。
该建筑结构的第一个房顶结构如图5所示。在该图示中，房顶4具有最小的斜度，通常只有3到10度，并且，它是由外墙30和内墙31直接支撑的。该房顶结构也可以包含镶板，这将在下面通过图6A予以更详细地介绍。
房顶镶板33与模块化墙壁镶板5连接之前，将房顶镶板33用穿过房顶镶板33、压缩构件21和封盖构件20的螺丝34固定在外墙30的一端上。在靠近房脊的另一端，用来固定房顶镶板的螺丝34与支承内墙31连接，其连接方式与对外墙30的连接方式相同。房顶镶板的峰顶部分用房脊封盖36盖住，它同时也盖住了房顶镶板固定螺丝34，房脊封盖36又用另外的螺丝36A固定住。
正如图6A所示，在图示中的模块化房顶镶板33包含一个25mm的钢筋外表层37和一个注入聚亚氨酯的泡沫塑料核心38，它包含一个25mm的带钢筋的内表层39，该镶板的典型厚度为100mm。在房顶镶板的下面是一个衬层39A。房顶衬层39A可以是4.5mm厚的石棉水泥板、10mm厚的石膏板、随意开槽的板层或直接用螺丝固定在带钢筋内表层上的木质天花板。房顶用镶板最好是具有高抗拉强度的横跨式钢质护板。如图5所示，在沿房顶镶板一侧的空间内镶嵌了木质支撑块40，以便为托板41提供安装点。
在图2中描述的地板镶板也可以采用与图6描述的房顶镶板相似的结构。更为可取的是，地板镶板也要由具有高抗拉强度的横跨式钢质护板成型制作。当使用具有高抗拉强度的横跨式钢质护板成型制作时，地板镶板可以衬上一层复合地板、防水板层或木质地板，并通过螺丝或胶水直接固定到护板上。
房顶和地板镶板采用高抗拉强度的横跨式护板具有强度高、重量轻和横跨7米距离的优点，因此易于施工并且提高建筑物强度。
如图6B所示的关于房顶镶板连接的放大局视图展示了在房顶镶板33泡沫核心38的一侧形成的突出部分42和配合凹槽43之间的布局情况。该放大图展示了房顶外层的房脊37A，它从侧面穿过核心，当两个配合房顶镶板相互连接时，它使得房脊的延伸部分37A搭接在最靠近邻接房顶镶板一侧的脊上。核心也可以在突出部分的邻近区域进行咬边处理，以便当房顶镶板相互卡接在一起时生成纵向空腔44。该空腔可以以与在墙壁空腔中提供的辅助空腔相同的方式放置建筑物服务设施。
再回到图5，房顶外表层在峰顶端缘处向上卷起45度，以便使渗漏最小化。房顶表层也延伸通过泡沫核心38和共面嵌入式木块40，以便在托板端部47悬吊檐槽46。木质或钢质托板41通过螺丝48悬挂在悬吊房顶表层的低凹处，并且通过多个另外的螺丝49连接到嵌入式支撑块40上。螺丝嵌入到托板支承块内并且穿过檐槽支架50，该支架又反过来对檐槽46起支撑作用。
图7画出了墙壁拐角和T型连接的布局情况，特别是在这样的连接处，封盖和压缩构件的其他布局情况。图中画出了在基础2上已完工的外墙30，它带有位于该墙壁上侧的用联杆螺母连接的封盖构件20和压缩构件21。通常情况下，墙壁连接包括定位成型构件51，它呈直立方向并在选定的位置处通过螺丝52连接到已完工的墙壁30上。墙壁定位构件12固定在地板表面上或基础2上，以便放置模块化镶板来构成墙面。
图中所示的外墙镶板53将放置到结构的拐角处，借此，位于外墙镶板直立侧的凹槽53A与定位轮廓构件的前缘51A相互结合。在拐角处，要放置到其中之一墙壁上的封盖构件20需要从C型槽路的内侧移出约75mm的长度。然后，C型槽路封盖构件其余的水平和外侧面卡入拐角的外缘中。位于连接墙壁上面的封盖构件20仅仅连接和搭接封盖构件，其中，其上一侧的一部分被拆除。拐角连接处的压缩构件21沿拐角连接长度方向加工成其厚度一半，这样便可以形成半厚度结合段。通过对这些半厚度的结合段进行安排，以便压缩构件相互交错或搭接，这样便可以在拐角处获得压缩构件的均匀厚度。形成拐角连接的模块化镶板之一有一个附加的纵向空腔，可以用来放置联杆14。通过对这一附加的纵向空腔进行定位，使其位于拐角连接的中心位置。在封盖构件20和压缩构件21上提供孔55和55A便于把构件固定在一起，并且改善对模块化镶板附加纵向空腔的适应性，因此，有利于提高建筑物的结构完整性。
图7同样也画出了某一内墙T型连接的布局情况，在此，位于相交墙面中的联杆不在其附近位置，而是在内墙的相交端提供。内墙镶板57(只画出了一部分)与相应的定位轮廓构件51相连接，其连接方式与两个相互连接的镶板相似(参见图4B)，因此，构成了一个纵向空腔。封盖构件58和压缩构件59分别在其端部带有孔60和60A。然后，封盖构件58和压缩构件59被放置到由镶板57组成的内墙的顶部侧面上，继而，为内墙端部提供的联杆14可以穿过孔60和60A插入并一直插到空腔内，以固定内墙57。
贯穿整个说明书，其目的在于说明本发明的最佳实施方案，没有把本发明限制在一种实施方案中，也没有限制于某一些具体的特点上。

Claims (20)

1、一种建筑结构，包括：
一个或多个模块化镶板；
墙壁定位构件，位于基础与某个或多个模块化镶板之间；
一个顶部构件，位于模块化镶板的顶部；以及
一组联杆；
其中，当把上述模块化镶板相连接形成墙壁时，上述模块化镶板便在墙壁内构成了纵向空腔；
其中，该组联杆延伸通过上述的纵向空腔，把上述的顶部构件、墙壁和墙壁定位构件固定到基础上。
2、如权利要求1所述的建筑结构，其特征在于：顶部构件是一种封盖构件。
3、如权利要求1所述的建筑结构，其特征在于：顶部构件是一种压缩构件。
4、如权利要求1所述的建筑结构，其特征在于：顶部构件包含一个封盖构件和一个压缩构件。
5、如权利要求1所述的建筑结构，其特征在于：模块化镶板在其相互连接镶板的纵向对立侧带有凹槽，因此在实际使用中于相互连接镶板之间形成纵向空腔。
6、如权利要求1所述的建筑结构，其特征在于：墙壁定位构件和顶部构件均为C型槽路。
7、如权利要求1所述的建筑结构，其特征在于：直立的槽路构件可以固定到模块化镶板的一个面上，以便对模块化镶板定位从而形成拐角或内墙。
8、如权利要求1所述的建筑结构，其特征在于：联杆可以与沿基础预定位置上的底座相连接并可以松开。
9、如权利要求1所述的建筑结构，其特征在于：模块化镶板是一种层压结构。
10、如权利要求9所述的建筑结构，其特征在于：模块化镶板是由层压泡沫塑料板成型制作的，至少带有一个外表层构件。
11、如权利要求1所述的建筑结构，其特征在于：模块式镶板包含一个附加的纵向孔腔，用来为联杆提供空间，位于纵向凹槽的内侧，以便形成拐角或连接点。
12、如权利要求1所述的建筑结构，其特征在于：基础包括一种地板结构，它是模块化构造，也采用层压镶板。
13、如权利要求12所述的建筑结构，其特征在于：用于地板的层压镶板包含钢筋外表层、泡沫塑料核心和带筋的内表层。
14、如权利要求13所述的建筑结构，其特征在于：该地板衬装复合地板、防水板层或木质地板。
15、如权利要求1所述的建筑结构，其特征在于：还包含一种房顶结构，由墙壁支撑。
16、如权利要求15所述的建筑结构，其特征在于：房顶结构也为模块化构造，并进一步采用层压镶板。
17、如权利要求16所述的建筑结构，其特征在于：用于房顶的层压镶板包含钢筋外表层、泡沫塑料核心和带筋的内表层。
18、如权利要求17所述的建筑结构，其特征在于：用于房顶的层压镶板衬装石棉水泥板、石膏板或随意开槽的板层或木材。
19、一种施工方法，包括以下步骤：
在基础上放置一个或一个以上定位构件；
在墙壁定位构件上安装一个或一个以上的模块化镶板以形成一堵和多堵墙壁；
用相互毗连的模块化镶板来确定在上述模块化镶板直立侧面上的纵向凹槽之间的纵向空腔；
在模块化镶板的上边缘放置一个顶部构件；
穿过顶部构件和纵向空腔插入联杆；
把联杆连接到基础上，以固定顶部构件、模块化镶板和墙壁定位构件，从而构建墙壁。
20、如权利要求19所述的施工方法，其特征在于：将顶部构件放置到模块化镶板上边缘的步骤包括：
在模块化镶板的上边缘放置一个封盖构件；并且
在封盖构件的顶部放置一个压缩构件。
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