TWI818704B - 高低位差的混凝土基樁結合鋼構的組合式結構體 - Google Patents

Abstract

一種高低位差的混凝土基樁結合鋼構的組合式結構體至少包含：多個第一混凝土基樁、多個第二混凝土基樁及多個第三混凝土基樁，全部打樁固定於一土地中，其中此些第一混凝土基樁突出土地的第一高度大於此些第二混凝土基樁突出土地的第二高度，以及此些第三混凝土基樁突出土地的第三高度；一第一主樑，連接此些第一混凝土基樁的頂端；一第二主樑，連接此些第二混凝土基樁的頂端；一第三主樑，連接此些第三混凝土基樁的頂端；多個第一連接桿，連接第一主樑及第二主樑；以及多個第二連接桿，連接第三主樑及第二主樑。藉此提供高強度、低成本、方便安裝、方便撤除的溫室建造方案。

Description

高低位差的混凝土基樁結合鋼構的組合式結構體

本發明是有關於一種混凝土基樁與鋼構的組合式結構體，且特別是有關一種高低位差的混凝土基樁結合鋼構的組合式結構體，其適用於溫室、廠房、倉庫，甚至是住宅等建築物，更特別是適合太陽能發電模組的建築物的組合式結構體。

農業大棚(或稱溫室)適用於栽種植物、農作物或水產養殖品的建築物，傳統的溫室是由許多鋼材支架搭接成棚狀，並於其四周及頂部罩設透明膠膜、透明玻璃等，使陽光能夠直接照射農業大棚內栽種的植物或養殖的水產品，以利於其生長。另一方面，農業大棚也能降低室內外的空氣對流，避免寒害等。

近來，農業大棚結合太陽能發電模組可以提供發電的功能，提供電力給農業大棚內的電器使用，或提供電力給電力公司調度。然而，這些農業大棚通常是需要將農地的某些部位挖除泥土，然後以混凝土灌漿的方式設置等高的鋼構立柱，然後在這些鋼構立柱上建置出三角形屋頂結構，這樣的施工方法需要處理廢棄泥土且相當費時費工(因為要等混凝土乾固)，且在未來拆除後還需要處理這些混凝土的廢棄物。另外，在三角形屋頂結構上會需要長水平樑，若農地的土壤較軟或整體結構受到強風作用，長水平樑提供的力臂會把鋼構立柱的位移量放大，從而讓鋼構立柱或長水 平樑彎曲或斷裂。因此，上述問題亟待加以改善。

因此，本發明的一個目的是提供一種高低位差的混凝土基樁結合鋼構的組合式結構體，具有低成本、施工快速簡便、高強度的優點，特別適用於農業大棚的場合。

為達上述目的，本發明提供一種高低位差的混凝土基樁結合鋼構的組合式結構體，至少包含：多個第一混凝土基樁、多個第二混凝土基樁及多個第三混凝土基樁，全部打樁固定於一土地中，其中此些第一混凝土基樁突出土地的第一高度大於此些第二混凝土基樁突出土地的第二高度，以及此些第三混凝土基樁突出土地的第三高度；一第一主樑，連接此些第一混凝土基樁的頂端；一第二主樑，連接此些第二混凝土基樁的頂端；一第三主樑，連接此些第三混凝土基樁的頂端；多個第一連接桿，連接第一主樑及第二主樑；以及多個第二連接桿，連接第三主樑及第二主樑。

藉由上述實施例的組合式結構體，高低位差的混凝土基樁結合鋼構的設計方式可以提供高強度、低成本、方便安裝、方便撤除的溫室建造方案，且完全適用於太陽能發電模組的安裝。

為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

A:點

B:點

C:點

G:土地

H1:第一高度

H2:第二高度

H3:第三高度

HB:橫樑

L:總長度

SP:總跨距

10:第一混凝土基樁

11:頂端

20:第二混凝土基樁

21:頂端

30:第三混凝土基樁

31:頂端

40:第一主樑

41,42:端部

50:第二主樑

60:第三主樑

70:第一連接桿

75:立桿

80:第二連接桿

90:立板

100:組合式結構體

200:太陽能發電模組

〔圖1〕顯示依據本發明較佳實施例的組合式結構體的前視圖。

〔圖2〕顯示〔圖1〕的組合式結構體的俯視圖。

〔圖3〕顯示〔圖1〕的組合式結構體的第一變化例的前視圖。

〔圖4〕顯示〔圖1〕的組合式結構體的第二變化例的前視圖。

〔圖5〕顯示〔圖1〕的組合式結構體的第三變化例的前視圖。

〔圖6〕顯示〔圖1〕的組合式結構體的第四變化例的前視圖。

〔圖7〕顯示〔圖1〕的組合式結構體的第五變化例的前視圖。

〔圖8〕顯示設置有太陽能發電模組的組合式結構體的局部剖視圖。

〔圖9〕顯示〔圖4〕的組合式結構體的立體圖。

〔圖10〕顯示〔圖4〕的組合式結構體的局部立體圖。

本發明主要是利用打樁設置於土地(土壤)的混凝土基樁的不同的突出高度，使混凝土基樁具有高低位差，混凝土基樁與土地接合處不需灌漿設置有大於混凝土基樁的平均徑向截面積的額外混凝土，利用高低位差的混凝土基樁結合鋼構來建造成組合式結構體，具有高強度、低成本及施工快速簡便的功效。

圖1顯示依據本發明較佳實施例的組合式結構體100的前視圖。圖2顯示圖1的組合式結構體100的俯視圖。如圖1與圖2所示，組合式結構體100至少包含多個第一混凝土基樁10、多個第二混凝土基樁20、多個第三混凝土基樁30、一第一主樑40、一第二主樑50、一第三主樑60、多個第一連接桿70以及多個第二連接桿80。於本非限制性的例子中，九個混凝土基樁配合三個主樑以及二十個連接桿，形成一個單位的組合式結構體100。

此些第一混凝土基樁10、此些第二混凝土基樁20及此些第三混凝土基樁30全部打樁固定於一土地G(非水泥地)中，使得凸出於土地 G的混凝土基樁具有均一的外徑，而不是屬於接近土地G的混凝土基樁的水平截面積比較大的狀況。此些第一混凝土基樁10突出土地G的第一高度H1大於此些第二混凝土基樁20突出土地G的第二高度H2，以及此些第三混凝土基樁30突出土地G的第三高度H3。三個第一高度H1相同，三個第二高度H2相同，且三個第三高度H3相同。於本例中，此些第二高度H2等於此些第三高度H3，且此些第一混凝土基樁10、此些第二混凝土基樁20及此些第三混凝土基樁30埋入土地G的長度相同。

第一主樑40連接此些第一混凝土基樁10的頂端11。第二主樑50連接此些第二混凝土基樁20的頂端21。第三主樑60連接此些第三混凝土基樁30的頂端31。

此些第一連接桿70連接第一主樑40及第二主樑50。此些第二連接桿80連接第三主樑60及第二主樑50。第一主樑40的設置高度高於第二主樑50的設置高度及第三主樑60的設置高度，使得此些第一連接桿70與此些第二連接桿80呈現傾斜狀態。第一混凝土基樁10、第二混凝土基樁20、第三混凝土基樁30、第一主樑40、第二主樑50及第三主樑60提供主要的承重支撐力量，可以採用鋼樑(譬如工字鋼樑等)來實施。混凝土基樁具有高度的抗壓強度，可以採用大量生產的預力混凝土(Prestressed Concrete，PC)基樁來實施。PC基樁的底部為圓錐狀，頂部具有鋼材的圓盤，也適合與主樑的螺栓鎖固安裝。主樑受混凝土基樁的支撐，提供抗彎折的支撐力。連接桿受主樑的支撐，可以利用鎖固或焊接的方式進行連接，也提供抗彎折的支撐力，可以用適用於安裝太陽能發電模組的鋼樑來實施。於一例子中，主樑的抗彎折強度大於連接桿的抗彎折強度，且連接桿的數量大於第一混凝土基樁10的數量的2至10倍以上。

此外，第一主樑40的兩端部41、42延伸出此些第一混凝土 基樁10，且第一主樑40的總長度L大於此些第一混凝土基樁10的總跨距SP。亦即，三個第一混凝土基樁10可以設置於組合式結構體100的覆蓋範圍的內部，而沒有外露，且有利於太陽能發電模組的電力線順著第一主樑往下走而不外露。如此一來，特別是在組合式結構體100的四周有加裝垂直擋板時，也可以保護混凝土基樁，延長其使用壽命。上述特性亦適用於第二混凝土基樁20及第三混凝土基樁30。

藉由上述的組合式結構體，可以利用打樁的方式完成混凝土基樁的設置，混凝土基樁的底部並不需要特別加粗，且打樁的施工相當迅速且有專用機進行，可以減少成本及免除習知技術需要等待混凝土乾固的時間。再者，主樑是安裝於相等高度的混凝土基樁上，由於是水平安裝，所以降低了傾斜安裝時因為施工不慎造成的巨型且質量重的主樑滑落的機率，改善施工安全性。而傾斜的連接桿只要跨接安裝於兩個主樑上即可，質量輕的連接桿在安裝上不但簡便，且比較不會造成安全性上的問題。連接桿之間可以依據需求覆蓋不透光板、太陽能發電模組等。

在上述的組合式結構體中，並不需要設置橫樑HB仍可維持高度的結構強度。由於橫樑HB的跨距長，如果因為土地G鬆軟或強風侵襲而使整個組合式結構體100意欲繞著點B轉動，則即使點A與點B的連線和點C與點B的連線之間的角度很小，橫樑HB仍會放大組合式結構體100對第二混凝土基樁20的施力，使橫樑HB的另一點降低到點C，或者是使橫樑HB彎曲而斷裂。利用上述的組合式結構體100可以免除上述問題，且具有高強度、施工簡易、成本低的優點。再者，當整個農業大棚要撤掉時，混凝土基樁也可以輕易拔除，降低所產生建築廢棄物，也不需大幅重新整地。

圖3顯示圖1的組合式結構體的第一變化例的前視圖。如圖 3所示，本例類似於圖1，差異點在於此些第一混凝土基樁10、此些第二混凝土基樁20及此些第三混凝土基樁30具有相同的總長度，但埋入土地G的長度不同。如此一來，施工時可以採用具有相同長度的混凝土基樁來執行，不需庫存不同長度的混凝土基樁。

圖4顯示圖1的組合式結構體的第二變化例的前視圖。如圖4所示，本例為結合兩個圖1的組合式結構體，但共用中間的第三主樑60/第二主樑50。可以理解的，圖1的組合式結構體的組合個數並不受限制。

圖5顯示圖1的組合式結構體的第三變化例的前視圖。如圖5所示，本例類似於圖1，差異點在於第二高度H2不等於第三高度H3，可以因應於功能限制，滿足各種需求。

圖6顯示圖1的組合式結構體的第四變化例的前視圖。如圖6所示，本例類似於圖1，差異點在於組合式結構體100更包含一立板90及多個立桿75。立板90設置於土地G上。此些立桿75將立板90連接至此些第一連接桿70的其中一個並將立板90連接至此些第二連接桿80的其中一個。如此一來，可將組合式結構體的一面封閉起來。可以理解的，可以用類似的配置將組合式結構體的四面都封閉起來，亦可配合設置門或窗來方便人員進入或通風。

圖7顯示圖1的組合式結構體的第五變化例的前視圖。如圖5所示，本例類似於圖1，差異點在於組合式結構體100更包含多個立桿75，將土地G連接至此些第一連接桿70的其中一個及此些第二連接桿80的其中一個。這也是另一種將組合式結構體的一面或四面封閉起來的配置。

圖8顯示設置有太陽能發電模組的組合式結構體的局部剖視圖。如圖8所示，太陽能發電模組200可以固定於此些第一連接桿70之間、此些第二連接桿80之間，及/或此些立桿75之間。

圖9顯示圖4的組合式結構體的立體圖。圖10顯示圖4的組合式結構體的局部立體圖。如圖9與圖10所示，僅顯示施工中的組合式結構體，以便配合圖4與圖1瞭解各元件的詳細連接關係，組合式結構體可以當作溫室使用，內部可以栽種植物，可以理解的是可以增設太陽能發電模組200來獲得發電的功能。

藉由上述實施例的組合式結構體，高低位差的混凝土基樁結合鋼構的設計方式可以提供高強度、低成本、方便安裝、方便撤除的溫室建造方案，且完全適用於太陽能發電模組的安裝。

在較佳實施例的詳細說明中所提出的具體實施例僅用以方便說明本發明的技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明的精神及申請專利範圍的情況下，所做的種種變化實施，皆屬於本發明的範圍。

A:點

B:點

C:點

G:土地

H1:第一高度

H2:第二高度

H3:第三高度

HB:橫樑

10:第一混凝土基樁

11:頂端

20:第二混凝土基樁

21:頂端

30:第三混凝土基樁

31:頂端

40:第一主樑

50:第二主樑

60:第三主樑

70:第一連接桿

80:第二連接桿

100:組合式結構體

Claims (10)

1. 一種高低位差的混凝土基樁結合鋼構的組合式結構體，至少包含：多個第一混凝土基樁、多個第二混凝土基樁及多個第三混凝土基樁，全部打樁固定於一土地中，其中該等第一混凝土基樁突出該土地的第一高度大於該等第二混凝土基樁突出該土地的第二高度，以及該等第三混凝土基樁突出該土地的第三高度；一第一主樑，連接該等第一混凝土基樁的頂端；一第二主樑，連接該等第二混凝土基樁的頂端；一第三主樑，連接該等第三混凝土基樁的頂端；多個第一連接桿，跨接安裝於該第一主樑及該第二主樑上；以及多個第二連接桿，跨接安裝於該第三主樑及該第二主樑上，其中該第一主樑的設置高度高於該第二主樑的設置高度及該第三主樑的設置高度，使得該等第一連接桿與該等第二連接桿呈現傾斜狀態。
2. 如請求項1所述的組合式結構體，其中該等第二高度等於該等第三高度。
3. 如請求項1所述的組合式結構體，其中該等第二高度不等於該等第三高度。
4. 如請求項1所述的組合式結構體，其中該等第一混凝土基樁、該等第二混凝土基樁及該等第三混凝土基樁埋入該土地的長度相同。
5. 如請求項1所述的組合式結構體，其中該等第一混凝土基樁、該等第二混凝土基樁及該等第三混凝土基樁具有相同的總長度，但埋入該土地的長度不同。
6. 如請求項1所述的組合式結構體，其中該第一主樑的兩端部延伸出該等第一混凝土基樁，且該第一主樑的總長度大於該等第一混凝土基樁的總跨距。
7. 如請求項1所述的組合式結構體，更包含多個太陽能發電模組，固定於該等第一連接桿之間以及該等第二連接桿之間。
8. 如請求項1所述的組合式結構體，更包含：一立板，設置於該土地上；以及多個立桿，將該立板連接至該等第一連接桿的其中一個並將該立板連接至該等第二連接桿的其中一個。
9. 如請求項1所述的組合式結構體，更包含：多個立桿，將該土地連接至該等第一連接桿的其中一個及該等第二連接桿的其中一個。
10. 如請求項8或9所述的組合式結構體，更包含多個太陽能發電模組，固定於該等立桿之間。