專利名稱：預(yù)制模塊化建筑單元的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在構(gòu)造包括商業(yè)、零售業(yè)、住宅和公共機(jī)構(gòu)等多種不同類型的建筑中使用的預(yù)制模塊化單元中的改進(jìn)。本發(fā)明還涉及在這種單元的構(gòu)造中使用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
背景技術(shù)：
預(yù)制模塊化單元已經(jīng)在建筑エ業(yè)中成功地使用。由于預(yù)制了這種單元，所以可以顯著地減少現(xiàn)場(chǎng)建筑時(shí)間。將在專利文獻(xiàn)例如US3514910和US3500595中找到預(yù)制模塊化單元的示例。通常這種單元的特征在于使用了大量的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或者復(fù)雜的工程細(xì)節(jié)，所述大量的鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu)或者復(fù)雜的工程細(xì)節(jié)增加了單元的成本以及這些單元從單元構(gòu)造地到建筑地運(yùn)輸?shù)某杀?。在豎直疊加的單元中的單元的互連同樣是復(fù)雜且高成本的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不太復(fù)雜的用于將改進(jìn)組合單元結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的疊加單元?jiǎng)傂曰ミB的裝置。本發(fā)明提供一種在預(yù)制模塊式建筑單元的組裝中使用的折疊梁系統(tǒng)，所述折疊梁系統(tǒng)具有梁構(gòu)件，用干支承所述模塊化単元的地板和天花板結(jié)構(gòu)，當(dāng)豎直疊加地布置所述模塊化單元時(shí)，所述梁構(gòu)件彼此相鄰；打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)，所述打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)與所述梁構(gòu)件中的一個(gè)樞轉(zhuǎn)地相連，以允許所述腹板結(jié)構(gòu)從存放位置折疊到工作位置，在所述工作位置，所述腹板結(jié)構(gòu)連接到豎直相鄰的單元的另ー個(gè)梁構(gòu)件，以便在所述相鄰的単元之間形成結(jié)構(gòu)桁架；和用于在工作位置將所述腹板結(jié)構(gòu)鎖定到另一個(gè)梁的裝置。在ー種形式中，腹板結(jié)構(gòu)與所述梁構(gòu)件中的所述ー個(gè)的任意一側(cè)樞轉(zhuǎn)地相聯(lián)，并且在另ー種形式中，單個(gè)的腹板結(jié)構(gòu)在所述梁的所述梁構(gòu)件的中央豎直平面處或附近與所述梁構(gòu)件樞轉(zhuǎn)地相聯(lián)。所述腹板結(jié)構(gòu)可以樞轉(zhuǎn)地安裝在所述梁構(gòu)件中的ー個(gè)上，并且具有形成為與固定到另ー個(gè)梁的支承元件嚙合的開(kāi)ロ，鎖定裝置包括與所述另ー個(gè)梁相聯(lián)的鎖定銷嚙合裝置。在ー種形式中，所述鎖定銷與在支承塊的任意一側(cè)上的夾板嚙合，所述支承塊被放置為在所述梁的縱向上定位所述腹板結(jié)構(gòu)。在另ー種形式中，本發(fā)明提供了一種預(yù)制模塊化建筑單元，其與建筑構(gòu)造中的相同模塊化単元一起使用，包括立方體結(jié)構(gòu)，所述立方體結(jié)構(gòu)具有支柱元件和框架構(gòu)件，所述支柱元件位于每個(gè)拐角處并且如果需要?jiǎng)t沿著每條邊間隔開(kāi)以提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，所述框架構(gòu)件與支柱元件連接以支承地板、天花板和墻壁壁板從而提供結(jié)構(gòu)剛性；所述單元配置為與相同的單元協(xié)作使得所述支柱元件形成建筑結(jié)構(gòu)的支柱；所述框架構(gòu)件包括用干支承所述模塊化単元的地板和天花板結(jié)構(gòu)的梁構(gòu)件、折疊梁系統(tǒng)，所述折疊梁系統(tǒng)包括打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)，所述打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)與所述梁構(gòu)件中的一個(gè)樞轉(zhuǎn)地相聯(lián)，以允許所述腹板結(jié)構(gòu)從存放位置折疊到工作位置，在所述工作位置，所述腹板結(jié)構(gòu)連接到豎直相鄰的單元的另ー個(gè)梁構(gòu)件，以便與所述模塊化單元?jiǎng)傂缘鼗ミB并且限定與所述單元互連的結(jié)構(gòu)桁架；和用于在工作位置將所述腹板結(jié)構(gòu)鎖定到另一個(gè)梁的裝置。在ー種形式中，沿著所述模塊化単元的一條邊的所述支柱元件包括可拆卸支柱構(gòu)件，所述可拆卸支柱構(gòu)件當(dāng)所述單元被運(yùn)輸并且與相同単元安裝到一起時(shí)保持在適當(dāng)位置，當(dāng)豎直相鄰單元的所述折疊梁系統(tǒng)展開(kāi)到所述工作位置并且所述相鄰単元的所述梁構(gòu)件互連以便跨越水平相鄰的単元吋，所述支柱構(gòu)件是可拆卸的。相鄰單元的所述梁構(gòu)件能夠通過(guò)包括壓縮塊的加固板互連，所述壓縮塊容納在相鄰支柱元件之間。在ー種形式中，水平相鄰的模塊化單元的所述支柱元件通過(guò)互鎖支架互連，所述 互鎖支架由此剛性地互連相鄰的所述模塊化単元。所述可拆卸支柱構(gòu)件包括管狀構(gòu)件，所述管狀構(gòu)件在長(zhǎng)度上是可調(diào)節(jié)的并且包含固定到用于所述可拆卸支柱的相對(duì)支承的拉桿，所述拉桿是可拆卸的以便當(dāng)所述折疊梁系統(tǒng)已經(jīng)展開(kāi)到工作位置并且相鄰單元的所述梁構(gòu)件已經(jīng)互連以便跨越水平相鄰的單元時(shí)允許所述可拆卸支柱的拆除。


為了可以更容易地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖來(lái)描述實(shí)施例，其中圖I是在四個(gè)單元組裝中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的預(yù)制模塊化建筑單元的示意性透視圖；圖2和圖3示出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種折疊梁系統(tǒng)；圖4示出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的輕型折疊梁系統(tǒng)；圖5是用于將圖I示出的折疊梁系統(tǒng)互連的加固板(gusset plate)布置的剖視圖；圖6示出了模塊的支柱到支柱接ロ ；圖7至圖11示出了用于將相鄰支柱互連的互鎖支架布置；以及圖12示出了在圖I中示出的模塊化構(gòu)造中使用的可拆卸支柱布置的ー種形式。
具體實(shí)施例方式首先參照附圖的圖1，該圖示意性地示出了包括四個(gè)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的預(yù)制模塊化單元I的結(jié)構(gòu)。每個(gè)單元將通常包括中空型鋼的角支柱2和沿著每個(gè)側(cè)面的中間支柱4和6，但是在示出的布置中，由臨時(shí)或可拆卸支柱8、9、10和11來(lái)代替沿著模塊化單元I的相鄰側(cè)面的角支柱和中間支柱。鋼框架模塊化單元實(shí)質(zhì)上是“鋪設(shè)的(laid) ”以便形成用于建筑護(hù)圍的主模塊化“建筑塊”。単元彼此互連以形成剛性結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)計(jì)將能夠容納鋼筋混凝土地板系統(tǒng)以及輕型地板系統(tǒng)。模塊化単元能夠形成完全由這種單元構(gòu)成的建筑，或者能夠集成到諸如包括升降梯、輔助豎井(service shaft)、樓梯井和基底的多層建筑的中央核心(central core)等其他形式的構(gòu)造。為了滿足澳大利亞建筑規(guī)范以及其它國(guó)家的其它建筑規(guī)范/法規(guī)的要求，需要根據(jù)建筑及其高度類型來(lái)設(shè)計(jì)支承支柱I以使得支承支柱I能夠達(dá)到預(yù)定防火標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足預(yù)定防火標(biāo)準(zhǔn)，姆個(gè)中空截面支柱(hollow section column) I以任意合適方式被填充有混凝土。支柱I中的混凝土混合物的壓縮強(qiáng)度根據(jù)支柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變化和需要獲得的防火標(biāo)準(zhǔn)而變化。支柱1、4和6由框架構(gòu)件12互連，并且用于可拆卸支柱8至11的上支承件和下支承件13由可拆卸框架構(gòu)件15互連，在示出結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸和組裝期間，所述可拆卸框架構(gòu)件15與可拆卸支柱保持在適當(dāng)位置?？蚣軜?gòu)件12由對(duì)角拉條14和以下進(jìn)ー步描述的折疊梁系統(tǒng)16來(lái)連接以橫跨每個(gè)模塊，且通過(guò)加固板17恰當(dāng)?shù)鼗ミB以跨越所示的成對(duì)相鄰模塊，以便支承地板18和天花板(未示出)結(jié)構(gòu)。圖5示出了加固板17可以采用的一種合適的形式，并且在該形式下，壓縮塊19設(shè)置在相鄰支柱或用作臨時(shí)支柱的支承件之間，如圖5中清晰所示的那樣。參照?qǐng)D2和圖3,不出了適用于相對(duì)較重地板載荷的折疊梁系統(tǒng)16的第一實(shí)施例。 開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)24在任意ー側(cè)(出于清晰的目的僅在圖2中示出ー側(cè))上附接到固定于頂部弦桿20的鉸鏈機(jī)構(gòu)26，并且腹板結(jié)構(gòu)24因此能夠從圖3示出的存放位置轉(zhuǎn)動(dòng)到工作位置，在該工作位置，支承塊23與孔25嚙合以允許鎖定銷28與夾板29嚙合，如圖3所示。夾板29用于在梁22的縱向上定位腹板結(jié)構(gòu)24。以此方式，相鄰地板支承梁和天花板支承梁鎖定到一起以限定結(jié)構(gòu)桁架以便由此將模塊化單元互連，從而増加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。圖4示出了輕型的折疊梁系統(tǒng)，其中用于支承輕型地板的上部弦桿30和用于支承天花板結(jié)構(gòu)的下部弦桿32由打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)34連接，所述打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)34以圖4中示出的方式在其中央豎直平面上樞轉(zhuǎn)至上部弦桿30，并且由鎖定銷(未示出)鎖定到下部弦桿32?，F(xiàn)在來(lái)看附圖的圖6，載荷承載支柱I的端對(duì)端連接部包括填塞至下支柱內(nèi)并且與端部承載橫檔板(spreader plate) 42中的開(kāi)ロ卩齒合的中心導(dǎo)向定位銷40和設(shè)置在橫檔板42之間的硬橡膠襯墊44。如在圖6中示意性描述地，互鎖支架46在支柱的每個(gè)端部處將相鄰支柱保持在一起。在圖7至圖11中示出合適的互鎖支架布置。在圖7示出的布置中，開(kāi)槽套筒支架50和支承板52焊接到支柱1，同時(shí)T形互鎖支架54焊接到另ー個(gè)支柱I (以虛線輪廓示出)上，使得當(dāng)互鎖支架與套筒支架嚙合時(shí)，鎖定銷56與套筒支架嚙合以便將該組裝保持為互鎖嚙合，如圖8中更清晰所示的那樣。在圖9示出的布置中，互鎖支架58與支柱I上的套筒支架59嚙合，并且互鎖支架58栓接在一起。在設(shè)計(jì)用于地震地區(qū)的圖10的布置中，增強(qiáng)角支架60設(shè)計(jì)為以面對(duì)面嚙合的方
式栓接在一起。在設(shè)計(jì)用于附接到支柱I外側(cè)的圖11的布置中，板62具有栓接在一起的鉸接片64，如圖11所示。根據(jù)上述內(nèi)容將理解，示出的互鎖支架系統(tǒng)要求在安裝下ー層之前，預(yù)制模塊化単元的構(gòu)造應(yīng)該處在關(guān)于建筑水平長(zhǎng)度的水平層中。還要求隨著單元降低到合適位置，互鎖支架在模塊化単元的連續(xù)層上反轉(zhuǎn)方向以實(shí)現(xiàn)合適的互鎖。其它鎖定支架布置可以與相同的凹槽一起使用。
現(xiàn)在參照附圖的圖12，更詳細(xì)地示出了可拆卸支柱8。支柱8是具有端部承載板82和充填構(gòu)件84的中空鋼管元件80，端部承載板82和充填構(gòu)件84為木質(zhì)且被提供在每個(gè)端部處以保護(hù)地板和天花板涂飾。拉桿86穿過(guò)管元件80，并且相聯(lián)的螺紋連接管88將拉桿86連接到固定于姆個(gè)支柱8的混凝土填充基部構(gòu)件91內(nèi)的錨定螺栓(anchorbolt)90,如圖12中清晰所示的那樣?？刹鹦吨е?還包括與管元件80的螺紋部分嚙合的可調(diào)節(jié)螺紋套筒92，以允許支柱長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)以便支承需要的載荷。任何合適類型的互鎖 支架布置94設(shè)置在基部単元91與相應(yīng)天花板単元93之間，拉桿86穿過(guò)所述相應(yīng)天花板単元93且終結(jié)于提升凸耳95，所述提升凸耳95允許拉桿松開(kāi)并從基部単元去除。一旦折疊梁系統(tǒng)16完全起作用，就能夠去除可拆卸支柱8。通過(guò)使拉桿86與其連接管88松脫來(lái)實(shí)現(xiàn)去除，并且通過(guò)使用提升凸耳95來(lái)去除拉桿。隨后通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)套筒92而釋放壓縮カ來(lái)去除支柱8，其中去除支柱8允許支柱變短以有助于去除。一旦去除支柱8，則將理解相鄰模塊化単元之間的區(qū)域?qū)](méi)有支柱，從而在相鄰模塊化単元之間提供空間連續(xù)性，由此允許在預(yù)制模塊化單元構(gòu)造中具有先前不可獲得的顯著的設(shè)計(jì)靈活性。折疊梁系統(tǒng)也可以反向使用，此時(shí)鉸鏈機(jī)構(gòu)位于底部弦桿(天花板梁/托梁)上，且打開(kāi)式腹板折疊到豎直位置且連接到頂部弦桿。在用于地板載荷的材料對(duì)于上模塊化單元來(lái)說(shuō)較重且地板梁(頂部弦桿)的偏斜會(huì)損害鉸鏈操作的效率的情況下，反向位置可以是有利的。石膏板天花板壁板中的凹槽壁板/開(kāi)ロ(未示出)被需要以用于進(jìn)入天花板空間以便經(jīng)由島環(huán)(islet loop)/插座布置和鎖定桿的插入來(lái)實(shí)現(xiàn)腹板連接的目的。多種類型的地板系統(tǒng)可以與折疊梁系統(tǒng)相聯(lián)。這些地板系統(tǒng)包括用于輕型“降入式(drop in)”地板壁板的標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土地板板坯。在設(shè)置鋼筋混凝土板坯的地方，能夠通過(guò)使板坯與用于結(jié)構(gòu)復(fù)合作用的梁部件集成來(lái)獲得額外的梁深度。這通過(guò)在梁凸緣的頂端引入切變連接銷(shear connection pin)來(lái)實(shí)現(xiàn)。布置“降入式”地板壁板，使得它們位于梁結(jié)構(gòu)的深度內(nèi)。圖I示出的框架布置，并且特別是支柱以及在平面內(nèi)相聯(lián)的對(duì)角拉條限定了深桁架，該深桁架提供了跨越下部空間的顯著優(yōu)點(diǎn)并且允許在諸如外部立面和陽(yáng)臺(tái)布置等建筑構(gòu)造的鉸接中具有懸臂效果。貫穿該說(shuō)明書和隨后的權(quán)利要求書，除非上下文要求，否貝IJ，詞匯“包括(comprise) ”以及諸如“包括(comprises) ”和“包括(comprising) ”等變形將理解為暗指包括規(guī)定的整體或步驟或者整體或步驟的組合，但是不排除任何其它的整體或步驟或者整體的組合或步驟的組合。在該說(shuō)明書中，對(duì)于任何在先公開(kāi)物(或從其推出的信息)或?qū)τ谌魏我阎黝}的引用，不作為并且不應(yīng)該作為確認(rèn)或者承認(rèn)或者以任何形式提出在先公開(kāi)物(或從其推出的信息)或已知主題形成該說(shuō)明書涉及的領(lǐng)域中的一部分公知常識(shí)。
權(quán)利要求
1.一種折疊梁，其提供在預(yù)制模塊式建筑單元的組裝中使用的折疊梁系統(tǒng)，所述折疊梁系統(tǒng)具有 梁構(gòu)件，用干支承所述模塊化単元的地板和天花板結(jié)構(gòu)，當(dāng)豎直疊加地布置所述模塊化單元時(shí)，所述梁構(gòu)件彼此相鄰； 打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)，所述打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)與所述梁構(gòu)件中的一個(gè)樞轉(zhuǎn)地相連，以允許所述腹板結(jié)構(gòu)從存放位置折疊到工作位置，所述存放位置減小所述單元的豎直高度以便運(yùn)輸，在所述工作位置，所述腹板結(jié)構(gòu)連接到豎直相鄰的單元的另ー個(gè)梁構(gòu)件，以便在所述相鄰的單元之間形成結(jié)構(gòu)桁架；和 用于在工作位置將所述腹板結(jié)構(gòu)鎖定到另一個(gè)梁的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的折疊梁，其中所述腹板結(jié)構(gòu)與所述梁構(gòu)件中的所述ー個(gè)的任意一側(cè)樞轉(zhuǎn)地相聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的折疊梁，其中單個(gè)的所述腹板結(jié)構(gòu)在所述梁構(gòu)件的中央豎直平面處或附近與所述梁構(gòu)件中的所述ー個(gè)樞轉(zhuǎn)地相聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的折疊梁，其中所述腹板結(jié)構(gòu)或每個(gè)腹板結(jié)構(gòu)樞轉(zhuǎn)地安裝在所述梁構(gòu)件中的ー個(gè)上并且具有形成為與固定到另ー個(gè)梁構(gòu)件的支承元件嚙合的開(kāi)ロ，鎖定裝置包括與所述另ー個(gè)梁構(gòu)件相聯(lián)的鎖定銷嚙合裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的折疊梁，其中所述鎖定銷與在所述支承元件的任意一側(cè)上的夾板嚙合，所述支承元件被放置為在所述梁構(gòu)件的縱向上定位所述腹板結(jié)構(gòu)。
6.一種預(yù)制模塊化建筑單元，其與建筑構(gòu)造中的相同模塊化単元一起使用，包括 立方體結(jié)構(gòu)，所述立方體結(jié)構(gòu)具有支柱元件和框架構(gòu)件，所述支柱元件位于姆個(gè)拐角處并且如果需要?jiǎng)t沿著每條邊間隔開(kāi)以提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，所述框架構(gòu)件與支柱元件連接以支承地板、天花板和墻壁壁板從而提供結(jié)構(gòu)剛性； 所述單元配置為與相同的單元協(xié)作使得所述支柱元件形成建筑結(jié)構(gòu)的支柱； 所述框架構(gòu)件包括用干支承所述模塊化単元的地板和天花板結(jié)構(gòu)的梁構(gòu)件以及包括折疊梁系統(tǒng)，所述折疊梁系統(tǒng)包括 打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)，所述打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)與所述梁構(gòu)件中的一個(gè)樞轉(zhuǎn)地相聯(lián)，以允許所述腹板結(jié)構(gòu)從存放位置折疊到工作位置，在所述工作位置，所述腹板結(jié)構(gòu)連接到豎直相鄰的単元的另ー個(gè)梁構(gòu)件，以便與所述模塊化單元?jiǎng)傂缘鼗ミB并且限定與所述單元互連的結(jié)構(gòu)桁架；和 用于在工作位置將所述腹板結(jié)構(gòu)鎖定到另一個(gè)梁的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的建筑單元，其中沿著所述模塊化単元的一條邊的所述支柱元件包括可拆卸支柱構(gòu)件，所述可拆卸支柱構(gòu)件當(dāng)所述單元被運(yùn)輸并且與相同単元安裝到一起時(shí)保持在適當(dāng)位置，當(dāng)豎直相鄰單元的所述折疊梁系統(tǒng)展開(kāi)到所述工作位置并且所述相鄰單元的所述梁構(gòu)件互連以便跨越水平相鄰的單元時(shí)，所述支柱構(gòu)件是可拆卸的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的建筑單元，其中相鄰單元的所述梁構(gòu)件能夠通過(guò)包括壓縮塊的加固板互連，所述壓縮塊容納在相鄰支柱元件之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的建筑單元，水平相鄰的模塊化單元的所述支柱元件通過(guò)互鎖支架互連，所述互鎖支架由此剛性地互連相鄰的所述模塊化単元。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的建筑單元，其中，所述可拆卸支柱構(gòu)件包括管狀構(gòu)件，所述管狀構(gòu)件在長(zhǎng)度上是可調(diào)節(jié)的并且包含固定到用于所述可拆卸支柱的相對(duì)支承的拉桿，所述拉桿是可拆卸的以便當(dāng)所述折疊梁系統(tǒng)已經(jīng)展開(kāi)到所述工作位置并且相鄰單元的所述 梁構(gòu)件已經(jīng)互連以便跨越水平相鄰的單元時(shí)允許所述可拆卸支柱的拆除。
全文摘要
一種折疊梁系統(tǒng)(16)，其在預(yù)制模塊式建筑單元的組裝中使用，所述折疊梁系統(tǒng)具有梁構(gòu)件(20、22)，用于支承所述模塊化單元的地板和天花板結(jié)構(gòu)，當(dāng)豎直疊加地布置所述模塊化單元時(shí)，所述梁構(gòu)件彼此相鄰；打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)(24)，所述打開(kāi)式腹板結(jié)構(gòu)與所述梁構(gòu)件中的一個(gè)(20)樞轉(zhuǎn)地相連，以允許所述腹板結(jié)構(gòu)(24)從存放位置折疊到工作位置，在所述工作位置，所述腹板結(jié)構(gòu)連接到豎直相鄰的單元的另一個(gè)梁構(gòu)件(22)，以便在所述相鄰的單元之間形成結(jié)構(gòu)桁架(16)；和，用于在工作位置將所述腹板結(jié)構(gòu)鎖定到另一個(gè)梁(22)的裝置(28、29)。
文檔編號(hào)E04B1/343GK102869842SQ201180021325
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
發(fā)明者托馬斯·馬克勞德·布魯斯 申請(qǐng)人:莫迪克奈特集團(tuán)股份有限公司