专利名称：钢砼混合结构多高层建筑高效率工厂化生产的几种方法与工艺形式的制作方法
本技术方案属建筑领域，着重解决钢砼混合结构建筑工厂化生产的形式与方法偶见到钢结构建筑，钢和铝钛合金混合结构建筑，也仅仅是在厂内下料打孔等，厂内所占工作量不足工程量30％，工厂化生产是集约化生产的前提，或者说是经济化生产的前提。不能工厂化生产，建筑成本与建筑工期，当然就不能大幅度地降低、缩短。
钢筋混凝土结构，虽厚实凝重，有一定的抗震性、隔音防火、使用年限久远，表面维护简便经济。然抗震耐风及不上钢结构，建筑高度与垮距难以方便经济地提高与拓宽，纯钢结构建筑虽然抗震耐风吹、轻盈牢固，然建筑工期长，费用高昂，防火隔音难，如美国世贸大厦，烈焰高温，倒塌是一瞬间的事。
本专利推出的类似于集装箱形的钢砼混合结构建筑，就是专门兼顾上述两结构的优点，避免上述结构的缺陷与不足。
其优点1.既有钢结构的轻盈牢固、抗震耐风，又有钢筋水泥结构的厚实凝重、耐火隔音。
2.房间的垮距可以较低的成本拓宽，这为大客厅、大办公室、大会议厅提供了可能。只要需要，可以隔层把整个楼面制成中间无承重墙、无中间柱的足够宽广的空间。
3.因大部分工作量都在厂内完成，相对普通钢结构建筑或混合结构建筑而言，材料设备、人工等利用率将大大提高，建筑工期因装配快捷而大大缩短，从而为大幅度降低建筑成本、提高利润带来可能。
4.其最大的优点为现场拼装便捷，85％以上的建筑工作量和内装修工作量都可在厂内预制成。
实施方式——房屋成形原理型式1先在工厂内按客户要求(图纸)把整个建筑先制成包括，水、电、煤、各种管线、灶、卫生设施等内装修基本到位的一个个钢砼混合结构箱体(房间)，然后运到工地，逐个按设定的距离(如房间的顺序从左到右为1-15间的话，其距离就为2、4、6、8、10、12、14房间的宽)排装在预先浇好的基础上。二楼则把预制好的箱体逐个装在下层相邻二箱体之间的空格顶部前后柱顶上，并给节头作施焊连接；三楼同样将箱体逐个装在二楼相邻两箱体之间的空格的顶部前后柱顶上，并给节头作施焊连接；四楼、五楼……直至三十楼以上，同样如上装配；封装或砌上空格的前后墙及侧墙，连接水、电、煤等管线接头。最后作表面填缝、防腐涂刷处理为了避免上述装配法给房屋的形状带来金字塔现象，侧墙作了特殊的处理。用单独的两柱点焊在下层侧墙前后柱顶上，支承上面的箱体，然后封砌或装上侧墙，并给节头作施焊连接。
房屋的柱子型式2先在工厂内按客户要求(图纸)把整个建筑先制成包括，水、电、煤、各种管线、灶、卫生设施等内装修基本到位的一个个钢砼混合结构箱体(房间)，然后运到工地，逐个按设定的距离(如房间的顺序从左到右为1-15间的话，其距离就为2、4、6、8、10、12、14房间的宽)排装在预先浇好的基础上。二楼(四、六、八……偶数层楼)将焊有上雌下雄的节头的等高柱子，校好铅垂度点焊在下层箱体的柱顶上，再装焊前后横梁，或将带有管柱与上下横梁的半成品的前后墙，点焊在下层相邻两箱体的空格的顶部柱顶上。使原一间间隔开的楼面连成一个整的楼面，并隔层呈现这种中间无承重墙、无承重柱的任意空间。三楼(五、七、九……奇数层楼)将预制好的箱体按一楼的位置装在各自下层的柱顶上。然后在空格的两纵梁间焊接钢筋，布置托板，灌砼浆浇制楼面。
房屋的柱子是由4mm以上厚的钢板制成的，截面或方、或圆、或菱、或矩等四边形、多边形管子，钢管的厚薄视楼层的高低分段定，厚度随楼层的递高而分段递减。每个箱体的柱子虽是独立的，但箱体的上层柱与下层柱，通过特制的节头(节头下面另叙)连成上下一体的空心管柱。柱的截面积可随楼层的递高而分段递减，当楼层每上升10至20米时，向管内集中浇注砼，当然也可以一次性的从顶部往下浇注砼，使管柱真正成为上下一体的钢皮砼芯的房柱。同层箱体的柱子必须精确等高平行，所有柱子的上下端平面须严格控制在同一平面内，房柱每安装到一定高度都要检测、调整其铅垂度。此时一面在相邻两箱的楼面中间布置钢筋(钢筋烧焊在横梁上或固定在预先烧焊好的接头上)与托板，现场浇制楼面板，使原先呈分割状的楼面连成一体。一面把预制好与房间等高的空心管柱逐个点焊在箱体所有的柱顶上，调成铅垂度后烧焊临时工艺斜撑，使管柱承重上面的箱体而不至摇动后，再装第三层箱房，再在第三层相邻两楼面之间布置钢筋托板等，重复二楼楼板搭建过程……总之以上楼层以上述方法类推，这样逢偶数层便出现任意开宽空间的房子，然后割去工艺斜撑，装封前，后墙、侧墙连接水、电、煤等管线接头，并给接头梁作施焊连接。(如一次焊接就能保证管柱的垂直精度，且管柱承重上面的箱体而不至摇动，也可不装临时工艺斜撑)节头节头装在管柱的上下两端，上端为雌头，下端为雄头，用无缝钢管、异形钢管车削，也可精密浇注直接制成。形状随管柱之形而变，柱方形，则节头也是方形，柱圆，则节头也是圆形。雌节头一端为垂直中心孔的精确平面，平面的外轴肩有便于施焊的倒角，内为上大下小内锥孔，一端为外轴肩可方便与管柱相配施焊；雄节头一端为垂直于中心孔的精确外轴肩，其外围有便于施焊的倒角，以外轴肩为基准，外凸上大下小外锥轴，其锥度与雌节头的内锥孔相等，相配合有2-3毫米间隙，另一端外轴肩可方便与管柱相配施焊。接头平肩面是管柱的装配基准，也是房屋管柱等高铅垂的保证。最好能在箱体烧焊去除应力后，作车削精加工。当然先车削节头平肩面，然后把节头固定在精确的夹具内，装配、烧焊、制作箱体也可。管柱的外围可带伸出接手也可不带伸出接手，接手的作用便于嵌入槽钢梁，烧焊后能增强梁与节头连接强度，其长度、厚度可固定，也可按需定。雌雄节头的接手上下高的中心线，应较精确与其平肩面相重合。雄节头的接手高一半在基准的上方自身相连，另一半离外围约5毫米伸出，现场装配时与雌节头焊接。与接手相对应节头孔内侧有筋板连接对侧孔壁。以增加梁的抗拉强度。雌节头接手的高一半在基准的下方和自身相连，另一半离外围约5毫米伸出，现场装配时与雄节头焊接。
墙体箱体的承重、承拉墙为2.5毫米左右厚的镀锌瓦楞薄钢板，也可不镀锌，作其他防锈处理。外层随客户要求装砌防火、保温、隔音、轻型的墙体材料或装饰材料。非承重承拉墙无须钢质芯板，可随意用任何轻质材料制作。
楼面板与横梁一个箱体有两层楼面板，顶为上层楼板，底为下层楼，楼面板的两侧为横梁，槽钢或工字钢等形钢都可作梁，为减轻楼面板的重量，梁上应纵向等距排列冲制若干相同的竖椭圆形孔，便于制作空芯楼面板。两横梁间烧焊钢筋，布置托板，灌砼整体浇制楼板。当然也可采用其他建筑技术。楼板的横向钢筋必须与纵梁牢固连接或焊接。
房屋的顶形状可似人字形，也可其他形状。一半顶在厂内直接装在箱体的顶上，另一半顶预制成既有屋顶又有房间顶的双重结构直接吊装在预留的空格上。
房屋的楼梯一半在厂内预制时直接装在箱房内，另一半则捆绑在已装好的楼梯上，待上下层房间安装到位时，用葫芦吊装在已限定的位置上。不排除待安装工艺逐步成熟时，起用其他工具或设计专用工具安装另一半楼梯。
房屋电梯通道通道的孔在厂内预留，通道的壁一半在厂内装好，另一半放在箱房内现场拼装。
权利要求
1.工厂化生产的钢砼混合结构多层或高层建筑。各单元虽形似集装箱，但除了四周墙的芯板为钢质瓦椤板与其相似外，此外全无一点相象，其最主要的特征各相对独立的管柱通过内外锥配合联接的节头，节头接缝处施焊，雌雄节头与对方梁或接手焊接。灌砼，使原上下独立的管柱连成一体，且管柱的截面积可从下往上逐段递减(注管柱与节头的截面形状无定形，可方、圆、菱、矩、L等多边形，节头连接的方式也可多样无定形，可焊接，可螺栓、可卡簧、可钢筋连接……)。独立权利要求保护的是管柱既能上下连成一体，又能水平连接前后左右纵横梁的整个工艺过程和技术形式。
2.房屋各单元的间隔安装，上下层错开垮装的整个工艺技术方案。
3.房屋各单元间隔安装，将预制好的楼板现场跨接在间隔的空挡处，或现场布置跨接两横梁的钢筋与托板，然后灌砼浇制楼板。再在柱顶上的焊装带有上雌下雄的节头且等高的柱子——在奇数间的柱顶上方装焊预制好的钢砼混合结构箱房……隔层无承重柱、无承重墙的任意开阔厅房的整个工艺技术。(即说明书型式二的工艺方案)。
全文摘要
建筑能工厂化生产，又兼有钢结构的轻盈、牢固与钢筋混凝土结构的厚实凝重技术，一直是建筑界的追求。本发明就是专为解决上述追求的一系列工艺技术与方案。即在厂内按图把整个建筑先制成包括水、电、煤管线、灶、卫，内装修基本到位的一个个钢砼混合结构箱体，运到工地后，逐个按设定的间距或纵或横排装在预浇好的基础上；二楼则把箱体逐个装在下层相邻二箱体的空格的前后柱顶上，三楼直至三十楼以上同上装配；每装到一定高度，向上下已焊接连成一体的管柱内灌注砼浆，直至顶部；封装或砌上空格的前后墙、侧墙，连接水、电、煤管线节头，最后将节头与缝隙作防锈、填塞、修饰处理。
文档编号E04H5/02GK101021087SQ20061002386
公开日2007年8月22日 申请日期2006年2月14日 优先权日2006年2月14日
发明者花树海 申请人:花树海