纤维包混合结构建筑系统技术方案

一种有弦杆件和腹板件的桁架（８），包括： ａ．一个包（４）；和 ｂ．一对与包（４）有效地连接的桁架杆件（６），因此桁架杆件（６）构成桁架（８）的桁弦件，而包（４）构成桁架（８）的腹板件。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术所属领域本专利技术涉及结构建筑系统，特别是涉及一种用骨架连接纤维包而构成墙体、屋顶、地板以及其它结构的混合结构建筑系统。
技术介绍
秸秆是一种廉价且易于回收利用的资源。历史上，秸秆作为一种结合料早已用在房屋建筑材料中。秸秆包作为非结构包壳构件已在建筑结构中用作模板、隔热、和隔音材料。秸秆包在工程结构中尚未被广泛应用，主要是因为它固有的结构限制。阻止打包秸秆在建筑中应用的基本因素是它的低弹性模数(即扁平的应力与应变曲线)。承受抗压强强度的秸秆包产生相当大的变形。秸秆包的弹性模量大约是每平方英寸50磅，而花旗松的弹性模量是每平方英寸1,300,000磅，比秸秆包大30,000倍；钢的弹性模量为每平方英寸29,000,000磅，比秸秆包大550,000倍。这就意味着打成包的秸秆作为一种基本的结构载荷承载元件是不可行的。例如，单独用秸秆包构造的承重墙其变形很大，与构成成品墙所需的其它相对较坚实的辅助构件如干墙灰浆、灰泥、钢板或胶合板的变形不一致。作为隔热和隔音用的非结构构件中加入秸秆包的结构被广泛称作秸秆填充结构。Eichelkraut专利技术的这样一种系统公开在美国5398472号专利中，其名称为《纤维包混合结构系统和方法》，于1995年3月21日发布。这种Eichelkraut系统在适当的地方用钢筋混凝土浇注，用纤维包隔层填充。在Eichelkraut系统中，纤维包是邻接地放置在作为其表面的两层混凝土之间的夹层结构。包用置于纤维包放置时所留的明槽或间隙中的混凝土或钢柱，并用埋在又伸展到混凝土两外层之间的横向拉杆来加固。Eichelkraut系统框架的加强起作用的不取决于秸秆包，即秸秆包不是作为结构元件而被连接在框架内。其它的更早的更基本的秸秆包构件在现有的技术中是已知的。例如，1880年3月2日发布的Leeds的美国225065号专利，名称为建造房屋、谷仓、围墙等，它公开了一种由在木制角柱和一个平板之间或和沿着成垛秸秆包顶部的小梁之间堆放的秸秆包组成的结构。1885年2月17日发布的Orr的美国312375号专利，名称为建筑物的墙和其它结构，它描述了一种系统，在这种系统内秸秆包被堆放在位于墙的底部和顶部的两块受压板之间。和Eichelkraut所公开的系统一样，这种结构没有利用秸秆包的强度来改善建筑物的结构整体性。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种混合结构系统，该系统用纤维包与骨架相连，一起构成各种结构上稳定的建筑构件。现时，杂物秸秆是最廉价的和容易利用的打包纤维资源之一。因此，本专利技术将根据以秸秆作为打包纤维材料进行描述。然而应当明白，在本说明书和权利要求书中所用的术语″包″，″纤维包″，或″秸秆包″泛指被压缩或被打成包的秸秆、干草、木纤维、碎纸或其它材料，或类似的这种长方形块状建筑单元。其它的三维直线状的打包材料也可以使用。打包的秸秆具有足够适用的抗剪切能力，足以稳定框架的正应力承受元件。这种框架是在层叠包的基体中的夹层结构。由于这种层叠包的绝缘品质，它提供一种所希望的结构系统的构件，并且从结构的观点看它是该系统必需的一部分。包提供一种空间容量介质，允许使用整体桁架元件和杆件来完成双重作用，即指使结构具有承载能力而变形最小；并使制作完的墙、屋顶、地板或天花板与框架连接起来。包基体提供一个深桁架几何体，允许一个小的重量载荷比和受压元件的连接作用，因而使得它们能被用于高应力状态下。垂直叠放的包构成墙系统，或水平成行放置构成地板或屋顶的支撑板系统。必要时包可以被设计成各种大小、形状、密度和/或水分含量，以达到所想要的结构特性。作为一种元件，秸秆包和水平桁架杆件组合构成一个桁架。桁架包括一对桁架杆件，它与一个或多个包有效地连接。沿着包的两边相互相对设置的桁架杆件构成桁架的弦杆，包则构成桁架的腹板。从桁架杆件上突起并穿入包内的齿状突起物是一种使桁架杆件与包有效地连接的最佳机构方式。桁架杆件是骨架的基本组件之一，用于构造体现本专利技术的各种混合结构。在本专利技术的混合结构建筑系统中，秸秆包一层层排列在一个骨架内，该骨架也包括一系列沿成层的包设置的拉杆。桁架杆件成对设置。每对桁架杆件在包层之间分界面处，沿包的两边相互相对设置，构成桁架的弦杆。成对的桁架杆件与各包有效地连接构成桁架，在某些情况下桁架通过附加的斜腹杆和支柱以增强其抗剪切能力。在本专利技术的一个具体实施例中，秸秆包以交错顺砖砌合的形式垂直堆放构成墙。在墙的骨架中，拉杆垂直定向并沿成层的包的中心线设置。桁架杆件的每对桁架杆件，在包层之间的水平分界面处沿各包的两边相互地相对设置。桁架杆件通过从桁架杆件上突起并深入各包内的齿状突起物或通过其它合适的剪切传递机构使桁架杆件与各包有效地连接。拉杆最好是加用横向拉杆、连接条和剪切板稳定在骨架中。横向拉杆水平定向并且伸展于两桁架杆件之间。每个横向拉杆与墙平面垂直并与一个拉杆有效地连接，使拉杆横向稳定。连接条沿包行之间的水平界面纵向伸展。每个连接条至少与两个拉杆有效地连接，使拉杆在墙平面内横向稳定。剪切板使包与在包行之间的水平分界面上的拉杆有效地连接。从每块剪切板上垂直的突起的齿状物穿入包中，并因此有效地使剪切板与包相连。下面描述的第二种和第三种实施例中的另一种墙用斜腹杆和支柱来构造桁架。这种桁架在包分界面的水平面内稳定垂直拉杆。在本专利技术的第二种实施例中，包在水平面内一层层放置，构成用作屋顶或地板类平面的宽平支承板。除了拉杆是水平取向、横向拉杆(现在叫支柱)垂直取向、而连接条和剪切板被取消外，这种支承板系统的骨架与墙的骨架很相似。斜腹杆加在成对的桁架杆件之间有助于承受作用在支承板上的剪切载荷。这种剪切载荷相对墙而言是增大了的。斜腹杆在桁架结构杆件之间斜向伸展，它在支柱与桁架杆件的交点处与桁架杆件相连接。通常承重托架安装在支承板端部，便于支承板与外部支撑相连接。在本专利技术的第三种实施例中，包与框架组合构成双向梁系统。这种梁用作围墙或其它自由安置的墙系统。除了在梁底部的桁架杆件之间加有斜腹杆之外，双向梁系统的骨架与墙的骨架极相似。这些斜腹杆被对称地放置在梁的前后面上。承重框架的端部建在梁的内部，以提供支撑基脚的横向稳定连接点。附图说明图1是用墙和支承板系统构造的的建筑物正面图。图2是一个混合桁架的透视图，它由一对桁架杆件和与桁架杆件有效连接的一个包组成。图3是一个混合桁架的透视图，它由一对桁架杆件和两个包组成。该一对桁架杆件与夹在其间的两个包有效地连接。图4是一个混合桁架的透视图，它由两对桁架杆件和与桁架杆件有效连接的一个包组成。图5是按照本专利技术的一个实施例构造的一种墙的典型断面的正面图。图6是沿图5中6-6线剖开的墙的截面图。图6A是墙的骨架各组件之间的相互连接详图。图7是沿图5中7-7线剖开的墙的截面图。图7A是沿图5中7-7线剖开的墙的截面的另一种结构。图8是带齿的桁架杆件详细透视图。图8A是带螺栓的桁架杆件的详细透视图。图8B是带大头钉的桁架杆件的详细透视图。图9是剪切板的详细透视图。图10是装有窗户框架的墙的一个正面图。图11是按照本专利技术的第二个实施例构造的一个支承板的典型截面的平视图。图12是沿图11的12-12线剖开的支承板的截面图。图13是沿图11中的13-13线所取的支撑板的截面图。图14是按照本专利技术第三个实施例构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·艾伦，
申请(专利权)人：鲍尔建材有限公司，
类型：发明
国别省市：