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CN111315941B - 建筑物建造方法 - Google Patents

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Abstract

建筑物建造方法使用具有可移动顶部轨道的墙壁框架。轨道固定在升高的位置，以便在施工期间承重，从而使施工工作迅速进行。当支撑混凝土柱固化后，可以松开固定装置，使轨道移至降低的位置，并使建筑载荷转移到立柱上。

Description

建筑物建造方法
技术领域
本发明涉及建筑物的建造。已经将其设计为用于建造多层建筑物的方法，特别是应用于具有两层以上的建筑物。
背景技术
在一些国家，建筑法规通常要求三层以上的建筑物的承重墙必须由混凝土或砖石结构制成。这些法规是由于防火要求。可以建造一种建筑物，使其载荷由结构坚固的钢构架或木构架来承载，但是这种框架会被火而大大削弱。
用砖石建造的建筑物通常是按照一定顺序逐步从地面向上开始建造的。超过一定水平，砌筑物中的水泥浆必须在施加进一步的载荷之前固化。实际上，这意味着在开始建造更高楼层之前必须让每一层固化。
使用预制混凝土建造的建筑物可以更快地建造。尽管如此，它们仍然可能需要将各个板相互连接，通常是通过灌浆的方式。除了使用预制板的固有的花费和困难(特别是与重型板相关的运输和移动成本)外，使用此类板还具有与之相关的相当多的“等待”时间。
近年来，使用“永久模板”系统建造建筑物变得越来越普遍，其中，建筑物墙体使用轻质空心墙板进行布置，然后将混凝土倒入墙板中并进行固化以提供结构强度。虽然运输和移动此类板的成本比使用预制混凝土要低得多，但该系统要求每个楼层的板内的混凝土都要完全固化，然后才能在其上放置地板。
所有上述系统都具有进一步的局限性，即通常需要等到将承重墙和柱固定好并在必要时固化后再将内墙壁固定在结构中。实际上，通常必须先完成建筑物的整个承重结构，然后才能定位非承重墙。
美国专利申请号2010/0058687描述了一种如上所述的永久模板系统，其中模板部分地支撑放置在其上方的载荷。混凝土柱固化后，荷载由混凝土和永久模板共同承担。
本发明提出了一种替代的建造系统，其试图至少部分地减轻这些限制中的一些。
为了避免疑问，本文所使用的术语“柱(column)”广泛地涵盖了竖直的承重建筑构件。包括长度与宽度之比相对均匀的传统柱，叶片柱(blade column)和长度可能远大于宽度的叶片壁(blade wall)。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种建造建筑物的方法，该方法包括以下步骤：
形成建筑框架，该框架包括多个垂直通道，该框架足够坚固以承受来自至少一个较高楼层的载荷，该框架限定了用于至少一个较高楼层的载荷的载荷路径；
至少部分地形成至少一个较高楼层；
用可固化物质填充通道；
使通道中的可固化物质固化并在建筑物内形成柱；和
在框架的载荷路径中产生中断(break)，从而将来自至少一个较高楼层的载荷从建筑框架转移到固化的柱。
应当理解，载荷从建筑框架到固化的柱的转移是完全的，而最终载荷都不由框架承担。
还应当理解，建筑框架将承担较高楼层的载荷中的很大一部分，但可能不会承受全部载荷。在某些情况下，本发明设想在建筑框架和一些临时支柱之间分担较高楼层的全部载荷。应当理解，当与本发明结合使用时，临时支柱的所需数量和负载量将大大减少。
有利地，这允许在柱固化的同时继续进行建筑，较高楼层的载荷由建筑框架承受。建筑完工后，固化的柱成为优先于框架的承重构件，从而满足建筑规范的要求。
优选地，建筑框架由结构钢形成。在一个优选的实施方式中，建筑框架由标称厚度在0.75mm至1.6mm之间的冷轧型钢制成。
优选地，可固化物质是混凝土。
优选地，该方法包括将甲板(deck)模板放置在建筑框架的顶部的步骤，并且通道流体地连接到甲板模板。然后，用可固化物质填充通道的步骤可以在将可固化物质倒入模板中的同时进行以完成建筑框架上方的地板表面。
优选的是，至少一些主要内部墙壁框架与外部墙壁框架同时定位。例如，当建造房间时，可以包括用于分隔墙壁的框架。整个楼层的墙壁有可能同时完成，尽管这并不总是希望的，因为这可能会使检查变得困难。内部墙壁框架的使用允许在建造较高楼层的同时可以在较低层的内部进行装修。
建筑框架优选地包括垂直立柱和水平轨道。建筑框架优选地包括载荷转移装置，该载荷转移装置通过使用至少一个可移除的固定构件将一个轨道，优选地最顶部的轨道固定到立柱上而产生。可以通过移除固定构件来实现在载荷路径中产生中断的步骤。
可替代地，建筑框架可以包括剪切头(shear head)，该剪切头布置成在载荷大于单个高层的载荷但小于整个结构的全部载荷下剪切。在该实施方式中，可通过允许剪切头在柱固化之后剪切来实现载荷路径的中断，从而导致竖直载荷由柱而不是框架承受。
根据本发明的第二方面，提供了一种墙壁框架组件，其包括竖直立柱和水平轨道，该墙壁框架具有可在相对升高位置和相对降低位置之间移动的最顶部轨道，该墙壁框架包括将最顶部的轨道保持在其升高的位置的可拆卸的固定构件，从而固定部件的移除使最顶部的轨道移动到其降低的位置。
当最顶部轨道处于其相对升高的位置时，墙壁框架组件优选地包括载荷路径，该载荷路径通过至少一个可移除的固定构件将载荷从最顶部轨道传递至竖直立柱。将理解的是，固定构件的移除导致载荷路径的中断。
最顶部的轨道可以包括孔，这些孔被布置为当最顶部的轨道处于其相对降低的位置时与竖直立柱中的相应孔对准。这样，如果需要，可以通过使用紧固件将最顶部的轨道固定在其相对降低的位置。
附图说明
参照本发明的优选实施方式，将方便地进一步描述本发明。其他实施方式也是可能的，因此以下讨论的特殊性不应被理解为取代本发明前述说明的一般性。在图中：
图1至图6是根据本发明建造的多层建筑物的一部分的顺序示意图；
图7是根据本发明的墙壁框架组件的主视图；
图8是图7的墙壁框架组件的上端的透视图；和
图9是图7的墙壁框架组件的上端的端视图。
具体实施方式
参照附图，图1示出了多层建筑物的一个楼层的示意图。该楼层包括底板10，在其上布置墙壁框架12。在该实施方式中，墙壁框架12已经布置成形成在底板10上方的内部墙壁和外部墙壁的布局。
墙壁框架12由冷轧钢型材形成。典型的墙壁厚度约为90mm。该钢的标称厚度通常在0.75mm至1.6mm之间。墙壁框架12被构造成能够承受相对高的竖直载荷。
墙壁框架12被布置成使得竖直通道14可以位于期望的相交处。如图2所示，通过使用位于期望位置的立柱隔板(shutter)16来形成通道14。竖直通道14的横截面通常为矩形，并且尺寸确定为使得当填充混凝土以形成柱时，混凝土柱具有比墙壁框架12更大的竖直承载能力。
一旦墙壁框架12和立柱隔板16就位，就可以将框架甲板20固定在墙壁框架12的顶部，并适当加固就位。布置框架甲板20，使得甲板20中的空隙位于通向竖直通道14的开口上方。加强杆22位于竖直通道14内，在甲板20上方延伸。这可以在图3中看到。如果需要，可以在甲板20下方安装其他临时支柱。
然后可以倒入混凝土以同时在竖直通道14和悬吊式平板26内形成柱24。墙壁框架12足够坚固以依靠它们自身或与临时支柱一起承受悬吊式平板26的重量。如图4和5所示。
一旦悬吊式平板26干燥，就可以将墙壁框架12定位在悬吊式平板26的顶部以形成建筑物的下一层。在进行这种施工的同时，可以在最低层的墙壁框架10上开始进行诸如管道和电力的建筑服务的施工。平板26和柱24的混凝土将随着时间固化至其最终强度，但是在此期间，载荷将由墙壁框架12承受。这可以在图6中看到。
可以对后续楼层重复上述过程。
墙壁框架12由竖直立柱30和三个水平轨道形成：基础轨道32，中间轨道34和顶部轨道36。这在图7至图9中可见。
竖直立柱30均具有下端40和上端42。竖直立柱在下端40处略微卷曲，以便定位于基础轨道32内，其中基础轨道32和竖直立柱30大约为相同的宽度。竖直立柱30的下端40和基础轨道32均包括向内凹进的螺钉容纳孔44。以此方式，可以通过螺钉46将基础轨道32固定至竖直立柱30，螺钉46被有效地埋头以提供墙壁框架12的适度平坦的表面。
中间轨道34具有卷曲的外端部，以便定位于竖直立柱30内。这种布置使得中间轨道34的外部与竖直立柱30的外部大致共面。
每个竖直立柱30的中心区域包括螺钉容纳孔44，该螺钉容纳孔44与中间轨道34的外端部一样向内凹入。以与基础轨道相同的方式，中间轨道34可通过螺钉46固定到竖直立柱30，该螺钉46有效地埋头以提供墙壁框架12的适度平坦的表面。
顶部轨道36及其与竖直立柱30的上端42的连接在很大程度上是基础轨道32的镜像。竖直立柱在上端42处略微卷曲，从而定位于顶部轨道36内，顶部轨道36和竖直立柱30具有大约相同的宽度。竖直立柱30的上端42和顶部轨道36均包括向内凹入的螺钉容纳孔44。这样，可以通过有效埋头的螺钉将顶部轨道36固定到竖直立柱30。
顶部轨道36的布置与基础轨道32的布置的不同之处在于包括紧固螺钉50。
竖直立柱30的上端42的螺钉容纳孔44与顶部轨道36的螺钉容纳孔44对准的布置表示顶部轨道36的相对降低的位置。在使用中，顶部轨道36被保持在相对升高的位置，顶部轨道36通过紧固螺钉50在此相对升高的位置固定到竖直立柱。
在实践中，如上所述的墙壁框架12被构造成使得顶部轨道36由紧固螺钉50保持在其升高的位置。这意味着悬吊式平板26的重量通过紧固螺钉50从顶部轨道36传递到竖直立柱30。悬吊式平板26以这种方式由墙壁框架12支撑。墙壁框架12因此限定了通过顶部轨道36、紧固螺钉50和竖直立柱30到底板10的载荷路径。
一旦柱24已经固化，就可以移除紧固螺钉50。移除紧固螺钉50允许顶部轨道36相对于底板26在其相对升高和降低的位置之间移动。随着移除紧固螺钉50，平板26(以及更高楼层)的竖直载荷由柱24承受，墙壁框架12不再承受载荷。因此，移除紧固螺钉50会在上面定义的载荷路径中产生中断。
实际上，这意味着墙壁框架12在建筑物的建造期间是承重的，从而允许极快节奏的建造。在建造之后，它们不再承重，根据建筑规范的要求，承重元件是混凝土。
应当理解，这代表了载荷从墙壁框架12到柱24的完全转移。
在替代实施方式中，紧固螺钉50可以被设计成在例如两个较高层的载荷的特定的载荷下剪切。紧固螺钉50的剪切将起到将载荷从墙壁框架12转移的相同目的。
应当理解，立柱隔板16可以是非承载的。可替代地，立柱隔板16可以以与墙壁框架12类似的方式形成，并且在载荷转移之前形成墙壁框架12的部分承载能力。
对于本领域技术人员来说显而易见的修改和变化被认为在本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种建造建筑物的方法，所述方法包括以下步骤：
形成建筑框架，所述建筑框架包括多个竖直通道，框架足够坚固以承受来自至少一个较高楼层的载荷，框架限定了用于至少一个较高楼层的载荷的载荷路径；
至少部分地形成至少一个较高楼层；
用可固化物质填充通道；
使通道中的可固化物质固化并在建筑物内形成立柱；和
在框架的载荷路径中产生中断，从而将来自至少一个较高楼层的载荷从建筑框架转移到固化的立柱。
2.根据权利要求1所述的建造建筑物的方法，其中所述建筑框架由结构钢形成。
3.根据权利要求2所述的建造建筑物的方法，其中所述建筑框架由标称厚度在0.75mm至1.6mm之间的冷轧型钢形成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的建造建筑物的方法，其中所述可固化物质是混凝土。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的建造建筑物的方法，其中所述方法包括以下步骤：将甲板模板定位在建筑框架的顶部，并且通道流体地连接至甲板模板。
6.根据权利要求5所述的建造建筑物的方法，其中用可固化物质填充通道的步骤是在将可固化物质倒入模板以完成建筑框架上方的楼层表面的同时进行的。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的建造建筑物的方法，其中至少一些内部墙壁框架与外部墙壁框架同时定位。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的建造建筑物的方法，其中建筑框架包括竖直立柱和水平轨道，并且建筑物包括载荷转移装置，载荷转移装置是通过使用至少一个可移除的固定构件将轨道固定到立柱而产生的。
9.根据权利要求8所述的建造建筑物的方法，其中使用至少一个固定构件将最顶部轨道固定到立柱。
10.根据权利要求9所述的建造建筑物的方法，其中通过移除可移除的固定构件来实现在载荷路径中产生中断的步骤。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的建造建筑物的方法，其中建筑框架包括剪切头，所述剪切头布置成在大于单个较高楼层的载荷但小于整个结构的完整载荷下剪切。
12.根据权利要求11所述的建造建筑物的方法，其中通过允许剪切头在立柱固化之后剪切来实现所述载荷路径的中断，从而导致竖直载荷由立柱而不是由框架承受。
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