專利名稱：擰緊應(yīng)力的砌塊墻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用擰緊有螺紋的鋼筋以產(chǎn)生應(yīng)力的砌塊墻系統(tǒng)。
典型的獨(dú)立砌塊墻是由一層層混凝土砌塊或類似物砌成，各層間及各塊體端頭間用砂漿相連?；炷疗鰤K通常帶有一個(gè)或一個(gè)以上的孔洞，在垂直方向貫通，以在墻中形成垂直孔道。按照建筑標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)要求，將鋼筋放入孔道中并灌入砂漿，構(gòu)成連續(xù)的垂直芯柱。這類灌漿芯柱通常沿墻的長(zhǎng)度方向間隔4英尺設(shè)置。而砌塊中那些不構(gòu)成芯柱的孔洞則常任其留空。為改善此類砌體墻的絕熱性能，砌塊孔洞可用絕熱材料填充，以降低砌塊內(nèi)、外壁和由這類砌塊組成的獨(dú)立墻體的熱傳導(dǎo)。
授與莊生的第4,769,964號(hào)專利涉及一種可自行對(duì)正和自行校平的干砌絕熱砌塊墻結(jié)構(gòu)。在該專利的砌塊中，絕熱材料制成可嵌入的芯塊，嵌在砌塊的孔洞或開(kāi)孔中，借此改善形成墻體的砌塊的相互咬合作用，同時(shí)亦降低內(nèi)外壁之間和由這類砌塊組成的墻體的熱傳導(dǎo)。在莊生專利中，絕熱嵌塊也有助于組成墻體的各砌塊層自行對(duì)正和自行校平。為滿足建筑法規(guī)關(guān)于沿墻的長(zhǎng)度方向間隔一定距離設(shè)置連續(xù)的垂直灌漿芯柱的要求，個(gè)別的絕熱嵌塊可以從砌塊除去，以在獨(dú)立的墻中形成垂直的連續(xù)孔道。然后將鋼筋插入除去絕熱嵌塊所形成孔道中，再灌入砂漿(或混凝土)，構(gòu)成要求的灌漿芯柱。這類灌漿芯柱是用傳統(tǒng)的方法在墻砌好之后注成的，以產(chǎn)生要求的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)。
在用上述莊生專利所涉及的混凝土砌塊砌墻時(shí)，無(wú)需對(duì)砌好的墻施加預(yù)應(yīng)力或后張拉。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是靠墻體砌完后墻內(nèi)鋼筋和灌漿芯柱的加強(qiáng)而得到的。在有灌漿芯柱的區(qū)段，其熱傳導(dǎo)比芯柱之間有絕熱嵌塊或留空的區(qū)段大，因此絕熱性能較差。
理想的混凝土砌塊墻可連續(xù)地利用沿墻的長(zhǎng)度方向隔一定距離的擰緊應(yīng)力，以綜合莊生專利中絕熱嵌塊和通常灌漿芯柱所提供的增強(qiáng)作用兩者的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的砌塊墻系統(tǒng)。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的絕熱砌塊墻系統(tǒng)。
本發(fā)明又一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的砌塊墻系統(tǒng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種利用沿墻的長(zhǎng)度方向隔一定距離的擰緊應(yīng)力作增強(qiáng)作用的改進(jìn)的砌塊墻系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，擰緊應(yīng)力砌塊墻系統(tǒng)由多個(gè)砌塊構(gòu)成，每個(gè)砌塊帶有上、下兩個(gè)表面，具有一空孔貫通該兩表面。由增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的要求出發(fā)，隔一定距離有一根延長(zhǎng)的垂直鋼筋，一端錨固在墻砌起的底表面，垂直貫穿墻系統(tǒng)各層砌塊的空孔。然后用一塊壓緊用的鋼板件穿在鋼筋上，放在最上一層砌塊的上表面，再利用鋼筋與鋼板件之間的張拉作用對(duì)砌塊的上表面施加壓力。致使在有鋼筋和鋼板件的地方產(chǎn)生向下的壓力，壓在墻系統(tǒng)上。


圖1是本發(fā)明最佳實(shí)施例的部分分解圖；圖2和3表示圖1裝置的使用方法；圖4是與圖1裝置配合使用的混凝土砌塊的頂視圖；圖5是圖4所示砌塊與圖1裝置配合使用時(shí)的端視圖；圖6是圖4所示砌塊的透視圖；圖7是圖4、5和6所示砌塊中所用嵌塊的頂視圖；圖8是圖7所示嵌塊的側(cè)視圖；圖9是圖7所示嵌塊的端視圖；圖10是圖7、8和9所示嵌塊的透視圖11是圖2和3所示一段墻體的頂視圖。
現(xiàn)參照附圖加以說(shuō)明，在不同圖面中所用的同一標(biāo)號(hào)表示相同或類似的部件。首先說(shuō)明圖4、5和6。該三個(gè)圖所示是根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例的改進(jìn)的混凝土砌塊10的外形。該砌塊10有第一和第二縱壁，分別以12及14示之。當(dāng)該砌塊10與其他砌塊相連接而形成一段擰緊應(yīng)力的砌塊墻系統(tǒng)時(shí)，此兩縱壁即成為砌塊墻垂直的內(nèi)、外兩壁面。
由圖4、5和6可看到，砌塊的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為寬6英寸，高8英寸，長(zhǎng)16英寸。顯而易見(jiàn)，也可采用其他尺寸，只要保持圖中砌塊各部位的相對(duì)尺寸及位置即可。
縱壁12及14的厚度為1又1/4英寸，高8英寸，長(zhǎng)16英寸。由圖4和5可見(jiàn)，此兩縱壁由兩橫壁或橫肋16及17相連，使砌塊10從上面俯視就像兩個(gè)首尾對(duì)齊相連的H形(圖4)。橫肋16及17的上表面制成U形，由砌塊10的上表面往下延伸約4英寸，其形狀由圖5的端視圖可看清，其中16就是橫肋。橫肋17的形狀相同，且與橫肋16對(duì)齊。
橫肋16和17上端的U形槽(或稱橢園形開(kāi)口)是用來(lái)放置和對(duì)準(zhǔn)嵌入砌塊中的絕熱嵌塊40用的，這類嵌塊可在砌塊10砌筑前或砌筑后嵌入。此外，橫肋16和17頂部制成U形或橢園形的凹槽或開(kāi)口，砌塊成型過(guò)程中也較有利于混凝土或其他材料在注模時(shí)由流下。這個(gè)外形也減少了模芯從砌塊脫出時(shí)的磨損，可延長(zhǎng)此類模芯的壽命。
由圖4和6可清楚看出，縱壁12和14在與橫肋16和17相接的部位18和20較厚。這構(gòu)成了用該類砌塊砌成的墻系統(tǒng)的增強(qiáng)柱，也提高了該系統(tǒng)所用砌塊的塊體抗壓強(qiáng)度。
當(dāng)圖4、5和6所示的砌塊10用端頭相連時(shí)(如不用干砌法，則采用標(biāo)準(zhǔn)厚度的砂漿55)，相鄰砌塊的端部形成一空孔，其形狀和尺寸與每個(gè)砌塊10中央所形成的空孔21相同。如此則在疊砌砌塊時(shí)，絕熱嵌塊既可嵌入砌塊中央的空孔，也可嵌入端頭形成的空孔中，如圖11所示。
在每個(gè)砌塊10中央空孔21的兩側(cè)，成型時(shí)制出凹槽22和23，如圖4和6所示，這些凹槽約1/8英寸深，沿縱壁12和14所構(gòu)成的墻的中心線對(duì)稱設(shè)置。
為改善用砌塊10砌成的墻系統(tǒng)的絕熱性能，需將楔形的絕熱嵌塊40(圖7至10)塞入每個(gè)砌塊中央由橫肋16和17所形成的空孔21中。當(dāng)相鄰砌塊端頭連接時(shí)，所形成的空孔中也塞入絕熱嵌塊40。因?yàn)閮上噜徠鰤K連接時(shí)的空孔，其形狀和尺寸與空孔21相同，所以絕熱嵌塊40只要求一種尺寸。絕熱嵌塊40成型時(shí)側(cè)邊制成垂直凹槽貫通整個(gè)高度。當(dāng)砌塊一層層疊砌時(shí)，每個(gè)絕熱嵌塊40在垂直方向與其他絕熱嵌塊對(duì)齊，而這些凹槽則成為砌塊墻中水份垂直遷移的通道。
絕熱嵌塊40通常用低容重的泡沫絕熱材料制成，譬如聚苯乙烯或其他同類材料。當(dāng)這類嵌塊40填在空孔21和相鄰砌塊的空孔時(shí)，這些嵌塊40提高了墻體砌塊10的絕熱性能，并顯著降低由墻面12或14傳到另一面的熱傳導(dǎo)。
每個(gè)絕熱嵌塊40的兩邊有一對(duì)朝下的U形突出件——“耳朵”41和42，這些耳朵的形狀正與橫肋16和17的U形開(kāi)口一致，其伸出長(zhǎng)度約等于順砌塊10長(zhǎng)度方向橫肋16和17寬度之半。此點(diǎn)可由圖11清楚看出。
每個(gè)絕熱嵌塊40的上部還有一對(duì)截錐形的突出物45和46，位于砌塊中心點(diǎn)和側(cè)邊耳朵41和42外緣的中間。而每個(gè)絕熱嵌塊40的底部也有類似形狀的凹穴50和51。位于下一層砌塊10中的絕熱嵌塊40的突出物45和46正好伸入上一層砌塊絕熱嵌塊底部的凹穴50和51中。嵌塊的突出物45和46和凹穴50和51有助于嵌入絕熱嵌塊40的砌塊10的對(duì)直，有便于墻的砌筑。因此，當(dāng)用砌塊10一層層疊砌構(gòu)成一幅砌塊墻時(shí)，絕熱嵌塊必會(huì)上下重疊，而突出物45和46與凹穴50和51之間即形成一種實(shí)際的咬合作用。
每個(gè)絕熱嵌塊40還有一U形的缺口48，由一側(cè)往內(nèi)伸入，略超過(guò)嵌塊40本身的縱向中心線，貫通整個(gè)高度，此可由圖10和11看出。這類缺口可作為墻體結(jié)構(gòu)中間隔一定距離的增強(qiáng)鋼筋穿過(guò)的通道，而不用作鋼筋穿過(guò)時(shí)，也可用作電線埋設(shè)的通道。
許多地方建筑法規(guī)要求沿墻的長(zhǎng)度隔一定距離在混凝土砌塊墻中設(shè)置垂直鋼筋。通常此距離約為4英尺。在傳統(tǒng)的混凝土砌塊墻中，這類垂直增強(qiáng)作用是靠所謂“灌漿芯柱”，即在貫穿整個(gè)墻高度各砌塊的空孔中預(yù)設(shè)鋼筋，再灌入砂漿或混凝土而形成。這種施工方法也可用于圖4至6所示的砌塊中。但是，顯而易見(jiàn)，在芯柱的位置是沒(méi)有插入嵌塊40的，這樣，在這類標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)芯柱的位置，墻的絕熱性能會(huì)受損。
為保持這類砌塊墻的良好絕熱性能，也為了不用灌漿芯柱而提供要求的垂直增強(qiáng)作用，可使用圖1所示的增強(qiáng)裝置。該裝置的使用方法由圖2和3可見(jiàn)。每隔一定層數(shù)的重疊砌塊10(圖2及3僅示出兩層)在空孔中穿放鋼筋30，再在端部垂直套入“蝴蝶形”鋼板32，使鋼板32塞入最上層砌塊10上表面的凹槽22和23中。
在墻體施工時(shí)，不論用砂漿或干砌，先要在砌起墻體的基底上埋入一截套筒螺絲31。然后將兩端車出螺紋的增強(qiáng)鋼筋30擰入套筒31內(nèi)固定住，鋼筋30向上穿過(guò)幾層砌塊10，然后再用已講述的方法通過(guò)蝴蝶形鋼板32施加擰緊應(yīng)力。由圖11可以看出，絕熱嵌塊40仍可塞入砌塊10中央的空孔21內(nèi)，也可塞入兩個(gè)砌塊端部形成的空孔中，先套住鋼筋30，再輕輕向下壓，塞入砌塊的空孔。用此法可以保證即使已有穿過(guò)的鋼筋30存在的地區(qū)，墻的絕熱性能與沒(méi)有增強(qiáng)鋼筋30的地區(qū)一樣。
當(dāng)疊砌的砌塊達(dá)到一定的層數(shù)時(shí)，將蝴蝶形鋼板32經(jīng)缺口38套在鋼筋30上，使中心對(duì)準(zhǔn)，且兩端伸出的兩對(duì)凸出件36和37落入砌塊10頂部的凹槽22和23中。由圖1和2可以看出，蝴蝶形鋼板32向上有一微微的拱起。該鋼板由彈簧鋼制成，其拱起的弧度大小及材料選擇使得螺紋套筒33擰緊在鋼筋10的螺紋上，即將蝴蝶形鋼板32下壓，產(chǎn)生一個(gè)向下的壓力或應(yīng)力。
蝴蝶形鋼板32的拱起弧度成為施加于砌塊墻上的預(yù)壓力或應(yīng)力的指標(biāo)。當(dāng)鋼板32被壓平填入凹槽22和23中時(shí)，壓力或應(yīng)力即達(dá)到要求。此時(shí)螺紋套筒33即停止擰緊，砌塊墻內(nèi)即可得到要求的預(yù)壓力。
再往上砌各層時(shí)，將另一根端部套絲的鋼筋30再擰入螺紋套筒33的上半截，如圖2、3和5所示。鋼筋接長(zhǎng)后，就可以疊砌往上；待砌到一定層數(shù)，再將另一塊蝴蝶形彈簧鋼板32和螺紋套筒33(或螺母)套上，依法對(duì)上面各層砌塊施加壓力或應(yīng)力。如此泡制，直至達(dá)到墻的全高，此時(shí)將終端螺母擰在最后一截鋼筋30上面，對(duì)最上層砌塊表面的最后一片彈簧鋼板32施加壓力。
凹槽22和23的深度應(yīng)等于或略大于蝴蝶形鋼板32的厚度，使鋼板32被壓平于砌塊10的頂部時(shí)，鋼板完全處于凹槽22，23中，以避免影響鋼板周圍砌塊的砌筑。另一點(diǎn)要指出的是絕熱嵌塊40的缺口48寬度應(yīng)可容下螺紋套筒33的直徑。
使用增強(qiáng)鋼筋30、蝴蝶形鋼板32和螺紋套筒33的組合，可以在混凝土砌塊墻中形成擰緊應(yīng)力，使這三者的組合可代替過(guò)去傳統(tǒng)的垂直增強(qiáng)灌漿芯柱。對(duì)各層砌塊用上法施加應(yīng)力后，形成的墻即可承受水平推力。
以上所述方法可用于干法施工系統(tǒng)，也可用于濕法砂漿砌筑。此兩者的擰緊應(yīng)力技術(shù)和嵌塊40提供的絕熱性能是相同的。
以上對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的描述，以及所附插圖，應(yīng)視作是說(shuō)明性的，而非限制性的。在有關(guān)技術(shù)上可能有不同的變化及改進(jìn)，但不脫離所附權(quán)利要求書(shū)中述及的本發(fā)明的真實(shí)范圍。
權(quán)利要求
1.一種擰緊應(yīng)力的砌塊墻系統(tǒng)，其中大多數(shù)混凝土砌塊(10)一層層砌起，每個(gè)砌塊都有上、下兩個(gè)表面，這種墻系統(tǒng)的特征是至少有一部分特定的砌塊上表面帶有特定形狀的凹槽(22/23)，而每個(gè)砌塊中央都有一個(gè)空孔(21)，貫穿上、下表面；結(jié)構(gòu)增強(qiáng)材料是一根上端有螺紋的鋼筋(30)，下端錨固在基底內(nèi)，每根增強(qiáng)鋼筋(30)的長(zhǎng)度定為可以通過(guò)砌塊墻中特定數(shù)量的混凝土砌塊層(10)，并伸到最上層砌塊的上表面，該上表面就帶有特定形狀的凹槽，此處混凝土砌塊層的特定數(shù)量應(yīng)少于砌塊墻系統(tǒng)中砌塊層的總數(shù)；一塊拱形的鋼壓板(32)，具有上述特定砌塊上表面特定凹槽(22)的形狀，套在增強(qiáng)鋼筋(30)上端，當(dāng)該鋼板被壓下時(shí)即嵌入鋼筋穿過(guò)的特定砌塊的上表面凹槽中；伸長(zhǎng)的螺紋套筒(33)擰在每根鋼筋(30)的螺紋端頭上，使鋼筋和拱形鋼板間產(chǎn)生應(yīng)力，并通過(guò)拱形鋼板對(duì)砌塊墻中特定砌塊的上表面施加壓力，待鋼板被壓平時(shí)，壓力也即達(dá)到特定值，再用另一根帶螺紋的鋼筋(30)的下端擰入螺紋套筒中，使垂直延伸穿過(guò)墻系統(tǒng)中疊砌的特定數(shù)量的砌塊層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的墻系統(tǒng)，其特征在于，所述拱形鋼板上有一缺口，有便于相應(yīng)的伸長(zhǎng)鋼筋(30)穿過(guò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的墻系統(tǒng)，其特征在于，所述混凝土砌塊(10)兩端帶有開(kāi)口，即在第一個(gè)貫穿空孔部分的兩側(cè)，故在墻系統(tǒng)的一層砌塊中，當(dāng)砌塊(10)端頭對(duì)端頭相連時(shí)，每一對(duì)砌塊(10)的開(kāi)口構(gòu)成第二個(gè)空孔，其形狀與貫穿每個(gè)上述砌塊的第一個(gè)空孔相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的墻系統(tǒng)，其特征在于，絕熱嵌塊(40)可以填入貫穿每個(gè)砌塊(10)的第一個(gè)和第二個(gè)空孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的墻系統(tǒng)，其特征在于，絕熱嵌塊(40)帶有貫通中央的U形垂直缺口(48)，用以通過(guò)鋼筋(30)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的墻系統(tǒng)，其特征在于，絕熱嵌塊(40)帶有配套的突出物及凹穴(45，46，50)，使其可與上層及下層的所述砌塊中的絕熱嵌塊(40)相嚙合，而將墻系統(tǒng)中的砌塊連接起來(lái)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的墻系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)特定的砌塊(10)均由第一條和第二條間隔開(kāi)的平行縱壁組成，相互間又由沿每個(gè)砌塊(10)縱軸等距設(shè)置的第一條和第二條橫肋(16，17)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的墻系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)特定的砌塊(10)均由第一條和第二條間隔開(kāi)的平行縱壁組成，相互間又由沿每個(gè)砌塊(10)縱軸等距設(shè)置的第一條和第二條橫肋(16，17)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的墻系統(tǒng)，其特征在于，所述混凝土砌塊(10)兩端帶有開(kāi)口，即在第一個(gè)貫穿空孔部分的兩側(cè)，故在墻系統(tǒng)的一層砌塊中，當(dāng)砌塊(10)端頭對(duì)端頭相連時(shí)，每一對(duì)砌塊(10)的開(kāi)口構(gòu)成第二個(gè)空孔，其形狀與貫穿每個(gè)上述砌塊的第一個(gè)空孔相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的墻系統(tǒng)，其特征在于，絕熱嵌塊(40)可以填入貫穿每個(gè)砌塊(10)的第一個(gè)和第二個(gè)空孔中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的墻系統(tǒng)，其特征在于，絕熱嵌塊(40)帶有貫通中央的U形垂直缺口(48)，用以通過(guò)鋼筋(30)。
全文摘要
砌塊墻系統(tǒng)由混凝土砌塊(10)及相互咬合的絕熱嵌塊(40)組成。為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，用蝴蝶形的鋼板件(32)套在穿過(guò)已疊砌好的砌塊層的鋼筋(30)上，擰旋一段螺紋套筒或螺帽(33)，即可將鋼板件(32)壓緊在最上層的砌塊表面。當(dāng)鋼板件(32)被壓平，嵌入砌塊表面特留的槽(22)內(nèi)，砌塊中即產(chǎn)生要求的壓力或應(yīng)力。以上各層的砌塊可在已受壓力的砌塊上繼續(xù)砌，然后再用另一段鋼筋接在已有的套筒或螺帽上，套上鋼板件，用同法擰緊，逐段形成墻系統(tǒng)。
文檔編號(hào)E04B2/10GK1136628SQ9411619
公開(kāi)日1996年11月27日 申請(qǐng)日期1994年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月10日
發(fā)明者斯坦利·D·約翰遜, 韋爾登·R·約翰遜 申請(qǐng)人:斯坦利·D·約翰遜, 韋爾登·R·約翰遜