CN101542052A - 利用集成技术的模制膨胀聚苯乙烯中心的建筑体系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种构建建筑物的方法，由于产生的具有SEP技术的建筑物及附加建筑物部件形成非常牢固的建筑物，包括抵挡强风袭击的能力。本发明包括选择性地在连接板墙中构建垂直混凝土柱和水平混凝土梁。这样就结合了结构绝缘板技术和绝缘混凝土模板技术。本发明也涉及了使用压缩坚固件，其穿过板外壳的两层形成板外壳的一个机械附件，而不像典型的SIP中那样完全依靠粘合剂结合，因此板自身产生真正的盒微聚束效应。坚固件具有较大隔腔的顶部。这些坚固件可以用于连接相邻的板。这些板为相交搭叠块，而坚固件穿过延伸块。

Description

利用集成技术的模制膨胀聚苯乙烯中心的建筑体系

发明背景

1、所属领域

本发明涉及使用绿色技术以及，如果需要，少许的木制品的模块化建造的建筑体系。

2、相关技术

建筑部件的外部制造，例如公知的顶板构件。

发明概述

本发明涉及多个具有水泥板、定向结构刨花板、金属或氧化镁外层或“外壳”，模制膨胀聚苯乙烯制成的墙板。在一个实例中，板宽4英尺，高8英尺，厚31/2-111/2英寸。其它的大小也可以。板的垂直末端被切割为成形模块和凸榫搭接从而与贴近的相邻板连接。由此形成的搭接所增加的表面积可以将板连接在一起。在板搭接处使用粘合剂来“焊接”MEPS形成一面“类似连续”的结构墙。通过在锁和凸榫搭接处穿过两块板的厚度，并锚定在外表面的压缩坚固件将板固定。

该结构可以被锚定在一个混凝土垫块上。顶板结构由板材制成并通过附加连接件锚定在墙上。

面板也可以包括预成形洞形生模板来浇注形成内部垂直混凝土柱和水平混凝土梁这样就结合了结构绝缘板技术(SIP)和绝缘混凝土模板技术(ICF)。

板的水平末端也可以相似地切割定型为成形模块和凸榫搭接。

附图说明

附图，作为本发明的重要组成部分，是本发明的优选实施例。这些附图，以及上述本发明的概述和下面详细描述的优选实施例，均用于解释本发明的原理。

图1显示了一块SIP板的实例，该板宽4英尺，长8英尺。该图为一个侧视图。图示了每2英尺垂直安装的压缩坚固件的斜切顶部。并显示了搭接的凸榫部件。

图2A和2B显示了两块SIP板的相对搭接。

图2C显示了使用一个压缩坚固件连接在一起的两块板。

图2D显示了一个两件螺纹压缩坚固件。

图3显示了一块具有内柱形成洞或环的一块SIP板的一个末端相交搭叠块。

图4是SIP板的一个端视图，显示了用于一根混凝土水平梁的洞。

图5是另一种SIP板的端示图，显示了一个膨胀安装顶部里可以形成一根混凝土水平梁。

图6是图5端示图的局部放大图，显示了水平和垂直加固杆和压缩坚固件。

图7和图8显示了一个SIP工字梁通过相关结构连接件及压缩坚固件与另一块垂直SIP板相连的实例。

图9A、9B和9C是用于连接工字梁和SIP板的连接件的不同视图。

图10显示了连接垂直SIP板顶部的一块倾斜结构连接板和包括工字梁的倾斜顶的设置。

图11显示了垂直SIP板顶部的一根水平工字梁附加装置。

图12A、12B和12C是图10所示的倾斜结构连接件板的3个视图。

图13和14显示了连接SIP板和一根倾斜工字梁的选择性的结构附加连接件。

图15A、15B和15C分别是一种连接件装置的主、侧和后视图。

图16和17显示了连接相邻SIP板用于一个顶板结构的搭接的局部示意图。

图18显示了通过一个操作结构Z组成加固的一种模块和凸榫搭接。

图19和图20显示了SIP垂直板底座通过一个结构连接件与地下混凝土板相连。

图21显示了相互连接为一个墙体并包括内部垂直混凝土柱和水平梁的3块SIP板的等轴测视图。

图22显示了形成一个模块和凸榫搭接，并设有压缩坚固件的两块板的垂直边缘的等轴测视图。

图23显示了多个SIP板连接为一个墙体，并通过结构顶部和底部巨大变化连接件将两块板相连的等轴测视图。

图24显示了一种通过图18所示的Z形结构组以及设置有一个顶部结构连接件板将两块板连接的压缩坚固件加固的模组和凸榫搭接的等轴测视图。

图25和26分别显示了一种SIP板生产线的俯视图和侧视图。

图27和28分别显示了一种双SIP层压压机的主视图和侧视图。

上述附图仅是本发明的一个实施例，而所述的本发明还具有多个其它可为的形式。此外，作为本发明重要组成部分的附图是本发明的优选实施例。这些附图，以及上述本发明的概述和下面详细描述的优选实施例，均用于解释本发明的原理。

发明详述

这里所述的结合了结构绝缘板技术(以下称为“SIPs”)的建筑结构和方法，以及可能包括混凝土垫块或基座，压缩坚固件粘合固定的墙板，选择性地内部混凝土梁和一个与墙体系相连的顶板体系。结构和建筑方法有两个方式，一是混合混凝土，而另一个不混。

利用混凝土柱和梁技术结合了结构绝缘板技术和绝缘混凝土模板技术。所述的实施例公开的两种方式利用结构绝缘板(下面称为“SIPs”)，混凝土柱和梁被安装在SIP板的内部.

板是一块结构绝缘墙或顶板11，其具有厚3 1/2-11 1/2英寸的模制膨胀聚苯乙烯制成的中心(下面称为“MEPS”)。外层110是水泥板(CB)或定向结构刨花板(OSB)，金属或氧化镁(MgO)板，其可以是II型、2类结构粘剂及其类似粘压而成。图1为SIP板的一个实例。板宽4英尺，高8英尺。所述的板的厚度可以在31/2-111/2英寸之间。图示的板1是一个侧视图。并图示了下面将要进一步阐述的压缩坚固件的斜切顶部3。压缩坚固件的顶部也可以是正方形边。图示每两英尺安装压缩装置。其它的合适安装也是可以的。模块的凸榫115和凸榫搭接也突出地显示在板的垂直边。

CB和MgO外部材料也具有阻燃性。

结构体系的其它部件，如，玻璃丝，也可以由一种挤出法制成。这样各部件也可以定制。

体系使用一块装配在每块板的垂直边缘，有时是在顶部水平边缘的3-4英寸的模块凸榫，与第二块板的相似边缘相对搭接。随着形成搭接的对接垂直并水平地设置多个压缩坚固件。压缩坚固件连接于每块板的外壳，无论是粘合板，OSB，金属或MgO板。因此压缩坚固件接合了两块SIP板的外壳。压缩坚固件垂直地设置在山形墙上和2形墙上。这样加固了板之间的连接。

在一个选择中，结构中可以使用混凝土。板包括一个垂直方向的洞从而在板的内部形成各种形状的混凝土柱。一块板设置在设有一根垂直混凝土柱的结构水泥板上。设置在柱里的加固杆(螺纹钢筋)依靠螺纹钢筋从混凝土垫块里伸出。压缩坚固件在浇灌混凝土时用于固定模板的边(结合板墙)。混凝土柱模板是一个产生在内部MEPS的洞并增加SIP板的长度。

垂直柱顶部的一根水平梁也可以通过一个SIP板顶部的第二洞或通过使用一个被构建的或“可分离的”梁模板形成。水平梁的螺纹钢筋也可以依靠垂直螺纹钢筋从结构的混凝土垫块中伸出。(见下所述)

在结构侧墙高于标准SIP墙板时，模块凸榫搭接或搭接用在所有垂直板连接和山形墙末端。

图2A到2C显示了模块凸榫搭接或搭接。一种两件式压缩坚固件也显示在图中的1，2，3。在一个实施例中，所示的MPES板105厚度为6-8英寸，它具有一块水泥板、OSB、金属或MgO的外表面(7/16英寸)110。外表面或外壳由II型、2类结构粘剂粘压而成。

防水结构粘合剂5可以用在搭接的两边。优选地在被连接的SIP墙板间设置1/8英寸气隙130。模块凸榫搭接结合的水平偏距135可以约为4英寸。

图16显示了三块顶板20A、20B、20C的板搭接。每个顶板包括多个与模块凸榫搭接装置相连的单独的SIP板。

图17中显示的SIP板20D、20E可以有不同的厚度，包括水泥连接颗粒板、OSB、金属或MgO层。图中还显示了优选的1/8膨胀连接130和约4英寸的搭接偏距135。图中还显示了粘剂5的设置。

SIP板搭接被用在所有垂直(墙)板连接及水平用在结构的山体墙末端。

该体系使用一个特别的压缩坚固件包括一个被直接安装在SIP板表面或外壳上的螺栓。图2D所示的压缩坚固件包括一个螺栓部件1和一个螺母部件2。这两个部分连接为所特指的3。

压缩坚固件的螺栓和螺母上均有有边的大斜面或正方形边作为顶部，并与SIP板的压缩坚固件SIP板外壳连接。顶部和螺母部件都有螺纹可以被拧紧。这样螺栓、螺母或螺丝钉就有一个进一步的固定连接。这也增加了结构的稳定性，包括每个移动或强风情况下的稳定性。该构建技术在板墙连接上形成一个盒体微聚束效应。

坚固件结构可以是非金属，如玻璃丝，也可以是金属，如不锈钢。压缩坚固件可以是与SIP板厚度相配的任意合适长度。在一个实例中，坚固件长7-10英寸。在一个实例中，坚固件杆部分的直径为1/4英寸。在一个实例中，斜面或正方形末端的直径为1英寸。斜面末端可以是六面槽便于拧紧。

这里所述的体系允许安装具有所构建的SIP板的垂直方向的混凝土柱。见图3。在一个实施例中，模制膨胀聚苯乙烯105可以被模制或切割形成混凝土模板或环。混凝土柱的形状通过具有SIP板的预成型洞或环形成。图3也显示了外壳110的双层(第一层外壳在板的一边，第二层在另一边)。图中还显示了压缩坚固件3横跨模板。这些压缩坚固件用于在浇灌混凝土时，稳定固定结构的边。这些压缩坚固件也可以每2英尺垂直地设置，尽管也可以选择其它的设置。

一个规则的，或其它形状的洞140垂直设置在一块墙板里用于浇灌一个结构混凝土柱。洞延伸到SIP板的整个长度。如果构建一个水平混凝土梁，混凝土柱不会延伸到板的顶部。在宽71/4英寸的板中，模板或洞可以是51/4×131/2英寸。图示的规则形状仅作为一个实例，而不能限制本发明。

再回到在每个搭接处使用的压缩坚固件和粘合剂。压缩坚固件也可以每两英尺地垂直地设置。多个被连接的墙板，设有穿过搭接的墙板厚度的坚固件，和与互相搭接板的每个外壳的外表面相连接的较大倾斜末端，将它们拉在一起，从而变得稳定、一体化。

此外也可以跨过某些或全部板的顶部构建垂直混凝土柱，水平混凝土梁建筑。图中显示了两个选择。

图4显示了一种垂直方向SIP板的顶部截面包括里面的模制膨胀聚苯乙烯105和外面的外壳110。板包括一个洞145形成用于浇灌一根水平混凝土梁的模板。在一个实例中，模板145可以是131/2英寸深。可以用螺纹钢筋加固混凝土并且这个螺纹钢筋与相信的垂直柱的螺纹钢筋相连接。

在第二种选择中，如图5所示，一个U形模制膨胀聚苯乙烯(MEPS)105模板或洞145准确地适合于一块SIP墙板的顶部215用于浇灌一根水平混凝土结合梁。可分离梁125模板覆有饰面110，例如，水泥板、OSB、金属或MgO向下***MEPS的基座150从而形成将梁模板设置在一个墙板220上的固定装置。

为了协助固定可分离梁模板，当浇灌混凝土时，压缩坚固件3被用于稳定并固定模板145的边，如图6所示。图6还显示了压缩坚固件3伸过外壳110的两层。并显示了水平螺纹钢筋伸过顶梁150，而垂直螺纹钢筋155伸过垂直混凝土柱。

注意该模板安装在SIP墙板215顶部的上面。这样在增加墙的高度的同时，也增加墙的强度和抗风能力。

使用混凝土柱和梁可以构建复合型结构。从而要求柱，梁和墙具有合适工程学的厚度直径。

图7和8显示了一个结构连接件板320，321的两个实例。板伸过SIP板的顶部215。它包括使用至少一个压缩坚固件3将连接件板与板相连的洞。板顶部也包括一个切口316用于接近伸过水平顶板工字梁305的一个螺栓310，其包括一个U形口用于将梁支持到连接件上。

图9A、9B和9C显示了结构连接件320的不同侧视图。图9C显示了一个顶板***工字梁和一个将工字梁支持到墙上的U形口的横截面视图。

图10显示了一个结构连接件板325与一个如图5和6结合所述的被构建的水平混凝土梁连接。连接板是斜形或楔形。图示的混凝土312具有模板145，MEP105和外壳110形成模板和SIP板的顶部215。这里还图示了一个斜的顶板结构包括一个工字梁305。

结构连接件通过一个垂直***混凝土312的螺栓311与混凝土梁连接。一个U形口313从结构坚固件伸过工字梁。该装置还可以包括一个穿过工字梁的平板螺栓310。

图12A、12B和12C是结构连接件325的三个视图。

图11显示了一个通过设置在SIP板215顶部的一根水平混凝土梁固定的平顶体系。模板145包括MEPS105形成混凝土模板和外壳110。所示的顶板体系包括一根工字梁305，它通过***混凝土中的一根螺栓或其相似附加装置与混凝土梁相连。

图13显示了一个与SIP墙板顶部215相连的倾斜顶板体系的另一个实施例。所示的顶板体系包括一根工字梁305。结构连接件326的尺寸大小适于在模制膨胀聚苯乙烯(MEP)105和外壳110的两层之间。结构连接件包括容纳一个或多个接近SIP墙板的压缩坚固件3的洞。结构坚固件也是适于顶板体系的斜体。工字梁通过一个穿过工字梁的U形口313支持。也可以被一个穿过工字梁的螺栓支持。MEPS的一个楔形锁也可以被***倾斜结构紧固件的洞331中。

图14显示了一个具有尺寸匹配于两个外壳层110之间的结构连接件327的相似体系。图15A、15B和15C是结构连接件326的三个视图(分别为主、侧和后视图)。阻止部件在图13中依次显示。

图16显示了相互撒拉，并用于一个顶板体系的SIP板。使用粘合剂和压缩坚固件搭接为一个单独的整体。根据负载系数，取消压缩坚固件可以以不同的间隔安装。负载系数可以是暴风雨。通过设置压缩坚固件、墙顶和墙底上与水平梁和连接墙和混凝土板的紧固件相连的结构连接件，顶板被构建为可以抵御强风

图17显示了搭接方式的另一个局部图。SIP板可以是不同厚度。图中显示了压缩坚固件3。还显示了粘合剂5。搭接结构的偏距约4英寸。图中还显示了优选的1/8英寸的膨胀口130

图18显示了一个搭接的另一个实施例，其中一个Z形部件8插在两个搭接的板18-1和18-2之间。该部件可以是玻璃丝的。这样加固了接合板之间的粘合。这个部件8也显示在图24中。

图19显示了MgO或相似防水材料的SIP墙板的底部219和底板220的制备(见图20)。图中显示了模制膨胀聚苯乙烯105和水泥板、定向结构刨花板、金属或氧化镁的外壳110。还显示了制备用于设置连接件结构(未显示)的洞224被安装在MEP和外壳之间。

图20显示了SIP板底部被安装在一块混凝土垫块175上，并被***混凝土中的一根螺栓170所支持。结构连接件225被设置在底板220的顶部，由一个压缩坚固件3和粘合5剂支持。

图21是一种复合SIP板组成的SIP墙的等轴测视图。图中显示了作为体系部分之一的结构底座连接件225将复合板一体化于或凝固于一块单独的结构墙。还显示了紧固于MgO底座板220上的锚栓170。还显示了垂直设置在每个搭接上的多个压缩坚固件。图21的虚线显示了垂直水泥柱141和所含的螺纹钢筋的定位。还显示了水平梁312也包括螺纹钢筋150。还显示了MEP105和外壳110。图中显示了一部分的顶板体系，主要是它与墙相连的部分。一根设置在水平混凝土梁里，具有一个轮毂螺母311的螺杆313将顶板固定。

图22是从21的局部放大图，图示了SIP墙板的内部连接搭接。每块SIP板包括一个模板搭接接或搭接。板11与第二块板11相互匹配。每个连接的搭接模板115与贴近的相邻板相匹配。接合处通过一系列压缩坚固件3A、3B、3C在结构上统一。也可以使用粘合剂(未显示)。图中显示了用于混凝土模板的洞140和由此形成洞的MEP105。还显示了一个具有滴水边缘的楣板325。

图23是SIP墙结构的另一个等轴测视图。图示了顶部结构连接板320。这些部件跨越两块SIP之间的每个接合点。图20和21中还显示了底部结构底座连接225。这些部件也能跨越两块SIP板之间的每个接合。这些顶部和底部部件，再加上沿着每个接合的垂直方向的压缩坚固件，每个接合上的结构Z部件8，和接合处使用的粘合剂，这些形成了一块结构一体化的墙。混凝土垫块175和螺栓170穿过了MgO板115。

图24显示了两块板搭接处的局部放大图。图中显示了跨过板接合处的顶部结构扣紧板320。板被两个压缩坚固件3A、3B、3C固定在位置上。Z部件8也被***搭接模板115之间。

也可以使用同样的制造技术形成抗风顶板体系。结果是一个结构一体化的顶板体系与墙体体系坚固连接(选择性地包括混凝土柱和梁)。全部的结构都较好的适于地壳运动和经历过风害的暴风雨多发区域的场所。制备***也适于结构的快速构建。既然部件通过工厂化制造，费用也随之减少。

图25是用于制备SIP板的生产设备布局的俯视图。工艺首先主要是将模制膨胀聚苯乙烯(MEP)426放入一个重力辊道运输道，接着到一个粘合延辗机424和水混机423中。外壳是下一步供给422到板的外部，到一个已经铸好凹槽的用辊板420升降的钳具。还包括一个高架真空起重机427。运输轨412上的运输车将组合板(通过粘合剂粘合有“外壳”的MEP板，如CB、MgO等)运送到一个压力机400中。图中还显示了区域410，在此增加了附加压力以提高产品质量(由于粘合需要压力机施以压力的时间)。压力越大，就可以同时处理更多的板。设备结构呈一个具有形成“T”顶部的热压的T型。

图26是生产布局侧视图。相同的序号用于背面部分设备。

图27是粘合外壳和MEPS部件的压力器400的主视图。压力机被称为一个“T-压力机”406，由于两个压力机使用一个垂直结构。压力机包括一根钢制宽缘梁401和一个栓在混凝土楼板402上的底板。包括有两个压紧杆403。图29显示了压力机400和压紧杆。压力机通过水压汽缸404结合一个结构盒道405工作。其它类型或设计的冷压机也适用于“T-压力机”，当它们符合标准和产品要求时。

图28是T-压力装置的侧视图。

此外，这些详细的说明仅作为例证解释，仅用于指导本领域的技术人员实施本发明所述的方法。应理解为这里所图示和描述的本发明的内容仅为优选的实施例。虽然已经被固定，但是部件或调节装置的连接形状、尺寸和安装都可以在方法的步骤中进行修改，而不会超出本发明的范围。例如，虽然图示和描述了详细的实施例，在不偏离本发明的原理基础上仍然可以有多种修改，保护的范围不受权利要求的范围所限制。例如，等同元素也适用于这里所图示和描述的，并且本发明的一些特征也可以独立于其它特征使用，所有这些都让本领域的技术人员通过本发明的描述获益。

虽然图示和描述了详细的实施例，在不偏离本发明的原理基础上仍然可以有多种修改，保护的范围不受权利要求的范围所限制。

Claims (10)

1.一种结构，包括

a)至少一面墙，包括多个SIP墙板，每一个均具有一个模制膨胀聚苯乙烯中心，其中心位于相对的第一和第二水泥板、定向结构刨花板、金属或氧化镁外壳之间，这些板通过搭接、粘合剂以及压缩坚固件相互连接形成墙，其中压缩坚固件伸过墙板的厚度，并具有一个外螺纹部分和一个内螺母部分，其中每个端部均有一个大隔腔部件加固支撑每个表层；

b)一块由多块板组成的顶板，该多块板均具有一个模制膨胀聚苯乙烯中心以及相对的第一和第二水泥板、定向结构刨花板、金属或氧化镁外壳，这些板通过搭接、伸过板外壳厚度的压缩坚固件及粘合剂相连；并且

c)顶板连接于墙板，包括结构连接件通过伸过附加装置和墙板外壳的压缩紧固件连接到墙板的顶部，附加装置通过一根螺栓连接到顶板上。

2.如权利要求1所述的结构，还包括至少一块SIP墙板具有一个垂直方向穿过板的洞，它可以被充满混凝土。

3.如权利要求1所述的结构，还包括一根水平方向模板朝向靠近于SIP墙的顶部，它可以被充满混凝土。

4、一种构建一种结构的方法，包括

a)组装至少一块由模制膨胀苯乙烯制成的具有至少一个第一水泥板、定向结构刨花板、金属或氧化镁外壳的单独墙板组成的墙，连接板有一个粘合剂连接的搭接和至少一个伸过搭接墙厚度的压缩坚固件，从而与所连接的板的第二外壳相连；

b)连接多个屋顶支撑部件，其具有通过一根伸过墙外壳和部件侧板的压缩坚固件安装在墙外壳上的两侧板；

c)通过搭接、压缩坚固件和粘合剂连接相互连接的顶板，其中单独的顶板相互连接在一起形成一个单独的抗风顶板面。

5.如权利要求4所述的方法，还包括

a)在墙板的模制膨胀苯乙烯中心里形成垂直方向洞；

b)组装能安装在洞里的螺纹钢筋；

c)将混凝土浇灌到具有螺纹钢筋的洞里从而形成一根从地基垫块伸起的垂直柱；

d)装上多个穿过经过洞的墙板的第一和第二外壳的压缩坚固件。

6.如权利要求5所述的方法，还包括垂直柱的螺纹钢筋与从地基垫块伸起的螺纹钢筋相连。

7.如权利要求5所述的方法，还包括

a)在一个或多个墙板顶部形成一个具有模制膨胀苯乙烯中心的水平方向的洞；

b)组装能安装在跨越多个墙板的洞里的螺纹钢筋；

c)将混凝土浇灌到具有螺纹钢筋的洞里形成一根水平混凝土柱；并且

d)装上多个穿过经过洞的墙板的第一和第二外壳的压缩坚固件。

8.如权利要求7所述的方法，还包括将水平混凝土柱连接到至少一个垂直混凝土柱上。

9.一种制备膨胀墙板的方法，包括一个模制膨胀聚苯乙烯中心和一个第一和第二水泥板、定向结构刨花板、金属或氧化镁外壳，还包括：

a)平衡两个水压“T”压力机或其它冷压机，其中一个垂直结构元件被用于两个压力机缩回定位在一个或多个压力机底座上的杆，使得板的一个架子进入压力机的末端，并在板固化后被移动，压力机底座由垂直定位到板长度的宽缘钢梁和垂直定位到板长度的滚筒缘钢梁构成；

b)将滚筒装置定位在压力机每个边上的钢起重架上，其中两个水压汽缸或高压弹簧设置在每个起重架的下面从而在宽缘梁间升降滚筒装置，当架/滚筒装置被升起或高压弹簧被升起时，就可以将处理好的板从压力机中移出；

c)将产品从前面输送，从压力机的后面卸载处理好的产品，并且

d)适应性地安装多个铺设有T同轴线和层压线的压力机，使压力机循环从而持续操作。

10.如权利要求9所述的方法，其中使用了水压冷压机。

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