鋼塑輕建築及其建造方法

2023-07-10 17:21:46 3

專利名稱：鋼塑輕建築及其建造方法
技術領域：
本發明是鋼塑輕建築及其建造方法，屬建築建造技術領域。
現有的鋼筋混凝土建築存在如下的缺點和問題(1)建築周期長。從可行性計劃確定日起，至完工交付使用，往往需要幾年時間。由於建築周期長，有時無法按原計劃使用，只好花錢改造才能另作他用；(2)費工費料。由於現有建築物巨大，材料的加工、運輸裝卸、貯運、保管、施工各環節中造成的損耗和浪費也大；(3)採石場破壞生態。混凝土大量用於建築後，城市近郊的青山開闢為採石場，爆破聲破壞了城市的安寧，青山變得百洞千瘡，自然生態被徹底地破壞；(4)水泥廠汙染地球大氣層。混凝土建築，使水泥廠猛增，使附近煙塵瀰漫，空氣朦朧，破壞了美好的生活環境；(5)大批木材被砍伐，惡化生化環境。混凝土建築需用大量木材，已摧毀難於計數的樹木和森林；(6)混凝土建築施工汙染社區，建築工地泥粉飛揚、骯髒不堪，人們的健康和生命受到嚴重的影響和威脅；(7)妨礙城市重新規劃。由於混凝土建築為脆性結構，一旦解體便成廢物，要拆除和清除舊混凝土建築都非常困難，並會給業主帶來巨大的經濟損失，已成為人類文明發展及城市規劃發展的絆腳石；(8)混凝土建築存在重量大、易發生脆性破壞的致命弱點，一旦受到意外超負荷的外力襲擊，便會發生連鎖損壞而崩蹋，這將會產生無限悲慘的後果。
本發明的目的就在於為了克服和解決現有的鋼筋混凝土建築建造困難、工業化程度極低、建築周期長、費工費料，石、水泥、木材的大量使用惡化了人類的生態環境，施工過程汙染社區，難於重新規劃和拆改，地震時發生脆性破壞，為後人埋下了禍根等缺點和問題，研究設計一種建造安裝方便、建造周期短、省工省料、不用石、水泥、木材，不致惡化人類生態環境、無社區環境汙染、消除了對地球環境的破壞，能高度工業化文明施工，施工效率高、裝飾靈活、易拆改，確保使用者永恆安全的鋼塑輕建築及其建造方法。
本發明是通過下述技術方案來實現的鋼塑輕建築的構造示意圖如

圖1所示，鋼塑輕建築是一種薄壁輕鋼注塑建築，由薄壁輕鋼結構及在其部分主要受力的薄壁輕鋼構件的空心內腔內灌注高壓發泡塑料成型共同結合而成。其主要由柱構件1、上柱接頭2、雙梁鬥3、下柱接頭4、單梁鬥5、柱座6、樓梁構件7、窗頂梁8、窗臺梁9、塑面板10、樓面閣柵11、張拉杆12、注塑樓面13、梁柱卡14、豎杆構件15、柱梁卡16、地架17、斜撐18(剛性斜撐、柔性斜拉杆)、基底板19、彈性墊層20、地基原地面土層21、陣列石灰樁22、柔性拉索及地錨23等相互聯接構成，其部位及相互聯接方法為兩柱構件1可用對焊或上柱接頭2、下柱接頭4及自壓螺栓上、下連接長，上柱接頭2套在柱構件1下端，用自壓螺栓將短筒壁及柱構件外壁相固連，雙梁鬥3夾在上、下柱接頭之間，用自壓螺栓緊固後，雙側或四側的樓梁構件的一頭恰好套在梁鬥內，再用自壓螺栓將各構件相互固連，下柱接頭4套在柱構件1上端，用自壓螺栓將短筒壁及柱構件1外壁相連，單梁鬥5夾在上柱接頭2與下柱接頭4之間，也用自壓螺栓固緊後，雙側的樓梁構件的一頭恰好套在梁鬥內，再用自壓螺栓將各構件相互固聯，柱座6的柱座底板用自壓螺栓固定在地架17的相應物件或基底板19上，安裝柱構件1時，將柱構件1的底端套插在柱座的短筒外再聯結固緊或加焊牢固；樓梁構件7可以對焊連接或與上、下柱頭2、4相連接長，也可以梁鬥3、5，柱梁卡16、梁柱卡14、L形梁柱卡、T形梁柱卡、十字形梁柱卡與垂直柱構件1相連；窗頂梁8位於各層窗頂的水平高度上，可用梁鬥3、5或柱梁卡16與其兩端的柱構件1連接，並用自壓螺栓固牢或加焊固牢；窗臺梁9位於窗臺的水平高度，用梁鬥3、5或柱梁卡16與其兩端的柱構件相連，並用自壓螺栓固牢或加焊固牢，塑面板10與樓面閣柵11及樓面定型腔體的下結構層相連接以作樓面注塑的定型面板；安裝樓面閣柵11時，先用閣柵卡按閣柵的位置固定安放在樓梁構件7上再固緊，再把樓面閣柵11的兩頭套在閣柵卡內，並用自壓螺栓固緊或加焊固緊；張拉杆12從相反的方向插入各樓面閣柵11的腹板的預留孔內，用螺帽鬆緊來調整各條張拉杆12的拉力，保持各條張拉杆的張拉緊程度基本相同；注塑樓面13是用塑面板10和樓底板把樓面閣柵11和張拉杆12全部封閉在整體發泡成型的泡沫塑料內腔中，組成整體的閣柵內骨架泡沫塑料樓面；梁柱卡14是臨時插入柱構件1的梁柱交點上，將梁柱卡14的槽形部分卡在樓梁構件7上並固緊後，將柱構件1套在上伸的短筒外並用自壓螺栓固緊或加焊固結。也可按相反的方向在梁下加插支承柱構件；豎杆構件15用柱梁卡16與其兩端的構件相連接；柱梁卡16用自壓螺栓固定在梁構件兩端柱子的特定位置上，將樓梁構件兩端套進柱梁卡的支承鬥內並用自壓螺栓連結，可自下而上和自上而下兩個方向安裝，也可水平或垂直方向安裝；地架17位於基底板19及上部主體結構之間，用柱座6、柱構件1、樓梁構件7、梁鬥3、5、梁柱卡14、柱梁卡16、張拉杆12等相互連接構成，其上部與柱構件1連結，下部與基底板19連結，構成一個剛度和強度都十分可靠的空間集合體；斜撐18中的剛性斜撐用剛性角馬及十字馬連結，柔性斜拉杆用張拉鋼索、柔性角馬及U形扣連結構成；基底板19位於地架層與地基之間，基底板19頂面的立柱位置墊有厚鋼板以分散柱座6的傳力，鋼板與柱座6及插在其上的柱構件1相連，整個基底板為分立式薄鋼板封閉箱形或內骨架封閉箱，泡沫塑料在其內高壓成型，基底板整體板塊聯合受力，也可做成帶骨架的高壓泡沫塑料填充的箱塊在現場安裝，連接部分在現場另外注塑發泡連接定型。基底板19的下部有柔性拉索及地錨23與地下深層錨結；彈性墊層20是先用地膜將已施打陣列石灰樁的地表土層覆蓋保護，再鋪上有彈性不易老化的塑料或橡膠墊層，其上面直接支承基底板19；地基原地面土層21是在已平整的天然地面上施打陣列石灰樁後，上面鋪上保護地膜及墊層而成；陣列石灰樁22是平整的地面上直接施打石灰樁；柔性拉索及地錨23是在鑽孔底放置帶柔性拉索的地錨，柔性拉索拉緊後，地錨活動瓣打開，錨住地下鑽孔壁，柔性拉索上端與主骨架的特定主力柱相連結，部分地錨直接與基底板的特定部位相連結。其各部件的用途和作用原理如下柱構件1作為垂直受力主骨架，上柱接頭2用於連接上柱構件，若上柱構件為多根柱構件組合體，則需用由多個短筒組合的組合上柱接頭；雙梁鬥3是在柱的雙側或四側都有梁時，則需雙梁鬥3或正交梁鬥把樓梁構件7套在梁鬥上而組成梁柱骨架；下柱接頭4用於連接下柱構件，若下柱構件為多根柱構件組合體，則用多個短筒組合的組合下柱接頭，若其短筒長度與上柱接頭相同，則可上下相互通用；單梁鬥5是在柱構件1在單側或三側有梁情況下，則用單梁鬥或三梁鬥5與柱構件之側的梁構件連接；柱座6用於連接柱構件1的底端並將柱構件固接在地架17或基底板19上，樓梁構件用作水平受力主骨架，窗頂梁8及窗臺梁9均用作副骨架；塑面板10為樓面定型腔體的上結構層，樓面閣柵11是樓面內主力骨架，張拉杆12用於固定樓面閣柵11腹板的相對位置以加強閣柵的剛度，注塑樓面13為樓面主體；梁柱卡14用作在梁構件上加插梁和獨立柱構件的連接件，它有L形梁柱卡、T形梁柱卡、十字梁柱卡等；豎杆構件15承受垂直受力並與上、下兩橫梁組成空腹梁或副受力骨架；柱梁卡16用於在兩柱間加插橫梁構件或在兩橫梁之間加插垂直豎杆構件；地架17是上部主體結構與基底板19之間的過渡層，也是安放各種功能設備及引出各類設備管線的設備層；斜撐18包括剛性斜撐和柔性斜拉杆，用於將矩形骨架構架加密為多個三角形以增加受力及穩定的性能，並構成三個方向的空間集合體；基底板19用於支承地架層及上部整體建築，相當於浮伐形基礎；彈性墊層20墊於基底板下面，覆蓋著陣列石灰樁地基的表面；地基原地面土層21作為地基持力層，陣列石灰樁22是對地基作勻質處理，使整個持力層的整體受力強度得到加強和穩定；柔性拉索及地錨23用於錨住地層深處，承受主力柱下因橫向力作用而形成的拉力，起抗傾覆和生根的作用，柔性拉索的上端與主體結構的主力柱、基底板等有彈性接口，可使在發生強烈地震時，鋼塑輕建築整體不致被上下衝擊而拋離。
鋼塑輕建築的薄壁輕鋼結構構件是把特定的塑料原料和化學液劑，如聚苯乙烯或聚胺酯原料注入到已安裝好的薄壁輕鋼結構的主要構件的內腔中，使其在薄壁輕鋼的內腔中反應膨脹發泡並急速凝結，實現對薄壁輕鋼主要部件的內腔進行施壓填充，以維護薄壁輕鋼結構構件的薄壁截面形狀，使其不可變形，凝結成型過程中，其在內腔向外膨脹加壓，迅速凝固形成了許多相互獨立、帶氣室的泡沫塑料顆粒內腔，它們之間互相擠壓又互不相通，在薄壁杆件的腔體內形成一個密閉的小彈性體，無數密閉的小彈性體之間又互相粘結，其最外圍的小彈性體又把薄壁輕鋼構件的內腔壁和自己緊緊地強力粘合在一起。無數小彈性體在薄壁輕鋼的內腔中組成了一個集合彈性腔體，充盈在薄壁輕鋼的整個內腔之中，並與薄壁輕鋼的內壁緊密粘牢，使其對內壁起到維護定位和強力加固的作用。
鋼塑輕建築與現有鋼筋混凝土建築相比有如下的優點和有益效果(1)鋼塑輕建築可確保使用者用永恆安全。由於鋼塑輕建築的各個薄壁輕鋼薄壁件按特定方法互相嚴密地聯接，組成了立體空間結構。即使結構某局部受到了超負荷的極限外力的襲擊，自身會使空間力迅速反應互相傳遞和重新組合分布，平衡攤分，使該局部構件脆性破壞的情況不會發生。即使在極意外特殊的情況下，某一構件發生了塑性變形，也不會影響到所有的聯接處，也就不可能有剎那間崩塌的事情發生，因而可確保建築物使用者人身的絕對安全，可確保人類自身的文明不會由於某種預想不到的突發事件而被毀滅於剎那之間；(2)無社區環境汙染。由於鋼塑輕建築重量輕，取消了龐大的地樁和巨型的深基工程系統，所有構件都是在工廠加工好的成品零件，極少有含塵物和大量建築垃圾。因而可以不使建築現場地盤附近的社區環境因施工過程而造成汙染；(3)消除了對地球環境的破壞。主要的房屋建築業不再使用混凝土，也就不再需要模板和大量的各種木材。木材將失去了最大的建築市場，人們也就不會為謀取利潤去四處砍伐山林了。房屋建築業不再使用混凝土後，人們再也不去大量開挖碳酸鈣礦石來燒制水泥，那種水泥廠社區煙塵籠罩、無數煙囪向藍天噴注滾滾濃煙的情景也就可以大大減少。房屋建築不再使用混凝土後，人們再也不必去大量破山取石了，城市郊外的遠近青山，也不必再擔心有人去劈山開道而破壞天然綠化風景區了；(4)設計簡易。鋼塑輕建築的所有構件，都按嚴格的規範要求進行加工，並對其單體構件及安裝後的聯合受力性能，都有上下限的準則限制和要求。對整體結構中的各種杆件、節點、集合體、剛性體、剛性核心體等的設置方法，也都有十分明確的規範原則，只要按照特定的和通用的各種準則要求進行設計、組合、拼裝，就可以完成全部的建築設計、結構設計和施工安裝。對於低層、多層或高層建築的設計，也都一樣變得十分簡單。鋼塑輕建築的結構設計圖紙裡面，再也沒有各種縱橫交錯、密密麻麻的各種基礎、樓層鋼筋配筋圖、千變萬化的梁柱鋼筋立面、剖面圖、模板圖，各種複雜的梁柱鋼筋表換成簡單的鋼塑構件選用表。要完全看懂混凝土建築的施工圖紙，需要相當高的專業水平，而鋼塑輕建築的施工圖紙，只要內行人稍作指點，就很容易看得懂。由於鋼塑輕建築的結構設計較為簡單，建築設計師自身完全掌握已無困難，所以，建築設計和結構設計並不需要十分明確的分工，單純的結構設計將變成為僅僅協助建築設計的一個輔助手段。對於普通的常規小工程，使用者甚至可以按照自己的構想，根據供應商提供的鋼塑輕建築構件的有關資料及組合要求自行設計策劃；(5)安裝方便。鋼塑輕建築的的安裝工程十分簡單，只要預先通知鋼塑輕建築的有關基底工程營業機構按指令日期作好基底工程，再按設計圖紙中所詳列的構件型號和數量通知有關的設備公司，按照要求的日期進行協調安裝，建築物即可按期起貨交付使用。對一些不十分複雜的建築，也可以通知有關建築構件商把各種構件和零配件送到地盤，按圖紙說明及有關組裝原則自行安裝；(6)高度工業化的文明施工。鋼塑輕建築中，上部結構的所有構件，基本上都是在工廠內按規範定型製造加工成的標準成品，在現場地盤組織安裝時，可以小心翼翼裝卸及保管，並不需使用太多的粗雜工。相反，安裝過程中各工序的安裝工，全部都是經過專門訓練的技術工人，他們懂得鋼塑輕建築的安裝規程，懂得使用專用的電動工具，遵循著嚴格的規範進行施工。各工序之間象在流水線上一樣進行密切配合，是真正的高度工業化的文明施工；(7)施工效率高。在鋼塑輕建築的地盤中，基礎工程比傳統混凝土建築的基礎工程簡化了無數倍。主體建築部分已徹底拋棄了傳統建築那樣的作模、排筋、現澆、養護、砌磚等等的繁瑣工序。給排水、強電、弱電、空調、消防、電腦布線、智能控制系統等管線同步進行的各種構件的內外安裝以及測試無誤後的分段注塑，可使一座幾十層的大廈只需幾個月的時間便可起貨；(8)裝飾靈活。鋼塑輕建築的裝修工程，通常是與主體安裝工程同步進行，也可在整體設備全部安裝到位後，再配齊各種空間間隔、飾面及配套家具。所有裝修風格可完全迎合業主的喜愛，外表的飾面風格也可以根據業主的要求選取傳統型或現代型。過一定時期後，根據業主的新意念又可十分容易地進行室內外的裝修更新；(9)適應城市的發展。鋼塑輕建築，由於可裝可拆，拆卸下來的構件和各種零配件，基本上都可以重複使用。所以，鋼塑輕建築可以在幾個月的時間內，建造出一座幾十層的大廈，也可以在幾個星期內，把整座大廈拆卸運走，重新選址安裝在另一個地方。如果根本不需拆卸，當然也可成為永久性的建築物與世長存；(10)簡化建築行業管理。由於鋼塑輕建築的材料使用簡便易購，又免除了混凝土建築那種沙、石、水泥的笨重材料，免除了地基開挖、材料加工、貯運、現場支撐建模、澆注混凝土、拆模、養護等等的繁瑣周邊配合及漫長的工藝流程，許多圍繞混凝土建築服務的無數功能監控機構，如矽酸鹽研究檢測機構，混凝土試件檢驗及鑑定機構，以及現場沙石、水泥材料質量監管，混凝土澆注前的地基、基礎、鋼筋規格、如直徑、長度、起彎點位置、排列、塔接、主筋及箍筋間距、綁紮、模板偏差度等等的檢查監控、澆注時的混凝土配合比、水灰比、石子粒徑、沙子粗細度、質量、含泥量、人工攪拌的均勻度、搗固密實度、負力麵筋的位置維護、澆灌後的護養等等。一系列繁雜的監管，在混凝土建築中都完全不可缺少，稍微有一環疏忽，就會對質量有所影響，而且不易彌補。因而，無論建築行業管理如何強化再強化，世界各地都仍然有大小事故不斷發生。這關鍵的原因，是由於這種建築自身的弱點所造成，材料現場溼作業和工序的繁雜以及質量的不穩定性，大大造成了行業管理的複雜。只有當建築得以簡化以後，建築的行業管理才可以被簡化。也只有在鋼塑輕建築被確立以後，這種簡化才成為可能；(11)鋼塑輕建築由薄壁輕鋼及泡沫塑料組成，與鋼筋混凝土建築比較，有著許多獨特的優良性能①重量減輕。鋼筋混凝土的容重約為主2800kg/m3，泡沫塑料的容重約為10～20kg/m3，後者只為前者的1/280～1/140，連薄壁輕鋼在內也不超過1/40；②強度增強。鋼塑輕建築的各構件，主要靠薄壁輕鋼及內部的泡沫塑料氣囊來受力，氣囊使封閉薄壁輕鋼構件的受力性能得到很大的加強。由於鋼塑輕建築將其所承受的力轉化為以薄壁輕鋼筒壁的拉力為主。而鋼的抗拉強度比混凝土的抗壓強度要高出15-50倍；③物料用量減少。若按材料強度提高30倍，重量減少20倍計，鋼塑輕建築的綜合材料用量與鋼筋混凝土建築相比，已可減少600倍；④體積減小。由於材料用量減少，肥梁大柱不再存在，結構所佔的體積也可大大減少。例如，□100mm×100mm的鋼塑柱與300mm×300mm鋼筋混凝土構造柱的承壓能力基本相同，而截面積卻減少至只有1/9，按3000mm長度計算，體積可減少為1/27；⑤造價降低。由於物料用量大量減少，構件性能極大提高，有可能出現極其良好的經濟性能。比方說， 容重為20kg/m3的聚胺脂泡沫塑料的目前綜合造價約2400元/m3，約為混凝土成型綜合價的2-3倍。但在總體建築物中所用的泡沫塑料比同等建築中所用的混凝土的立方數量卻要減少幾十倍。因而所需材料及造價也只會減少和降低；⑥建造安裝方便。鋼筋混凝土建築是以混凝土為主，把一條條鋼筋加到混凝土裡面協同受力。而鋼塑輕建築卻是以一根根空心薄壁輕鋼為主，把泡沫塑料灌注到薄壁輕鋼構件之封閉內腔高壓成型以共同受力。鋼塑輕建築的構件，根據建築的類型由工廠定型加工，生產容易。聯接件也在專門工廠生產，與各種構件配套。備齊了構件和聯接件，安裝工作十分方便。也可以預製造好一間間的鋼塑輕建築單元，運到現場組合安裝，非常方便。
下面對說明書附圖進一步說明如下圖1為鋼塑輕建築的整體結構示意圖；圖2為上柱接頭的結構示意圖；圖3為下柱接頭的結構示意圖；圖4為多筒上柱接頭結構示意圖；圖5為多筒下柱接頭結構示意圖；圖6為雙梁鬥的結構示意圖；圖7為單梁鬥的結構示意圖；圖8為正交雙梁鬥的結構示意圖；圖9為單柱座結構示意圖；圖10為組合柱座的結構示意圖；圖11為梁柱卡的結構示意圖；圖12為L形梁卡的結構示意圖；圖13為T形梁卡的結構示意圖；圖14為十字梁卡的結構示意圖；圖15為L形梁柱卡結構示意圖；圖16為T形梁柱卡的結構示意圖；圖17為十字形梁柱卡的結構示意圖；圖18為邊閣柵卡結構示意圖；圖19為中閣柵卡的結構示意圖；圖20為剛性斜撐角馬結構示意圖；圖21為十字馬結構示意圖；圖22為柔性角馬結構示意圖；圖23為柔性斜拉杆交點U形扣示意圖；圖24為柱梁卡結構示意圖；圖25為柱梁卡的兩種安裝方法示意圖；圖26為梁間加豎杆的示意圖；圖27為帶地下室建築的地架示意圖；圖28為階梯地建築的地架示意圖；圖29為簷口骨架示意圖；圖30為預應力拉杆定位法——樓蓋閣柵與閣柵聯接示意圖。各圖中1為柱構件、2為上柱接頭、3為雙梁鬥、4為下柱接頭、5為單梁鬥、6為柱座、7為樓梁構件、8為窗頂梁、9為窗臺梁、10為塑面板、11為樓面閣柵、12為張拉杆、13為注塑樓面、14為梁柱卡、15為豎杆構件、16為柱梁卡、17為地架、18為斜撐(剛性斜撐、柔性斜拉杆)、19為基底板、20為彈性墊層、21為地基地表層、22為陣列石灰樁、23為柔性拉索及地錨。
本發明的實施方式如下(1)按圖1所示，並按上面說明書所述的鋼塑輕建築的結構組成，首先製造各主要構件①上柱接頭2的結構如圖2所示，它由一塊挖有圓孔的厚鋼板作底板，於其上焊有外壁尺寸比薄壁輕鋼柱構件的內壁尺寸略小約0.1mm的薄壁短筒套組合而成，也可用整體精密鑄鋼的方式進行生產加工；柱接頭中鋼短套筒的長度，可根據設計對剪切力的特殊要求而擇定，一般可作成100～500mm的統一規格件，則可滿足常規鋼塑輕建築的不同要求；下柱接頭4的結構如圖3所示，下柱接頭除長度可與上柱接頭不一樣外，其餘尺寸、規格及製造方法與上柱接頭完全相同。若按設計確定為上、下伸入長度一樣，則上柱接頭和下柱接頭可上下反轉互用，安裝起來更為方便。如支力柱系多筒組合柱，則須採用相應的多筒柱接頭，如三筒柱接頭、四筒柱接頭等；多筒柱接頭的上柱接頭結構示意圖如圖4所示，多筒柱的下柱接頭結構示意圖如圖5所示；②雙梁鬥3的結構示意圖如圖6所示，單梁鬥的結構示意圖如圖7所示，正交雙梁鬥結構示意圖如圖8所示。梁鬥能把薄壁輕鋼柱構件和薄壁輕鋼梁構件作90°的聯接，同時確保梁柱各自的受力性能及其力的互相傳遞，並確保梁、柱中的薄壁輕鋼腔體得以上下左右貫通。梁鬥由上平板和三角鬥兩部分組成，上平板的形狀、孔洞大小、位置和尺寸等大致與上、下柱接頭的底板相同，厚度按設計需要可有不同。靠梁的一側或二側或三側，聯接著三角鬥，三角鬥由豎板、底板以及兩側的連接豎板和底板的三角側板所組成。梁鬥的豎板內，預留有適當的管線孔洞及安裝螺栓孔，可以方便準確地聯接管線、定位、安裝。梁鬥安裝在下柱接頭與上柱接頭之間，梁鬥的上平板和上、下柱接頭平板的尺寸及孔洞、螺栓孔的位置完全相同，將三塊平板的四個或多個螺栓孔位置上下對齊後，用自壓螺栓將上、下柱接頭及梁鬥上平板等三塊鋼板緊固聯接成一個受力整體。梁鬥的上平板由2mm厚以上鋼板與其下之三角鬥以焊接或衝、鑄等方法製造而成。上平板與柱接頭的平板部分的孔洞大小、位置完全相同，只是面板的寬度尺寸須增大三角鬥方向的豎板厚度。如若加接橫梁時，只須在上、下柱接頭之間加入此梁鬥。若只在柱的單側加梁，則採用單梁鬥，如須在柱的二側加梁，則採用雙梁鬥。若要在柱的三側面加梁(T字梁)則可採用三梁鬥。也可加一個雙梁鬥後另於垂直方向再疊放一個單梁鬥，但兩個梁鬥疊置後，如要保持梁底的標高一致，則須選用梁鬥深度不同的梁鬥，其深度應比先放梁鬥要增加一個頂板的厚度。也可在設計中以調整梁面標高等方法去進行全面的考慮處理。同理，若要在柱的四側加梁(十字梁)，則可選用四梁鬥，或以兩個直交雙梁鬥沿垂直方向疊放，或以兩個正交雙梁鬥疊加安裝。但兩個方向應注意選用不同深度的梁鬥，才能使安裝後兩個方向的梁底標高相同。如無梁底標高持平的要求，則可選用隨意的梁鬥，只要三角鬥內淨空尺寸與梁薄壁輕鋼構件外壁的尺寸相同，則可輕而易舉地密楔安裝；③柱座6的結構示意圖分別如圖9和圖10所示。柱座由6mm厚以上的鋼底板及略小於薄壁輕鋼柱件內壁尺寸的鋼短筒組合而成。用膨脹地腳螺栓錨固於地架的鋼板面上，薄壁輕鋼柱構件恰好嚴密地套插在柱座之上，柱座的短鋼筒也恰好卡牢著薄壁輕鋼柱件的內管壁，柱座短筒的側壁與套插下來的薄壁輕鋼柱構件的側壁，以自壓螺栓相聯。如考慮永久和較大的受力要求，還可以在柱座及輕鋼柱構件的接口處加以點焊或全焊。如作鉸支的處理，則不必作任何焊接已完全可確保整體受力的構造要求。根據建築物的規模和受力要求，柱座可以是單個的或多個的組合。如果是單條薄壁輕鋼支力柱，則採用單柱座(圖9)與之聯接如果是多條薄壁輕鋼構件的組合支力柱，則採用組合柱座(圖10)與之相聯。用膨脹螺栓把柱座與地架相聯後，即可把套在柱座短筒上的組合柱體的外圍側壁，連同柱座的短筒壁一起，以自壓螺栓聯接固定，必要時還可適度加焊，或施用可靠的建築粘膠與管壁接觸面預先粘合，再加自壓螺栓最後固牢；④梁柱卡14的結構示意圖分別如圖11～圖17所示，梁柱卡的下部為加長的墊板，兩側有垂直豎板彎下，像倒扣的槽鋼，按梁構件的相應尺寸嚴密地卡在梁構件上，可按特定的螺栓孔位置，將梁柱卡和梁構件緊固聯接。梁柱卡的上部則為一柱座短筒(圖11)。在樓面梁上按軸線位置準確無誤地安裝好梁柱卡後，把上柱的薄壁輕鋼柱構件套接在梁柱卡上，並用自壓螺栓緊接或施焊固牢。一般的樓面梁均是在同一個水平標高上，梁與梁相交，一般多為T字和十字形式。如系L字梁相交，可用L梁卡聯結件(圖12)，如系T字梁相交，可採用T字梁卡聯接件(圖13)，如系十字梁相交，可採用十字梁卡聯接件(圖14)。T交梁或十交梁處，其上又支承著一條懸空柱，是樓面插柱中常會遇到的結構形式。這種情況就須採取梁柱卡和T梁卡及十交梁卡的綜合辦法來進行聯接，當L梁上遇柱時，可採用L梁柱卡(圖15)，當T梁上遇柱時，可採用T梁柱卡(圖16)來聯接，當十交梁上遇柱時，可採用十梁柱卡(圖17)進行聯接。其安裝方法和加強的措施均與梁柱卡、T梁卡及十梁卡基本相同；⑤梁與樓面閣柵11的聯接用閣柵卡進行聯接，閣柵卡的結構示意圖如圖18、圖19所示，樓面閣柵的兩端支承在樓蓋梁上，用閣柵卡進行聯接，安裝時，只須在樓梁上按設計間距預先安裝好閣柵卡並檢查無誤後，即可逐條安裝閣柵，最後在閣柵之間安裝張拉杆12，閣柵卡按位置有中梁和邊梁之分，如在邊梁，閣柵卡只能安裝在梁的單側，則採用邊閣柵卡(圖18)，如在中梁，兩側均須支承閣柵，閣柵卡須設在梁的中央，則可採用中閣柵卡(圖19)。不論邊閣柵卡或中閣柵卡，只要在樓梁上安裝定位好，安裝閣柵的工作就十分容易了。只要把閣柵套在閣柵卡上就可定位，可大面積地由普通工人同時分段進行安裝，操作十分簡單。樓梁及閣柵通過閣柵卡以粘、焊及自壓螺栓聯接成一體。⑥在鋼塑輕建築中，無論集合單元或集合體，都是通過在結構骨架內，加設穩定斜杆來得以實現。穩定斜杆可作成剛性支撐，也可以作成柔性拉撐。剛性支撐的作用是在結構可能發生變形時，起到穩定拉固的作用。根據受力變形的方向承受壓力及拉力，通過自身的內應力來抗衡結構的變形，維護結構的穩定狀態。剛性支撐與結構中的各種構件通過以下構件和辦法進行聯接，角馬用於梁柱交接的陰角處的支撐端位與骨架的聯接。它由一段截面為直角的薄壁輕鋼板，外側加焊一塊厚鋼板擋板組合而成(圖20)。先在需設置斜杆的陰角處安裝好角馬，用自壓螺栓固緊於梁底及柱側，以作斜杆的安裝定位點。豎擋板向外，是為了安裝斜杆時，可一步到位，免因把斜杆移進移出的定位操作誤差而影響安裝的速度效率及安裝時可能的意外事故的發生。對於中間交匯的斜杆，採用十字馬來進行聯接，可確保各杆的受力點通過十字馬中心點(圖21)。安裝中間交匯的交叉式斜杆，可在安裝好區格陰角內的四個角碼之後。應用十字碼先安裝好下三角形兩腰腰的斜杆，加以完全固定後，再在十字馬上接著安裝上面倒三角形的下兩腰斜杆。如上、下兩樓層均為平行的民用樓面，則斜杆應把區格分為上、下兩個等腰三角形。兩三角形的頂點應為矩形區格對角線的交匯點，即十字馬的位置。斜杆與角馬及十字馬的接口傾角，應於地盤按實際角度開切，如施工大樣圖準確無誤。當然，可在工廠內預先整批加工，現場直接安裝即可。在斜杆安裝定位未施焊之前，應調節好角馬和十字卡擋板上螺栓的準確位置，然後把斜杆與角馬及十字馬焊牢。原來的安裝螺栓於定位後收緊即可，不必拆除。柔性支撐又稱柔性斜拉杆，在具備周邊穩定的條件之下，為了節省材料和施工簡捷，可採用柔性斜拉杆代替剛性支撐，設立在該區間內，使其四個角點的位置不得改變，從而把平面區間的非集合單元改造成為集合單元。柔性斜撐角馬與剛性斜撐的角馬的不同點，是柔性斜撐角馬的豎板設在中央直接受力(圖22)，而剛性斜撐角馬的豎板則設在外側成為安裝擋板。柔性斜撐的角馬應安裝於四陰角的正中，先用自壓螺栓安裝定位後，與主體焊牢並根據受力的程度施以足夠的焊縫長度，按對角線的方向，在四個角馬的中板上各焊接一根一頭帶螺口的鋼張拉杆，光頭在焊，螺紋頭在外留空，伸出一個長度接法蘭。鋼張拉杆直徑應為10mm以上，另備兩條直徑相同、兩頭均有羅口的鋼張拉杆，與焊於四個角馬上的張拉杆外伸出的羅口段，分別用法蘭螺絲上、下斜角對接相聯，在斜向張拉杆的交匯處，組成一個交叉點。在此交叉位，套入互相扣鎖的U形扣，互相用螺栓壓緊，把斜拉杆的交點扣牢(圖23)。然後調節鋼張拉杆上的四個法蘭，使四段斜張拉杆被繃緊後敲擊出的音調基本相同，即其拉力分擔基本均勻。法蘭調節應儘量把鋼拉杆張緊，角馬螺栓和焊縫長度應按設計要求。由於張拉斜杆的張緊，將對該區格的四個邊框施加了預應力，在這個平面區間內形成了一種強勁的抗變形內御力，以抗禦外力造成的意外變形，亦即構成了一個集合單元。⑦在鋼塑輕建築中，除結構主骨架和集合單元內的穩定斜杆外，還須根據門窗洞位置及內外牆板構件安裝等等的各種使用功能的要求，增設若干附加構造骨架。構造骨架有時也可以同時起到對結構主骨架輔助增強的功能。由於薄壁輕鋼構件，不宜過多地直接施焊，故各個附加骨架與主骨架的聯接，仍須通過特定的聯接件去得以實現。樓板梁與窗頂梁之間，一般會有一段高度距離，以隱藏室內的各種空調、水、電管道設備，以及留給天花造型的內部凹位空間等等之必須，同時也作窗頂梁之用。窗頂梁位於外牆，可與邊梁一起組成整體承受外力的組合梁。可預先考慮採用單梁鬥及雙梁鬥，以加插輔助梁的方法去聯接組成。也可以單獨作為附屬的橫杆，於主骨架完成後，在柱間的局部高度位置以柱梁卡(圖24)聯接的方法臨時插入，組成後加的輔助梁。柱梁卡是卡在柱的特定位置來承擔附加梁的聯接件。根據附加梁的方案，柱梁卡與主骨架的聯接安裝有兩種辦法(圖25)有的柱身由於結構構造等限制，在須加橫梁的特定標高位置以下，恰有障礙物阻擋，要在此標高以下安裝支承梁的柱梁卡已無位置，就可以在此處安裝開口向上的柱梁卡，稱正裝柱梁卡。相反，如果柱的特定標高以上位置，已無法安裝柱梁卡，則可把柱梁卡反過來向下放置，這樣，梁鬥向下，所加裝之附加梁就需要由下向上套入柱梁卡的梁鬥內作懸掛梁式安裝。最後將柱梁卡與附加梁視不同情況施加粘、焊、螺接，成為梁柱結構的整體。把梁構件在柱梁卡的梁鬥內懸掛安裝的方式，稱反裝柱卡。對於反裝的掛梁，在許多構造的措施中也很合適，例如在掛梁下要安裝鋁合金窗時，鋁合金窗的外框中還有立柱等，還可以起到增加附加梁中間支承點的作用，所以附加梁兩頭的聯接方式，無論正反，都不會影響裝修工程中的各種要求。如果需要上下梁聯合受力，組成一個空腹式桁架或組合梁時，則可以方便地以柱梁卡進行上下聯接。只要把上下梁當作柱，把須架立之豎杆當作附加梁，按設計位置安裝好上下橫杆的柱梁卡後，將所有豎杆插入以粘、焊、螺接，一個強勁的多豎杆式空腹梁即告成功(圖26)。按相同的辦法還可以添加斜杆，組成空腹桁架梁；⑧基底板19是鋼塑輕建築特有的形式，是一種由薄壁輕鋼骨架、鋼板網、薄鋼板連通箱體和泡沫塑料共同組成的薄壁輕鋼泡塑平底板塊，上面與地架相聯，是直接放置於地基之上的剛性結構層。基底板的四周外圍或支力柱的下面有地錨及柔性拉索與地下的深土層或石層錨結；⑨地基是經處理過的地球表土層，地基處理的基本方法，是施打陣列石灰樁，把建築物基底下面二米左右的土層逼實，並埋下密插其內的短石灰樁。石灰樁所用的主要材料是石灰粉、活性炭及其它的摻合物，按配方配合使用。天長日久，石灰樁將逐漸吸收土中的二氧化碳，起化學作用而變成為堅硬的石灰石，與整個土層結成為堅硬的整體地基持力層。鋼塑輕建築的地基，力求使整座建築物的基底以上部分儘可能地與整個地殼得以分開，基底只與地表作普通的支承，並配以地錨及柔性拉索，把基底拉結於地下深處，並接於彈性接口，使得即使發生巨大地震上下拋動之時，整個建築物各部分仍可以拉結於地層不被拋離。由於建築物主體與地殼深處完全沒有固接的牽連，因而在地震中即使產生最危險的水平震波的水平力反覆作用之下，持力層也可與地殼面作相對的滑動，化解地震力對建築物的直接衝擊，以保護基底以上的建築物不受該處地震的危害；製造好各主要部件後，按上面說明所述的各部件部位及相互連接方法進行聯接，便能實現本發明的鋼塑輕建築。
(2)在上述的連接實施過程中，還要注意下述幾個方面①地架是一個薄壁輕鋼結構空間，設在鋼塑基底板之上，由足夠的集合單元和集合體所組成，形成一個空腹的整體空間構架。這個薄壁輕鋼結構層之規模須視建築物的規模而定。其高度可以設置一、二米，也可為數層樓之高。笨重的設備，各種功能的基本設施，儘可能放在這個地架層之內，由此引出各種線路管道通至以上各層。對於地面有坡度或成階梯狀的地基，應分段設置不同標高的基底板和整體地設置空間地架，把各段基底聯為一個整體。如圖27、圖28所示，某建築的地面，有幾段不同的標高。按鋼塑輕建築的設計理論，須將其地基削為幾個臺階，在分段的地基上設置分段的基底板。然後在各段基底板上設立整體的空間地架層。地架的下部與基底板固結，上面持平，作上部主體結構的支持平臺。地架內的不同層，可闢為設備房或地下室，如為臨街，還可作鋪面。在這個二層高的地架內，必須合理設置足夠數量的鋼塑集合體。②鋼塑輕建築簷口和女兒牆可採用如圖29所示的簷口骨架方式；③對樓面閣柵之間的聯接，採用預應力拉杆定位法，把C形鋼薄壁腹板的二維受力狀態改變為三維受力狀態，使整個樓蓋結構變成為一個空間的三維受力聯合體，令閣柵的薄壁腹板絕對穩定。這種施加相反預應力定位法，是通過在薄壁腹板一定間隔中段沿其垂直方向加入受力方向相反的兩道張拉杆而得以實現。如圖30所示，其辦法為沿閣柵長度每1～2米左右的相應距離，於腹板的上下部位(如小跨度所用的小型號C型鋼，只須在腹板中線的一個部位)各預加工上下二對拉杆孔。整個樓面的閣柵按設計的距離安裝好以後，將鋼拉杆帶羅口的兩頭上好內螺帽及墊圈後，分別從相反的方向穿進兩根閣柵的預留張拉孔內，並於腹板的另一側上好墊圈和螺帽。即穿在腹板每一對預留孔內的張拉杆，在腹板的兩側均各有一個螺帽，可從腹板的兩邊按不同的方向把腹板緊緊壓牢。鋼拉杆的大小可按設計要求，一般用6mm以上的圓鋼加工而成，此張拉杆的長度以略長於閣柵間距，50～100cm，鋼拉杆兩頭內螺帽的間距，即為C形鋼閣柵的間距。張拉杆在相鄰的兩孔內一根向左，一根向右，分別用墊片和螺帽上好，每兩根閣柵的相應預留孔內聯結一支鋼拉杆，所有閣柵的薄壁腹板每隔1～2米的相應距離，都被張拉杆拉結著。全部安裝好張拉杆後，調節各螺帽的進退鬆緊，令各段閣柵的腹板的每一對預留孔部位，都分別受到與腹板垂直的兩個不同方向的拉力的作用，兩個相反方向的應力同時施加於腹板上的大致同一位置；④鋼塑輕建築中的主體受力骨架內，均須於現場灌注聚苯乙烯自熄硬質泡沫塑料或聚胺脂(聚胺基甲酸乙酯)泡沫塑料。可發性聚苯乙烯泡沫塑料是由石油的副產品苯與乙烯合成為苯乙烯，再經過聚合成小顆粒狀的聚苯乙烯，然後加入戊烷或異戊烷作發泡劑，再加入溴化物即成為自熄性聚苯乙烯泡沫塑料。所謂自熄性，並不是絕對不能燃燒，而只是直接接觸火焰才能燃燒，並離開火焰後2秒鐘內能自行熄滅。聚苯乙烯泡沫塑料的優點是隔熱保溫性能好、憎水性較好、抗壓強度好、不會腐爛變質、不招鼠蟲蛀蝕，可在現場按設計容重直接先將散顆粒注入密封的空腔後(按要求位置留髮泡氣孔)，即可現場直接成型，並可牢固的吸附內壁，與內壁粘結成一個整體。圍護泡沫塑料成型的外壁，必須對塑料的發泡膨脹向外擴張具有足夠的抵禦承受力。不然，施工中所產生的熱量和膨脹張力將會把不夠牢固的外壁撐破或發生變形。萬一外模發生了變形，很快凝固硬化定型以後，就極難補救了。對於薄壁輕鋼內腔的注塑，由於腔壁強勁牢固，有足夠的抗拉力，在注塑成型過程中，當然會毫無問題。但是，對於天花或內外牆間隔的成型注塑，就必須考慮其兩側成型維護體的相互均勻拉結。除加以必要的剛性聯接之外，另加以鐵絲或固定距離的拉緊件，將發泡腔外側的成型體按一定的間距緊密拉固，以確保發泡成型後的任何尺寸不受發泡膨脹力造成變形或破壞；⑤鋼塑輕建築的所有構件，均由專業廠家製造，安裝之前已預作了鍍鋅處理。對不作施焊處理的建築物所採用之構件，還可以在鍍鋅面上增噴塑料保護膜，可確保構件經久不受腐蝕變化。也可在全部構件安裝完畢後，整體以塑料保護膜全封閉處理；⑥地錨是外套有軟塑料保護管的柔性鋼索，鋼索入地的底端，連接著一個可分瓣打開的倒扣地錨。地錨靠塑料保護套杆送入到鑽孔底，把錨索向上拉起，錨瓣打開即卡緊鑽孔壁，拉力越大，卡得越牢。地錨的上端與基底板相聯接，根據設計，可加法蘭拉結後作不同的固接、鉸接、扣接或彈性聯接。地錨還可直接增設於建築外圍的主力柱下，使在主力柱承受最大的拉力時，藉助於地錨把拉力直接傳至持力層以下的地層深處，把主力結構柱緊緊地和基底板一起栓牢；⑦地基處理的關鍵技術是施打陣列石灰樁。石灰樁的設計和施工須解決以下幾個問題視土質及建築物的基底厚度而定。建築物重量大，基底板的相應厚度較大，其下地基的持力層也需要相應加深。一般以2米左右為宜。對於荷載不特別巨大的一般居住建築物，密樁φ250mm＠1000m，h＝2000mm，已可足夠。由於石灰樁入土深度較淺，可用專用帶震動注入管之衝壓孔樁機。如果地基為石頭，視建築物的情況，須將如在2m之內之較大石塊挖除。如地基全為堅固之巖石層，則不宜在其上建鋼塑輕建築。如一定要建，則應在其上填加較勻質之土層，厚度不少於2m，大型建築應不小於4m。填土壓實後再施打石灰樁。地基的周圍須作好特殊的加固處理，以確保地基成為整個過渡持力層，免使建築物造成直接的破壞。並且在安裝基底板之前，首先鋪設好分隔墊層，以便可以更有效地緩解地震時從地面上直接傳來的對基底板的震動撞擊力。石灰樁施打時，應確保各石灰樁內密度基本保持一致。已施樁之範圍，應注意緊接著填土覆蓋、均勻壓實和加蓋保護地膜，以免突受雨水之侵蝕。對未施樁的地段，應在施工前作好場地的保護工作，如果土層含水量過大，則不宜施工。如含水量各處不均勻，則須調整樁孔和樁距，可於溼度大處適當增加灰樁密度及適當調整灰體的配合比等等，以確保地基持力層密實、勻質和對建築物的基底板保持受力的均勻。對於處在地下水位以下的土層，不可直接作陣列石灰樁持力層，須於地基的四周預先作好斷水和疏水改造處理。或於地下水之上源頭處，採取引流分流措施，斷絕地下水源的繼續入侵，降低地下水位，疏去持力層內過於飽和的含水量後，才可以進行陣列石灰樁的施工；⑧基底板是與地架聯在一起的薄壁輕鋼泡沫塑料板塊。上部結構及地架傳來的重量都由基底板全部支承，然後傳遞給地基的持力層。對於集中荷載特別大之局部，應從設計上採取錯施，使其上部荷載力傳遞到基底板面上時，與其它的各部分不重複疊加，基本上分布均勻。各種地下水池、汙水池、排汙管道等均須設置於基底板面上及地架之內與地架同時施工安裝。其與外界的接口，也儘可能採用獨立的接口與之聯接，確保即使接口受到意外破壞，也不致牽連著建築物內部的管道系統受到破壞；⑨鋼塑輕建築的安裝順序為(a)安裝地錨；(b)地基處理；(c)基底板安裝及注塑成型；(d)安裝地架柱座，按設計的軸線要求，將柱座固於基底板面上，安裝地架；(e)安裝首層柱座，在地架的相應標高平面上，按設計的軸線要求，將柱座對號入座，安裝錨固於地架面上。再在地架的柱座上安裝首層垂直支力柱構件；(f)安裝支力柱、樓面梁、開口潤柵、窗頂梁、窗臺梁及相應的空腹組合梁；(g)安裝開口構柵張拉杆；(h)安裝同層有關設備線路管道；(i)安裝塑面板及樓底天花板；(j)樓面注塑成型；(k)安裝上層柱，最後安裝外牆及注塑，外牆飾面、女兒牆等也可於該層樓板做好後，即安裝該層外牆及有關主要部位的注塑成型。各層全部完成後，再一層一層地向上施工。可以實現做好一層使用一層。充分發揮建築物的效益；(l)安裝天面、簷口、女兒牆。
權利要求
1.一種鋼塑輕建築及其建造方法，其特徵在於它是一種薄壁輕鋼注塑建築，由薄壁輕鋼結構及在其部分主要受力的薄壁輕鋼結構構件的空心內腔內灌注高壓發泡塑料成型共同結合而成，其主要由柱構件(1)、上柱接頭(2)、雙梁鬥(3)、下柱接頭(4)、單梁鬥(5)、柱座(6)、樓梁構件(7)、窗頂梁(8)、窗臺梁(9)、塑面板(10)、樓面閣柵(11)、張拉杆(12)、注塑樓面(13)、梁柱卡(14)、豎杆構件(15)、柱梁卡(16)、地架(17)、斜撐(18)(剛性斜撐、柔性斜拉杆)、基底板(19)、彈性墊層(20)、地基原地面土層(21)、陣列石灰樁(22)、柔性拉索及地錨(23)等相互聯接構成，其部位及相互聯接方法為兩柱構件(1)可用上柱接頭(2)、下柱接頭(4)及自壓螺栓上、下連接長，上柱接頭(2)套在柱構件(1)下端，用自壓螺栓將短筒壁及柱構件外壁相固連，雙梁鬥(3)夾在上、下柱接頭之間，用自壓螺栓緊固後，雙側或四側的樓梁構件的一頭恰好套在梁鬥內，再用自壓螺栓將各構件相互固連，下柱接頭(4)套在柱構件(1)上端，用自壓螺栓將短筒壁及柱構件(1)外壁相連，單梁鬥(5)夾在上柱接頭(2)與下柱接頭(4)之間，也用自壓螺栓固緊後，雙側的樓梁構件的一頭恰好套在梁鬥內，再用自壓螺栓將各構件相互固聯，柱座(6)的柱座底板用自壓螺栓固定在地架(17)的相應物件或基底板(19)上，安裝柱構件(1)時，將柱構件(1)的底端套插在柱座的短筒外再聯結固緊或加焊牢固；樓梁構件(7)可以對焊連接或與上、下柱頭(2)、(4)相連接長，也可以梁鬥(3)、(5)，柱梁卡(16)、梁柱卡(14)、L形梁柱卡、T形梁柱卡、十字形梁柱卡與垂直柱構件(1)相連；窗頂梁(8)位於各層窗頂的水平高度上，可用梁鬥(3)、(5)或柱梁卡(16)與其兩端的柱構件(1)連接，並用自壓螺栓固牢或加焊固牢；窗臺梁(9)位於窗臺的水平高度，用梁鬥(3)、(5)或柱梁卡(16)與其兩端的柱構件相連，並用自壓螺栓固牢或加焊固牢，塑面板(10)與樓面閣柵(11)及樓面定型腔體的下結構層相連接，以作樓面注塑的定型面板；安裝樓面閣柵(11)時，先用閣柵卡按閣柵的位置，固定安放在樓梁構件(7)上再固緊，再把樓面閣柵(11)的兩頭套在閣柵卡內，並用自壓螺栓固緊或加焊固緊；張拉杆(12)從相反的方向插入各樓面閣柵(11)的腹板的預留孔內，用螺帽鬆緊來調整各條張拉杆(12)的拉力，保持各條張拉杆的張拉緊程度基本相同；注塑樓面(13)是用塑面板和樓底板把樓面閣柵(11)和張拉杆(12)全部封閉在整體發泡成型的泡沫塑料內腔中，組成整體的閣柵內骨架泡沫塑料樓面；梁柱卡(14)是臨時插入柱構件(1)的梁柱交點上，將梁柱卡(14)的槽形部分卡在樓梁構件(7)上並固緊後，將柱構件(1)套在上伸的短筒外並用自壓螺栓固緊或加焊固結。也可按相反的方向在梁下加插支承柱構件；豎杆構件(15)用柱梁卡(16)與其兩端的構件相連接；柱梁卡(16)用自壓螺栓固定在梁構件兩端柱子的特定位置上，將樓梁構件兩端套進柱梁卡的支承鬥內並用自壓螺栓連結，可自下而上和自上而下兩個方向安裝，也可水平或垂直方向安裝；地架(17)位於基底板(19)及上部主體結構之間，用柱座(6)、柱構件(1)、樓梁構件(7)、梁鬥(3)、(5)，梁柱卡(14)、柱梁卡(16)、張拉杆(12)等相互連接構成，其上部與柱構件(1)連結，下部與基底板(19)連結，構成一個剛度和強度都十分可靠的空間集合體；斜撐(18)中的剛性斜撐用剛性角馬及十字馬連結，柔性斜拉杆用張拉鋼索、柔性角馬及U形扣連結構成；基底板(19)位於地架層與地基之間，基底板(19)頂面的立柱位置墊有厚鋼板以分散柱座(6)的傳力，鋼板與柱座(6)及插在其上的柱構件(1)相連，整個基底板為分立式薄鋼板封閉箱形或內骨架封閉箱，泡沫塑料在其內高壓成型，基底板整體板塊聯合受力，也可做成帶骨架的高壓泡沫塑料填充的箱塊在現場安裝，連接部分在現場另外注塑發泡連接定型。基底板(19)的下部有柔性拉索及地錨(23)與地下深層錨結；彈性墊層(20)是先用地膜將已施打陣列石灰樁的地表土層覆蓋保護，再鋪上有彈性不易老化的塑料或橡膠墊層，其上面直接支承基底板(19)；地基原地面土層(21)是在已平整的天然地面上施打陣列石灰樁後，上面鋪上保護地膜及墊層而成；陣列石灰樁(22)是平整的地面上直接施打石灰樁；柔性拉索及地錨(23)是在鑽孔底放置帶柔性拉索的地錨，柔性拉索拉緊後，地錨活動瓣打開，錨住地下鑽孔壁，柔性拉索上端與主骨架的特定主力柱相連結，部分地錨直接與基底板的特定部位相連結。
2.按權利要求1所述的一種鋼塑輕建築及其建造方法，其特徵在於所述的薄壁輕鋼結構構件是把聚苯乙烯自熄硬質泡沫塑料或聚胺脂泡沫塑料原料和化學液劑苯乙烯或酯原料注入到已安裝好的薄壁輕鋼結構的主要構件的內腔中，使其在薄壁輕鋼的內腔中反應膨脹發泡並急速凝結，實現對薄壁輕鋼主要部件的內腔進行施壓填充，以維護薄壁輕鋼結構構件的薄壁截面形狀，使其不可變形，凝結成型過程中，其在內腔向外膨脹加壓迅速凝固形成了許多相互獨立、帶氣室的泡沫塑料顆粒內腔，它們之間互相擠壓又互不相通，在薄壁杆件的腔體內形成一個密閉的小彈性體，無數密閉的小彈性體之間又互相粘結，其最外圍的小彈性體又把薄壁輕鋼構件的內腔壁和自己緊緊地強力粘合在一起，無數小彈性體在薄壁輕鋼的內腔中組成了一個集合彈性腔體，充盈在薄壁輕鋼的整個內腔之中並與薄壁輕鋼的內壁緊密粘牢，使其對內壁起到維護定位和強力加固的作用。
3.按權利要求1所述的一種鋼塑輕建築及其建造方法，其特徵在於所述的上、下柱接頭是由一塊挖有圓孔的厚鋼板作底板，於其上焊有外壁尺寸比薄壁輕鋼柱構件的內壁尺寸略小約0.1mm的薄壁短筒套組合而成；也可用整體精密鑄鋼的方式進行生產加工；柱接頭中鋼短套筒的長度，可根據設計對剪力的特殊要求而擇定，一般可作成100～500mm的統一規格件。
4.按權利要求1所述的一種鋼塑輕建築及其建造方法，其特徵在於所述的梁鬥由上平板和三角鬥兩部分組成。上平板的形狀、孔洞大小、位置尺寸等大至與上、下柱接頭的底板相同，厚度按設計需要可有不同，靠梁的一側或二側或三側，聯接著三角鬥，三角鬥由豎板、底板以及兩側的連接豎板和底板的三角側板所組成，梁鬥的豎板內，預留有適當的管線孔洞及安裝螺栓孔，可以方便準確地聯接管線、定位、安裝。
5.按權利要求1所述的一種鋼塑輕建築及其建造方法，其特徵在於所述的柱座由6mm厚以上的鋼底板及略小於薄壁輕鋼柱件內壁尺寸的鋼短筒組合而成，用膨脹地腳螺栓錨固於地架的鋼板面上，薄壁輕鋼柱構件恰好嚴密地套插在柱座之上，柱座的短鋼筒也恰好卡牢著薄壁輕鋼柱件的內管壁，柱座短筒的側壁與套插下來的薄壁輕鋼柱構件的側壁，以自壓螺栓相聯。
6.按權利要求1所述的一種鋼塑輕建築及其建造方法，其特徵在於所述的梁柱卡的下部為加長的墊板，兩側有垂直豎板彎下，像倒扣的槽鋼，按梁構件的相應尺寸嚴密地卡在梁構件上，可按特定的螺栓孔位置，將梁柱卡和梁構件緊固聯接，梁柱卡的上部則為一柱座短筒。
7.按權利要求1所述的一種鋼塑輕建築及其建造方法，其特徵在於所述的基底板是鋼塑輕建築特有的形式，是一種由薄壁輕鋼骨架、鋼板網、薄鋼板連通箱體和泡沫塑料共同組成的薄壁輕鋼泡塑平底板塊，上面與地架相聯，是直接放置於地基之上的剛性結構層，基底板的四周外圍或支力柱的下面有地錨及柔性拉索與地下的深土層或石層錨結。
8.按權利要求1所述的一種鋼塑輕建築及其建造方法，其特徵在於所述的地基是經處理過的地球表土層，地基處理的基本方法，是施打陣列石灰樁，把建築物基底下面二米左右的土層逼實，並埋下密插其內的短石灰樁，石灰樁所用的主要材料是石灰粉、活性碳及其它的摻合物，按配方配合使用，天長日久，石灰樁將逐漸吸收土中的二氧化碳，起化學作用而變成為堅硬的石灰石，與整個土層結成為堅硬的整體地基持力層；鋼塑輕建築的地基，力求使整座建築物的基底以上部分儘可能地與整個地殼得以分開，基底只與地表作普通的支承，並配以地錨及柔性拉索，把基底拉結於地下深處，並接於彈性接口。
全文摘要
本發明是一種鋼塑輕建築及其建造方法，它是薄壁輕鋼注塑建築，由薄壁輕鋼結構及構件空心內腔內注高壓發泡塑料成型共同結合而成，其主要由柱構件、上、下柱接頭、雙單梁鬥、柱座、樓梁構件、窗頂(臺)梁、塑面板、樓板閣柵、張拉杆、注塑樓板、梁柱卡、豎杆構件、柱梁卡、地架斜撐、基底板、彈性墊層、地基、陣列石灰樁、地錨等相互聯接構成，其主要用自壓螺栓或焊接連接而成。它具有確保使用者永恆安全、無環境汙染、設計簡易、安裝方便、施工效率高、裝飾靈活、裝拆容易、造價低等優點和效果。
文檔編號E04B1/30GK1161397SQ9710172
公開日1997年10月8日 申請日期1997年1月17日 優先權日1997年1月17日
發明者葉棪森 申請人:葉棪森