预制墙体板材制造技术

公开一种预制墙体系统和利用预制墙体系统建造高层建筑物的方法，在一种实施例中，所述系统包括多块互联的预制板材，每一块板材具有顶端板件、底端板件、设置在所述端部板件之间的垂直杆和包裹所述垂直杆并限定各板材的多个侧部的水泥质材料。所述多块预制板材的第一板材具有限定第一板材的右侧的第一立柱构件半部，所述多块预制板材的第二板材具有限定第二板材的左侧的第二立柱构件半部，使得当所述第一预制板材的右侧和所述第二预制板材的左侧彼此水平相邻地设置时，所述第一立柱构件半部和所述第二立柱构件半部共同形成一立柱构件。

【技术实现步骤摘要】
本专利申请是申请号为201280008218.0(国际申请号为PCT/US2012/024219)、申请人为“SOM设计事务所”及“纽克投资公司”、专利技术名称为“预制墙体板材”的专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请是2009年1月20日提交的、题为“PrecastWallPanelsAndMethodofErectingAHigh-RiseBuildingUsingThePanels(预制墙体板材和利用板材架设高层建筑物的方法)”的美国专利申请No.12/356414的部分连续申请并且要求其申请日权益，该申请通过在法律允许范围内的引述而包含在本文中。
技术介绍
本专利技术涉及静态建筑结构，更具体地说，涉及预制墙体板材，它们可以互联以形成心墙或周边墙系统，用于架设或建造高层建筑物或者其他有墙结构。高层建筑物通常建造成在地面上方具有六层或更多层或楼层。高层建筑物的设计通常受到风力作用的影响。高层建筑物抵御风力载荷的一种最为有效的结构系统是内墙或心墙系统。传统的用于高层建筑物的心墙系统通常由混凝土建造(现场浇铸到用于增强的钢筋骨架上)高层建筑物的每一层。在有些市场中，在建造现场浇铸的心墙之前，传统心墙系统包含结构钢柱和地楞横梁。在这些传统心墙系统中，混凝土现场浇铸到结构钢柱和地楞横梁上。较之结构钢系统，混凝土心墙系统提供众多益处。混凝土心墙较之结构钢系统具有更高的结构衰减性，因此减低了由于风力载荷导致的摇摆和漂移量。混凝土心墙为防火梯、竖管和通信系统提供了更高的可靠性和安全性。由于这些原因，在9·11事件以后，更加强调使用混凝土心墙系统来架设或建造高层建筑物。如前所述，用来架设高层建筑物的传统混凝土心墙系统已经利用现场浇铸增强混凝土来建造，包括混凝土现场浇铸到先前架设的钢结构上。现场浇铸混凝土芯体相对于结构钢芯体框架的缺点在于劳动密集性、拖长的建筑工期、错位的嵌入式板件以及收缩和蠕变作用。此外，当混凝土承包商在建筑工人上面的楼层上工作时，由于有混凝土坠落的风险，建筑工人常常无法在高层建筑物的楼板或楼层上工作。因此，如果在混凝土承包商工作以形成现场浇铸的混凝土心墙系统时其他建筑工人无事可做的话，那么使用现场浇铸的混凝土心墙系统来建造或架设高层建筑物常常会增加架设建筑物所需的时间并且增加了成本。传统预制模块化部件(诸如那些在美国专利3,952,471、4,142,340、6,076,319、6,301,851、6,457,281和6,493,996中公开的)已经用于建造容积闭合件，诸如低层建筑结构、房间、地下室、水塔、工厂、挡土墙和防洪堤。但是，这些传统预制部件不适合建造或架设高层建筑物。具体来说，这些传统预制部件，以及由这些部件建造的结构缺乏足够的强度来抵御并传递高层建筑物的心墙系统中存在的风力和重力载荷。因此，需要一种能克服以上所述问题并允许架设高层建筑物的心墙的预制墙体板材和建造预制墙体系统的方法。
技术实现思路
符合本专利技术的系统和方法提供预制墙体板材，所述预制墙体板材可以互联以形成心墙或外围墙系统，用于架设或建造高层建筑物或者其他有墙结构。符合本专利技术的预制心墙或外围墙系统(以下称为“预制墙体系统”)为现场浇铸混凝土芯体系统提供吸引人的替代方案。文中所述的预制墙体板材可以在受控的条件下(利用混凝土或其他水泥质材料)提前制备，在运输到建筑工地之前，根据需要提供了改善的质量控制和预先检测、验证和纠正的机会，因此带来了质量更高的产品。预制墙体板材也允许甚至在困难的天气条件下建造高层建筑物。此外，利用符合本专利技术的预制墙体系统的可能建造速度减少了建造工期，使得现场劳动成本最小，并且为高层建筑物项目提供了显著的经济性。根据符合本专利技术的系统，提供了一种预制墙体系统。所述预制墙体系统包括多块互联的预制板材。每块预制板材具有顶端板件、底端板件、设置在所述端部板件之间并与它们相连的多条垂直杆(以有效地用作传递垂直载荷的装置)、和包裹所述垂直杆并限定各板材的多个侧部的水泥质材料(诸如混凝土)。在一种实现方案中，多块互联的第二预制板材布置在多块互联的第一预制板材上并与之垂直相邻，并且与所述多块第一板材对应的每块板材的顶端板件连接到与所述多块第二板材对应的其中一块板材的底端板件。互联的预制板材的每一块可以具有与建筑物的一个或多个楼层对应的长度。此外，在用于垂直连接预制板材的一种实现方案中，所述预制墙体系统可以进一步包括板材到板材的垂直增强构件，诸如垂直增强杆或拉伸线缆。在这种实现方案中，所述多块第一预制板材的第一块具有从所述第一板材的所述顶端板件向所述第一板材的底部板件延伸的导管。所述第一板材的顶端板件具有开口，所述开口穿过所述顶端板件延伸并与所述第一板材的导管轴向对准。所述多块第二预制板材的第二块具有从所述第二板材的所述顶端板件向所述第二板材的底部板件延伸的导管。所述第二板材的顶端板件具有开口，所述开口穿过相应的板件延伸并与所述第二板材的导管轴向对准。所述垂直增强构件设置在所述第二板材的所述导管、所述第二板材的底端板件的开口、所述第一板材的顶端板件的开口和所述第一板材的导管中并从中延伸。在用于水平连接预制板材的一种实现方案中，第一预制板材具有附连到第一预制板材的侧部的第一侧板件，而第二预制板材具有附连到与所述第一预制板材相邻的第二预制板材的侧部的第二侧板件。第一预制板材的第一侧板件附连到第二预制板材的第二侧板件。在用于水平连接预制板材的另一种实现方案中，所述预制墙体系统可以包括板材到板材的水平增强构件，诸如垂直增强杆或拉伸线缆。所述多块第一预制板材的第一块具有穿过所述第一板材的第一宽度延伸的第一导管。所述多块第二预制板材的第二块具有穿过与所述第一板材的第一导管轴向对准的第二板材的第二宽度延伸的第二导管。所述水平增强构件设置在所述板材的所述第一导管和所述第二板材的所述第二导管中并从其延伸。根据符合本专利技术的系统，提供了一种预制墙体系统的另一种实施例。所述预制墙体系统包括多块预制板材。每块预制板材包括水泥质材料(诸如增强混凝土)并且具有限定延伸各预制板材的高度的多个角边缘的右侧、左侧、前侧和背侧。每块预制板材进一步包括多个结构拐角。每个拐角沿着预制板材的其中一个相应角边缘设置。每个拐角具有第一支腿，所述第一支腿沿着所述板材的右侧或左侧其中之一延伸并嵌入其中，和第二支腿，所述第二支腿沿着各板材的前侧或背侧其中之一延伸并且嵌入其中。为了实现垂直的板材到板材连接部(除了或替代附连第一和第二板材的相对的端部板件)，第一预制板材可以垂直布...

【技术保护点】
一种预制墙体板材，包括：多块水平互联的第一预制板材，每块预制板材具有没有被相邻板材共有的独立的顶端板件以及独立的底端板件、设置在所述独立的顶端板件和所述独立的底端板件之间的相对于地面参考物的多条垂直杆、以及包裹所述垂直杆并限定各板材的多个侧部的水泥质材料；其中所述多块水平互联的第一预制板材的其中一块是包括立柱构件的角落预制板材，所述立柱构件具有部分地包裹在所述水泥质材料中的一端以及延伸通过所述顶端板件并位于所述角落预制板材的顶部上方的另一端，所述立柱构件具有支撑一承重柱的强度，以及其中每个预制板材具有多个角边缘以及多个结构拐角，并且每个拐角沿着所述预制板材的所述角边缘的相应一个设置。

【技术特征摘要】
2011.02.08 US 13/023,0621.一种预制墙体板材，包括：
多块水平互联的第一预制板材，每块预制板材具有没有被相邻板材共有的独立的顶端
板件以及独立的底端板件、设置在所述独立的顶端板件和所述独立的底端板件之间的相对
于地面参考物的多条垂直杆、以及包裹所述垂直杆并限定各板材的多个侧部的水泥质材
料；
其中所述多块水平互联的第一预制板材的其中一块是包括立柱构件的角落预制板材，
所述立柱构件具有部分地包裹在所述水泥质材料中的一端以及延伸通过所述顶端板件并
位于所述角落预制板材的顶部上方的另一端，所述立柱构件具有支撑一承重柱的强度，以
及
其中每个预制板材具有多个角边缘以及多个结构拐角，并且每个拐角沿着所述预制板
材的所述角边缘的相应一个设置。
2.如权利要求1所述的预制墙体板材，其特征在于，所述立柱构件具有工字梁形状。
3.如权利要求1所述的预制墙体板材，其特征在于，所述角边缘延伸所述预制板材的高
度，并且每个拐角在相应的预制板材的独立的顶端板件和独立的底端板件之间延伸并且附
连到其上。
4.如权利要求1所述的预制墙体板材，其特征在于，每个立柱构件半部形成工字梁的一
部分，其中所述工字梁沿着垂直于所述工字梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱昂·卡里翁，威廉·F·贝克，约翰·A·卡瓦纳，罗伯特·C·斯图尔特，詹姆斯·E·麦克唐纳，查尔斯·贝斯亚克，
申请(专利权)人：SOM设计事务所，纽克投资公司，
类型：发明
国别省市：美国;US