CN104870724A - 自承载均质双轴混凝土层的***和方法 - Google Patents

自承载均质双轴混凝土层的***和方法 Download PDF

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Abstract

本发明解决现有问题，获得了一种自承载双轴均质轻质混凝土层。本发明由包括半预制件和特定纵梁结构的***和方法组成。本发明设计成全平板结构均质，并且在执行过程中，无需使用临时支撑架就可实现该全平板层结构。本发明以一种简单且经济的方式解决问题，增加了浇筑速度，并且提供了扩大适用范围。

Description

自承载均质双轴混凝土层的***和方法
技术领域
本发明涉及轻质双轴平板混凝土层(slab)***的设计、建造及实施，该***包括设计和制作成使得该***的部分的后张促进形成成品层结构的半预制件。该成品层结构是均质且在执行过程中无需临时支撑架即可获得。在不使用临时支撑架时，现有技术不能获得均质双轴层，而本发明以一种简单且经济的方式解决了这些问题。应用范围的增大将会提高建造速度，通过减少材料也会增加环境效益。
背景技术
基于功能和执行的相关标准，混凝土层可以认定为三大主要类：完全现场进行浇注的混凝土层；成品的预制件或半预制件。每一主要类分为标准(软钢)钢筋层(reinforced slab)或者应力硬钢层(stressed hard steel slabs)，实心或空心/轻质层，以及单向或双向(oneway or two-way)制作的层。后张法(PT，post-tension)应用在全浇注混凝土层(finished concreted slab)，而前张法(pre-tension)应用在预制中。与本***发展具有相关的关联的仅为轻质双轴板层(plate slab)。
在建筑地全浇注混凝土层需要脚手架，钢筋可以放置其中并浇注混凝土。在混凝土固化时，通过采用钢筋束(tendon)，该混凝土层不能前张，但是可以后张。固化后，可以移除框架。主要缺陷是水平脚手架和临时垂直支撑架昂贵且费时。
预制件是在工厂进行100％浇注混凝土的成品的功能元件，并将其运输到建筑地，在建筑地进行建立而不使用任何临时支撑架。该成品的最后的预制件的缺陷是：相对于在建筑地进行完全或者部分浇注混凝土层，该预制件的每一定义为单向跨距(one-way spanning)元件，并且仅可以用于获得单一方向的层跨距，该预制件可以在两个方向上加强承载(carry)。全预制件是独立的部分，并且可能也有振动、声音以及通用泄露等问题，这是为什么一般需要其他的方法的原因。
半预制件在工厂里制作或者在建筑地靠近制作，并且一般包括轴承钢加劲梁和混凝土底板，该混凝土底板包括基础的钢筋，使在一个方向上的运输和实施过程中元件能支撑自己本身的重量。
并排放置半预制件可以取代传统的框架的水平部分，并且在现场浇注混凝土时，最后加入钢筋之后，就可获得均质层-并且如果在两个方向上连续加入钢筋就形成了双轴的。
尽管通过使用半预制件可以省去框架的水平部分，但是仍然需要垂直部分，即临时支撑架，因为在浇注混凝土和固化的过程中半预制件的承载能力一般为1-2m。临时支撑架的成本为成品层的价格的30-35％。此外，建造过程耗时，并且需要劳动力去建立和移除支撑架。
为了能进行运作，半预制件具有大约6cm高度的混凝土底部。该底部运用时有微弱的预应力，但是效果有限，并且由于该混凝土底部的有限高度，该底部仅能少量地增加跨距。而由于最小负载和优化空间间隔的期望，该混凝土底部的高度不可能增加。基本问题是如何使半预制件具有足够的强度和硬度以在较大跨距承载-或者与成品层一样的跨距-直到最后浇注的混凝土已经固化且已经加入了工作负载。
钢轮廓(profile)是一种理论上的解决方案，是吸引注意力到这类例子的原因。
一些专利申请(例如EP0794042)描述了钢梁，该钢梁放置在预制混凝土面板的表面上方，并且通过不同的方式与混凝土层连接。在层上放置钢梁，以加强层内的连续钢，但是该连接并不能保证钢轮廓与混凝土层之间具有足够的必需的作用力进行传递，另外，钢梁本身的效果也远远不够。
钢梁的较低的边缘(flange)放置在混凝土板(plate)的上方，这样不封装到混凝土板内。剩下的混凝土表面太薄而不稳定，并且钢与混凝土之间的接触表面太差而不能传递必要的剪切力(shear forces)。因为增加板的厚度是不可想象且不现实的，因此打消了采用这种板类型的基本思路。
事实胜于雄辩-示出了确切的采用常规钢的标准例子：
层的厚度300m＝>需要的层跨距30×厚度＝9m。
可用高度＝300-60-60＝180m＝>可能的INP 180(仅相关的细长轮廓外形(slim profile))
一次性力矩(Disposable momen)的最大值M＝W×f，yd＝160000×180×10E-6＝29kNm/轮廓。
假定每0.6m层负载(没有安全因素)使得p＝(7.2×0.75×0.6+0.2)＝3.4kN/m，因为没有层具有比25％更高的空间百分比(air-％)(除了泡沫甲板技术作为一特例)。实际设计的每一轮廓的力矩是M＝3.4×92/8＝34kNm，并且大于轮廓强度。大约0.6m的钢轮廓不再能作为混凝土层，但其是平行钢梁的单向***，实际上不能整合该钢梁而形成轻质双轴均质层。
专利申请[PCT/KR 2005/004320]证实了上述提到的缺陷。此申请描述了钢梁的使用，该钢梁的较低边缘封装到大(厚)而重的钢筋混凝土内，以传递应用了后张钢筋束的混凝土和软钢轮廓之间的必要的作用力，以构成统一的更强梁。
然而，此申请仅符合常规的单向梁结构，不具任何可能性去构成双向连续均质混凝土层，因而，此申请在本发明技术领域之外。
包含钢梁轮廓的所有这些申请是非常不可行的，并且由于钢的部分起作用，使得在材料消耗方面较大。然而，如果钢轮廓的底部封装到薄混凝土层内，位于钢底部的下方2cm和上方2cm处，最重要的问题是，不能保证在易坏的薄混凝土层与钢之间能传递作用力(特别是后张力)，因为混凝土不是足够强，并且如果混凝土足够强，就需要额外的不实际且昂贵的方式来保证传递，如复杂的锚。
专利申请[WO 97/14849]描述了采用钢梁制作全预制件的可能性。这些全预制件通过在支柱之上成一直线地拉紧在管道内拉出的钢筋束从而在主方向上现场连接制备。。这样，该结构就构成了全预制的常规单向长跨距的TT型梁。
该结构不是双轴均质平板层，并且不是用于现场浇铸的半预制板，因此不是在本发明技术领域之内。
该申请描述了垂直于主方向“钢支撑梁(supporting steel beams)”。这些钢梁不具备承载效果，仅支撑位于底部表面的抬升部分的下方的框架，当浇注混凝土和固化时，混凝土边缘容易在圆拱(ribs)之间承载(carry)。而且，例如通过聚苯乙烯块建立底部空间的框架要简单和便宜得多。
专利申请[WO 00/53858]描述了一现场解决方案，其中，多个次级梁放置在主梁上，且相互之间距离较短。在次级梁之间放置轻质块，因此在此***浇注混凝土时，就获得了装有双圆拱的层。该层具有一个主方向(梁)和一个次级方向(梁)，因此与均质双轴层没有关系。其缺点有：在现场制作该***费时；传统的梁仅能跨越相对较短的距离。
专利申请[EP 1908891]描述了一半预制层元件，该元件具有山脊(ridges)，该山脊出现在边缘区域内的主方向内。由此，连接层元件将构成了一常规单向结构，不可能具有任何双向效果，原因是，由于边缘处的阻隔的山脊，只能单向建立连续性。该结构不能代替双轴均质层，并且实际是发明技术领域之外的。
另外，此发明的一个基本问题为采用了脊梁(ridge beams)。包含该脊梁的半预制件的制作和浇注混凝土导致框架和建造过程不但存在问题而且昂贵。因此需要采用新的***/方法。
此外，由于包含山脊的半预制件必然颠倒地制作在框架上，此制作方法排除了将任何东西结合到混凝土内并且在与山脊相对于面板(panel)突出的相同方向上从该混凝土处突出的可能性。因此，在浇注混凝土之前，桁架梁和轻质件等均不能放置在混凝土内。这就造成元件不但功能有限，且昂贵而不具灵活性。为了结合最优减重和实际安装，如泡沫甲板技术定义的那样，特别地，球体的轻质件必须放置在加强网格内的开口(opening)内，该加强网格放置在半预制底部。基于此原因，需要新的方法。
通常，现有技术仅描述了钢从山脊处相对与面板的底平面向上或向下突出的方案。一个例子为[2325409]的申请。目前，没有制作方法如本发明描述的那样能同时使钢向上和向下突出。
另一种层的使用类型为标准的半预制金银丝元件，其中运用了薄底部和预拉伸钢筋。然而，由于薄混凝土底部，使得效果非常有限，并且不符合在实际跨距上的全静载(full dead load)。
许多申请均描述了采用预拉伸梁(pre-tensioned beams)。然而，使用预拉伸(pre-tensioning)是无效的，同时，梁与薄底板之间传递作用力的能力是非常有限的。因此，这就限制了应用到梁上的张力，并且因此限制了承载的效果-使承载效果仅单独停留在梁上。
另外，有效高度限制了预拉伸梁本身的有效高度，从而进一步减低了效果。
专利DE202007007286U描述了采用预制预拉伸梁的一个想法，该预拉伸梁部分放置在薄混凝土板内(该板不施加压力)，形成了半预制件。该申请的特点有：
a.预拉伸梁
b.梁与薄底板之间传递作用力的能力非常有限
c.因此，元件的承载效果与梁的承载效果相同
d.梁的承载效果是基于其内部高度，从梁的顶部到梁内的主钢-不是到板内任何钢，这样就限制了效果
e.从梁/混凝土处延伸的钢不能参与预拉伸，但是将弯曲，并且在运输和处理过程中具备垂直连接件时才有效运行。
f.传统的预拉伸预制梁/元件的一个优点为引进了该梁/元件的曲率/翘曲(curvature/cambering)，但是由于板的后期浇注混凝土，此方法的该优点就消失了。
目前为止，建立有空间的均质双轴混凝土层且不使用临时支撑架的方案不存在。建筑产业需要这样的方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻质双轴平板层，该轻质双轴平板层在任何方向上具有跨距，该跨距为层厚度的至少30倍，并且无需临时支撑架。通过最大材料强度和最小材料体积(重量)之间的最优几何平衡获得了该目的。
相对于现有技术，本发明解决了为半预制混凝土层而使用临时支撑架的耗时且昂贵的建造过程。本发明包括一实用且低成本的半预制建筑***-一个结构。通过该***，无需使用框架或者临时支撑架，就可以实现中空的(voided)均质双轴混凝土层。该结构可以直接放置在建筑物支柱或墙壁上，然后通过最后浇注混凝土连接而成。另外，成品层增加了承载能力，且改善了偏差的校准。
本发明中的关键元件是轻质的均质双轴混凝土层。该混凝土层包括独特的半预制的纵梁和半预制混凝土层，其中，该半预制的纵梁是集成的，并且与现有设计相比，在此该设计允许后张钢筋束以优选方式放置以最大化整个半预制***的后张(post-tensioning)，且同时仍然保持着简单而实用的解决方案。
半预制纵梁作为强复合结构来实施。该纵梁包括为了获得最大压力的高强度的钢筋混凝土的部分以及预留给后张钢筋束的部分。当储存起来以备后期使用时，为了优化建造过程和允许混凝土获得全强度，可以预制纵梁。将该纵梁合并到半预制件内，可以在工厂或者在建筑地旁边制造该元件。相对于现有技术，该合并是实用的、灵活的且便宜的。
半预制纵梁包括部分曝露的钢，该钢从纵梁的浇注混凝土的部分在两个相反方向上向外突出，这样使得钢能用于元件底部整合，钢筋束的定位、来自在后期的后张作用力的分布，同时也使顶部网格连接具有弹性。为了允许实际建造不需要难搞且昂贵的框架，这些曝露的钢条必须以特定的方式放置。只有这个特定的执行才满足为使顶部网格连接具有弹性的这些要求。其中，部分钢放置在框架中的任意一个纵向树丛(grove)中，在此部分钢条横截面嵌入其中或免于浇注混凝土。使钢从混凝土梁(concrete beam)处向外延伸的传统方法达不到此效果，这是由于从混凝土处向外延伸的钢沿着该混凝土梁不是连续出现的。由于在建造过程中后期放置的在顶部网格内的横向钢条的位置在此阶段是未知的，因此这是需要的。从纵梁的浇注混凝土部分处向外延伸的钢在用于连接顶部网格的钢的相反方向上设计成其能够整合元件底部的纵梁、定位钢筋束以及分布和优化来自后期的后张的作用力。
在半预制的纵梁与半预制件的浇注混凝土结合之后，就可以后张该***。由于在前期建造过程中建造了该半预制纵梁，所以这些纵梁内的混凝土就获得了全混凝土强度，允许运用更多的后张力，并且因此在建造阶段中允许更长的跨距。
特定纵梁结构的设计和更重要的整体原理均与现有技术具有根本性的不同。本发明描述了采用后张法。在特定的半预制纵梁结构与底部钢连接之后，该后张法运用到半预制件上。该纵梁结构包括固化的强混凝土，并且，为了创建统一的***，该纵梁结构和底部钢一起进行浇注混凝土。
仅在该方法的浇注混凝土之后和在整个元件(纵梁加上板)的横截面上运用后张法，将：
a.解决了纵梁与板之间传递足够的应力的问题，并允许在高很多的作用力下进行操作
b.允许使用预固化的混凝土，可以获得全强度
c.增加了有效高度，从纵梁/圆拱的底部到板内的钢筋
d.创建了在实际使用中足够的承载能力
e.使能够运用半预制件的曲率/翘曲
为了利用此方法，纵梁结构的设计必须保证空间和钢筋束的正确位置。一定要设计和定位钢，这样钢到底板的整合就是足够的，甚至在运用后张力到该***后也是如此。为了获得最佳效果，本设计允许放置垂直位置可以改变的钢筋束。通过采用后张力，仅此成为了可能。预应力(pre-tension)将导致直的连接线而效果减弱。
进一步地，为了最大化降低重量，且仍然保持实用且低成本的建造过程，以一种有效的方式设计该***去整合中空的框架(formers)。
创建了半预制件，该半预制件具有与全浇注的承载元件相同的相对承载能力和硬度，这是元件和***能够获得相同的与预制成品件的跨距范围的原因。
单独的半预制件在层的主方向上承载，并且在其全跨距内可以承载全实施负载(自身负载和浇注的混凝土)而不使用临时支撑架。在层端，可以在特定的半预制组件上放置元件，该半预制组件在层的次级方向上作用。这些特定的组件与包括特定的纵梁的半预制件具有相同的结构。
在该***进行最后浇注混凝土之后，就获得了双轴平板层，其中，承载效果从在半预制件内的单一方向上作用改变成在全均质双轴层内的任一方向上作用的双轴效果。这可以快速而有效地实施，而无需临时支撑架。
本发明是唯一的。首先，因为半预制纵梁的设计和预应用是唯一的。其次，因为由板和圆拱的半预制***的后张组成的思路和方法与现有技术完全不同。第三，建造过程是新的，从工厂过程到最后执行，其中，工厂过程包括两步法，在后张之前固化重要部分；最后执行保证了均质层而不使用临时支撑架。相对于现有技术，由于半预制件可以在简单的平面框架上进行浇注混凝土而不是在使用特定的框架和上下颠倒地对元件进行浇注混凝土，合并是实用的、灵活的且便宜的。这是本发明的一关键点，因为它最大化了灵活度和利用度，而最小化了成本。同时，它也保证了，在保持最佳位置和几何体时，根据现有的标准可以简单地合并轻质件。
本发明同时描述了实际建造的方法。
必须注意的是，由于设计和方法，结合了预张梁(pre-tensioned beams)的现有技术不能转换到利用后张法。其中，后张法需要两步建造第一半预制纵梁，该第一半预制纵梁用于在步骤二中整合到半预制板。本领域的技术人员既不能改变现有技术成为有效的后张(post-tensioned)***，也不能使用技术去提供一个有效的后张的方案。
一般理解后张法(post tension)时，认为它是一种现场(insitu)使用的方法，而预拉伸(pre-tensioning)在预制件内使用。在半预制板***内使用后张法的想法是新的，以及特殊地，如本发明中一样。在跨距和合理建造方面，设计的结合使得有效果且有效，这是前所未有的且新的，其中，设计的结合指的是中空的框架(formers)(球体)和后张法的重要的使用的合并。
具体实施方式
本发明包括一实用且低成本的半预制建筑***-一个结构。通过该***，无需使用框架或者临时支撑架，就可以实现轻质均质双轴混凝土层。该结构可以直接放置在建筑物垂直支撑例如支柱或墙壁上，然后通过最后通过成品浇注来浇注混凝土连接而成。另外，成品层增加了承载能力，且改善了偏差和裂缝控制。
本发明中的关键元件是轻质双轴混凝土层，该混凝土层包括独特的复合(composite)半预制纵梁和半预制混凝土层。其中，该半预制的纵梁是集成的，并且后张钢筋束以优选方式放置以最大化整个半预制***的后张(post-tensioning)，且同时仍然保持着简单而实用的解决方案。
图1显示了传统的半预制件的横向剖视图。图中示出了薄的混凝土底板(10)，通过使用钢桁架梁(20)使该混凝土底板具有一定的承载能力。钢桁架梁放置在底部钢筋(30)上，并且整合于混凝土底板内，这些桁架梁使该半预制件能在临时支撑架之间的线上运输、抬升以及跨越1-2米，混凝土底板(10)构成了后期补充最后浇注混凝土时的床。
图2-图11显示了本发明的构造原理和构造方法。
图2-图3描述了特定的纵梁(40)结构的原理，该纵梁结构替代常规的钢桁架梁(20)。半预制的纵梁(40)作为一个复合结构实现，其包括：a)足以在后期(future)的混凝土底板(10)和纵梁(40)之间传递适当的作用力的钢结构(50)；b)为了获得最大压缩力(compression forces)的高强度的混凝土和钢筋形成的特定复合混合物部分(60)；c)具有标准混凝土的部分(70)；d)预留给后张钢筋束(90)以保护必需的张力的开口部分(80)。
第一，将钢结构(50，100)放置在框架内。为了允许实际建造不需要难搞且昂贵的框架，并且也使顶部钢筋(130)的后期(future)现场连接(onsiteconnection)具有灵活性，钢条(100)必须以特定的方式放置。只有特定的建造才满足这些要求，在该建造中，钢从混凝土部分(60)处部分突出。一种特定的方法是将钢放置在框架中的纵向树丛(grove)中，仅部分钢的横截面嵌入在框架内。另一特定的方法是放置钢轮廓(steel profile)，其一平面直接面向框架的正上方，因此，在浇注混凝土后此平面是可视的。使钢从混凝土梁(concrete beam)处向外延伸的传统方法达不到此效果，这是由于从混凝土处向外延伸的钢沿着该混凝土梁不是连续出现的。并且，由于在建造过程中后期放置的钢的位置在此阶段是未知的，因此这是需要的。
第二，将钢结构(50)放置在框架的内部，该钢结构足以在混凝土底板(10)和纵梁(40)之间传递适当的作用力。伸进开口部分(80)的钢结构(50)的垂直部分要么被制成闭合栏(closed cages)，要么向上开放，从而为下面的建造全过程提供额外的自由度。
第三，围绕特定的高强度钢心，采用(超)高强度混凝土对最后的纵梁高度的大约20％的层(60)浇注混凝土(concreted)，预留部分从底部结构曝露的钢条(100)用于在层顶的后期钢连接。当基础的高强度核心(60)在半预制件内转动和实施时，它将形成纵梁的顶端，该核心增加了压力强度至常规混凝土强度的8倍，并且可以独自获得层力矩(slab moment)的压缩力。
第四，若混凝土(60)的第一浇注(pouring)留下空间，将用标准混凝土(70)进行浇注，以达到最后预制的高度(H)，该高度减去底板(10)的大约90％的厚度，这样在剩余的钢结构(50)内部空出了开口部分(80)，用于后期实施高强度钢作为钢筋束(90)。由于在此部分中不需要高强度混凝土，此浇注可以采用标准混凝土，作为节省成本的选择，但是，具有实际的小体积的高强度混凝土是可以采用的，或许在强混凝土内进行完全浇注混凝土是更可取的，并且节省一操作步骤。
将开口或空隙(110)整合于纵梁(40)的此部分内，该开口或空隙垂直于纵梁(40)结构的纵向方向。为了节省重量从而减轻处理，以及为了允许安装和现场(on site)可能的交叉钢筋，将偏圆形空隙(110)进行合并。进一步地，开口将保证现场混凝土(on-site concrete)和纵梁之间的更强的整合。可以实施额外的开口/穿透。
在混凝土固化后，可以将纵梁储存起来，以备后期使用。
本***具有实用性和灵活性，由于纵梁(40)是按照独立的标准建造进行建造的，以及混凝土在储存时可以达到100％的强度，意味着通过与底板(10)一起简单地进行浇注混凝土，具备最接近全混凝土强度的纵梁在任何时候可以直接在半预制件的底部上实施，并且该纵梁与相关的后张钢筋束(90)一起运用，但不限于与相关的后张钢筋束一起。在工厂或者在建筑地旁边建造该***。在固化后，可以运用必要的后张法(post tension)，然后该半预制件就可以准备使用了。
图3显示了钢筋束的最佳位置。钢筋束(90)可以放置在纵梁(40)内混凝土(60，70)的内部，或者放置在从纵梁处突出的闭合钢结构的内部，或者放置在从纵梁处突出的开放钢结构(50)与底部钢筋(30)之间，其中，钢结构(50)的设计是基础，其必须允许纵梁(40)与元件的混凝土底板(10)之间的作用力进行适当地传递。选择的版本取决于实际因素，但是最有效的方法是将钢筋束(90)尽可能地放置在靠近底部钢筋(bottom reinforcement)(30)处，并且为了获得最佳效果，直接放置在纵梁(40)的下方。为了获得后张的最佳效果，沿着纵梁可以改变钢筋束的垂直位置。
图4和图5显示了半预制件的制作。将底部钢筋(30)放置在传统的框架上的垫片上。然后将纵梁(40)的底部朝上放置，其中，高强度核心(60)向上，用于钢筋束(90)的钢结构(50)向下。将纵梁放置在垫片上，或者更好的，直接放置在底部钢筋(30)上。采用笔直的钢筋束(90)更好，但是其各端部分可以具有微小角度，以使实际工作变容易且增加效果。然后，为了最大程度减少混凝土的使用量，将作为空心球体的轻质件(120)放置在底部钢筋(30)的上方，但不限于此。如果轻质件放置在此层上，为了固定和保持轻质件的位置，将放置一顶部钢筋(130)的细网格(thin mesh)。顶部钢筋(130)可以与从纵梁(40)处突出的钢(100)连接或者焊接。将顶部钢筋(130)固定或者焊接到纵梁(40)的顶部是可以有效地支撑轻质件(120)在规定的位置上，甚至在浇注混凝土的过程中可以防止由于上升导致的漂浮。下一步，轻轻且熟练地将混凝土(10)层散布(distributed)，从纵梁(40)结构向下延伸，这样混凝土就覆盖了底部钢筋(30)和包含钢筋束(90)的钢结构(50)的开口部分，从而组成了形状为一倒置的T型或者一系列的T型的半预制件(140)结构。可选地，将底部混凝土(30)、钢筋束(90)和纵梁(40)放低至混凝土(10)的已浇注层内，如果可以选择，也可以与轻质件(120)和顶部钢筋(130)一起放低至该已浇注层内。制作程序的连续性是灵活的，并且可以根据环境来进行调整。在固化后，将该元件(140)进行储存或者直接使用。
根据需要的强度，该元件(140)可以与底部钢筋(30)和钢筋束(90)的任何组合形式一起实施。该元件包括底板(10)和纵梁(40)，通过运用已合并在(incorporated)混凝土内的钢筋束(90)内的张力来后张该元件。在固化和后张后就获得了半预制件(140)，该半预制件具有足够强度，可以为全混凝土层荷载担当自承载脚手架一跨距，该跨距是板厚度的至少30倍。
图6和图7示出了高强度复合盖(composite head)的效果，其中，图6和图7具有同一性，图7显示了H-形状和实际执行，该纵梁核心具有8倍的常规强度，图中也包括了若采用标准混凝土轮廓的情况。在当前设计中，使用轻质材料节省了50％的混凝土，具有延伸空间，以获得了一个实用、极灵活和省时的解决方案。
图8显示了基础的半预制件(140)，该元件填充有任意的轻质材料(150)和/或作为空心球体的轻质件(120)。若更加实用的话，该轻质件可以设置在层内。在放置轻质材料(150)后，可以在工厂或现场(on site)安装顶部钢筋(130)，并且将顶部钢筋固定于纵梁(40)顶部的部分突出的钢条(100)上。
图9和图10显示了半预制轻质元件(140)的剖视图，该元件装配有轻质件(120)，该轻质件放置在纵梁(40)之间的几何体(geometrical cell)内，并嵌入到混凝土成品层(160)内，这样形成了成品混凝土层(170)。如果采用了轻质件(120)，根据实际的设计，可以在底板(10)进行浇注混凝土之后放置该轻质件，或者在底板进行浇注混凝土之前放置该轻质件，但是前者更好。如果采用空心体积作为球体，球体之间具有混凝土的空间，在全板厚度内形成了均质混凝土块(具有几何气孔)，由于保持了全重强度(full massive strength)，如固定板，就形成了一轻而“大”板。
为了不使用临时支撑架而达到长跨距，采用最多的轻质件是基础。本发明构成了绝对的最轻双轴板-并且没有降低强度。
浇注混凝土(concreting)可以一步或者多步做完，取决于层厚。
图11显示了全混凝土浇注的半预制件/层(170)的纵向切口(longitudinalcut)。在最后的浇注混凝土之前，将半预制件(140)并排地安装在结构(construction)内，在任何支撑形式上支撑其两端，但是较好地(preferably)在半预制件(140)作为支撑元件时，在具有相同成分的半预制组件(component)(180)上支撑其两端，该半预制件放置并跨越永久垂直结构的支柱或墙壁之间。
独立元件(140)内的纵梁(40)的一部分从整个半预制件(140)处突出以使此突出部(190)能够坐落在(land on)支撑组件(180)的底部边缘(200)，如此设计使元件(140)的底部表面与支撑组件(180)的底部表面齐平(level)，这样就构成了具有统一的底部水平面的完全平坦的板层(plate slab)。
这些支撑组件(180)如此设计以使具有足够长度的底部加强条(210)可以放置在底板(10)上，通过相邻两元件(140)之间的支撑组件(180)的纵梁(40)内的开口(opening)。
在顶部放置加强条(220)，该加强条在顶部穿过元件(140)，经过最后的浇注混凝土形成了成品的结构，并且未采用任何临时支撑架，形成了成品的双轴轻质的均质平板层。
附图标记
10.平混凝土底板
20.钢梁
30.底部钢筋
40.半预制纵梁
50.钢筋结构
60.高强度复合混凝土的区域
70.标准混凝土的区域
80.开口体积
90.钢筋束
100.突出的钢
110.纵梁内的空间
120.轻质填充件
130.顶部钢筋
140.半预制轻质件
150.任意的轻质填充物
160.最后混凝土填充物
170.全轻质板
180.支撑组件
190.纵梁的突出部分
200.支撑组件的突出的底部边缘
210.底部连接加强件
220.顶部连接加强件

Claims (10)

1.一种双轴轻质混凝土层***，包括半预制件，其特征在于：
自承载轻质元件(140)的***用作层框架(10)，结合特定的半预制纵梁结构(40)，包括高强度的钢筋-混凝土复合区域(60)和从所述纵梁结构(40)的混凝土表面到底部钢筋(30)突出的钢结构(50)，以及但不限于后张钢筋束(90)的区域(80)，以在浇注混凝土后保证元件(140)的后张的最佳效果，且定位在所述元件内以使在全静载的主跨距上纵梁(40)允许一个方向上的全承载能力，并且在固化后，最后混凝土层(170)作为双轴均质板，该板具有根据板上的设计负载的承载能力，并且该***包括放置在几何体结构内的轻质件(120)，例如但不限于空心体积。
2.根据权利要求1中所述的双轴轻质混凝土层***，其特征在于：
纵梁(40)在纵梁结构(40)的纵向方向结合钢结构(50)，并且部分钢结构(100)在钢结构(50)相对混凝土的突出反方向上曝露，且在顶部预留后期连接，以使将顶部钢筋(130)焊接或者其他连接方式连接到所述钢(100)。
3.根据权利要求1-2中所述的双轴轻质混凝土层***，其特征在于：
具有空隙区域(110)的纵梁(40)穿过纵梁结构(40)，该空隙区域垂直于纵梁结构(40)的纵向方向。
4.根据权利要求1-3中所述的双轴轻质混凝土层***，其特征在于：
自承载半预制件(140)，其中，所述元件(140)部分由除了混凝土之外的材料制成。
5.根据权利要求1-4中所述的双轴轻质混凝土层***，其特征在于：
具有相似纵梁结构(40)的支撑件(180)作为永久结构的垂直结构支撑例如支柱或壁的之间的端部支撑跨距，并且支撑一系列元件(140)的端部，并且在***最后浇注混凝土之后，所述***与所述元件(14)作为功能和几何整体的整合部分，创建了双轴均质层(170)而无需临时支撑架。
6.根据权利要求1-5中所述的双轴轻质混凝土层***，其特征在于：
支撑组件(180)和纵梁结构(40)跨越永久结构的垂直结构支撑例如支柱或壁，并且支撑一系列元件(140)的端部，其中，元件(140)内的纵梁或者部分纵梁(40)从所述元件(140)处突出，以使所述元件(140)的突出部(190)能够坐落在支撑组件(180)的突出的底部部分(200)，如此设计使所述元件(140)的底部表面与支撑元件(200)的底部表面齐平，这样构成了具有统一的底部水平面的完全平板层，并且这在底部钢筋(210)和顶部钢筋(220)之间放置连接条(joint splice bars)之后，以及在***的最后浇注混凝土(160)创建双轴均质平板(170)且无需临时支撑架之后。
7.根据权利要求6中所述的双轴轻质混凝土层***，其特征在于：
具有纵梁结构(40)的支撑组件(180)作为永久结构的垂直结构支撑例如支柱或壁的之间的端部支撑跨距，其中，将钢筋束(90)放置在支撑组件(180)内，且其垂直位置可以改变。
8.一种制作双轴轻质混凝土层***的方法，该***包括半预制件，如权利要求1-7中所述，包括步骤：
a.将钢结构(50)放置在特别设计的框架内，其中将部分钢结构(100)放置成向下延伸到框架，使在浇注混凝土后部分钢结构(100)曝露；
b.浇注高强度混凝土(60)直到纵梁(40)的最后高度的一定部分，通常为大约20％，但不限于此；
c.若混凝土的第一浇注留下空隙，将浇注传统的混凝土(70)到一高度，该高度低于钢结构(50)的上边，这样从纵梁(40)的混凝土部分(60)留下钢突出(50，80)，在混凝土固化后，可以将纵梁(40)储存起来以备后期使用；
d.根据步骤a到步骤c，与一个或多个钢筋束(90)一起，将半预制的纵梁(40)放置在垫片上或者直接放置在底部钢筋(30)上，但是其底部朝上。
9.根据权利要求8中所述的制作双轴轻质混凝土层***的方法，该***包括半预制件，包括步骤：
a.在顶部钢筋(130)附连或者焊接到从纵梁结构(40)处突出的钢(100)之后，将轻质件(120)，例如但不限于空心球体，放置在底部钢筋(30)的上方；
b.将连接混凝土(30，130)、纵梁(40)和轻质件(120)直接放低至浇注在框架床上的混凝土内，这样使混凝土覆盖底部钢筋(30)和部分的纵梁结构(40)，包括但不限于从纵梁体(40)处向下延伸的部分(50，80，90)，从而获得了半预制轻质元件(140)；
c.通过后张钢筋束(90)后张半预制件(140)，从而获得了半预制轻质元件(140)，该钢筋束已经放置在混凝土(10，70)内，该半预制轻质元件具有足够的强度以运输到地点和作为自承载脚手架。
10.根据权利要求8中所述的制作双轴轻质混凝土层***的方法，该***包括半预制件，包括步骤：
a.浇注轻轻且熟练地散布的混凝土层，这样使混凝土覆盖底部钢筋(30)和部分的纵梁结构(40)，包括但不限于从纵梁体(40)处向下延伸的部分(50，80，90)，从而获得了半预制轻质元件(140)；
b.通过后张钢筋束(90)后张半预制件(140)，从而获得了半预制轻质元件(140)，该钢筋束已经放置在混凝土(10，70)内，该半预制轻质元件具有足够的强度去运输到地点和作为自承载脚手架；
c.在顶部钢筋(130)附连或者焊接到从纵梁结构(40)处突出的钢(100)之后，将轻质件(120)，例如但不限于空心球体放置在混凝土底板(10)的上方。
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