生產中空、稜柱形、模塊化的鋼筋混凝土構件的方法和裝置以及由此獲得的構件的製作方法

2023-04-25 16:03:11

專利名稱：生產中空、稜柱形、模塊化的鋼筋混凝土構件的方法和裝置以及由此獲得的構件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於生產整體性結構構件的方法，以及涉及一種用於執行上述方 法的裝置(installation)，所述裝置在優化生產時間和成本的同時，允許具有對高結構強 度的輕型模塊化結構構件的優化公差控制的大批量生產。
背景技術：
本領域內已知的是大批量生產用於建築可堆疊式住宅的具有矩形截面的中空的、 稜柱形的、整體性鋼筋混凝土結構構件，這使得可用工廠製造的構件來構造建築。「整體性結構構件(Monolithic construction element) 」意味著一種從組成其的 材料的角度來看是均質的構件。在這方面，可以設想幾種程度的整體性，在所述構件中實現 的均質性(homogeneity)越大，則整體性的程度越高。這種整體性將會與更大的結構強度相關聯，因為整體性越大，構件具有的接合部 將越少，並且總體上脆弱點越少。在其專利ES 2285877中，在模塊化結構構件生產的特定行業(sector)中具有經 驗的申請人，描述了一種用於生產模塊化構件的方法，在該方法中使用四塊預製的鋼筋混 凝土板，所述預製的鋼筋混凝土板將組成四個壁——側面、底部和頂部，其中後兩個還分別 被稱為預製構件的「地板(floor slab)」和「天花板(ceiling slab)」。更具體地，該專利 要求保護一個優選的實施方案，其中預製的模塊化構件通過將上述的四個壁附接至兩個鋼 框架來獲得。儘管在該專利中未提及，所述四塊板使用本行業中已知的方法來製造，即通 過在水平臺上模築(formworking)來製造，為此可使用自密實混凝土(self-compacting concrete) 0在水平臺上進行混凝土澆築對於使如此獲得的板得到最大均質性是重要 的，因為水泥不需要移動很大距離，並且所述方法還避免了由於豎直降落而引起的離析 (disintegration)。自密實混凝土意味著一種具有流動性特徵的混凝土。然而，儘管在所述的這種技術中，每個板都是均質的且都可具有高強度，但是這樣 獲得的產品並不是整體性的，因為在邊緣處的所有接合部(joint)都在所述板已被製成之 後而構成。類似地，儘管藉助於所述框架已給出關於穩定性和一致性的滿意結果，但是也確 實包含了在各種板已凝結之後再構成的接合部，且因此從總體的整體性的觀點來說不是最 優的，因為整體的剛性(rigidity)主要集中在所述框架內。另外，已經存在待被獲得的構件能夠相對地整體生產的方法。最普通的是在所述 過程期間，在具有所述構件的最終的稜柱形形狀的固定的模板(fixed formwork)中鑄造或 者混凝土澆築。因此，所述混凝土澆築將不可避免地在豎直平面內進行，因為所述模板的壁 被豎直地安裝，並且由於混凝土必須移動相當大的距離，這將會引起所述混凝土的離析。當目標是獲得具有薄壁的增強構件時，所述最後一個劣勢會更嚴重，因為用於液 體混凝土的通道截面(passage section)被減小，並且還會碰到已布置在模板中的鋼筋，由 此除了使得組成最終產品的材料有可能缺乏均質性以外，還很有可能在該最終產品中形成氣孔/蜂窩狀結構。當最終產品的尺寸增加時，顯然會導致這種劣勢更為嚴重。固定的模板的另一劣勢是在允許進行凝結的位置，取出組成所述模板的模具 (mould)——特別是內部模具——的困難度。另一解決方案是使用一個旋轉模板，該旋轉模板通過旋轉包含所述模板的筒 (drum)而允許在各個壁的水平面上連續模築。然而，儘管這一解決方案確實允許實現高度 的整體性，但其仍存在以下劣勢-該設備是複雜的，因為它需要一個在旋轉中能夠驅動大質量的很大的結構。因 此，這就構成了對於所獲得的構件的最大尺寸的明顯限制。-僅可以獲得具有單一尺寸的構件，使得該方法從產品的角度來說不是非常通用 的，除非採用額外的模具或者填充物。-儘管它確實允許構件的大批量生產，但是一個構件的總生產時間是用於所述構 件的四個壁中的每一個所需的最小凝結時間的大約4倍。-當所述構件需要肋(rib)時——由於使之更輕量化的原因而對於任何可堆疊模 塊化系統是一種必要情況，存在脫模(stripping)的問題(模板的移除)。在這方面，提出 了利用增加的模具，一旦工件(Piece)從所述筒中取出，則這些增加的模具即被移除。但這 一解決方案涉及在輔助構件、加工時間方面增加成本以及引起公差問題，因為另外的步驟 和輔助構件不可避免地會引起定位誤差。應注意，在生產過程中所描述的公差和測量的控制是有限的，因為就一切情況而 論，有許多移動部件和生產步驟。這就明顯地限制了由可應用的模塊化構件進行堆疊而建 造的建築可具有的樓層的最大數目。因此，在本領域的這一部分中，以下內容並非顯而易 見可使用這樣一種方法，該方法允許模塊化結構構件——諸如所描述的那些待獲得的構 件——具有高度的整體性，且可以在優化時間內大批量生產，且具有嚴格的公差控制。

發明內容
利用本發明的方法和裝置，申請人提出一種對於所述劣勢的解決方案，同時又提 供了以下所述額外的優勢和特徵。本發明的用於生產具有矩形截面的中空的、稜柱形的、整體性的、模塊化鋼筋混凝 土構件的方法，其特徵在於該方法包括以下步驟a)在兩個水平布置的模板中混凝土澆築所述模塊化構件的側壁；b)在所述側壁充分凝結後，執行所述模板結構的旋轉，使得它們在第三模板的任 一側面上豎直地布置，其中所述第三模板是水平的；以及c)在所述第三模板上混凝土澆築所述構件的地板；d)在所述側壁之間放置模板，使該模板維持在合適的高度，以用於混凝土澆築所 述構件的天花板；e)混凝土澆築所述構件的天花板；以及f)當凝結達到所允許的程度時，從第三模板處取出所述模塊化構件。利用這種方法，實現了提出的目標，也即-實現了高度的整體性，因為在構成地板和天花板的模板的同時，所述側壁部分地 凝結，這允許在壁和板之間實現牢固附接的一致的接合部。這種整體性在於所有的四個接
4合部幾乎在同一時刻形成這一事實，因為步驟C)和d)的持續時間相對於所述板隨後的凝 結時間來說是可忽略的，由此該持續時間相對於所述板與所述側壁形成的接合部的隨後的 凝結時間也是可忽略的。-實現了一種方法，其中所有的混凝土澆築操作都是在水平面上進行的，從而使得 混凝土的移動最小化，防止了離析，使其能夠達到所有的點，並且由此實現所獲得的產品的 相當大的均質性。這也允許了待獲得的壁的小厚度，即使不管是否存在增強結構。-通過對所獲得的構件的測量實現精確地控制，因為在模築過程中唯一的移動是 所述側壁繞一個固定軸線旋轉。這就允許了獲得具有精確尺寸的構件，而這對確保構件的 大堆疊強度和相應於壓力(stresses)的高度可預測性來說是一個必要的特徵。因此，所述的方法實現了一種其構成材料顯著均質性的構件，並且該構件非常強 固(robust)、狹長(slender)以及具有優化的公差控制。所有這些特徵使得所述構件特別適合於通過這些構件的堆疊而用於建築的構造， 因為-它們的狹長度確保了每一個構件具有最小化的重量。-它們的強固性使得所述構件的結構強度能夠被保證，這些構件的結構強度結合 它們最小化的重量，從而能夠製造高達六層或者甚至更多層的建築。-對所述構件的測量的控制是實現高結構強度的另一重要特徵，因為它有助於防 止在所述構件的相對布置中的失調(maladjustment)，並且因此避免了由於進一步的層數 增加而引起的失調的累積。-此外，相對於現有技術，為了獲得一個整體性的構件，進行了較少的移動並且也 是最小限度的移動。這一事實以及所述方法的自動化，降低了在操縱負載中存在的工作風險。優選地，在完成所述地板的混凝土澆築之後立即進行所述天花板的混凝土澆築， 使得上部的和下部接合部在相同的時間凝結，從而允許所述產品具有很大的均質性。有利地，在步驟b)之後，為了重新開始另一構件的生產，所述側壁的模板結構又 一次被水平地布置，使得它們可用於開始生產另一構件。這就允許所述裝置的使用被優化 且生產時間被減少。本發明還涉及一種能夠實施所述方法的裝置，更具體地，涉及一種用於生產具有 矩形截面的中空的、稜柱形的、整體性的鋼筋混凝土模塊化構件的裝置，該裝置包括兩個用 於混凝土澆築側壁的模板結構、一個用於混凝土澆築地板的模板以及另一個用於混凝土澆 築天花板的模板，該裝置的特徵在於所述用於混凝土澆築側壁的模板結構中的每一個都 繞一個水平軸線以這種方式被鉸接，即這些模板可從一個水平的混凝土澆築位置旋轉到一 個豎直位置，由此構成所述模塊化構件的地板的模板。這種裝置能夠對製造公差進行精確控制，因為在製造過程中僅有三個移動部件 兩個側面模板結構的旋轉和天花板模板的移位插入。上述旋轉運動明顯地將所述構件帶至其自身內部的最終位置，為此在本發明的方 法中，在側壁(模板)旋轉之後的步驟是混凝土澆築地板。為此，同樣明顯的是在所述旋 轉之後，所述側壁的模板的邊緣與所述地板模板的側面邊緣相重合，這也將稱為底部平臺。同樣地，在多個步驟中都允許脫模，尤其允許側壁在它們部分凝結時進行脫模，但
5僅允許側壁的部分凝結在達到允許該構件被豎直地放置而不變形的必要程度時進行脫模。 這種部分凝結是指允許將與地板和天花板接觸的接合部與所述地板和天花板一起凝結。更優選地，所述側壁的模板結構包括一個被側面凸緣(flange)限制的底部平臺， 且其特徵在於位於所述軸線附近的側面凸緣與所述平臺鉸接，使得所述側面模板結構可 通過旋轉被拉動。在模築期間，這些凸緣是模板的一部分，並且在構件的旋轉之後，進一步 成為所述構件的豎直支撐。因此，為了能夠移除所述側面模板結構，有必要使得這些側面凸 緣在旋轉作用下可從所述側面模板的主表面拆卸。此外，這種鉸接使得第二側面凸緣的放置能夠垂直於所述凸緣被布置，從而可以 構成隨後構件的側壁的模板。更有利地，水平鉸接軸線是水平可移動的，使得所述裝置能夠獲得不同寬度的構 件。類似地，所獲得的構件的長度可被調整。最後，本發明涉及通過所描述的方法和裝置獲得的具有矩形截面的中空的、稜柱 形的、整體性的鋼筋混凝土構件。


為了更好地理解所有已描述的內容，隨附了一些附圖，這些附圖僅通過非限制性 的實施例示意性地示出了使用本發明的裝置的本發明的方法的實施方案的一個實例。這些 附圖以截面圖方式通過組成該裝置的主要構件的布置示出了該方法的連續步驟，「以截面 圖的方式」意味著該預製構件的縱向軸線垂直於該紙張的平面。更具體地-圖1.a示出了在最初時刻側壁的模板結構和地板的模板結構的相對布置。-圖1.b示出了混凝土澆築(concreting)所述側壁的步驟的結束。-圖1.c示出了一旦所述側壁已被充分凝結以防止其變形超出最終產品可接受的 最大公差的範圍時，將所述側壁升起至豎直狀態的步驟的一個時刻。-圖1.d示出了在旋轉運動結束時，所述構件的相對布置。-圖1.e示出了混凝土澆築所述構件的地板的步驟的結束。-圖1.f示出了所述側壁的模板(formwork)的下降移動。-圖1.g示出了一旦側面的模板結構回至水平位置以及一旦天花板的模板已被放 置定位時的所述裝置。-圖1.h示出了一旦所述構件的天花板已被模築以及一旦隨後的構件的側壁已被 模築時的所述裝置。-圖1.i示出了如下情況的所述裝置一旦所述模板已被移除以及隨後所述構件 充分凝結，則開始將所述構件從該裝置中移除。
具體實施例方式根據一個優選的實施方案，本發明的方法的目標是用於生產具有矩形截面的中空 的、稜柱形的、整體性模塊化的鋼筋混凝土構件1，該方法包括下述步驟在第一步驟——該步驟的開始和結束分別在圖1. a和圖1. b中示出——在水平布 置的兩個模板結構3中實施所述構件的側壁2的混凝土澆築(模築)，由此從材料的均質性 的視點來看能夠保證優化的混凝土澆築。這種水平的混凝土澆築能夠獲得高達約50mm且
6具有大機械強度的壁，因而使得它們非常薄且具有最小化的重量，這種特徵使得能夠通過 所獲得的所述模塊化構件實現多層堆疊。根據本發明的一個優選實施方案，所述裝置的旋轉軸線18是可水平移動的，由此 允許所述裝置可被用於製造具有不同尺寸——尤其是具有不同寬度——的模塊。在這種情 況下，為了改變地板模板5的寬度，允許放置額外的模板構件。在側壁2已充分凝結後，對所述側壁的模板結構施加一個旋轉4(圖1. c)，以將其 帶至圖1. d所示的豎直位置。充分凝結在本質上意味著允許實施上述旋轉而不使所述構件 變形的一種凝結程度。必須強調的是所實施的90°旋轉將所述側壁帶至它們在所述構件1中的相對的 最終位置(definitive relative position)，使得所述壁將不再需要進一步的運動，直至 所述構件被完成。如剛剛已經提示的，由於所述旋轉將側壁帶至其在該構件中的最終位置，所述側 壁2的下端連同底部5 —起組成了地板6的模板。圖1. e示出了所述地板的模板的澆築混 凝土過程的結束，在壁2已完全凝結之前進行上述澆築混凝土過程，使得地板6和壁2之間 的接合肋(joining rib) 7的凝結在那些點處實現緊密接合。這種緊密接合對所述構件實 現整體性的貢獻很大。一旦已實施所述地板的混凝土澆築，或者甚至在此之前當凝結達到所允許的程度 時，側壁的模板結構可被移至它們的水平位置(圖l.f)，使得沿其側面留下被脫模的所述 構件，並且因此使所述側壁的模板結構能準備好用作另一構件的側壁的模板。然而，如在本發明所設置的，僅在側隔板11 (也稱作凸緣)已經首先在旋轉作用下 從側面模板結構2分離(detach)的情況下，這種脫模旋轉是可能的。這些凸緣的附接和分 離可藉助於銷系統(a system of pins)來實施，例如，所述銷沿側面模板2和所述凸緣11 之間的鉸接軸線分別地被插入或抽出。因此，應理解，側面模板結構和所述凸緣的尺寸，以 及這些構件在該裝置內的定位，都是特別關鍵的，因為它們將對控制所獲得的構件的尺寸 公差具有很大貢獻。還應注意，所述側面凸緣具有雙重功能。一方面，該側面凸緣組成所述側壁模板的 部分周界表面；另一方面，當所述模板(所述壁)被豎直放置時，該側面凸緣用於支撐所述壁。所述天花板的模板7接著沿縱向方向——即，沿垂直於紙張平面的方向——被插 入，由一個移動的結構8支撐，接著被升起至用於天花板10的混凝土澆築9的適合位置，如 圖l.h所示。應強調，本發明的一個優勢是它允許對所有模板結構的使用進行優化。實際上，由圖1. g可理解，側面模板結構3已經是空閒的，可用於對待被生產的下 一個構件的側壁2進行混凝土澆築。然而，由於為了實施朝向水平位置的旋轉12，必然已分離所述模板的側面凸緣，因 此該裝置可藉助於上述銷系統引入另一組凸緣13，這組凸緣13大致垂直於凸緣14布置，此 時所述凸緣14提供所述支撐功能，如圖l.g所示。返回至圖l.h，藉助於這些新的凸緣，待被生產的下一個構件的側壁16的混凝土 澆築15已經可以被執行。
最後，如圖1. i所示，在凝結程度足以允許所述構件1被抬起或被操作以用於其轉 移17後，該構件1從所述裝置中被移除，以進行隨後的生產階段，使得中心的平臺是空閒 的，以使所述側面模板結構旋轉立起，由此返回至在圖1. b中所描述的步驟。
權利要求
用於生產具有矩形截面的模塊化的中空的、稜柱形的、整體性的鋼筋混凝土構件(1)的方法，其特徵在於該方法包括以下步驟a)在兩個水平布置的模板結構(3)中混凝土澆築所述模塊化構件的側壁(2)；b)當所述側壁(2)充分凝結後，執行所述模板結構的旋轉，使得它們在第三模板(5)的任一側面上豎直地布置，其中該第三模板(5)是水平的；c)在所述第三模板(5)上混凝土澆築所述構件(1)的地板(6)；d)在所述側壁(2)之間放置模板(7)，使該模板(7)維持在合適的高度，以用於混凝土澆築所述構件(1)的天花板(10)；e)混凝土澆築所述構件(1)的天花板(10)；以及f)當凝結到所允許的程度時，取出所述模塊化構件(1)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在完成地板(6)的混凝土澆築之後立即 執行天花板(10)的混凝土澆築。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在步驟b)之後，所述側壁(2)的模板結 構(3)被又一次地水平布置，以重新開始另一構件的生產。
4.用於生產具有矩形截面的中空的、稜柱形的、整體性鋼筋混凝土的模塊化構件1的 裝置，該裝置包括兩個用於混凝土澆築側壁(2)的模板結構(3)、一個用於混凝土澆築地板 的模板(5)以及另一個用於混凝土澆築天花板(10)的模板(7)，其特徵在於用於混凝土 澆築側壁(2)的模板結構(3)繞一個水平軸線(18)以這種方式被鉸接，即這些模板結構 (3)可從一個水平的混凝土澆築位置旋轉到一個豎直位置，由此構成所述模塊化構件(1) 的地板(6)的模板。
5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述側壁(3)的模板結構包括一個被側面凸緣限 制的底部平臺，其特徵在於位於所述軸線(18)附近的側面凸緣(11)與所述平臺鉸接。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於所述鉸接使得第二側面凸緣(13)的放置 能夠垂直於所述凸緣(11)來布置。
7.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述水平鉸接和旋轉軸線(18)是水平地 可移動的。
8.根據權利要求1-4中任一項所述的方法獲得的具有矩形截面的模塊化的、中空的、 稜柱形的、整體性鋼筋混凝土構件(1)。
全文摘要
用於生產具有矩形截面的模塊化的、中空的、稜柱形的、整體性鋼筋混凝土構件的方法，所述方法包括以下步驟在兩個水平布置的模板結構中混凝土澆築所述構件的側壁；執行所述模板結構的旋轉，以使它們豎直地布置在第三模板的任一側面上，其中所述第三模板是水平的；然後混凝土澆築所述地板；在所述側壁之間放置模板，以用於天花板的混凝土澆築；以及取出所述模塊化構件，從而實現高度的整體性，在所述方法中所有的混凝土澆築都在水平方向上進行，並且通過對所獲得構件的測量實現精確控制。
文檔編號E04G11/32GK101965254SQ200980106901
公開日2011年2月2日 申請日期2009年1月30日 優先權日2008年2月1日
發明者J·特馬根魯阿諾, M·莫提莫拉萊斯 申請人:謹習公司