TWI822635B - 建築結構 - Google Patents
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Abstract
本揭露係關於一種建築結構，其包含：一基座，該基座包含：複數個續接器；及圍繞該複數個續接器的箍筋；一主體結構，其一端連接至該基座；及一中空管，設置於該主體結構中，該中空管具有彼此相對的一第一開口及一第二開口，該第一開口面對該基座，該第二開口朝向相對該基座之一側暴露；複數個主筋，其貫穿該主體結構，且其一端連接至該複數個續接器；及包覆該基座、該主體結構以及該複數個主筋之一混凝土結構，且該混凝土結構位於該中空管的外側。
Description
本揭露係關於一種建築結構及其製造方法，尤其是一種包含預鑄柱之建築結構。
傳統現場澆置的鋼筋混凝土（RC）建築物構築方式需等待建築物每一層混凝土的強度到達預定強度後方能逐層向上施工，耗費時間，不僅如此，由於需有大量工人於施工現場捆紮、組模及灌漿等流程，因此施工品質掌控不易，易受到工人素質及天候影響。相較之下，鋼骨鋼筋混凝土（SRC）建築物構築方式可大幅減少工程時間，然而，若全部結構梁與結構柱皆採用鋼骨鋼筋混泥土結構，將耗費大量鋼材，提高建置成本。為解決上述問題，預鑄工法應運而生。
預鑄工法係指一種在工廠中生產，將混凝土澆築到可重複使用的模具中，在受控環境下凝固硬化，並運送到建築工地安裝之工法。工廠生產具有環境穩定，不受天候影響且技術工需求小以及作業標準化之優點。在工地現場部分，則利用機械化設備進行組立吊裝工作，且免搭外部鷹架，外牆與裝修同步進行，有效縮短工期。由於工程現場不使用傳統木模板，有助於森林資源保存且環保並且可保持工地現場整齊乾淨。預鑄工法經常使用於預鑄柱或預鑄梁等承受負載的較重要建築物結構。
以預鑄柱為例，在工程現場，施工者採用塔吊的方式或用吊車將預鑄柱放置至其預定設置位置。然而，由於無論是塔吊或吊車都有其承載限制，針對重量較大的預鑄柱，吊裝的成本和困難度大幅增高。
是以，為了解決上述問題，提供一種可降低重量之預鑄柱及其製造方法，是業界所長久企盼。
緣是，為達上述目的，本揭露之一項態樣係關於一種製造預鑄柱的方法，包括：提供一底模；提供一基座，設置於底模的一側上，基座包含：設置在底模的複數個續接器、以及圍繞複數個續接器的箍筋；將一主螺旋箍筋及複數個副螺旋箍筋每一者的一端連接至基座；提供一中空管，並將其置於主螺旋箍筋中，中空管的一端連至基座，且其兩端與主螺旋箍筋及複數個副螺旋箍筋大致齊平，藉此中空管、主螺旋箍筋及複數個副螺旋箍筋共同形成一主體結構；提供一頂模，其設置於主體結構相對於基座的另一側；提供複數個主筋，並將其貫穿主體結構，以將每一複數個主筋的一端連接至複數個續接器的對應一者；提供一對側模，並將其設置於主體結構及基座的相對兩側，且每一對側模的相對兩端分別連接底模及頂模；以及將混凝土澆置至由底模、頂模、以及每一對側模所形成的空間中。
本揭露之另一項態樣係關於一種預鑄柱，其包括一基座、一主體結構、複數個主筋及一混凝土結構。基座包含設置在底模的複數個續接器、以及圍繞複數個續接器的箍筋。主體結構之一端連接至基座，主體結構包括一主螺旋箍筋、設置於主螺旋箍筋的周緣並與主螺旋箍筋部分重疊的複數個副螺旋箍筋、及設置於主螺旋箍筋中的一中空管。複數個主筋貫穿主體結構，且其一端連接至複數個續接器。混凝土結構包覆基座、主體結構以及複數個主筋。
下文將參照圖式詳細描述本揭露的實施方式，其包含多種實施例。應注意的是，本案實施方式的內容僅用於例示本揭露的一種具體態樣，並非限制本案所請揭露的範圍。
以下介紹本揭露一實施例的建築結構的預鑄柱的組裝方法。請參照圖1A，其為根據本揭露一實施例的預鑄柱的製造流程示意圖一。上述實施例之製造預鑄柱的方法包括：提供一底板90、一底模1及一基座2。底板90可以設置於一表面上，例如預鑄工廠的一施工地面上。底模1豎立並固定於底板90上。基座2設置於底模1的一側上，並沿著底板90的延伸方向延伸。
在本實施例中，基座2包含複數個續接器11、13以及複數個箍筋14。續接器11、13彼此間隔設置在底模1的一側面上，並朝向同一方向延伸。箍筋14彼此間隔設置，並共同圍繞並固持住複數個續接器11、13。
請參照圖1B，其為用於本揭露上述實施例的箍筋14的示意圖。在本實施例中，一條箍筋14可包括複數個直線段141以及連接直線段141的複數個彎折段142，直線段141自彎折段142轉向，而形成複數個四邊形，以環繞如圖1A所示不同位置的續接器11、13。箍筋14的兩端的錨定端緣143向內彎折，作為錨定之用。請先參照圖4B，其為圖4A的右側側視示意圖。箍筋14圍繞複數個續接器11、13，且其錨定端緣143分別圍繞於兩個續接器13，並向內折彎。在其他實施例中，箍筋14也可以由複數個鋼筋而組合而成，例如採用焊接的方式連接。
請參照圖2，其為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖二，圖2展示將一主螺旋箍筋3及複數個副螺旋箍筋4每一者的一端連接至基座2。請參照圖4B，在本實施例中，主螺旋箍筋3的圓周直徑大致對應基座2一側的長度/寬度。本實施例包括四組副螺旋箍筋4，其每一者分別對應於基座2的四角落中的四個續接器11。如圖4B所示，四個續接器13設置在基座2左側及右側的中間部分，另外四個續接器13設置在基座2上側及下側的中間部分。此八個續接器13與四組副螺旋箍筋4錯開設置。在一些實施例中，使用複數個臨時架體（未繪示）臨時支撐主螺旋箍筋3及複數個副螺旋箍筋4以維持其預定之位置。
請參照圖3，其為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖三，圖3展示提供一中空管5，並將其置於主螺旋箍筋3中。中空管5的一端連至基座2，且其兩端與主螺旋箍筋3及複數個副螺旋箍筋4大致齊平，藉此中空管5、主螺旋箍筋3及複數個副螺旋箍筋4共同形成一主體結構120。在本實施例中，中空管5包括一管本體50及一止檔件56。管本體50具有彼此相對的第一開口52及第二開口54，第一開口52面對基座2，第二開口54向外側暴露。止檔件56覆蓋於管本體50鄰近於基座2的第一開口52。止檔件56可以是有筋擴張網，其材質包括金屬，例如不銹鋼。有筋擴張網可具有許多孔隙，但其孔徑的大小經構形而可避免混凝土或砂漿滲透到進入管本體50內。
請參照圖4A，其為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖四。如圖4A所示，在提供中空管5的步驟後，本實施例之方法包括間隔設置複數個定位組件16於中空管5的外側，以固定中空管5的位置。
請參照圖4B，在本實施例中，每一複數個定位組件16包括四桿件17、18，上述間隔設置複數個定位組件16於中空管5的外側之步驟包括將四桿件17、18以「井」字形狀抵靠於中空管5的外側，並對應連接至主螺旋箍筋3及複數個副螺旋箍筋4。藉此，定位組件16的四桿件17、18抵靠中空管5的四側，可穩定地固持中空管5的位置。
請參照圖5A，其為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖五。如圖5A所示，在提供中空管5的步驟後，本實施例之方法包括進一步包括提供一預埋件20，將其設置於主體結構120遠離於基座2的一側中，並連接至主體結構120中之主螺旋箍筋3，以加強主體結構120的勁度。
請參照圖5B，其為圖5A的右側側視示意圖。預埋件20可包括一彼此平行設置的一第一對桿件22以及一彼此平行設置的一第二對桿件24，第一對桿件22與第二對桿件24彼此交錯並大致呈現十字形狀設置，其中第一對桿件22以及第二對桿件24之間係由複數個繫件26、28彼此固定，並連接至主體結構120中之主螺旋箍筋3，以加強主體結構120的勁度。
請參照圖6，其為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖六。圖6展示提供一頂模6，其設置於主體結構120相對於基座2的另一側。在提供頂模6的步驟中，可進一步包括：提供複數個固定件29，並經由複數個固定件，將中空管5固定於頂模6。在本實施例中，固定件為一「L」形板件，其一側固定於中空管5上，其另一側固定於頂模6的內側。
請參照圖7A及圖7B，其中圖7A為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖七，圖7B為圖7A沿線段A-A的剖切示意圖。圖7A及圖7B展示提供複數個主筋7、7a，並將其貫穿主體結構120，以將每一複數個主筋7、7a的一端連接至複數個續接器11、13的對應一者。其中，主筋7連接至複數個續接器11，而主筋7a連接至複數個續接器13。
請參照圖7B，其展示提供一對側模8，並將其設置於主體結構120及基座2的相對兩側，且每一對側模8的相對兩端分別連接底模1及頂模6。在一些實施例中，提供於複數個支撐腳80，其一端設置於底板90上，另一端抵頂於側模8的外側，以加強側模8對於結構的支撐。
請參照圖8，其為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程剖切示意圖八。如圖8所示，本實施例之方法包括將混凝土9澆置至由底模1、頂模6、以及每一對側模8所形成的空間200中。在一些實施例中，將混凝土9澆置的步驟包括將混凝土9從鄰近於側模8的其中一者處澆置。在本實施例中，混凝土9如箭頭所示，是由接近右側的側模8處澆置。
請參照圖9，其為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程剖切示意圖九。接續圖8所示，本實施例之方法中繼續澆置混凝土9，並開始圍繞中空管5的外側。由於本實施例中混凝土9是由右側(單側)澆置，可以有效避免空氣駐留在中空管5的下緣。在其他實施例中，混凝土9由左側澆置，也可以達到排出空氣的效果。
請參照圖10，其為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程剖切示意圖十。接著圖9所示，本實施例之方法中繼續澆置混凝土9，直到填滿側模8之間的空間200，並靜置一段時間。從圖式中可以看出，由於中空管5的隔絕，混凝土9不會澆築到中空管5內的空間200，而形成一個長形的管狀腔室58。
請參照圖11A，其為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的立體示意圖。接續上述步驟，本實施例之方法包含將前述圖式的底板90、底模1，側模8及頂模6移除，並豎立靜置凝固後的預鑄柱100。從圖11A可清楚得知，中空管5遠離基座2的一側的第二開口54係對外暴露。若是相同尺寸且完全實心的情況下，預鑄柱100的重量大約是32公噸。在本實施例中，預鑄柱100的重量可以減輕至25公噸(減輕約22％的重量)，並仍能維持預鑄柱100依設計所需求的支撐力。在一實施例中，預鑄柱100的高度d1可以是9.2公尺，預鑄柱100的寬度w1及寬度w2可以是1.2公尺。
請參照圖11B，其為圖11A沿線段B-B的預鑄柱100的剖切示意圖。在一實施例中，中空管5的長度d2是8.7公尺。在一實施例中，中空管5的長度d2與預鑄柱100的長度d1的比值約為0.945比1。在一實施例中，中空管5內的直徑R1是6.5公尺。在一實施例中，中空管5內的直徑R1與預鑄柱100的寬度w1的比值約為13比24。
綜合上述，本揭露的一實施例揭露一種預鑄柱及其製造方法。預鑄柱中包含一中空管，其內部為中空的長形管狀腔室，並由主螺旋箍筋所圍繞。本揭露的預鑄柱在維持一定的支撐性下，可以大幅減輕其重量，而易於運輸，進而減少運送成本，並能降低材料及生產成本。
本文中的用語「一」或「一種」係用以敘述本揭露的元件及成分。此術語僅為了敘述方便及給予本揭露的基本觀念。此敘述應被理解為包括一種或至少一種，且除非明顯地另有所指，表示單數時亦包括複數。於申請專利範圍中和「包含」一詞一起使用時，該用語「一」可意謂一個或超過一個。此外，本文中的用語「或」其意同「及/或」。
除非另外規定，否則諸如「上方」、「下方」、「向上」、「左邊」、「右邊」、「向下」、「本體」、「基座」、「垂直」、「水平」、「側」、「較高」、「下部」、「上部」、「上方」、「下面」等空間描述係關於圖中所展示的方向加以指示。應理解，本文中所使用的空間描述僅出於說明的目的，且本文中所描述的結構的實際實施可以任何相對方向在空間上配置，此限制條件不會改變本揭露實施例的優點。舉例來說，在一些實施例的描述中，提供「在」另一元件「上」的一元件可涵蓋前一元件直接在後一元件上(例如，與後一元件實體接觸)的狀況以及一或複數個介入元件位於前一元件與後一元件之間的狀況。
如本文中所使用，術語「大致」、「實質上」、「大略」及「約」用以描述及考慮微小的變化。當與事件或情形結合使用時，該等術語可意指事件或情形明確發生的情況以及事件或情形極近似於發生的情況。
本文中的用語「預鑄混凝土」結構係指一種在工廠中生產，將混凝土澆築到可重複使用的模具中，在受控環境下凝固硬化，並運送到建築工地安裝的混凝土結構。
本文中的用語「半預鑄混凝土」結構係指一部分結構在工廠中生產，將混凝土澆築到可重複使用的模具中，在受控環境下凝固硬化，另一部分結構則保留不預鑄，該部分於工地現場澆置混凝土，並接合前述預鑄部分，如預鑄柱、預鑄大小梁及預鑄樓板等。
本揭露並不限於本文中所揭示的特定結構或設置，本揭露所屬技術領域具有通常知識者當可理解，在本揭露的精神下，本文中所揭示的此等結構及設置在一定程度上可經改變或置換。亦應瞭解本文所使用的術語及描述方向或相對位置的用語僅為描述特定實施方式及便於說明與理解而使用，並不意欲限制本揭露的範圍。
1:底模
2:基座
3:主螺旋箍筋
4:副螺旋箍筋
5:中空管
6:頂模
7、7a:主筋
8:側模
9:混凝土
11、13:續接器
14:箍筋
16:定位組件
17、18:桿件
20:預埋件
22、24:桿件
26、28:繫件
29:固定件
50:管本體
52:第一開口
54:第二開口
56:止檔件
58:管狀腔室
80:支撐腳
90:底板
100:預鑄柱
120:主體結構
141:直線段
142:彎折段
143:錨定端緣
200:空間
A、B:線段
d1、d2:長度
R1:直徑
w1、w2:寬度
以下所描述的附圖僅是出於例示性目的，並非欲以任何方式限制本揭露之範疇。
圖1A為根據本揭露一實施例的預鑄柱的製造流程示意圖一。
圖1B為根據本揭露用於上述實施例的箍筋的示意圖。
圖2為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖二。
圖3為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖三。
圖4A為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖四。
圖4B為圖4A的右側側視示意圖。
圖5A為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖五。
圖5B為圖5A的右側側視示意圖。
圖6為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖六。
圖7A為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程示意圖七。
圖7B為圖7A沿線段A-A的剖切示意圖。
圖8為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程剖切示意圖八。
圖9為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程剖切示意圖九。
圖10為根據本揭露上述實施例的預鑄柱的製造流程剖切示意圖十。
圖11A為根據本揭露依照上述實施例的製造流程所完成的預鑄柱的立體示意圖。
圖11B為圖11A沿線段B-B的預鑄柱的剖切示意圖。
2:基座
5:中空管
100:預鑄柱
d1、d2:長度
R1:直徑
w1:寬度
Claims (8)
- 一種建築結構，其包括：一基座，該基座包含：複數個續接器；及圍繞該複數個續接器的箍筋；一主體結構，其一端連接至該基座；一中空管，設置於該主體結構中，該中空管具有彼此相對的一第一開口及一第二開口，該第一開口面對該基座，該第二開口朝向相對該基座之一側暴露；複數個主筋，其貫穿該主體結構，且其一端連接至該複數個續接器；及包覆該基座、該主體結構以及該複數個主筋之一混凝土結構，且該混凝土結構位於該中空管的外側。
- 如請求項1之建築結構，進一步包括：複數個定位組件，間隔設置於該中空管的外側，該複數個定位組件包括四桿件，以井字形狀抵靠於該中空管的外側。
- 如請求項1之建築結構，進一步包括：一預埋件，設置於該主體結構相對於該基座之該側中，該預埋件包括一彼此平行設置的一第一對桿件以及一彼此平行設置的一第二對桿件，該第一對桿件與該第二對桿件彼此交錯並大致呈現十字形狀，其中該第一對桿件以及該第二對桿件之間係由複數個繫件彼此固定，並連接至該主體 結構，以加強該主體結構的勁度。
- 如請求項1之建築結構，其中該中空管包括一管本體及一止檔件，該止檔件覆蓋於該管本體鄰近於該基座的一側開口。
- 如請求項4之建築結構，其中該止檔件是一有筋擴張網，該有筋擴張網可具有許多孔隙，其孔徑的大小經構形而可避免混凝土或砂漿滲透到進入該中空管內。
- 如請求項1之建築結構，其中該中空管的直徑與該建築結構的寬度的比值約為13比24，該中空管的長度與該建築結構的高度的比值約為0.945比1。
- 如請求項1之建築結構，更包括：一底模，其設置於該基座的一外側上，並經構形以固定該複數個續接器。
- 如請求項7之建築結構，更包括：一頂模，其設置於主體結構相對於基座的該側，該頂模經構形以固定該中空管；以及一對側模，設置於該主體結構及該基座的相對兩側，且該對側模的相對兩端分別連接該底模及該頂模。
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