使用堆叠结构钢壁桁架的用于构造多层建筑物的方法技术

本堆叠壁桁架构造以及其在多层建筑物中的使用利用预制模块化壁元件（100），预制模块化壁元件在三个维度上互连，以使得能够以相比于在传统的多层建筑物构造中所见到的构造质量来说改进的构造质量快速完成建筑物构造。利用堆叠模块化元件来产生壁以形成竖直连续的结构，地板模块（161,162）由地板架（141‑144）支撑在预定高度处以提供实心表面，混凝土的顶板（1031,1032）被浇注在该实心表面的顶部上，其填充在所述地板模块与壁桁架之间的空间以产生整体结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用堆叠结构钢壁桁架的用于构造多层建筑物的方法
本专利技术涉及多层建筑物的构造，且具体地涉及堆叠结构钢壁桁架的使用，所述壁桁架在三个维度上与其他模块化构造元件互连，以使得能够以与在传统多层建筑物构造技术中所见到的构造质量相比改进的构造质量来快速地构造多层建筑物。
技术介绍
存在与使用浇注混凝土框架建筑物、预浇混凝土框架建筑物、常规结构钢框架建筑物、常规木框架建筑物和砖石结构的传统构造技术的多层建筑物的构造相关联的许多问题，如在下文更详细地描述的。利用这些传统构造技术来构造的多层建筑物以如下的传统方式被建造：根据一组建筑计划，现场工匠施加构造材料（规格木材、薄型钢构件、单独的结构钢构件）或硬景观材料（煤渣块、砖块、混凝土）来首先在建造地点处制造在基础上的多层住宅的框架。虽然几乎没有建筑、结构或尺寸限制，但是这些构造技术需要顺序的基于工艺的现场建造形式，其中在项目B可以开始之前必须完成项目A，并且继而在项目C可以开始之前则必须完成项目B等等。例如，在底层（groundlevel）上的设施（utility）安装可以开始之前必须完成底层壁，并且在上方楼层的壁上的实质性工作可以开始之前必须完成第二层壁，在装饰（finish）可以被施加到第一层的壁之前建筑物上的第一层的壁必须被定框架。虽然这些构造方法已经起作用了许多年，但是在这些方法中存在内在的低效，这导致显著的时间、成本和质量上的害处。传统构造技术涉及漫长的过程，且因此导致延长持续时间的构造活动。此外，仅在结构工作完成之后才完成装饰工作。该现场制造导致缺乏质量、易于出错、并且需要工人在设施的互连方面进行改变，由此导致实施的不一致性。所进行的许多工作受制于当地天气条件，其可能会推迟时间安排和损坏材料。在构造期间，材料和供应物大多数被逐件地手工运送到建筑物中和建筑物内，这是低效的过程。在多层建筑物的传统构造中，尤其是当使用砖块或煤渣块构造时，具有12至30个月的构造时间安排是常见的，这是因为这些材料内在地限制壁的每日增高。该过程是劳动密集型的，并且常常难以找到具有期望技能水平的工人。在可用的建筑物材料的质量以及执行构造任务的工人的技能方面通常存在广泛的多样性。在传统多层建筑物中的监管和质量控制是不一致的。传统构造技术的优点在于，在框架材料的结构能力的限制内，这些多层建筑物可以被建造成所期望的任何尺寸或布局。多层建筑物可容易地建造有由建筑师、建造者和/或业主所确定的建筑特征、房间尺寸、以及布局。传统多层建筑物构造技术的其他优点在于：·建造具有广泛多样性的建筑物的能力；·容易单独定制；·公知且广泛接受的构造方法；·分包商和工人是普遍可用的。但是，该构造过程、尤其是早期的构造过程严重地取决于天气条件，并且最常见地仅能够在白天期间发生。由其中一个分包商导致的构造流程的中断具有的连锁反应效果在于，每个分包商在其能够开始其工作之前必须等待另一分包商的工作完成。此外，在现场环境中操作对于保持构造质量是有害的，因为难以使用便携式手持工具以精确的公差来精确地切割框架材料以及将框架材料组装成壁和各种装饰元件。在多层建筑物构造中，通常难以找到足够数量的能够以非常合理的成本制作高质量结构的技术工人。质量遭受影响并且还存在显著量的浪费，因为在从工厂或厂房出货至被输送到单独的施工地点之间，材料必须被处理至少两至三次，并且在施工地点处存在许多附加材料处理的步骤。由于材料的该重复处理，存在过量的劳动和显著的破坏。此外，在单独的施工地点处通常并不是全天都存在接收材料的人，因此材料和供应物暴露于遭受偷盗和坏天气的可能性。除非其展现出显著好的质量，否则过剩的材料被丢弃，因为被回收材料的价值不能抵消回收这些材料所涉及的成本。在世界上许多地区，人口增长极大地超过了可用房屋的增长。因此，世界上其中一个主要的建筑物构造问题是非常快速地建造大量房屋以解决该增长的赤字的能力。该问题由于处于合理成本的有技能的劳动力数量有限而复杂化。传统构造技术不对现有的和增长的房屋短缺作出回应，对于高效地且快速地非常大量地生产房屋的新手段存在很大需求。因此，传统构造技术不能提供所期望的构造质量和速度。在许多位置，这些障碍导致多层建筑物严重短缺以及相称地缺乏可用的高质量建筑物。
技术实现思路
使用堆叠结构钢壁桁架（在本文中也称为“堆叠壁桁架构造”）的构造多层建筑物的本方法和设备在世界各地具有广泛应用。本堆叠壁桁架构造的主要特性在于，其能够以高质量、对有技能的劳动力的降低需求和低成本被使用于各种各样的建筑物产品中的能力，该建筑物产品能够以及时的方式被建造，其中解决当前的和增长的房屋赤字的极高速率的总生产都能够被实现。堆叠壁桁架构造是堆叠结构钢壁桁架框架的新颖设计，其在结构上是力矩框架或者支承框架（在本文中称为“壁桁架”），其中提供用于安装协调的地板模块的供给物。不同于传统构造的许多形式，多层建筑物的地板不在建筑物的每个楼层处将壁分离。利用堆叠模块化元件来产生所述壁以形成竖直连续的结构，并且地板由地板架支撑在预定高度处，其有利于元件之间的结构连接，并且还提供高效的设施互连位置以连接建筑物的全部所需管道和电气系统。地板架被放置在所述壁框架的顶部水平壁桁架梁的顶表面上，并且可以被间断焊接就位以将其固持就位。地板架包括沿垂直于顶部水平梁的水平方向延伸到多层建筑物的内部中的大致平面状表面。地板模块被直接放置在地板架上并且不水平延伸超过壁桁架的内表面，因此这不是类似于现场浇注混凝土的设计，在现场浇注混凝土中，水平地板被物理地浇注从而将在地板上方和在地板下方的柱分离。在本堆叠壁桁架构造中，建筑物实际上是不使用堆叠单独的或独立的柱的结构钢框架。使用包括管钢的竖直构件的竖直空腹桁架，由此构造过程涉及堆叠壁桁架而不是单独的柱。内部“匹配构件”可被放置成从每个桁架的底部悬出（或者从下方的桁架的顶部悬出），使得当该壁桁架由吊车提升起来就位时，匹配构件使得桁架能够完美地被定位在下方的所安装的壁桁架的顶部上，并且在匹配构件伸入到上方的柱和下方的柱中、通常达到2或3英尺的程度时，匹配构件还立即保持被安装的壁桁架就位，并且如此，被安装的壁桁架不能倒下。在将其放下就位时，壁桁架立即是稳定的，并且定位是几乎完美的而毫不费力。全部壁桁架被制造成具有精确的尺寸一致性，因此多层建筑物的组装是“像Lego™”的，其中相同的件彼此对齐。因此，被堆叠的是壁桁架而不是单独的柱。这不同于惯常的结构钢设计，并且多层建筑物的地板也不被夹设在竖直堆叠的壁桁架之间，因此这不同于现场浇注混凝土构造或其他常规建造方法。附图说明图1示出了被用作堆叠壁桁架构造中的构造元件的壁桁架的透视图；图2示出了被安装在壁桁架的竖直柱的顶部中的匹配构件的透视图；图3示出了准备好被堆叠以变为堆叠构造钢壁桁架的两个壁桁架的透视图，其在建筑物的拐角处，在该处能够看到两个壁桁架之间彼此垂直的关系；图4示出了壁桁架的安装布置的透视图，示出了所述壁桁架与其他壁桁架以及与安装在壁桁架的顶部附近地板架之间的关系；图5示出了使用用于多层建筑物的堆叠壁桁架构造设计和构造方法的典型多层建筑物中的具有地板模块的一组壁桁架的透视图；图6示出了使用用于多层建筑物的堆叠壁桁架构造设计和构造方法的典型多层建筑物中的具有地板模块的一组壁桁架的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于构造具有用于支撑地板的地板架的多层建筑物的方法，所述方法包括：组装多个壁桁架，每个壁桁架包括多个竖直构件，所述竖直构件中的相邻竖直构件在顶部和底部处通过水平梁互连，其中，所述壁桁架的至少两个竖直构件包括中空柱；对于所述多层建筑物的每个楼层：将匹配构件插入到多个壁桁架的竖直构件的中空柱的顶部中，其中所述匹配构件突出到所述匹配构件所插入在其中的所述中空柱的顶部上方；将地板架附接在壁桁架的顶部水平梁上，每个地板架包括上部水平元件，其中，所述地板架还包括沿与所述地板架所附接到的水平梁垂直的水平方向延伸到所述多层建筑物的内部中的大致平面状表面；以及通过将一组壁桁架的竖直构件的中空柱的底部设置在下方楼层的现有壁桁架的竖直构件的匹配构件的突出的顶部上方，将附加壁桁架堆叠在被安装用于下方楼层的多个壁桁架的顶部上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.22 US 62/2980541.一种用于构造具有用于支撑地板的地板架的多层建筑物的方法，所述方法包括：组装多个壁桁架，每个壁桁架包括多个竖直构件，所述竖直构件中的相邻竖直构件在顶部和底部处通过水平梁互连，其中，所述壁桁架的至少两个竖直构件包括中空柱；对于所述多层建筑物的每个楼层：将匹配构件插入到多个壁桁架的竖直构件的中空柱的顶部中，其中所述匹配构件突出到所述匹配构件所插入在其中的所述中空柱的顶部上方；将地板架附接在壁桁架的顶部水平梁上，每个地板架包括上部水平元件，其中，所述地板架还包括沿与所述地板架所附接到的水平梁垂直的水平方向延伸到所述多层建筑物的内部中的大致平面状表面；以及通过将一组壁桁架的竖直构件的中空柱的底部设置在下方楼层的现有壁桁架的竖直构件的匹配构件的突出的顶部上方，将附加壁桁架堆叠在被安装用于下方楼层的多个壁桁架的顶部上。2.根据权利要求1所述的用于构造多层建筑物的方法，所述方法还包括：将预先构造的成组壁桁架的竖直构件焊接到其匹配构件以产生固定接头。3.根据权利要求1所述的用于构造具有用于支撑地板的地板架的多层建筑物的方法，所述方法还包括：以预定量的材料填充所述匹配构件以及所述匹配构件所插入到其中的中空柱，所述材料形成为实心块体以产生固定接头。4.根据权利要求1所述的用于构造具有用于支撑地板的地板架的多层建筑物的方法，所述方法还包括：沿所述地板架的长度以预定间隔放置多个地板托梁，以在面对的壁桁架之间跨越一距离到所述多层建筑物的内部中。5.根据权利要求4所述的用于构造具有用于支撑地板的地板架的多层建筑物的方法，所述方法还包括：将地板板块安装在所述多个地板托梁的顶部上，以覆盖在面对的壁桁架之间的空间。6.根据权利要求5所述的用于构造具有用于支撑地板的地板架的多层建筑物的方法，所述方法还包括：在所述地板板块的顶部上浇注地板板体以覆盖在面对的壁桁架之间的空间。7.根据权利要求1所述的用于构造多层建筑物的方法，所述方法还包括：将预制地板模块设置在所述地板架的顶部上以跨越面对的壁桁架之间的距离，其中，所述预制地板模块仅在所述壁桁架的内表面之间延伸。8.一种具有用于支撑地板的地板架的多层建筑物，所述多层建筑物包括：多个壁桁架，所述壁桁架以三维阵列互连以形成多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：DL科亨，
申请(专利权)人：威格建筑系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US