CN106715809A - 用于工业支撑结构的自支撑、双向抗弯框架预制***及其使用方法 - Google Patents

用于工业支撑结构的自支撑、双向抗弯框架预制***及其使用方法 Download PDF

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CN106715809A CN201580053335.2A CN201580053335A CN106715809A CN 106715809 A CN106715809 A CN 106715809A CN 201580053335 A CN201580053335 A CN 201580053335A CN 106715809 A CN106715809 A CN 106715809A
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Abstract

公开了一种用于工业支撑结构的自支撑、双向抗弯框架预制***以及在没有临时性或永久性支柱和撑柱的情况下建造预制工业支撑结构的方法。这通过在两个方向上利用抗弯框架元件创建在建造过程中或在使用中不需要支柱的无支架塔来实现。所述***还利用在建造过程中允许建造起重机实现对齐的连接以使得整个***可以被站立在地面上的人员建造。

Description

用于工业支撑结构的自支撑、双向抗弯框架预制***及其使 用方法
技术领域
本发明总体上涉及工业建筑，并且特别地涉及预制的工业支撑结构。
背景技术
当前，与在建造过程中支撑工业结构相关的很多成本和时间都用于在横向方向上的临时性或永久性支柱或撑柱以取得侧向稳定性。这些结构仍然还在纵向方向上和为了在那个轴上的稳定性使用支柱(临时性或永久性)。在建立所有结构连接之后必须随后去除该临时性支柱。使建筑工人在临时性支柱或撑柱上工作还牵涉到成本和危险，以及起重机将附加的建筑材料提升给建筑工人也牵涉成本。
与建造结构相关的另一个考虑是在工地上简单借助于起重机而不用额外的人力就能够建造这样的结构的容易性和有效性。增加建筑的时间、安全性、复杂性和成本的一个任务是在建筑员工中增加额外成员以在对齐建筑的连接中辅助起重机操作员。
因此，存在避免涉及临时性和永久性支柱或撑柱相关的成本的建造工业结构的***和方法的需要。借助新颖的双向、自支撑和对齐***，消除了任何额外人力和成本。
发明内容
公开了一种用于工业支撑结构的自支撑且自对齐、双向抗弯框架预制***。还公开了一种在没有用于横向稳定性的在纵向和横向方向上的临时性或永久性支柱或撑柱的情况下建造预制工业支撑结构的方法，其利用在两个方向上的一组抗弯框架构件来创建在建造过程中或在使用时不需要支柱的无支架结构。
一种双向抗弯框架构件包括横梁、附接到横梁的一组连接体部分、包括附接到每个连接体部分的可塌缩的稳定器的公连接件，以及附接到每个连接体部分并且靠近可塌缩的稳定器的钢筋组。定位成与公连接件相对的母连接件包括附接到每个连接体部分的稳定器接收器，和附接到每个连接体部分并且靠近稳定器接收器的套管组。
一种用于双向抗弯框架构件的连接***包括稳定器接收器、靠近稳定器接收器的套管组、尺寸设置为在与稳定器接收器接合时至少部分地塌缩的可塌缩的稳定器、一体地形成在可塌缩的稳定器中的槽，以及靠近可塌缩的稳定器的钢筋组。
一种无支架双向抗弯支撑结构包括基座结构，连接到基座结构的一组抗弯框架构件，每个抗弯框架构件包括横梁、附接到横梁的一组连接体部分、附接到每个连接体部分的可塌缩的稳定器、附接到每个连接体部分并且靠近可塌缩的稳定器的钢筋组、与可塌缩的稳定器相对地一体地形成在每个连接体部分中的稳定器接收器、以及与所述钢筋组相对地一体地形成在每个连接体部分中的套管组。
特别地，根据本发明的一个实施方式，带有槽的稳定器在稳定器接收器中至少部分地塌缩并且造成稳定器和稳定器接收器之间的摩擦配合以通过在建造过程中提供稳定性来消除对临时性支柱的需要。
所公开的实施方式提供了一种用于工业支撑结构的自支撑、自对齐、双向抗弯框架预制***，其仅从经济角度来看就非常具有竞争力。更重要地，自对齐的对齐插销连接与远程起重机释放装置的组合不需要将人员派遣到高高度并且大大提高了建造安全性，因为其允许这样的对齐在空中被执行。
附图说明
在下面的详细描述中，将对下列附图进行参考。
图1是一个实施方式的连接***的公连接件和母连接件的立体示图。
图2是一个实施方式的公连接件的前视图。
图3是一个实施方式的公连接件的侧视图。
图4是一个实施方式的母连接件的详细截面视图。
图5A、5B和5C分别示出一个实施方式的抗弯框架构件的顶视图、前视图和侧视图。
图6是另一个实施方式的连接***的公连接件和母连接件的立体示图。
图7是另一个实施方式的公连接件的前视图。
图8是另一个实施方式的公连接件的侧视图。
图9是另一个实施方式的母连接件的详细截面视图。
图10A、10B和10C分别示出另一个实施方式的抗弯框架构件的顶视图、前视图和侧视图。
图11A是用于组装支撑结构的方法的流程图。
图11B是基座结构的立体图。
图11C是连接到基座结构的第一组抗弯构件的立体图。
图11D是连接到第一组抗弯框架勾结的第二组抗弯框架构件和连接到基座结构的第一组抗弯框架构件的立体图。
具体实施方式
参考图1，在一个实施方式中，连接***100包括公连接件101和母连接件102。公连接器101包括附接到抗弯框架构件103的稳定器105和附接到抗弯框架构件103并且靠近稳定器105的钢筋组106、107、108和109。抗弯框架构件103包括横梁部分119和连接体部分120。在优选实施方式中，横梁部分119大体上沿x轴延伸而连接体部分120总体上沿z轴延伸。在优选实施方式中，横梁部分119和连接体部分120总体上相对于彼此垂直。可以利用其他角度。在优选实施方式中，稳定器105包括一体地形成在其中并且在大体上沿稳定器105纵向的方向上延伸的槽116。
母连接件102包括一体地形成在抗弯框架构件104中的套管组112、113、114和115和稳定器接收器110。套管组112、113、114和115中的每一个尺寸设置成分别容纳钢筋组106、107、108和109。稳定器接收器110包括渐缩部111。抗弯框架构件104包括横梁部分117和连接体部分118。在优选实施方式中，横梁部分117大体上沿y轴延伸而连接体部分118总体上沿z轴延伸。在优选实施方式中，横梁部分117和连接体部分118总体上相对于彼此垂直。
在优选实施方式中，抗弯框架构件103和104中的每一个由混凝土制成，优选地由预制混凝土制成。可以利用其他材料。
在优选实施方式中，稳定器105是大体上圆柱形的中空管。可以利用其他形状。
在优选实施方式中，稳定器由可耐久材料(例如金属和金属合金)制成。可以利用技术领域中已知的其他材料，例如塑料。
在优选实施方式中，钢筋组106、107、108和109中的每一个可以由耐久且刚性的材料(例如刚)制成。可以利用技术领域中已知的其他合适材料。
在优选实施方式中，钢筋组106、107、108和109中的每一个被镶铸到或钻孔灌浆到抗弯框架构件103中。可以利用技术领域中已知的其他附接手段。
在优选实施方式中，稳定器接收器110大体上具有截头圆锥形形状。可以利用其他形状，例如大体上圆柱形。
在优选实施方式中，稳定器接收器110和渐缩部111预制形成到抗弯框架构件104中。在另一实施方式中，稳定器接收器110和渐缩部111被切入、钻入和/或机加工到抗弯框架构件104中。可以利用其他附接手段。
在优选实施方式中，套管组112、113、114和115被镶铸到或钻孔灌浆到预制元件104中。在其他实施方式中，套管组112、113、114和115被预制到抗弯框架构件104中。可以利用技术领域中已知的其他附接手段。
在使用中，公连接件101被接收到母连接件102中。稳定器105***到稳定器接收器110中，并且钢筋组106、107、108和109中的每一个分别***到套管112、113、114和115中。当稳定器105与稳定器接收器110接合时，稳定器105借助槽116至少部分塌缩，从而实现公连接件101和母连接件102之间的摩擦配合并且消除了临时性支柱的需要。可以看到，连接***100基本上减小或消除了绕x轴的第一弯矩和绕y轴的第二弯矩，从而相比于现有技术消除了对沿x轴和y轴的临时性支柱的需要。
参考图2和3，稳定器105稳定器延伸超过抗弯框架构件103的表面121到抗弯框架构件103中。稳定器105的槽116沿稳定器105的大体上纵向方向延伸到大体上邻接表面121。在其他实施方式中，槽116延伸到靠近表面121的位置。
参考图4，稳定器接收器110一体地形成在抗弯框架构件104中。渐缩部111靠近抗弯框架构件104的表面122并且靠近接收器110。套管114和115延伸超过表面122到预制元件104中。稳定器接收器110进一步包括端表面123和开口124。开口124具有直径d1并且端表面具有直径d2。
在优选实施方式中，直径d2小于直径d1。在另一种实施方式中，直径d2约等于直径d1。
在优选实施方式中，d1小于稳定器105的直径。
在优选实施方式中，渐缩部111具有围绕稳定器接收器110的大体上平坦的表面。在另一种实施方式中，渐缩部111具有弯曲表面。可以利用其他形状。
在优选实施方式中，渐缩部111提供大体上倒棱的表面以为稳定器接收器110实现更好的配合和连接。
参考图5A、5B和5C，抗弯框架构件500包括横梁501和附接到横梁501的连接体部分502和503。连接体部分502和503中的每一个包括公连接件101和母连接件102。公连接体101相对母连接体102定位。以这种方式，一组抗弯框架构件500堆叠和/或定位成大体上相对于彼此大体上垂直以模块化组装预制结构，这将在下面进一步描述。
参考图6，在另一个实施方式中，连接***600包括公连接件601和母连接件602。公连接件601附接到抗弯框架构件603并且包括附接到抗弯框架构件603的稳定器605和附接到抗弯框架构件103钢筋组606、607、608和609。抗弯框架构件603包括横梁部分622和连接体部分623。横梁部分622大体上沿x轴延伸而连接体部分623总体上沿z轴延伸。在优选实施方式中，横梁部分622和连接体部分623总体上相对于彼此垂直。可以利用其他角度。稳定器605包括一体地形成在其中并且在大体上沿稳定器605纵向的方向上延伸的槽621。稳定器605进一步包括一体地形成在其中的凹口610。
母连接体602包括一体地形成到抗弯框架构件604中的稳定器接收器611和套管组614、615、616和617。套管组614、615、616和617中的每一个尺寸设置成分别容纳钢筋组606、607、608和609。抗弯框架构件604包括大体上沿y轴延伸的横梁部分624和大体上沿z轴延伸的连接体部分625。
在一个实施方式中，稳定器接收器611包括连接到稳定器接收器611的稳定器插销613。
在优选实施方式中，抗弯框架构件603和604中的每一个由混凝土制成，优选地由预制混凝土制成。可以利用其他材料。
在优选实施方式中，稳定器605由耐久材料(例如金属或金属合金)制成。在优选实施方式中，稳定器605是中空的大体上圆柱形的管。可以利用技术领域中已知的其他材料和形状。
在优选实施方式中，钢筋组606、607、608和609中的每一个由耐久且刚性的材料(例如刚)制成。可以利用技术领域中已知的其他合适材料。
在优选实施方式中，稳定器605和钢筋组606、607、608和609中的每一个被镶铸到或钻孔灌浆到抗弯框架构件603中。可以利用技术领域中已知的其他附接手段。
在优选实施方式中，稳定器605和套管组614、615、616和617中的每一个被镶铸到或钻入到或灌浆到抗弯框架构件604中。可以利用技术领域中已知的其他附接手段，例如切割、钻孔和/或机加工。
在优选实施方式中，稳定器接收器611大体上具有截头圆锥形形状。可以利用其他形状。
在优选实施方式中，稳定器插销613由耐久且刚性的材料(例如刚)制成。在另一种实施方式中，稳定器由混凝土制成，优选地由预制混凝土制成。可以利用其他合适材料。
在优选实施方式中，稳定器插销613被镶铸到或钻孔灌浆到抗弯框架构件604中。可以利用技术领域中已知的其他附接手段。
在使用中，稳定器605***到稳定器接收器611中，并且稳定器插销613***到稳定器605中。在稳定器605与稳定器接收器611接合时，稳定器605借助槽621至少部分塌缩，以提供稳定器605和稳定器接收器611之间的摩擦配合。凹口610提供开口以更容易地将稳定器插销613***到稳定器606中，例如，稳定器插销613的横向移动。同样，钢筋组606、607、608和609分别***到套管614、615、616和617中。可以看到，连接***600基本上减小和/或防止绕y轴的弯矩和绕x轴的弯矩形式的移动，从而相比于现有技术消除了对沿x轴和/或y轴的临时性和/或永久性支柱的需要。
参考图7和8，稳定器605的凹口610包括边缘618和620，边缘618和620通过过渡部619彼此连接。在优选实施方式中，过渡部619大体上弯曲。在另一种实施方式中，过渡部619是一个点，从而边缘618和620在角部交会。
稳定器605稳定器延伸超过抗弯框架构件603的表面626到抗弯框架构件603中。稳定器605的槽621在沿稳定器605大体上纵向方向上延伸以大体上邻接表面626。在其他实施方式中，槽621延伸到靠近表面626的位置。在优选实施方式中，边缘618限定大体上与稳定器605的轴线629对齐的大体上沿直径平面。
参考图9，稳定器接收器611包括靠近抗弯框架构件604的表面628并且靠近稳定器接收器611的渐缩部612。稳定器接收器611进一步包括端表面627和开口630。开口630具有直径d3并且端表面627具有直径d4。在优选实施方式中，直径d4小于直径d3。在另一种实施方式中，直径d4约等于直径d3。在优选实施方式中，稳定器613***超过表面627到预制元件604中。在另一种实施方式中，稳定器插销613附接到端表面627。稳定器插销613大体上与接收器611同心地对齐并且从抗弯框架构件604延伸超过表面628。
在优选实施方式中，稳定器插销617具有小于稳定器605的直径。
在优选实施方式中，稳定器接收器611大体上具有截头圆锥形形状。可以利用技术领域中已知的其他形状，例如大体上圆柱形。
在优选实施方式中，渐缩部612具有围绕稳定器接收器611的大体上平坦的表面。可以利用其他形状，例如倒圆角。在优选实施方式中，渐缩部612向稳定器接收器611提供倒棱的表面。
参考图10A、10B和10C，抗弯框架构件1000包括横梁部分1001和连接体部分1002和1003。连接体部分1002和1003中的每一个包括公连接件601和母连接件602。公连接件601和母连接件602布置成大体上彼此相对。
以这种方式，一组抗弯框架构件1000堆叠和/或定位成相对于彼此大体上垂直以提供一组框架构件1000的模块化连接布置，这将在下面进一步描述。如将由本领域技术人员理解的，具有连接体部分1002和1003的抗弯框架构件1000提供了预制的模块化建筑制品从而以比现有技术效率更高的方式建造模块化混凝土结构。
参考图11A、11B、11C和11D，描述了用于连接一组抗弯框架构件的方法。参考图11A，在步骤1101，提供基座结构。在优选实施方式中，基座结构是一组大体上竖直的预制混凝土柱。在其他实施方式中，可以利用技术领域中已知的任何类型的基座结构。在步骤1102，将第一组抗弯框架构件连接到基座结构。在步骤1103，将第二组抗弯框架构件连接到第一组抗弯构件。在优选实施方式中，第一组抗弯构件定位成大体上相对于第一组钢结构件垂直。
在优选实施方式中，第一组抗弯构件和第二组抗弯构件中的每一个具有如先前在连接***100和/或600中描述的连接***。如将由本领域技术人员理解的，公开的方法提供了一种不需要外部支柱的预制结构的组件和模块化建筑。
参考图11B，基座结构1104包括柱1105、1106、1107和1108。柱1105包括公连接件1109。柱1106包括公连接件1110。柱1107包括公连接件1111。柱1108包括公连接件1112。
参考图11C，抗弯框架构件1113和1114连接到基座结构1104。抗弯框架构件1113包括横梁1118和连接体部分1119和1120。连接体部分1119包括公连接件1127和与公连接件1127相对的母连接件1123。连接体部分1120包括母连接件1124和与母连接体1124相对的公连接件1128。如先前在连接***100和/或600中所描述的，抗弯框架构件1113利用母连接件1123和1124连接到竖直柱1105和1106。抗弯框架构件1114包括横梁1115和连接体部分1116和1117。连接体部分1116包括母连接件1121和与母连接件1121相对的公连接件1125。连接体部分1117包括母连接件1122和与母连接件1122相对的公连接件1126。如先在连接***100和/或600中所描述的，抗弯框架构件1114利用母连接件1121和1122连接到竖直柱1107和1108。
参考图11D，抗弯框架构件1129和1130连接到抗弯框架构件1114和1113。抗弯框架构件1129和1130基本上与抗弯框架构件1114和1113相同。
可以看出，抗弯框架构件1113和1114大体上沿y轴对齐，并且抗弯框架构件1129和1130大体上沿x轴对齐，从而提供横向的连接***。可以进一步看出，公开的实施方式的连接***提供大体上沿x轴和y轴的双向抗弯支柱。另外，这些公开的实施方式的连接消除了对沿x轴和y轴的外部支柱的需要，并且实现无支架结构的组件。
将理解，本发明不限于已经描述的特定实施方式，并且，在根据现行法律原则(包括等同原则或将权利要求的可保护范围扩大至超出其字面范围的任何其他原则)进行解释，且不背离随附权利要求限定的本发明的范围的情况下可以对实施方式进行各种变化。除非上下文另有指示，否则权利要求中对元件实例的数量的表达(不管是对一个实例或多个实例的表达)要求至少所述数量的原件实例但是并不意图从权利要求的范围排除具有比所述更多个元件实例的结构或方法。词语“包括”或其派生词当在权利要求中使用时以非排他性的意义来使用，其不打算排除在所请求的结构或方法中存在其他元件或步骤。

Claims (21)

1.一种用于双向抗弯框架构件的连接***，包括：
稳定器接收器；
靠近稳定器接收器的套管组；
可塌缩的稳定器，其尺寸设置为在与稳定器接收器接合时至少部分地塌缩；
一体地形成在可塌缩的稳定器中的槽；以及
靠近可塌缩的稳定器的一组钢筋。
2.根据权利要求1所述的连接***，进一步包括一体地形成在可塌缩的稳定器中的凹口。
3.根据权利要求1所述的连接***，进一步包括附接到稳定器接收器的稳定器插销。
4.根据权利要求1所述的连接***，进一步包括靠近稳定器接收器的渐缩部。
5.根据权利要求1所述的连接***，其中，稳定器接收器形状大体呈截头圆锥形。
6.根据权利要求1所述的连接***，其中，稳定器接收器的形状大体呈圆柱形。
7.一种双向抗弯框架构件，包括：
横梁；
附接到横梁的一组连接体部分；
公连接件，包括附接到所述一组连接体部分的每个连接体部分的可塌缩稳定器，和附接到所述一组连接器部分的每个连接体部分并且靠近可塌缩稳定器的一组钢筋；以及
与公连接件相对的母连接件，包括附接到所述一组连接体部分的每个连接体部分的稳定器接收器，和附接到所述一组连接体部分的每个连接体部分并且靠近稳定器接收器的一组套管。
8.根据权利要求7所述的双向抗弯框架构件，其中，每个连接体部分相对于横梁大体上垂直。
9.根据权利要求7所述的双向抗弯框架构件，进一步包括一体地形成在可塌缩的稳定器中的槽。
10.根据权利要求7所述的双向抗弯框架构件，进一步包括一体地形成在可塌缩的稳定器中的凹口。
11.根据权利要求7所述的双向抗弯框架构件，进一步包括附接到稳定器接收器的稳定器插销。
12.根据权利要求7所述的双向抗弯框架构件，进一步包括靠近并且围绕稳定器接收器的渐缩部。
13.一种双向抗弯支撑结构，包括：
基座结构；
连接到基座结构的一组抗弯框架构件，所述一组抗弯框架构件的每个抗弯框架构件包括：
横梁；
附接到横梁的一组连接体部分；
附接到所述一组连接体部分的每个连接体部分的可塌缩的稳定器；
附接到所述一组连接体部分的每个连接体部分并且靠近可塌缩的稳定器的一组钢筋；
一体地形成在所述一组连接体部分的每个连接体部分中的稳定器接收器，所述稳定器接收器与可塌缩的稳定器相对；
一体地形成在所述一组连接体部分的每个连接体部分中的一组套管，所述一组套管与所述一组钢筋相对。
14.根据权利要求13所述的双向抗弯支撑结构，进一步包括：
连接到基座结构的所述一组抗弯框架构件的第一子组；以及，
所述一组抗弯框架构件的大体上垂直地连接到所述第一子组的第二子组。
15.根据权利要求13所述的双向抗弯支撑结构，其中，基座结构包括一组柱。
16.根据权利要求15所述的双向抗弯支撑结构，其中，基座结构进一步包括附接到所述一组柱的每个柱的公连接件。
17.根据权利要求13所述的双向抗弯支撑结构，其中，所述双向抗弯支撑结构是无支架结构。
18.一种用于组装无支架结构的方法，包括下述步骤：
提供包括一组可塌缩的公基座连接体的基座结构；
提供一组抗弯框架构件，每个抗弯框架构件包括一组母框架连接体和与所述一组母框架连接体相对的一组可塌缩的公框架连接体；以及
将所述一组抗弯框架构件的第一子组连接到基座结构。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，连接所述第一子组的步骤进一步包括下述步骤：
将所述一组可塌缩的公基座连接体***到所述第一子组的母框架连接体的组中；以及
使所述一组可塌缩的公基座连接体中的每个可塌缩的公基座连接体的至少一部分塌缩。
20.根据权利要求18所述的方法，进一步包括将所述一组抗弯框架构件的第二子组连接到所述第一子组的步骤。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，连接所述第二子组的步骤进一步包括下述步骤：
将所述第二子组定位成大体上垂直于所述第一子组；
将所述第一子组的可塌缩的公框架连接体的组***到所述第二子组的母框架连接体的组中；以及
使所述第一子组的可塌缩的公框架连接体的组中的每个可塌缩的公框架连接体的至少一部分塌缩。
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