201037132 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種鋼筋混凝土建築結構及其方法。 - 【先前技術】 在目前技術（如DE 2251613 A1中之實例所示）中， 力矩之分佈依賴於彼此成直角之牆壁與樓板之間接頭之剛
❹ 性及.非挽性。此將緩和通常隨時間增長而過高之板力矩， 力矩之重新分佈允許使用較薄之樓板。但是，此重新分佈 有其自身限制’尤其是在高樓中，自板至壁及柱之力矩分 佈在其上累積成巨大之軸向負載，由此導致需要較厚的壁 及柱。此點同樣適用於大型開放空間板，例如在購物中心 或辦公樓中，其中大型開放空間緊鄰較小之開放空間，且 因此導致對支樓結構產生嚴重轴向負載及力矩。此種建築 結構被揭示於美國專利第3,748,8〇5 A號、第5,8〇9,712 A ❹號或WO第2005/007986 A1號中。關於預鑄混凝土之使 用，有諸多其他限制，諸如僅單向負載（至兩相對支撐壁 或梁，即在空芯預壓預铸中）及不能獲得剛性連績樓板或 —平滑天花板表面或一可沿兩水平方向剛性及連續延伸之 表面。因此，需要一「現成」板，其適合幾乎任何地方， 且係針對此種負載設計，可建好此板之結構，再進行佈線 =不干擾該板或任何相鄰板，且此板於其一側上之大型開 或甚至-具有標準板大小之開放空間車庫或購物中心將 3 201037132 被快速而輕鬆地建造。 【發明内容】 因此’本發明之一目的係提供一種鋼筋混凝土建築結 構，其中以一量測方式分配力矩及負載，以便如牆壁及柱 體之支撐結構以一基本均勻方式被裝載。 在本發明之第一態樣中，提供一種建築建造方法，至 〇 少包括下列步驟：設置複數個支架組，其中每一支架組包 括一垂直柱體，該柱體具有一水平固定至其之預鑄混凝土 板，該預鑄板具有一第一周邊階梯式邊緣，第一鋼筋條自 該第一周邊階梯式邊緣凸出。在每一緊鄰的四個預鑄混凝 土板之間設置一預鑄混凝土樓板，其中該預鑄樓板具有一 第二周邊階梯式邊緣，第二鋼筋條自該第二周邊階梯式邊 緣凸出。在該等預鑄混凝土板與該預鑄混凝土樓板之間之 每一空隙區域内設置一重疊鋼筋條之柵格。於該等預鑄混 ❹* 土板與該預鑄混凝土樓板之間之該等空隙區域内原處填 充混凝土，從而完整地形成一新的樓基。 在本發明之第二態樣中，一鋼筋混凝土建築構造至少 包括該等下列元件β複數個支架組，被佈置於一基腳上， 其中母-支架組包括一垂直柱體，該柱體具有位於其頂部 上之一預鑄混凝土板，該預鑄水平板具有一第一周邊階梯 式邊緣，鋼筋條自該第一周邊階梯式邊緣 ^ ^ , 山 預鑄混 樓板，置於每一緊鄰的四個預鑄混凝土板之間，其中 201037132 該預鑄樓板具有一第二周邊階梯式邊緣，第二鋼筋條自該 第二周邊階梯式邊緣凸出。一重疊鋼筋條之栅格，置於該 專預鑄混凝土板與該預鑄混凝土樓板之間之每一空隙區域 内。 . 應瞭解先前之概略描述及下文之詳細描述係以實例方 式描述的，且意欲對所主張的本發明作更多解釋。 【實施方式】
現在詳細參考本發明之較佳具體實施例，其實例説明 於隨附圖式中。視需要，於圖式及實施方式中使用相同參 考編號以指代相同部件或類似部件。 第1圖説明具有一柱體（2)之四個支架組該柱體（2) 具有-水平固定至其之預鑄混凝土板（3)。該板（3)於四邊沿 處階梯式遞減至其厚渡之一半，形成一高度例如為ι〇公分 之階梯式邊緣(4)，可於其上沉積一預鑄樓板或一原地製造 之樓板。該階梯式邊緣（4)藉由鋼條（5)加固，該等鋼條水平 且平行貫穿該板（3)，且於豎直成對靠近預鑄板⑺之頂面及 底面之所有四個面上凸出-預定距離（例如，半米）。該* 心柱體⑺位於該預鑄板（3)之下的中央且藉由—連接至板 (3)之徺性銷連接固定。位於該柱體（2)中間之鋼罩6是於工 地（或於原地）以混凝土填充或是以一外部混凝土殼⑺預 鑄。由加固鋼條組成的柵格（8)形成於該等四個支架⑴之 間’以便為該樓板形成一支架，其係預鑄式或單側洗鑄。 5 201037132 該板（3)大體上具有一正方形或矩形形狀。 第2圖説明具有一正方形預鑄板（3〇)之鋼筋混凝土建 築結構10之另一具體實施例，該正方形預鑄板（3 〇)由像鋼 條（50)之加固元件加固。一矩形支架（2〇)位於該預鑄板（3〇) 下方。此支架（20)由沿其邊緣之凹槽（6〇)組成，凹槽（6〇)垂 直於該預鑄板（3 0)排列，且用於容納it及電窥線。 第3圖説明一鋼筋混凝土建築結構（1〇)之又一具體實 ❹ ❹ 施例，其中該預鑄板（30)具有一矩形形狀。 第4A圖至第4E圖更詳細説明第3圖之具體實施例。 第4A圖係該建築結構（1〇)之一截面圖，其中鋼條（5〇)自該 預鑄板（30)之階梯式部分以及該預鑄板（3〇)之較大部分凸 出。第4B圖説明該預鑄板（3〇)之一俯視圖。另外，顯示該 等平行貫穿該預鏵板（3〇)之凸出鋼條（5〇)。在該預鑄板（3〇) 之較小面中間内，有一凹槽（6〇)，用於容納Ιτ及電窥線。 空心軸（70)貫穿垂直於該預鑄板（3〇)之支架（2〇)。第4c圖 説明兩個彼此連接的預鑄板（30)之一俯視圖。在第4D圖 中説明一建築内形成兩層之四個建築結構1〇之截面圖。 如第4E ®中所示，兩個相鄰支架20藉由一撓性導管（8〇) (例如由pvc或撓性鋼製成）連接。該等PVC導管於牆壁 任一侧沿水平方向穿行，距離用於IT及電纜線之該等支撐 (2〇)之凹槽（60)處之底部端面30公分及110公分。該導管 =〇)亦可用於藉由對該室中心之板連線，將該等板連接至 § 另側’至相對以上樓板下面之樓板，以及該支撐 之每一側上之室。 201037132 第5圖説明一鋼筋混凝土建築構造之一透視圖。重疊 鋼條（5)之一栅格（8)被設置在位於一基腳上之四個緊鄰的 支架組（1)之間。該柵格（8)大體上與在相同水平平面内圍繞 其之該等預鑄板（3)對齊。該柵格（8)藉由模板的木板（8a)支 撐，藉此能在所有預鑄板3之間之空隙區域内之該柵格 之上填充混凝土，以便完整地形成一樓基（11)(如第1〇中
所不）。在此具體實施例中，該栅格（8)包括兩組彼此垂直 排列之平行鋼條。 第6圖及第7圖説明該鋼筋混凝土建築構造之另一具 體實施例。當相鄰支架組⑴間隔大時，樓板⑼可為預禱 的且叹置在四個緊鄰的支架組（1)之間。當樓板（9)被設置 在四個緊鄰的支架組（1)之間時，樓板（9)可由一支架框架 (8c)支撐。或者，該樓板（9)可由該支架框架（8c)支撐，且更 由該等預鑄板（3)之階梯式邊緣（4a)(圖式中未示出）支撐。 或者，該樓板（9)可由該等預鑄板（3)之階梯式邊緣（4a)(圖 式中未示出）支撐。於模板之預鑄板（3)與預鑄樓板（9)之間 之此等空隙區域内更排列木板（8a)。重疊鋼條之栅格（類 似第5圖中所示的栅格8 )可排列於該等木板之上，藉 此可於所有預鑄板（3)之間之空隙區域内之柵格之上填充 混凝土，以便完整地形成一樓基（11)(如第1〇圖中所示 第 圖所示之預鑄板之細 8圖及第9圖更説明如第6 節。該樓板（9)可採用凸出或不凸出（如第6圖及第7圖所 示）鋼條（5a、5b)預鑄。該樓板（9)包括兩組平行鋼條，其 被重疊排列且彼此垂直（類似於如第5圖由& _ '、 151甲所示之柵格 201037132 8)。該等鋼條（5a、5b)豎直成對排列，平行於該樓板（9)之 頂面（9a)及底面（9b)。該樓板（9)可使用一周邊階梯式邊緣 (4b)(即，所有邊沿周邊之階梯式邊緣）於其底面（9b)上預 鑄。該樓板（9)亦可使用凹陷華夫格（Waffle)(9c)於其底面 ' (9b)上預鑄，以減小其重量方便運輸。或者，該樓板（9)亦 可使用一較大凹槽區域（圖式中未示出）於其頂面（9a)上 預鑄以減小其重量方便運輸。將向該較大凹槽區域原處 〇 填充混凝土。由於凹陷華夫格（9〇位於該底面(9b)上，所以 不將向凹陷華夫格（9c)填充混凝土。可預鑄該樓板（9)以大 體上形成一正方形或矩形形狀。 第10A圖説明如第10圖中所說明的沿線a a，所取之 截面圖。第10B圖説明如第10圖中所說明的沿線B_B，所 取之截面圖。該原處製造的樓板（3a)基本上由圍繞其之兩 個相鄰預鑄板（3)藉由其階梯式邊緣（4 a)支撐，該等階梯式 邊緣形成於該等預鑄板（3)之頂面上。另一方面，由於該預 〇 鑄樓板（9)之階梯式邊緣（4b)形成於該底面上，所以該原地 製造的樓板（3a)可支撐該預鑄樓板（9)。總而言之，該預铸 樓板（9)主要由該等原地製造的樓板（3a)支撐該等原地製 造的樓板（3a)更由預鑄板支撐。 第11圖至第13圖説明根據本發明之具體實施例之模 板支撐桁架。在此具體實施例中，提供一新的固定模板之 木板（8b)及柱體（2)之方法。藉由一樞軸（14a)將至少一支撐 桿（14)與每一柱體（2)柩轉相連。當該等支撐桿（14)向下旋 轉時（如第11圖所示），該等支撐桿（14)牢固地固定該柱 8 201037132 體（2)。當該等支樓桿（14)向上旋轉時（如第12圖所示）， 該等支撐桿（14)用於固定桁架（12)。該等桁架（丨2)可或不可 被更固疋至該預鎮板（3)’以支撐該木板（gb)。至少需要兩 個桁架（12)支撐該木板（8b)，否則，該木板（8b)可能從該桁 ，架（12)上下落。該方法之優點為，該等桁架（12)藉由該等支 撐桿（14)支撐，該等支撐桿藉由該等柱體（2)裝載並未對預 鑄板（3)施加應力。每一木板（8b)下需要較少支撐框架8e(如 第6圖及第7圖所示）。 ❹ i 在本發明之一具體實施例中，該鋼筋混凝土建築結構 包括至少四個垂直支架組，每一支架組由一柱體、—正方 形預鑄板及一樓板組成，該預鑄板位於該柱體頂部上之中 央，其具有周邊階梯式邊緣及加固元件，該等加固元件水 平穿透該預鑄板’且垂直於該柱體之縱轴，且自該預鑄板 邊緣凸出，該樓板位於該支架組每一板之至少一個階梯式 邊緣上。此結構將樓板之負載均勻分佈至每一柱體且最終 〇 分佈至封閉該區域之四面牆；因此降低每個支撐結構之作 用負載。此結果導致壁更薄及柱體更細，從而使得對建築 物之設計更加靈活。同時，與根據目前技術之建築相比， 由於已降低樓板重量及高度，因而可建造更多樓層。 在本發明之另一具體實施例中，該支架組之柱體形成 為一具有鋼罩之空心柱體，沿其縱軸填充混凝土。此等柱 體從基腳至頂連續穿透整個建築。 在本發明之另一具體實施例中，減小了柱體及板的尺 寸，從而可以更薄之板厚度但更強之剛性樓板，提供更快 9 201037132 之建設速度、更輕之重量及更長之跨度。由於該等柱體未 固定在每一樓層的頂部及底部，從而基腳至頂的連續鋼柱 減小牆壁或柱體的尺寸。此在如購物中心、劇院或辦公樓 之期望使用較小柱體之處特別有利。 或者’呈矩形板形式的柱體係建立該預鑄板之「τ」型 截面的該水平板之一整體部分。當複數個預鑄板藉由如撓 性剛連接被連接時，該水平面板之柱體或支架構成該壁之 一部分，且該水平面板構成該建築之樓板之一部分。此外， 存在垂直貫穿每一預鑄板支架之轴（或管 > 該等板剛性地 置於牆壁或柱體上，使藉由鉸鏈連接至下壁之樓板可以自 由連續運動。 因此，雖然提供一堅韌的剛性板’其能將風力及地震 力傳遞至中心核心剪力牆壁，但此系統對於高層建築係理 想的，使用薄的板厚度保證快速的建造速度、輕的重量及 更長的跨度。高層中之牆壁及柱體不帶有來自每一樓層附 〇 加之板力矩’因此，其無需不必要的擴大，因為樓板係一 整塊且堅硬’足以將橫向力傳遞至設計處理此力之建築物 核心。該板用於建造基本具有水平面（樓板）之建築，該 水平面被垂直牆壁（或柱體）穿透。該等板係剛性的及非 撓性的，且較佳地藉由鉸接被連接至一相交平面。由於此 撓性連接，力矩不被傳遞至牆壁或柱體，此對於已有過多 轴向負載之高層建築極為有利。對於在樓板與柱體之間的 連接非常堅硬之情況下對柱體施加極大力矩之大型樓板， 情況同樣如此。由於支撐於壁及/或柱體上之樓板不會將力 201037132 專遞至該等垂直構件，或者不接收力矩，因此可使用適 ® 4乎所有情形之單一尺寸的預鑄板建造。由於面板之剛 陡力矩被重新分佈且被部分地傳遞至相鄰板。 其優點為，該柱體係由一外部混凝土殼組成，此更增 加了該柱體之承載力。爲了使該樓板安全地置於該柱體之 預鑄板上’該階梯式邊緣高度基本上為該板高度的一半。 、在本發明之另一具體實施例中，該等加固元件係豎直 成對穿透该支架組之預鑄板之鋼條該等鋼條平行於該預 鑄板之頂©及底面。該等鋼條連接至樓板，該樓板較佳地 亦由此等加固元件組成’其分配對該等支架組之負載及力 矩0 當兩組鋼條於該預鑄板内彼此垂直排列時，得到對房 屋之所有四面牆壁的力之一均句分佈。當預禱待置於該水 平板上之該樓板時，此係十分有利的。此允許快速建造建 築。較佳地’將該預鑄樓板置於該預鎿板階梯式邊緣之一 © 或者爲了實現該樓板更安全的沉積，將該預禱樓板 置於兩個相鄰階梯式邊緣上。 在本發明之另一具體實施例中’該等預鑄板之鋼條形 成該樓板原地鑄於其上之支架柵格。 根據本發明之具體實施例，樓層區域整體之一實心單 片剛性板藉由兩種小型可處理的預鎿板形成。該第-預鑄 板（即’該預鑄板3)纟-位於柱體中央之板組成，以形 成房屋之該等四角。該第二預鑄板（_’該預鎊樓板⑺） 係一中心板，其全部或僅底料_。兩輯面板均具有 201037132 連續貫穿其中之鋼條，且自所有四水平側面突出約4〇條直 ^ °藉由向柱體帶之間傾入混凝土，由來自相鄰隔間（bay) 之較小預鑄板組成的整個樓層被合併成一單片剛性混凝土 板’由於相鄰隔間之間之連續性，其力矩減少三分之一， 且由於保守地雙向加載一額外25%力矩，更減小其力矩及 剪力負載。 換言之，該預鑄板係一連續剛性板，該剛性板將作爲 ❸ 整個樓基之一部分，所以其上之跨矩可減小三分之一（保 留二分之二）。假設，一已知跨矩皿係丨/8 w L2(w表示 重量，L表示長度）。該連續剛性板之跨矩河將為（2/3)(1/8 WL2h此外，該預鑄板係雙向板，即，應力將被傳遞至四 面而非僅兩面（如在所有先前預鑄系統中此特徵將再一 次減小該板截面中之應力，從而減小板深度。在正方形的 至中，應力幾乎減小50%。然而，大多數的室不是正方形， 而是矩形。此特徵可將力矩及剪力減小至少四分之一（保 Q 留四分之三）。即，雙向連續加載跨矩Μ (如本發明具體實 施例所揭示的）將為： Μ — (3/4) (2/3) (1/8 W L2) = 1/2 (1/8 W L2) 因此，該樓板（或者預鑄或者原地製造）、該柱體或該 枉體之上之該預鑄板可使其尺寸減半，但仍能承載相同^ 載。 、 熟習此項技術者將明瞭，在不脫離本發明之範圍或精 神的情況下，彳對本發明之結構作各種修改及變更。^ 前文’本發明t欲涵蓋其修改及變更，但其皆落入下列申 12 201037132 請專利範圍及其均等物之範圍内 【圖式簡單說明】 提供隨㈣式以更理解本發明，將隨㈣式併入此説 且構成此説明書之—部分1等圖式連同描述一起用 =明本發明之具體實施例且用來解釋本發明之原理。其 〇 〇 第1圖説明本發明之一笛 乃之第—具體實施例； 第2圖及第3圖説明本發 施例； 个赞月之-第二及-第三具體實 第4A圖至第4E圖更 築結構之細節； 第5圖説明本發明 3之第四具體實施例； 第6圖及第7圖說明本 B ^ ^ Q 丰發明之一第五具體實施例； 第8圖及第9圖更説 板之細節； 如第6圖中所説明的該預鑄樓 第10圖説明根據本發 且 • ®月之具體實施例之一完 説明如第3圖中所説明的該等建 基； 工的樓 圖中所説明的沿線A-A’所取 第10A圖説明如第1〇 之 截面圖； 第10B圖説明如第 截面圖；以及 圖中所説明的沿線Β·Β’所取之 第11圖至第！ 3圍对 s明根據本發明之具體實施例之模 13 201037132 板支撐工具。
【主要元件符號說明】 1 四個支架組 2 柱體 3 預鑄混凝土板 3a 原地製造的樓板 4 階梯式邊緣 4a 階梯式邊緣 4b 階梯式邊緣 5 鋼條 5 a 鋼條 5b 鋼條 6 鋼罩 7 外部混凝土殼 8 柵格 8a 木板 8b 木板 9 樓板 9a 頂面 9b 底面 9c 凹陷華夫格 10 鋼筋混凝土建築結構 14 201037132 11 樓基 12 桁架 14 支撐桿 14a 柩轴 20 矩形支架 30 預鑄板 50 鋼條 60 凹槽 70 空心軸 80 撓性導管 〇 15