TWI551754B - 用於建構結構體的版牆模組及連接器系統 - Google Patents

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TWI551754B
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安娜 加利納特
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阿雷瓦股份有限公司
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Description

用於建構結構體的版牆模組及連接器系統
本發明涉及一種由混凝土預鑄件構成之用於建構結構體的版牆模組。此外，本發明還涉及使用這種版牆模組建構的結構體，尤其是核能電廠的運轉或設備建築物。
到目前為止，對安全性要求特別高的核電廠建築物，例如安放緊急發電機組的建築物，幾乎都是現場建造的混凝土結構。也就是說，到目前為止，建造住房用的預鑄工法尚未被應用在此種建築物上。
對安全性的超高要求及考量櫎電設施的EVI負載情況(來自內部的影響)及EVA(來自外部的影響)，通常會使混凝土所需的鋼筋密度變得特別大。基於這個原因，核電廠或其他核能設施的大部分的建築物都是由鋼筋混凝土構成。由於鋼筋密度特別高，到目前為止，這種建築方式所需的最小版牆厚度大約是0.85m。
建築物/結構體必須能夠承受所有的負荷及以下H1至H4種類之事故造成的負荷組合：正常運轉(H1)：
--固定負荷 --變動負荷，包括運輸及安裝工作造成的負荷 --組合負荷 發生在外部之人為事故產生的影響(H2)： --爆炸 --飛行器撞擊
--發生在外部的區域的火災
發生在內部之事先未預料到的事故產生的影響(H3)：
--發生在內部的火災
--內部崩陷
--掉落的負荷
--內部(水)泛濫
--內部爆炸
不尋常的驚人事故(H4)：
--地震
--超強風
--超大降雪及結冰
--受戰鬥機攻擊，飛機轟炸造成的影響
--極端的外部溫度
--極端的洪水泛濫
--極端的降雨
--執行目標防護產生之負荷
--爆炸產生的壓力波
--爆炸產生的氣體雲
雖然使用預鑄構件對於整體設計、結構及施工流程的標準化及最佳化均有幫助，但是到目前為止仍有很大的困難，因此仍未獲得實現。特別是預鑄工法目前使用的預鑄構件連接技術不是未能達到核電廠的要求，就是無法克服通常都會出現的容許公差的問題。
基於每一座核能電廠的具有相同功能的相同建築物 基本上都要重新設計的事實，使業界一直思考如何可以降低設計及施工成本。
一個降低成本的可能方法是透過預先製好的模組系統，達到能夠彈性的設計所需的建築物及空間配置的目的。
在所有的建築工程中，核能電廠對於建築及安全技術的要求是最高的。因此其設計及施工是極為費事且成本高昂的。
到目前為止，預鑄工法之所以未能被用來建造核能電廠，主要是因為構件之間的連接強度問題、無法克服構件連接的公差及尺寸誤差，以及未能達到構件組裝的精密度要求。
本發明的目的是，提出一種前面提及的版牆模組，這種版牆模組能夠與其他相同型式的版牆模組以簡單的方式組合及連接成結構體，特別是大樓或複合性大樓，而且這種結構體不只要能承受一般的運轉負荷，而是還要能夠承受不尋常的極端負荷，甚至是數種極端負荷的組合，例如洪水泛濫、地震、長期下雨、冰負荷、風負荷、龍捲風、極端的環境溫度、轟炸、飛機撞擊等。
採用具有如申請專利範圍第1項(獨立請求項)之特徵的版牆模組即可達到上述目的。
本發明是由混凝土預鑄件構成之用於建構結構體的版牆模組，具有一個具有規律形狀之底面(尤其是矩形底面)及若干個(尤其是四個)邊的牆體及多根最好是與牆體 的邊平行並澆鑄在牆體內構成規律形狀之鋼筋網的鋼筋，這些鋼筋最好是平行於牆體的邊且基本上是從一邊到另外一邊穿過牆體，且在其終端帶有連接件，這些連接件與直接相鄰之版牆模組的與其互補的連接件連接，同時每一個連接件都是以帶有間隙及/或可移動的方式與所屬之鋼筋連接，這種連接方式使連接件在鬆開未與互補之連接件連接的狀態下，可以在一垂直於鋼筋之縱向的平面上相對於一預定之中心位置朝任意方向移動至少2mm。但是在拉緊的連接狀態下，就不具備這個可移動性。
一種特別有利且能夠滿足核能電廠之一般要求的方式是，使前述之可移動性達到5mm或者最好是10mm的程度。
本文所謂的版牆模組需作廣義解釋，除了包括建築物的內牆段及外牆段(側壁)之外，也包括底版及頂版。
雖然平面形的平坦版牆模組(尤其是底面為矩形的平面形的平坦版牆模組)是一種非常有利的實施方式，但是版牆模組也可以是彎曲的，例如用於建構彎曲的牆段或圓柱形建築物(反應器結構體)。
令人驚訝的發現是，以這種方式不僅可以彈性的在單一模組之間形成連接，以克服現場組裝不可避免的構件公差及方向公差，而且透過適當的尺寸設計，即使單一模組之間的連接有相當高的彈性，仍可實現可承受很高負荷的版牆模組的複合體，這種複合體可以承受很大的剪力及彎矩，以及經由模組邊界將負荷可靠的傳遞到 各個錨定點。
一種有利的方式是連接件主要是透過力配合彼此連接，尤其是透過旋緊或拉緊的方式連接。必要時也可以另外搭配形狀配合的連接，尤其是為了確保之前形成的旋緊連接。
一種有利的實施方式是將至少兩根平行的鋼筋組成一個連接單元，並在終端以同一個連接件連接。
如前面所述，版牆模組可以是構成側壁、頂版或底板的構件，而且其方向不是垂直就是水平。與此相應的，在安裝或組裝狀態下，垂直及水平鋼筋均帶有連接在其上的垂直或水平連接件，以便使側壁模組彼此連接、頂版模組彼此連接、以及側壁模組與頂版模組彼此連接。
根據版牆模組的一種有利的實施方式是，在組裝狀態下，水平鋼筋的終端與一具有至少一片固定板的承載件連接，尤其是焊接在一起，其中固定板被一具有一片底板及兩片翼板的U形鞍座件圍住，其中翼板與一個水平連接件連接，尤其是焊接在一起。鞍座件最好是一體成型的構件。
在組裝狀態下，一種有利的方式是鞍座件的底面緊靠在固定板的一面上，同時翼板之間的距離能夠實現前面提及的彈性配合面。也就是說，這種變化方式是透過鞍座件相對於固定板的可移動性實現所要求的連接彈性。
根據一種有利的變化方式，承載件是由單獨一片正方形固定板構成，而且該固定板與合計兩根鋼筋連接， 尤其是焊接在一起。
根據另外一種變化方式，承載件具有兩片正方形固定板，而且這兩片固定板是經由兩片正方形水平偏轉板彼此連接，其中承載件與四根鋼筋連接，尤其是焊接在一起，同時每一片固定板都被一個與一水平連接件連接之鞍座件圍住。因此在這種變化方式中，一個位於版牆模組內的連接單元共具有四根平行的鋼筋，而且每一根鋼筋的終端均帶有具有兩個連接件的連接單元。
在這種變化方式中的框架形承載件最好是一體成型的。
根據一種特別有利的實施方式，水平連接件被製作成母端時具有一個帶有內螺紋的套筒，被製作成互補的公端時具有一個帶有外螺紋的螺栓及鎖緊螺母，其中公端連接件及母端連接件在彼此連接的狀態下是以螺栓接頭的方式共同作用。
一種有利的方式是將套筒面對承載件的那一端旋緊在用於在鞍座件上固定的螺栓。
根據另外一種有利的構造方式，鞍座件的翼板平行於水平鋼筋，同時帶有兩端被狹槽邊緣限制住的平行狹槽，其中連接件的螺栓沿著狹槽在翼板之間被擠壓，同時在狹槽邊緣的區域與翼板連接，尤其是焊接在一起。
以上描述的所有變化方式均特別適於水平鋼筋及水平連接。以下將描述特別適用於垂直連接的變化方式。
根據一種特別有利的版牆模組，在組裝狀態下，垂直鋼筋的終端與一個承載件連接，尤其是焊接在一起， 而且這個承載件具有一個供帶有外螺紋的螺栓通過的間隙，這個間隙與兩個旋緊的基礎螺栓螺母--有時還連同被螺栓穿過的基礎板--共同產生垂直連接件的作用。
為了達到前面描述的垂直連接的彈性，螺栓的直徑略小於將其圍住之配合面的直徑，尤其是由承載件內的間隙或基礎板內相應的間隙形成的配合面。
一種有利的方式是，承載件具有四個像矩形框一樣彼此連接的正方形框形板，其中兩個彼此相對的框形板是作為固定板，並分別與一根鋼筋連接，尤其是焊接在一起。因此版牆模組內的一個垂直連接單元有兩根鋼筋。
對於以上描述的所有變化方式而言，一種有利的版牆模組的實施方式是，牆體具有三明治式結構，也就是包括一個外殼層、一個內殼層及一個位於中間的中心層，其中外殼層及內殼層是經由補強件(除了連接件的鋼筋外，可能還包含其他的強化構件)彼此形成抗剪連接。
由多個經由彈性連接件彼此連接的版牆模組構成的結構體可以充分滿足本文開頭提及的要求。
在建構建築物時，一種有利的方式是以混凝土澆灌版牆模組之間的接縫及牆體內可能出現在連接件附近的空隙。
以上介紹及說明的具有預鑄的版牆模組/版牆型材的系統不但具有很大的彈性，同時還能夠使整體結構、設計及施工過程達到標準化及最佳化。
這種系統可應用於前面提及必須承受發生在廠區的外部及內部事故造成之負荷的所有建築物。這表示這種 系統除了可應用於核能電廠外，也可以應用於化學、軍事及其他領域。
構件連接的設計方式是，規定的配筋率要能夠傳遞完全碰撞(100%力傳遞)。在這種設計方式中，不論是否達到可能的負載能力，每一根鋼筋都連接到下一個構件的鋼筋。
雖然前已可描述過用於版牆單元(前面稱之為版牆模組)的各種不同型式的連接件，而且這些連接件都能夠充分的滿足前面提及的要求，但是仍有需要提出其他型式的連接件及對上述型式加以變化，以便能夠為各種不同的要求提供更具有彈性的細部解決方案。尤其是從結構及材料需求的角度來看，對於能夠以簡單且可靠的方式與版牆單元的配筋連接及彼此連接、而且成本低廉的連接件及/或連接器系統的需求特別大。
因此本發明還包括一種用於具有多個版牆模組之預鑄結構的連接器系統，這種連接器系統具有下列構件中的一或數個構件：--一個U形樑或一個方框，設置在兩個版牆模組之間的接縫內，同時鋼筋(10)與這個U形樑或方框旋緊在一起，--一個U形樑或一個方框，設置在兩個版牆模組之間的接縫內，同時鋼筋經由鎖緊在其上的金屬夾頭以形狀配合的方式嵌入這個U形樑或方框，--一個由兩個彼此經由螺栓連接的端板或方框形成的複合體，其中每一個端板或每一個方框都與一根鋼 筋旋緊在一起，--一個雙頭螺栓。
根據一種有利的變化方式，本發明的預鑄件系統具有厚度僅0.40m的版牆及厚度約0.10m的附加外殼(選擇性配備)。這種預鑄件系統能夠可靠的承受前面描述過的負荷及負荷組合。
本發明的優點主要來自於提供一種具有預鑄的標準化版牆模組及/或版牆型材的“積木式系統”，其中版牆模組及/或版牆型材均帶有高強度及高靈活性的連接件，這些版牆模組及/或版牆型材能夠將傳統預鑄工法在縮短設計及施工時間、降低成本及提高建築物施工效率等優點帶入核電廠的建造工程。當然本發明的應用領域並非僅限於電能電廠，而是也可以廣泛應用在位於強烈地震帶的非核能工業設施、軍事設施、或一般建築物。
以下將配合圖式對本發明的不同的實施例做進一步的說明。以下圖式都是經過簡化的示意圖。
在圖式中，相同或相同作用的元件均以相同的元件符號標示。
本發明的版牆模組2是連接單元4被部分澆鑄在混凝土內的混凝土預鑄件，其中連接件6從牆體8向外伸出或突出，以便與相鄰版牆模組之互補連接件6連接。
第6圖以立體的方式顯示水平連接單元4的第一種型式。連接單元4包括兩根平行且長度相同的鋼筋10，鋼筋10的兩端均與一個正方形固定板12的端面焊接在 一起。固定板12被一個U形鞍座件14圍住，U形鞍座件14具有一片底板16及兩片翼板18。鞍座件14最好是一體成型的(但本例中的鞍座件是由數個部分組合而成)，而且翼板18在一定程度上構成鋼筋10向外延長的部分，這個延長部分向外延伸到一個平行於鋼筋10的連接件6。連接件6具有一個帶有外螺紋的螺栓20，螺栓20靠內側那一端伸入兩片翼板18之間的狹槽22，並在狹槽邊緣24與翼板18焊接在一起。螺栓20靠外側那一端可能是母端，也就是一個帶有內螺紋的套筒26，也可能是公端，也就是一個鎖緊螺母28，因此相鄰版牆模組2的互補的連接件6之間可以形成如螺栓接頭一樣的力配合連接。
透過適當的尺寸設計，尤其是鞍座件14之底板16的長度及寬度與被鞍座件14圍住之固定板12的長度及寬度的關係，使鞍座件14及連接件6相對於澆鑄在版牆模組2之牆體8內的鋼筋10在垂直於鋼筋10之縱軸的任意方向上具有一定程度的橫向可移動性，這個可移動性至少是2mm，或最好是至少是5mm。正方形牆體8在鞍座件14的範圍具有一個相應的間隙，因此可實現這個可移動性。在形成或拉緊連接時，如果必要的話，可以透過這種方式抵銷無可避免的構件公差。
第7圖顯示水平連接單元4的第二種型式，其作用方式與第一種型式相同，但是具有雙倍數量的連接件6及鋼筋10。因此每一邊都有兩片彼此平行的固定板12，且這兩片固定板12分別被一個與鞍座件14連接之連接 件6圍住，其中兩片固定板12經由水平偏轉板30彼此連接。由固定板12及水平偏轉板30構成的框架可以是一件式的。鋼筋10與固定板12的端面或水平偏轉板30焊接在一起。透過這種方式，連接單元4的每一邊都可以實現具有前面描述之可移動性的雙螺栓接頭連接。
第8圖顯示一個垂直連接單元4，其作用原理基本上類似於前面所述的水平連接單元，但是連接件6的構造並不相同。垂直連接單元4的兩根鋼筋10的終端均與由四片框形板32構成的矩形框焊接在一起。矩形框面對鋼筋10的那一個內側面有一片帶有中央間隙34的基礎板36焊接在框形板32上。間隙34的直徑讓螺栓38能夠以帶有一定空隙的方式插入，也就是說螺栓38與間隙34之間有一個環狀空隙。基礎螺栓螺母40的任務是強化及固定一個與相鄰版牆模組2上的互補件形成的連接，這個連接在相鄰版牆模組上同樣被固定在被螺栓38穿過的基礎板36上。雖然公端與母端連接型式的區別在此並非必要，但是垂直連接單元的變化方式亦可具有公端及母端的區別。根據一種變化方式，亦可使用夾緊套筒或類似器具，以便將相鄰版牆模組2的螺栓38彼此相對而立的終端連接在一起。
重要的是，垂直連接和水平連接一樣，都允許在與鋼筋10的縱向方向垂直的任意方向上至少有2mm、或最好是至少5mm的彈性(可移動性)。
在任何情況下，推力、拉力及剪力負荷都可以可靠的經由澆鑄在牆體8的混凝土內的鋼筋10構成的形狀規 律的矩形鋼筋網被承受及傳遞。
在變化方式中，圖式中由焊接在一起(焊縫42)的單一構件組成的所有構件及組件都可以是一體成型的，例如以澆鑄、冷壓或熱壓等方式製成。
以下關於連接器之型式的描述可適用於第1至11圖中的連接件，而且可以部分或完全取代第1至11圖中的連接件，或是以各種不同的方式與第1至11圖的連接件組合或交互作用。
以下將配合第12至30圖對之本發明之用於預鑄工法的版牆模組的連接器系統的實施例做進一步的說明。
以下的說明適用所有的範例：建築物是由鋼筋混凝土製作的預鑄件及/或預鑄模組構成，例如牆板、頂板、角板等，以下統稱為“版牆模組”，其意義等同於“版牆單元”。預鑄件之間的連接是透過特殊的連接器(英文稱為“connector”)及/或以螺栓連接為基礎的連接器系統獲得實現。預鑄的版牆模組可以彼此任意組合。
螺栓連接能夠滿足對抵抗地震或其他自然災害產生的交變荷載的要求，也能夠抵抗不尋常的荷載，例如爆炸或撞擊荷載。
例如第12圖以立體的方式顯示一個由三種相同形式的矩形版牆模組2組成的版牆段。
1. U形樑型螺栓連接
在作為鋼筋混凝土構成的構件單元之間架設連續的U形樑，也就是說架設延伸範圍達到一或多個單元的整個邊緣長度的U形樑，這些U形樑帶有凹口/長形孔，以 配合鋼筋網。為了平衡公差，這些凹口/長形孔的尺寸大於鋼筋插入的螺栓接頭。
U形樑的厚度至少要有20mm，建議厚度是25mm。以螺母將U形樑繫牢在混凝土單元上，這些螺母是旋緊在終端帶有相應的螺紋的突出的鋼筋或鋼棒上。
為了平衡公差，U形樑上的長形孔的尺寸必須比螺栓接頭的尺寸大很多，因此需確定墊片或螺栓/螺母具有足夠大的支承面。
將U形樑推到連接器下方並旋緊。
第13圖及第14圖清楚的顯示這種連接方式。
第13圖顯示通過一個垂直取向且具有附加外殼1003之版牆模組2的一個截面。在版牆模組2的上緣及下緣均可看到U形樑1004，版牆模組2就是經由這些U形樑1004與未在圖中繪出的相鄰版牆模組連接。U形樑1004的樑翼1006緊靠在其所屬之版牆模組的邊緣面上，並在一定程度上構成相鄰版牆模組之間的墊片。為了在U形樑1004及版牆模組2之間形成穩固的連接，鋼筋10從版牆單元向外伸出、並在該處帶有外螺紋的終端(螺栓接頭)會穿過U形樑之樑翼上相應的長形孔，並被一個從外面旋緊的鎖緊螺母1010固定住。
U形樑1004之樑翼1006上的鑽孔/長形孔--也就是鋼筋10的終端穿過的鑽孔/長形孔--的直徑是相當大的，因此當鎖緊螺母1010鬆開時，鋼筋10在每一個方向都具有相當大的間隙，且此間隙至少是5mm。
一種有利的方式是，鋼筋10從一端到另一端(或是 從接頭位置到接頭位置)穿過整個版牆模組2。也就是說，鋼筋10的兩個終端都具有一個如前面描述的連接器，且每一個連接器均與相鄰之版牆模組之連接器產生交互作用。位於鋼筋10的兩個終端上的兩個連接器最好是型式及尺寸均相同的連接器。這個原則亦適用於以下說明的其他連接方式。
第14圖顯示以這種方式在兩個版牆模組之間形成的連接的上視圖。在這個簡化的圖式中，從版牆模組本身僅能看到水平鋼筋10。
在以相同方式製作的鋼筋網中，相鄰版牆模組之間的垂直及水平連接都可以用這種方式產生。
2.箱子型螺栓連接
同樣的，以下描述的箱子型(方框型)螺栓連接也是同時適用於水平及垂直連接。
第15圖至第18圖描述的就是這種連接方式。
第15圖的左半部顯示一個矩形版牆模組2之鋼筋網1012立體圖，其中每一根鋼筋10的終端都連接一個箱子1014。第15圖的右半部顯示出貨狀態的版牆模組2，此時混凝土已澆灌完成。在連接版牆模組2時，每一個箱子1014均透過螺栓連接與相鄰之版牆模組2之相應的箱子1014連接在一起。
第16圖顯示通過以這種方式在兩個版牆模組2的連接處彼此連接之箱子-箱子組合的縱剖面圖。
第17及18圖顯示在第16圖中以羅馬數字標示的兩個剖面圖。
將箱子1014面對版牆模組2的那一面連接及固定在鋼筋10的終端上。這是以所謂的LENTON螺旋連接器連接1016或類似方式獲得實現。將鋼筋10如圓錐形逐漸變窄並帶有螺紋的終端旋入與其形狀互補之螺紋套筒1018或螺紋聯節軸，其中螺紋套筒1018或螺紋聯節軸是箱子1014的內構件。
兩個同型箱子1014是透過一個位於內部的螺栓1020彼此連接，其中螺栓1020的兩端都帶有外螺紋的連接，並穿過一道螺栓溝1022。旋緊的鎖緊螺母1024經由一個位於其間的錨定板1026將箱子1014定義螺栓溝1022的環形套筒1028逼緊，並將整個配置固定住。環形套筒1028的環形端面1030為構成一個作為形狀如開槽墊片的錨定板1026之止檔用的支承面。這樣兩個箱子1014的環形套筒1028及兩個箱子1014就會在拉緊的狀態下彼此相互壓緊。
由於螺栓溝1022的內徑大於連接螺栓1020的外徑，而且錨定板1026在箱子1014內壁圍繞的空間內具有足夠的活動空間，以及在鎖緊螺母1024及其對面之螺紋聯節軸/螺紋套筒1018之間具有足夠大的軸向間隙，因此能夠形成一個很好的可適配的連接。在鎖緊螺母1024未旋緊時，在三個空間方向最好都有至少5mm的活動空間。
3.終端器型螺栓連接
第19圖至第25圖顯示另外一種同樣適用於水平及垂直連接的連接方式。
第21圖及第22圖分別顯示一個單一連接器的立體圖及俯視圖。第23圖至第25圖分別顯示通過連接器之各個組成構件的不同剖面。
在這種連接方式中，版牆模組的鋼筋10的終端被錨定在一個又稱為終端器的端板1034中。這可以透過LENTON螺旋連接或類似方法獲得實現，其中螺紋套筒1036或螺紋聯節軸是以形狀配合的方式穿過端板1034進入相應的鑽孔，並被固定住(參見第24圖)。
兩片端板1034是經由螺栓1038連接，也就是使螺栓1038從對應的鑽孔穿過端板1034，並以螺母1040固定住。於螺母1040及端板1034之間的被鑽孔穿過的鋼板1042在某種程度上具有墊片的作用。
本實施例使用置兩個對稱且平行於鋼筋10之中心軸的螺栓1038。
重要的是，所形成的連接需具有良好的可適配性，以平衡不可避免的製造公差及/或尺寸不精確性，以及組裝時的定向誤差。基於這個理由，螺栓1038穿過的在端板1034內的鑽孔的內徑應大於螺栓1038的外徑，以達到在螺母1040鬆開的狀態下，在所有的方向均具有5mm以上之活動自由度(間隙)的要求。例如第24圖及第25圖顯示的情況。
螺栓1038的適當長度是，在組裝結束的狀態下，兩個連接的端板1034之間仍留有明顯的間隙。在建造由版牆模組2構成的建築物時，最好是以適當的填充料，例如細粒混凝土或灰漿將這些間填滿。同樣的，相鄰版牆 模組以本文描述之其他方式形成連接時，亦應以適當的填充料將連接處的間隙、接縫及空隙填滿。
在第20圖中的鋼筋網1012的相鄰且平行的鋼筋10之間的距離通常是在200mm左右。這個數值亦大致適用於本文描述的其他的連接方式，當然這個距離可能會因為應用領域的不同而有很大的差異。螺栓1038之直徑的一個典型值是20mm或更大。
4.夾頭I型螺栓連接
這種連接方式與U形樑型螺栓連接有一定程度的相似性。鋼筋的旋緊不是透過聯軸節，而是將金屬夾頭旋緊在鋼筋的終端上。此外還將一片金屬板以螺栓旋緊在U形樑上，以便將樑剖面補足成封閉的矩形環。最好是以填料將版牆模組之間的接縫填滿。
第26圖以立體的方式顯示這種連接方式，第27圖顯示這種連接方式的一個剖面。
從第27圖可以看到與鋼筋10連接的金屬夾頭1046。金屬夾頭的構造是一件式的，且具有一個旋緊在鋼筋10上的螺紋套筒1048，以及一個以直角設置在側面的支撐樑翼1050。鋼筋10套上螺紋套筒1048的終端穿過一具有明顯間隙的鑽孔進入U形樑1054的樑翼1052，因此金屬夾頭1046的支撐樑翼1050被固定在U形樑1054的內部。被旋緊在U形樑1054上的金屬板1058將U形斷面封閉成一個方框。
和U形樑型連接類似，位於兩個彼此連接的版牆模組2之間的方框最好是延伸過版牆模組2的整個邊緣長 度。
5.夾頭II型螺栓連接
和夾頭I型螺栓連接一樣，在這種連接方式中，鋼筋10的終端帶有以螺栓旋緊的金屬夾頭1060。和夾頭I型螺栓連接不一樣的是，U形夾1062的延伸範圍不會達到版牆模組2的一個側邊的多個一全部接頭，而是僅延伸過連接器本身。如第28圖的立體圖及第29圖的剖面圖所示，會屬夾頭是被垂直於鋼筋10之縱軸的螺栓1064固定住。
6.以雙頭螺栓連接
除了以上描述的各種連接方式外，也可以用所謂的雙頭螺栓形成連接，或是作為補充性的連接工具，也就是使雙頭螺栓穿過相應的缺口進到版牆模組內，以確保在版牆模組的接縫處可以進行拉力傳遞。
第30圖中通過兩個彼此連接的版牆模組2的剖面圖顯示這種連接方式。在這個例子中，兩個彼此垂直的雙頭螺栓1070組成一個十字鐵錨1072。最好是使兩個雙頭螺栓1070在十字鐵錨1072的交叉點上彼此固定在一起。十字鐵錨1072也可以是以一體成型的方式澆鑄而成。當然也可以是使用簡單的雙頭螺栓1070。
每一個雙頭螺栓1070都具有兩個加厚的徑向螺栓頭1074，徑向螺栓頭1074是在雙頭螺栓的終端成形在一根系桿1076上，並以形狀配合的方式被固定在版牆模組2的相應的缺口或開槽內。在組裝完成後，最好是用填料，例如灰漿或輕質混凝土將缺口填滿。
2‧‧‧版牆模組
4‧‧‧連接單元
6‧‧‧連接件
8‧‧‧牆體
10‧‧‧鋼筋
12‧‧‧固定板
14‧‧‧鞍座件
16‧‧‧底板
18‧‧‧翼板
20‧‧‧螺栓
22‧‧‧狹槽
24‧‧‧狹槽邊緣
26‧‧‧套筒
28‧‧‧鎖緊螺母
30‧‧‧水平偏轉板
32‧‧‧框形板
34‧‧‧間隙
36‧‧‧基礎板
38‧‧‧螺栓
40‧‧‧基礎螺栓螺母
42‧‧‧焊縫
1003‧‧‧附加外殼
1004‧‧‧U形樑
1006‧‧‧樑翼
1008‧‧‧鋼筋
1010‧‧‧鎖緊螺母
1012‧‧‧鋼筋網
1014‧‧‧箱子/方框
1016‧‧‧螺旋連接器連接
1018‧‧‧螺紋套筒
1020‧‧‧連接螺栓
1022‧‧‧螺栓溝
1024‧‧‧鎖緊螺母
1026‧‧‧錨定板
1028‧‧‧環形套筒
1030‧‧‧端面
1034‧‧‧端板
1036‧‧‧螺紋套筒
1038‧‧‧螺栓
1040‧‧‧螺母
1042‧‧‧鋼板
1046‧‧‧金屬夾頭
1048‧‧‧螺紋套筒
1050‧‧‧支撐樑翼
1052‧‧‧樑翼
1054‧‧‧U形樑
1058‧‧‧金屬板
1060‧‧‧金屬夾頭
1062‧‧‧U形夾
1064‧‧‧螺栓
1070‧‧‧雙頭螺栓
1072‧‧‧十字鐵錨
1074‧‧‧螺栓頭
1076‧‧‧系桿
第1圖係由多個版牆模組以預鑄工法建構之部分結構體在安裝階段(更確切的說是：版牆模組即將靠攏及連接在一起之前的狀態)的部分立體圖。
第2圖係如第1圖之部分結構體的俯視圖(正面視圖)。
第3圖係如第2圖之部分結構體的中央區域的細部圖，此處以放大方式顯示版牆模組之間向外伸出的連接件。
第4圖係第3圖的細部立體圖。
第5圖係類似於第4圖，但是使用另一種型式的水平連接件，同時去除版牆模組的混凝土外殼。
第6圖係水平連接件的第一種型式。
第7圖係水平連接件的第二種型式。
第8圖係一個垂直連接單元。
第9圖係如第6圖之連接件的不同組件的簡化結構圖。
第10圖係如第7圖之連接件的不同組件的簡化結構圖。
第11圖係如第8圖之連接件的不同組件的簡化結構圖。
第12圖係一個建築物的由多個版牆模組以預鑄工法建構之版牆段。
第13及14圖係版牆模組之連接器系統的第一種實施方式(U形樑)。
第15至18圖係版牆模組之連接器系統的第二種實施方式(方框)。
第19至25圖係版牆模組之連接器系統的第三種實施方式(端板)。
第26及27圖係版牆模組之連接器系統的第四種實施方式(夾頭I)。
第28及29圖係版牆模組之連接器系統的第五種實施方式(夾頭II)。
第30圖係版牆模組之連接器系統的第六種實施方式(雙頭螺栓)。
6‧‧‧連接件
8‧‧‧牆體
10‧‧‧鋼筋
2‧‧‧版牆模組

Claims (22)

  1. 一種由混凝土預鑄件構成之用於建構結構體的版牆模組(2)，具有一個具有規律形狀之底面及數個邊的牆體(8)及複數個澆鑄在牆體(8)內構成規律形狀之鋼筋網的鋼筋(10)，其中鋼筋(10)基本上是從一邊到另外一邊穿過牆體(8)，且在其終端帶有連接件(6)，這些連接件(6)與直接相鄰之版牆模組(2)的與其互補的連接件(6)連接，同時每一個連接件(6)都是以帶有間隙的方式與所屬之鋼筋(10)連接，這種連接方式使連接件(6)在一垂直於鋼筋(10)之縱向的平面上可以相對於一預定之中心位置朝任意方向移動至少2mm；其中在組裝狀態下，水平鋼筋(10)的終端與一具有至少一片固定板(12)的承載件係連接在一起，固定板(12)被一具有一片底板(16)及兩片翼板(18)的U形鞍座件(14)圍住，其中翼板(18)與一個水平連接件(6)係連接在一起。
  2. 如申請專利範圍第1項的版牆模組(2)，其中具有矩形底面及四個邊，鋼筋(10)與邊平行。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項的版牆模組(2)，其中可移動性至少達到5mm。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項的版牆模組(2)，其中連接件(6)是透過力配合彼此連接。
  5. 如申請專利範圍第4項的版牆模組(2)，其中連接件(6)是透過旋緊的方式彼此連接。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項的版牆模組(2)，其中 將至少兩根平行的鋼筋(10)組成一個連接單元(4)，並在終端以同一個連接件(6)連接。
  7. 如申請專利範圍第1項的版牆模組(2)，其中承載件是由單獨一片正方形固定板(12)構成，而且固定板(12)與合計兩根鋼筋(10)係連接在一起。
  8. 如申請專利範圍第7項的版牆模組(2)，固定板(12)與合計兩根鋼筋(12)是焊接在一起。
  9. 如申請專利範圍第7項的版牆模組(2)，其中承載件具有兩片正方形固定板(12)，而且這兩片固定板(12)是經由兩片正方形水平偏轉板(30)彼此連接，其中承載件與四根鋼筋(10)係連接在一起，同時每一片固定板(12)都被一個與一水平連接件(6)連接之鞍座件(14)圍住。
  10. 如申請專利範圍第9項的版牆模組(2)，其中承載件與四根鋼筋(10)係焊接在一起。
  11. 如申請專利範圍第7項至第10項中任一項的版牆模組(2)，其中水平連接件(6)被製作成母端時具有一個帶有內螺紋的套筒(26)，被製作成互補的公端時具有一個帶有外螺紋的螺栓(20)及鎖緊螺母(28)，公端連接件(6)及母端連接件(6)在彼此連接的狀態下是以螺栓接頭的方式共同作用。
  12. 如申請專利範圍第11項的版牆模組(2)，其中套筒(26)面對承載件的那一端被旋緊在用於在鞍座件(14)上固定的螺栓(20)。
  13. 如申請專利範圍第12項的版牆模組(2)，其中鞍座件(14)的翼板(18)平行於水平鋼筋(10)，同時帶有兩端以 狹槽邊緣(24)為界的平行狹槽(22)，其中連接件(6)的螺栓(20)沿著狹槽(22)在翼板(18)之間被擠壓，同時在狹槽邊緣(24)的區域與翼板(18)係連接在一起。
  14. 如申請專利範圍第13項的版牆模組(2)，其中連接件(6)的螺栓(20)沿著狹槽(22)在翼板(18)之間被擠壓，同時在狹槽邊緣(24)的區域與翼板(18)是焊接在一起。
  15. 如申請專利範圍第1項的版牆模組(2)，其中在組裝狀態下，水平鋼筋(10)的終端與一具有至少一片固定板(12)的承載件是焊接在一起；其中翼板(18)與一個水平連接件(6)是焊接在一起。
  16. 如申請專利範圍第1項的版牆模組(2)，其中牆體(8)具有三明治式結構，也就是包括一個外殼層、一個內殼層及一個位於中間的中心層，其中外殼層及內殼層是經由補強件彼此形成抗剪連接。
  17. 一種由混凝土預鑄件構成之用於建構結構體的版牆模組(2)，具有一個具有規律形狀之底面及數個邊的牆體(8)及複數個澆鑄在牆體(8)內構成規律形狀之鋼筋網的鋼筋(10)，其中鋼筋(10)基本上是從一邊到另外一邊穿過牆體(8)，且在其終端帶有連接件(6)，這些連接件(6)與直接相鄰之版牆模組(2)的與其互補的連接件(6)連接，同時每一個連接件(6)都是以帶有間隙的方式與所屬之鋼筋(10)連接，這種連接方式使連接件(6)在一垂直於鋼筋(10)之縱向的平面上可以相對於一預定之中心位置朝任意方向移動至少2mm；其中在組裝狀態下，垂直鋼筋(10)的終端與一個承載件係連接在一起， 而且這個承載件具有一個供帶有外螺紋的螺栓(38)通過的間隙，這個間隙與兩個旋緊的基礎螺栓螺母(40)--有時還連同被螺栓(38)穿過的基礎板(36)--共同產生垂直連接件(6)的作用；以及其中承載件具有四個像矩形框一樣彼此連接的正方形框形板(32)，其中兩個彼此相對的框形板(32)分別與一根鋼筋(10)係連接在一起。
  18. 如申請專利範圍第17項的版牆模組(2)，其中在組裝狀態下，垂直鋼筋(10)的終端與一個承載件是焊接在一起；其中兩個彼此相對的框形板(32)分別與一根鋼筋(10)是焊接在一起。
  19. 如申請專利範圍第17項的版牆模組(2)，其中牆體(8)具有三明治式結構，也就是包括一個外殼層、一個內殼層及一個位於中間的中心層，其中外殼層及內殼層是經由補強件彼此形成抗剪連接。
  20. 一種結構體，由多個如申請專利範圍第1項至第19項中任一項的版牆模組(2)經由連接件(6)彼此連接而成。
  21. 如申請專利範圍第20項的結構體，其中以填料，特別是混凝土，澆灌版牆模組(2)之間的接縫及牆體(8)內可能出現在連接件(6)附近的空隙。
  22. 一種連接器系統，用於具有多個如申請專利範圍第1項至第15項及第17項至第18項中任一項的版牆模組(2)的預鑄結構，其中連接器系統具有下列構件中的一或數個構件： 一個U形樑(1004、1054、1062)或一個方框(1014)，設置在兩個版牆模組(2)之間的接縫內，同時鋼筋(10)與這個U形樑或方框旋緊在一起；一個U形樑(1004、1054、1062)或一個方框(1014)，設置在兩個版牆模組(2)之間的接縫內，同時鋼筋(10)經由鎖緊在其上的金屬夾頭(1046、1060)以形狀配合的方式嵌入這個U形樑或方框；一個由兩個彼此經由螺栓(1020、1038)連接的端板(1034)或方框(1014、1054)形成的複合體，其中每一個端板(1034)或每一個方框(1014、1054)都與一根鋼筋(10)旋緊在一起；一個雙頭螺栓(1070)。
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