CN108138481A - 一种预制柱和梁结构类型 - Google Patents

Abstract

先进的预制柱和梁结构的建筑体系，这种预制使得该类型的结构能够实现工业化。这一成就的主要发展在于，在相同的技术条件下，甚至在比传统***更好地条件下，大量使用垂直和水平支撑。这样的建筑***对于地震风险高的地区特别重要，因为建筑物非常轻便，由一组结构上自给自足的单元组成，大量的三角形，因此很难变形，而且成本相对较低。

Description

一种预制柱和梁结构类型

技术领域

本发明涉及一种预制柱和梁结构类型，无论是木材，混凝土或者其他任何材料。

背景技术

由分开的柱和梁制成的建筑物是比较罕见的，因为对于每个楼层而言，一个横向和纵向的连接是有利的。尽可能是：钢筋和铸造混凝土。然而，在木质建筑领域，分开的柱和梁正在得到广泛的使用。它们总是被预制，并被运输到建筑工地上，与各种各样的金属辅助部件一起装配。

发明内容

本发明涉及一种用木材，钢筋混凝土或者其他材料的建筑技术，包括使用工厂预制的柱和梁，并且在施工现场，首先通过垂直和水平支撑***，其次是在交叉处使用钢筋混凝土，实现他们之间的连接。

其中，支撑起到了核心作用，一旦柱和梁被固定，它们就被安全地固定在了最终位置。他们实现的这种连接，我们称之为***连接，将其与所述的柱和梁的交叉处形成的中心连接区分开。

螺纹杆是将支撑连接到柱和梁的最合适的方式。

中心交叉处本身可以现场浇注；然后我们有部分预制，或者预制，然后我们就有了完全预制。

支撑与柱或梁之间的接触面可以很简单，没有任何特别的规定。在这种情况下，如果有一种力试图去扩大或缩小柱和梁之间的夹角，这时支撑就会发挥自己的作用，来阻止这种力的行为。但是，为了防止支撑沿着柱或梁滑动，组装螺纹杆将受到剪切力的作用，因此螺纹杆必须具备很大的横截面。为了解决这个问题，在接触表面上设置了各种凹凸，在柱或梁上有一个凹口，在支撑的端部有一个楔形物，等等。这种***防止在力趋向于改变柱和梁形成的角度的情况下，支撑相对于柱或梁滑动的任何风险。外部凹口防止所述角度闭合，内部凹口防止所述角度张开。为提高效率，内凹口比外凹口长，甚至可以与柱或梁的轴线形成锐角。

为了防止，减少或消除预制元件(即，柱，梁，支撑和接合块)之间的任何空隙，并且为了实现所述元件之间的特定连接，在所述元件的交叉处，应用例如由水泥砂浆形式的密封。

我们并不限制支撑件的数量或倾斜度，也不限制将其固定在柱或梁上的数量和方式：螺栓，销钉，铆钉，钉子等。如下所述的，连接块与柱和梁端部之间的连接，同样如此。

部分预制案例：现场浇筑连接部

梁是工厂预制的，具有进入连接部的起始杆。

柱的底部有一个约20cm的区域，该区域只有起始杆，安装时在现场浇注混凝土。在柱子的顶部设有足够长的起始杆，一方面是作为连接部的一部分，另一方面作为上部楼层柱子的后续连接部件的起始杆。

通过水平和垂直的支撑将柱和梁安全地保持在最终位置。所述柱和梁的端部形成用于将混凝土浇注到连接处的模板。

在摆放梁并将支撑固定到梁上时，有用的是首先将可拆卸的中间支撑固定在柱的侧顶上，然后所述梁搁置在其上，这便于将支撑调节并固定在所述梁上。

在现场浇注的混凝土的用量减小的情况下，我们可以负担的起高剂量的混凝土，在连接处焊接钢筋而不是通常的搭接，等等。

在一个施工节点中，加入许多的柱和与其相邻的梁的起始杆。在进行施工时，因为它们的刚性和他们共存的狭小空间，定位它们可能是个问题。为了解决这个问题，结点的加固是完全或部分预制的。它可以采取金属框架的形式，最好是焊接的。

柱和梁上的进入连接部预制钢筋上设置有小块起始杆，用于焊接预制钢筋的交界处。

总体预制：预制连接块

在此，具有与进入节点的柱和梁一样多的分支的连接块，是工厂预制的。所述连接块的分支紧密连接到进入节点的柱和梁的端部。连接块与柱或梁之间的连接面可以沿着斜线(即在斜角处)，沿着直线，虚线(即在楼梯内)被切割。

为了确保他们具有高机械强度，连接块以及与连接部相邻的柱和梁的端部被加工为：附加钢筋和最大剂量的混凝土。

接触面上具有深槽或者其他凹凸，以防止被连接元件的相对运动。螺纹杆是用于将柱和梁连接到连接块的最合适的方法。

还可以通过增大接触面来提高这些元件之间的连接强度，一方面增加预制连接块的分支，在柱和梁的轴向方向上的长度，另一方面，增加预制连接块的分支，在与立柱和横梁正交方向上的宽度。在后一种情况下，如果预制连接块要从建筑物上切割下来，不仅需要切割柱和梁，而且还要切割墙壁和地板的相邻角落。

因此，进入该节点的柱和梁的端部为T型，来匹配连接块的尺寸和形状。

连接块各部分的厚度，还必须考虑到它将连接到的柱和梁的端部的厚度，使得总厚度与柱和梁的厚度没有太大的差别，例如20cm。

因此，连接块的中心部分不与任何柱或梁的端部相邻，保持柱和梁的厚度，在这个例子中为20cm。

仅与柱或梁的一端连接的连接块的区域，在这个例子中的厚度为10cm，即为建筑结构厚度的一半。加上必要的变更，这同样适用于与两端接触的连接块的区域。

自然地，柱或梁端部的厚度必须考虑其他端部的厚度，以及与其接触的连接块的分支的厚度，在我们的例子中，具有20cm的总厚度。

木结构案例

通常，柱和梁之间的连接，通过使用各种各样的金属配件来完成。但是，在本发明中，接合处由钢筋混凝土制成。那么就需要将钢筋牢固地固定在柱和梁的端部，以便有参与实现所述连接的起始钢筋。

本发明还利用了十字钉的优势，将木制支撑安装到木制的柱和梁上。由于密集的钉子而容易破裂或爆裂的区域，被压缩配件包围。这也会增加对钉子施加的压力，从而提高连接的强度。

附图说明

图1/20表示在建的建筑物的地基和低环梁(2)的一部分。

我们区分地基(1)，低环梁(2)和用于安装建筑的第一层或底层的柱的起始杆(3)。

图2/20表示在部分预制的情况下要建立的柱子的一部分。

我们区分要建立的柱的预制区域(4)，和在建筑工地上浇注混凝土的柱的起始杆区域(5)。

图3/20表示立柱摆放在低环梁上。

我们区分来自地基或下一层以及立柱的起始杆(5)，支撑(6)，以及用于将支撑组装到立柱和横梁上的螺纹杆(7)。

图4/20表示一个立柱，其与低环梁交界处已经浇注混凝土：已经实现了连接。

图5/20表示正在形成上部的环梁。

我们区分梁(8)，以及由左梁，右梁和立柱顶端的起始杆构成的接合部(9)的加固。

图6/20表示与上图相同的元素，但是混凝土已经浇注到接合部：因此，已经实现了连接。

图7/20表示在一个施工节点中全部接合部的剖视图，其中，现场浇注区域被突出显示。

图8/20表示在完全预制的情况下，用于与进入节点的柱和梁连接的连接块。

图9/20表示一连接块已经固定到柱上。我们区分组装杆(11)以及两根梁(12)，等待固定到连接块上。

图10/20表示一扩大的连接块。我们区分扩大到相邻墙壁和地板角落的接线块区域(13)。

图11/20表示一扩大的连接块已经固定到柱上。我们区分三个组装杆(11)以及两根梁(12)，等待固定到连接块上。

图12/20表示带有支撑的梁的组装图的一部分。接触区没有特别的规定。如果存在一个力试图增大或减小柱和梁之间的夹角，支撑将发挥作用，反对这种力的行为。装配螺纹杆会受到剪切力的作用，因此必须具备很大的截面。

图13/20表示相同的带有支撑的梁的组装图的一部分，其中梁上设置有凹口，用于配合设置在梁端部的楔形物，以防止支撑相对于梁的滑动，以及导致装配杆的剪切力。

图14/20表示相同的带有支撑的梁的组装图的一部分，其中内凹口比外凹口长。

图15/20表示相同的带有支撑的梁的组装图的一部分，其中设置在柱或梁中的凹口小于90°。

图16/20表示该结构的典型的接合部的截面图。

我们区分柱(4)，梁(8)，支撑(6)，以及接合部(9)的加固。

图17/20表示预制钢筋的截面图。

我们区分预制钢筋(14)。

图18/20表示在预制钢筋摆放之前的典型施工节点的截面图。我们区分柱(4)，梁(8)，以及可拆除的中间支架(15)。

图19/20表示在使用预制钢筋的情况下，梁端部的细节。

我们区分梁(8)，以及预制钢筋将被焊接在其上的起始杆端部(16)。

图20/20示出了预制钢筋如何连接到梁上。

我们区分梁(8)，以及预制钢筋(14)。

实施本发明的最佳方式

下面描述实施本发明的最佳方式：

1、所有的柱、梁和支撑均为工厂预制。

在柱和梁的端部，我们提供一个长度大约在4cm的短的起始杆，预制钢筋将被焊接在其上(图19/20)。另一方面，在柱子的底面端部，将提供一个长约20cm长的起始杆，在柱子上端部提供长约40cm的起始杆(图2/20)。

2、传统的钢筋混凝土基础施工。

提供起始杆用于连接未来的柱子(图1/20)

3、安装建筑物第一层的柱子。

柱的起始杆与地基中提供的起始杆相交。将所述柱子与低环梁连接(图3/20)，通过支撑将柱子竖起来。连接低环梁的水平支撑是固定的。在控制了柱子的垂直度之后，在这个柱子的这个区域里放上模板并浇铸混凝土。柱和梁通过支撑，被牢固地固定在其最终位置。所以，可以在连接处浇筑混凝土不久之后，甚至在浇筑混凝土之前，进行施工。

4、在施工水平上形成上环梁。

为此，可拆卸的中间支撑固定在立柱的侧面顶端，然后是横梁，然后支撑(图18/20)

在垂直和水平支撑固定好之后，可拆卸的中间支撑被移除，并且施工工作可以继续。

5、在连接处安装预制钢筋。

预制钢筋焊接到柱和梁的起始杆上(图20/20)。然后在需要的地方放置模板，也就是在只有两根或三根梁的节点中，记住，在柱和梁的端部形成一个模板，然后混凝土被浇注在连接处。

6、板坯制成，然后重复步骤3，继续下一阶段的施工。

应该指出，在整个结构的施工结束时，可以在连接处一次性地浇注混凝土。

工业适用性

本发明的主要目的是先进的预制柱—梁结构，所述预制结构使得这种结构产业化。这一成就的主要发展在于，在相同的技术条件下，甚至在比传统***更好地条件下，大量使用垂直和水平支撑。一方面，它们实现了连接柱和梁之间的强大的***连接，另一方面，也实现了梁之间的强大的***连接。

发生在柱和梁之间的交叉处的中心连接，可以在现场浇注或者预制，因此可以工业化，或者高度标准化地进行。

但是，中心连接无论是现场浇注或者工厂预制连接块，一切都在工厂实际完成，具有以下优点：生产的标准化，执行的质量和速度，降低成本和施工时间。

另外，建筑物的重量也会减小，因为对于垂直和水平负载的相同阻力，这种模块化网格比传统结构更轻。该***的主要制约因素是为了提高效率，支撑会占据轴心墙，这防止或减少传统材料在建筑各种砖墙等墙壁时的使用。但这会促使开发商更多地采用适合于这种结构的墙体，例如目前在木结构中使用的面板。

最后，这个限制将被大量使用轻质墙体所带来的附加效益所抵消，甚至在减轻重量，降低成本和实现施工速度方面，甚至可以说是倍增效应。

这种建筑***对于高地震危险区域特别重要，因为建筑物很轻，由一组结构上自给自足的单元组成，强度很高，因此难以变形，而且成本相对较低。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种使用预制柱和梁建造建筑物的工艺，无论是木材，钢筋混凝土或者其他材料，其特征在于，部分或全部通过柱与梁之间的双重连接构成，所述连接一方面通过将柱连接到相邻梁的竖直撑杆构成的***接合部，以及将相邻梁连接在它们之间的水平撑杆来实现，另一方面，由钢筋混凝土制成的，在柱和梁的交叉处实现的中心连接；所述工艺使用构成建筑结构的预制元件：柱、梁、支撑，以及用于加强中心连接的金属框架，除了在柱子自身底部设有用于连接到地基或下部楼板的钢筋外，所述柱和梁设置有预制金属框架要焊接在其上的短的起始杆，所述预制元件的连接在建筑工地上发生，使得在建造柱和梁以及焊接金属框架时，通过竖直和水平的支撑将其固定在最终位置，强力的支撑使得能够继续施工，从而在中心连接部以及柱子的底部浇注混凝土时，可以一次性地浇注一层或多层。

2.根据前述权利要求所述的施工工艺，其中，中心连接不是在施工现场实现的，而是在工厂中以连接块的形式预制，所述连接块在现场施工时连接到柱和梁的端部，优选通过螺栓，铆钉或螺纹杆。

3.根据前述权利要求所述的施工工艺，其中，所述连接块被扩大到墙壁和地板的相邻拐角，并且为了配合连接块，所述柱和梁的端部也相应的被扩大。

4.根据权利要求1所述的施工工艺，其中，可拆卸的中间支撑横向地放置在所述立柱的顶部，梁在固定支撑件之前或期间将搁置在该中间支撑件上。

5.根据前述任一权利要求所述的施工工艺，其特征在于，使用例如水泥砂浆形式的接头来防止，减少或消除不同预制建筑构件之间的可能间隙，并且还实现所述元件之间的特定连接。

6.根据前述任一权利要求所述的施工工艺，其中，柱，梁和支撑均设置有防滑装置，例如轻微的榫卯，凹槽，楔子和凸耳等。

7.根据前述任一权利要求所述的工艺，其特征在于，在木结构的框架中，一方面通过在柱和梁的端部形成长约20cm的凹槽，其中，起始杆通过斜钉与冰爪被强烈固定，另一方面，在由高强度钉子导致的较高的开裂或连续开裂风险的区域，安装连接金属装置。

Claims (8)

1.一种预制柱和梁建筑结构类型，无论是木材，钢筋混凝土还是其他材料，其特征在于，模块化和***地预制柱和梁，其连接在施工现场进行。一方面，通过一垂直和水平支撑***，另一方面，在它们的交叉点处通过钢筋混凝土连接，但是，为了确保柱子很好的粘结到支撑它们的建筑节点上，柱的底部端子在现场浇注混凝土，这些是在建造地基或较低楼层时制造的。

2.根据前述权利要求所述的施工技术，其中，所述连接点不是在现场实现的，而是工厂预制的连接块的形式，柱和梁的端部将连接到所述连接块。

3.根据前述权利要求所述的施工***，其中，所述连接块被扩大到墙壁和地板的相邻拐角，并且为了配合连接块，所述柱和梁的端部也相应的被扩大。

4.根据权利要求1所述的施工***，其中，所述连接加固件与柱和梁分开预制，并且以焊接金属框架的形式制造，所述加固件旨在在施工现场焊接到柱和/或梁的端部。

5.根据权利要求1或4所述的施工***，其中，可拆卸的中间支撑横向地放置在所述立柱的顶部，梁在固定支撑件之前或期间将搁置在该中间支撑件上。

6.根据前述任一权利要求所述的施工***，其特征在于，使用例如水泥砂浆形式的接头来防止，减少或消除各种预制建筑元件之间的可能的间隙，并且还用于以实现所述元件之间的特定连接。

7.根据前述任一权利要求所述的施工***，其中，所述柱、梁以及支撑，均设置有防滑装置，例如凹口，楔子和凸耳。

8.根据前述任一权利要求所述的技术，在木制结构的背景下，其特征在于，在由高强度钉子导致的较高的开裂或连续开裂风险的区域，安装连接金属装置。