专利名称：Cem轻体建筑的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型的轻体建筑，特别是一种具有受力与保温同质 化、节能与结构一体化特性的CEM轻体建筑。
背景技术：
随着环保观念、节能意识的不断深入，各式各样的轻体建筑不断涌现， 已逐渐成为 一种新型的建筑类型。
目前，大部分轻体建筑仍采用传统的方盒式结构，建筑房屋的主体结构 由四面墙体和平屋顶或斜屋顶组成，在房屋内部则形成四个竖向墙边、四个
横向墙边以及上下八个墙角，形成房屋内部的无用或不能充分利用的空间， 而且存在建材用量大，自身重量大，造价较高，结构不优化等问题。因此， 节省建材、减轻自重、强化结构、降低成本等问题已成为人们关注的焦点。
此外，大部分轻体建筑仍采用传统的外墙外保温结构，如采用EPS板薄 抹灰外墙外保温结构。该保温结构包括基层(砖墙或钢筋砼墙体)、粘结层 (胶粘剂)、保温层(膨胀聚苯板)、抹灰层(抹面胶浆、耐碱网格布、柔 性耐水腻子)和饰面层(外墙涂料、贴料)，该保温结构需要现场作业，不 仅延长施工时间，而且施工质量难以保证。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种CEM轻体建筑，具有节省建材、减轻自重、 强化结构、无梁无柱、有效利用室内空间、成本低、现场作业时间短和产业 化集成度高等优点。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种CEM轻体建筑，包括基础平台，还包括顶框架和数个结构三合一式框架体，每个结构三合一式框架体的 下端固定在基础平台上，上端与顶框架连接，构成顶壁一体化的壳式结构。
所述结构三合一式框架体包括顶壁一体化的框架体和一体结构的平面预 制板和弧面预制板，所述框架体包括作为壁结构的立式框架和作为顶壁过渡 结构的弧形框架，所述一体结构的平面预制板和弧面预制板通过框架体内侧 设置的内档条嵌设固定在所述框架体上。
所述结构三合一式框架体包括顶壁一体化的框架体、平面预制板和弧面 预制板，所述框架体包括作为壁结构的立式框架和作为顶壁过渡结构的弧形 框架，所述立式框架与弧形框架之间设置有横梁，所述平面预制板和弧面预 制板分别通过框架体内侧设置的内档条嵌设固定在立式框架和弧形框架上。
所述结构三合一式框架体包括顶壁一体化的框架体、平面预制板和弧面 预制板，所述框架体包括作为壁结构的立式框架和作为顶壁过渡结构的弧形 框架，所述弧形框架上嵌设有天窗框架，所述平面预制板和弧面预制板分别 通过框架体内侧设置的内档条嵌设固定在所述立式框架和弧形框架上。
所述结构三合一式框架体包括顶壁一体化的框架体、平面预制板和弧面 预制板，所述框架体包括作为壁结构的立式框架和作为顶壁过渡结构的弧形 框架，所述立式框架上嵌设有窗框架，所述弧形框架上嵌设有天窗框架，所 述平面预制板和弧面预制板分别通过框架体内侧设置的内档条嵌设固定在所 述立式框架和弧形框架上。
所述结构三合一式框架体包括顶壁一体化的框架体和弧面预制板，所述 框架体包括作为壁结构的立式框架和作为顶壁过渡结构的弧形框架，所述立 式框架上嵌设有门框架，所述弧形框架上嵌设有天窗框架，所述弧面预制板 通过框架体内侧设置的内档条嵌设固定在所述弧形框架上。
在上述技术方案基础上，所述弧形框架的投影形状为矩形或梯形。
在上述技术方案基础上，所述平面预制板和弧面预制板为采用可发性聚
苯乙烯的低倍率高密度EPS预制板。所述低倍率高密度EPS预制板的外表面设置有抹灰层和饰面层，或涂覆有镁质水泥复合层。
所述顶框架为椭圆形或多边形的环形框架，所述环形框架的外侧设置有 用于使所述顶框架与结构三合一式框架体的上端连接的档条。
本实用新型提供了一种CEM轻体建筑，是一种有百年历史"壳结构"建 筑的新型工业化产品，形象的描述其特性是鸟巢的筋骨一轻钢结构三合一 式框架体，水立方的肌肤一低倍率高密度EPS预制板，国家大剧院的壳体一 无梁无柱的壳式建筑。本实用新型CEM轻体建筑具有节能省地、生态环保、 抗震抗风雪、造价成本低、工期短速度快、产业化集成式、室内空间可多功 能分割使用等特性，定型规格为6米x8米、6米xl0米、6米xl3米等， 可以配置电水、通讯、沼气等管线接口和居住必备的厨卫、电器、家具等生 活物件。本实用新型CEM轻体建筑可以在基础平台上组装结构三合一式框架 体，构成轻体建筑后，接通各类管线和装置配套电器家具便可使用，现场作 业时间短。本实用新型CEM轻体建筑产品符合国家建筑技术规范的相关标准， 可做为非临时性建筑或临时性建筑使用，广泛适用于乡村民宅、养生居所、 旅游宿舍、酒吧茶室、洗浴SPA、仓储库房、学校教室、医疗诊所、避难营 屋、办公厅室、社区用房等各个方面。
图1为本实用新型CEM轻体建筑的结构示意图； 图2为图1的俯4见图3为本实用新型结构三合一式框架体第一实施例的结构示意图 图4为本实用新型结构三合一式框架体第二实施例的结构示意图 图5为本实用新型结构三合一式框架体第三实施例的结构示意图 图6为本实用新型结构三合一式 架体第四实施例的结构示意图 图7为本实用新型结构三合一式框架体第五实施例的结构示意图 图8为本实用新型结构三合一式框架体第六实施例的结构示意图图9为本实用新型结构三合一式框架体第七实施例的结构示意图； 图10为本实用新型结构三合一式框架体第八实施例的结构示意图 图11为本实用新型结构三合一式框架体第九实施例的结构示意图 图12为本实用新型结构三合一式框架体第十实施例的结构示意图 图13为本实用新型顶框架的结构示意图； 图14为本实用新型基础平台的结构示意图； 图15为本实用新型设置顶壁一体化的框架体的结构示意图； 图16为本实用新型设置顶框架的结构示意图； 图17为本实用新型设置低倍率高密度EPS预制板的結构示意图； 图18为本实用新型CEM轻体建筑的另一结构示意图。 附图标记说明
l一基础平台； 3—顶框架； 5 —窗
21—顶壁一体化的框架体;
211—立式框架；
213—内档条；
91 接婆.
217—窗框架； 221—平面预制板； 31—环形框架；
2—结构三合一式框架体；
4一天窗；
6—门；
22—低倍率高密度EPS预制板；
212—弧形框架；
214—外档条；
216—天窗框架；
218—门框架;
222—弧面预制板；
32—档条。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 图1为本实用新型CEM轻体建筑的结构示意图，图2为图1的俯^L图。 如图1和图2所示，本实用新型CEM轻体建筑的主体结构包括基础平台1、数个结构三合一式框架体2和顶框架3，其中基础平台1固着在地面上，数 个结构三合一式框架体2依次排列，每个结构三合一式框架体2的下端固定 在基础平台1上，上端与顶框架3连接，构成一个具有顶壁一体化壳式结构 的CEM轻体建筑。本实用新型结构三合一式框架体2可以有多种结构形式， 可以是带有天窗4的结构，也可以是带有窗5的结构，还可以是带有门6的 结构，或上述结构的组合。
相对于现有技术的方盒式结构，本实用新型CEM轻体建筑适度去除了传 统建筑的四个竖向墙边、四个横向墙边以及八个墙角，将四个墙面变为八个 或八个以上的墙面，将平屋顶或斜屋顶变为肩式连接墙体的壳式屋顶，由四 方结构变为顶壁一体壳式结构，因此达到了有效利用室内空间、节省建材、 减轻自重，强化结构的目的，且具有结构自重轻，使用荷载大，并增强了抗 震荷载、风荷载和雪荷载的力度。本实用新型CEM轻体建筑中的C代表冷成 型钢结构(Cold Formed Steel Framing,简称CFSF) , E代表可发性聚苯乙 烯板(Expanded Polystyrene Board,简称EPS ) ， M代表氯氧镁水泥板块 (Boards of Magnesium Oxychloride Cement, 简称MOC)。
本实用新型结构三合一式框架体是形成顶壁一体化壳式结构的主体，将 现有技术的承重结构、围护结构和次要结构整合在一起，形成一种结构合一、 整体成型的框架结构。现有技术的承重结构包括柱和梁，围护结构包括屋面 板和墙板，次要结构包括门和窗，本实用新型打破了现有技术传统的结构划 分方式，通过创新设计，将顶壁一体化结构形成的壳式整体作为一个受力单 元，不仅能够抵抗结构自重和使用荷载，而且可抵抗水平风荷栽和地震荷载。
图3为本实用新型结构三合一式框架体第一实施例的结构示意图。如图 3所示，本实施例结构三合一式框架体包括顶壁一体化的框架体21和顶壁一 体化的低倍率高密度EPS预制板22,框架体21包括位于下部的立式框架211 和位于上部的弧形框架212，作为壁结构的立式框架211和作为顶壁过渡结 构的弧形框架212为一体结构。预制板22包括位于下部的平面预制板221和和弧面预制板222为一体结构， 预制板22通过框架体21内侧设置的内档条213嵌设固定在框架体21上。此 外，本实施例立式框架211和弧形框架212的投影形状均为矩形。本实施例 的弧形框架为数个折线构成的弧形结构，弧面预制板为数个平面构成的弧面 结构，具有外形流畅、结构强度大、便于生产安装等优点。实际应用中，立 式框架211的下端与基础平台固接，弧形框架212的上端与顶框架固接，相 邻的框架体21通过每个框架体21外侧设置的外档条214固定顶壁一体化的 低倍率高密度EPS预制板，构成具有顶壁一体化壳式结构的CEM轻体建筑。
图4为本实用新型结构三合一式框架体第二实施例的结构示意图。如图 4所示，本实施例结构三合一式框架体是前述第一实施例的一种结构变形， 主体结构、连接形式和技术效果与前述第一实施例基本相同，不同之处在于， 本实施例立式框架211的投影形状为矩形，弧形框架212的投影形状为梯形。 根据设计需要，本实施例结构三合一式框架体可以配合前述实施例组装成定 型规格为6米x8米、6米xl0米、6米xl3米等尺寸的CEM轻体建筑。
图5为本实用新型结构三合一式框架体第三实施例的结构示意图。如图 5所示，本实施例结构三合一式框架体是前述第一实施例的一种结构扩展， 顶壁一体化的框架体21与前述第一实施例相同，不同之处在于，本实施例立 式框架211与弧形框架212之间设置有横梁215，平面预制板221和弧面预 制板222为分体结构，分别通过框架体21内侧设置的内档条213嵌设固定在 立式框架211和弧形框架212上。本实施例通过在立式框架211与弧形框架 212之间设置横梁215,可以分别固定平面预制板221和弧面预制板222,因 此预制板可以做成分体结构，既降低了加工制造的难度，又便于运输和安装。
图6为本实用新型结构三合一式框架体第四实施例的结构示意图。如图 6所示，本实施例结构三合一式框架体是前述第三实施例的一种结构变形， 不同之处在于，本实施例立式框架211的投影形状为矩形，弧形框架212的 投影形状为梯形。图7为本实用新型结构三合一式框架体第五实施例的结构示意图。如图
7所示，本实施例结构三合一式框架体是前述第一实施例的一种结构扩展， 顶壁一体化的框架体21与前述第一实施例相同，不同之处在于，本实施例的 弧形框架212上嵌设有天窗框架216,平面预制^反221和弧面预制板222为 分体结构，分别通过框架体21内侧设置的内档条213嵌设固定在立式框架 211和弧形框架212上，天窗框架216上嵌设玻璃。本实施例通过在弧形框 架212上设置天窗框架216,将承重结构、围护结构和天窗结构有机地整合 归一，并提高了室内的采光性能。
图8为本实用新型结构三合一式框架体第六实施例的结构示意图。如图 8所示，本实施例结构三合一式框架体是前述第五实施例的一种结构变形， 不同之处在于，本实施例立式框架211的投影形状为矩形，弧形框架212的 投影形状为梯形。
图9为本实用新型结构三合一式框架体第七实施例的结构示意图。如图 9所示，本实施例结构三合一式框架体是前述第一实施例的一种结构扩展， 顶壁一体化的框架体21与前述第一实施例相同，不同之处在于，本实施例立 式框架211上嵌设有窗框架217,弧形框架212上嵌设有天窗框架216，天窗 框架216设置在窗框架217的上方，平面预制板221和弧面预制板222为分 体结构，分别通过框架体21内侧设置的内档条213嵌设固定在立式框架211 和弧形框架212上，窗框架217和天窗框架216上嵌设玻璃。本实施例通过 在立式框架211与弧形框架212上嵌设窗框架217和天窗框架216，将承重 结构、围护结构和窗结构有机地整合归一，并提高了室内的采光性能。
图IO为本实用新型结构三合一式框架体第八实施例的结构示意图。如图 10所示，本实施例结构三合一式框架体是前述第七实施例的一种结构变形， 不同之处在于，本实施例立式框架211的投影形状为矩形，弧形框架212的 投影形状为梯形。
图11为本实用新型结构三合一式框架体第九实施例的结构示意图。如图11所示，本实施例结构三合一式框架体是前述第一实施例的一种结构扩展， 顶壁一体化的框架体21与前述第一实施例相同，不同之处在于，本实施例的
立式框架211上嵌设有门框架218，弧形框架212上嵌设有天窗框架216，弧 面预制板222通过框架体21内侧设置的内档条213嵌设固定在弧形框架212 上，天窗框架216上嵌设玻璃，门框架218上设置门体。本实施例通过设置 门框架218、天窗框架216和弧形框架212，将承重结构、围护结构和门结构 有机地整合归一，使框架体21实现了多功能。
图12为本实用新型结构三合一式框架体第十实施例的结构示意图。如图 12所示，本实施例结构三合一式框架体是前述第九实施例的一种结构变形， 不同之处在于，本实施例立式框架211的投影形状为矩形，弧形框架212的 投影形状为梯形。
图13为本实用新型顶框架的结构示意图。如图13所示，本实用新型顶 框架的主体结构为椭圆形或多边形的环形框架31，环形框架31的外侧设置 有档条32,档条32用于使顶框架与结构三合一式框架体的上端连接，环形 框架31的内侧可以设置低倍率高密度EPS预制板或玻璃，为了提高整体刚度， 环形框架31内可以设置相应的加强肋。
在上述实施例中，本实用新型低倍率高密度EPS预制板可以取代传统建 筑的墙体和墙外保温系统。低倍率高密度EPS预制板的主体材料为可发性聚 苯乙烯(EPS)节能环保材料，通过与本实用新型上述实施例的结构三合一式 框架体配合使用，取代传统建筑的墙体，同时通过外加抹灰层和饰面层或涂 覆镁质水泥复合层，取代传统建筑的墙外保温系统，实现受力与保温同质化、 节能与结构一体化。本实用新型低倍率高密度EPS预制板具有保温隔热(冬 暖夏凉)、无辐射污染、无建筑垃圾、可降解再利用、隔音阻燃、体轻防腐、 气密性和水密性强等特性，同时本实用新型低倍率高密度EPS预制板可以实 现机械化生产， 一方面产业化集成度高，另一方面现场作业时间短。
下面通过建筑过程进一步说明本实用新型CEM轻体建筑的技术方案。图14为本实用新型基础平台的结构示意图。首先根据实地条件和设计要 求铺设基础平台1,基础平台1可以采用混凝土、钢材、木材或复合材，如
图14所示。本实用新型CEM轻体建筑的技术方案中，基础平台是建筑基础的 一种结构形式。在实际使用中，本实用新型建筑基础可根据实地条件和设计 要求采用其他浅基础结构。例如，浅基础可以采用在地面上形成混凝土圈梁 并在混凝土圈梁上铺设基础平台的结构形式，也可以采用在地面上铺设金属 梁和钢筋并在金属梁和钢筋上浇注混凝土的结构形式，或采用本领域技术人 员惯常采用的其它浅基础结构形式。
图15为本实用新型设置顶壁一体化的框架体的结构示意图。然后在基础 平台1固定数个顶壁一体化的框架体21,如图15所示。实际使用中，数个 顶壁一体化的框架体21可以采用本实用新型图3~图12所示结构，通过各 种组合实现所需的设计，如框架体可以设置有天窗框架216、窗框架217和 门框架218。每个顶壁一体化的框架体21的下端可以直接固定在基础平台1 上，也可以通过底框架固定在基础平台1上。
图16为本实用新型设置顶框架的结构示意图。之后通过顶框架3将数个 顶壁一体化的框架体21的上端连接在一起，构成一个起承力作用的轻钢结构 整体，如图16所示。
图17为本实用新型设置低倍率高密度EPS预制板的结构示意图。最后将 低倍率高密度EPS预制板安装在顶壁一体化的框架体上，形成由结构三合一 式框架体构成的CEM轻体建筑，如图17所示。
图18为本实用新型CEM轻体建筑的另一结构示意图。如图18所示，该 CEM轻体建筑是图1所示结构的一种结构扩展，主体结构包括基础平台1、数 个结构三合一式框架体2和顶框架3,结构三合一式框架体2可以有多种结 构形式，可以是带有天窗4、侧窗5或门6的结构，或上述结构的组合。与 图l所示结构不同的是，该CEM轻体建筑可以实现内部二层结构，最大限度 地提高了室内可利用空间。本实用新型上述技术方案提供了一种CEM轻体建筑，是一种有百年历史 "壳结构"建筑的新型工业化产品，形象的描述其特性是鸟巢的筋骨一轻 钢结构三合一式框架体，水立方的肌肤一低倍率高密度EPS预制板，国家大 剧院的壳体一无梁无柱的壳式建筑。本实用新型CEM轻体建筑具有节能省地、 生态环保、抗震抗风雪、造价成本低、工期短速度快、产业化集成式、室内 空间可多功能分割^使用等特性。本实用新型CEM轻体建筑可以在基础平台上 组装结构三合一式框架体，构成轻体建筑后，接通各类管线和装置配套电器 家具便可使用，现场作业时间短。本实用新型CEM轻体建筑产品符合国家建 筑技术规范的相关标准，可做为非临时性建筑或临时性建筑使用，广泛适用 于乡村民宅、养生居所、旅游宿舍、酒吧茶室、洗浴SPA、仓储库房、学校 教室、医疗诊所、避难营屋、办公厅室、社区用房等各个不同方面。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限 制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术 人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不 脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种CEM轻体建筑，包括基础平台，其特征在于，还包括顶框架和数个结构三合一式框架体，每个结构三合一式框架体的下端固定在基础平台上，上端与顶框架连接，构成顶壁一体化的壳式结构。
2. 根据权利要求1所述的CEM轻体建筑，其特征在于，所述结构三合一 式框架体包括顶壁一体化的框架体和一体结构的平面预制板和弧面预制板， 所述框架体包括作为壁结构的立式框架和作为顶壁过渡结构的弧形框架，所 述一体结构的平面预制板和弧面预制板通过框架体内侧设置的内档条嵌设固定在所述框架体上。
3. 根据权利要求1所述的CEM轻体建筑，其特征在于，所述结构三合一 式框架体包括顶壁一体化的框架体、平面预制板和弧面预制板，所述框架体 包括作为壁结构的立式框架和作为顶壁过渡结构的弧形框架，所述立式框架 与弧形框架之间设置有横梁，所述平面预制板和弧面预制板分别通过框架体 内侧设置的内档条嵌设固定在所述立式框架和弧形框架上。
4. 根据权利要求1所述的CEM轻体建筑，其特征在于，所述结构三合一 式框架体包括顶壁一体化的框架体、平面预制板和弧面预制板，所述框架体 包括作为壁结构的立式框架和作为顶壁过渡结构的弧形框架，所述弧形框架 上嵌设有天窗框架，所述平面预制板和弧面预制板分别通过框架体内侧设置 的内档条嵌设固定在所述立式框架和弧形框架上。
5. 根据权利要求1所述的CEM轻体建筑，其特征在于，所述结构三合一 式框架体包括顶壁一体化的框架体、平面预制板和弧面预制板，所述框架体 包括作为壁结构的立式框架和作为顶壁过渡结构的弧形框架，所述立式框架 上嵌设有窗框架，所述弧形框架上嵌设有天窗框架，所述平面预制板和弧面 预制板分别通过框架体内侧设置的内档条嵌设固定在所述立式框架和弧形框 架上。
6. 根据权利要求1所述的CEM轻体建筑，其特征在于，所述结构三合一式框架体包括顶壁一体化的框架体和弧面预制板，所述框架体包括作为壁结 构的立式框架和作为顶壁过渡结构的弧形框架，所述立式框架上嵌设有门框 架，所述弧形框架上嵌设有天窗框架，所述弧面预制板通过框架体内侧设置 的内档条嵌设固定在所述弧形框架上。
7. 根据权利要求2 ~ 6中任一权利要求所述的CEM轻体建筑，其特征在于， 所述弧形框架的投影形状为矩形或梯形。
8. 根据权利要求2 ~ 5中任一权利要求所述的CEM轻体建筑，其特征在于， 所述平面预制板和弧面预制板为采用可发性聚苯乙烯的低倍率高密度EPS预 制板。
9. 根据权利要求8所述的CEM轻体建筑，其特征在于，所述低倍率高密 度EPS预制板的外表面设置有抹灰层和饰面层，或涂覆有镁质水泥复合层。
10. 根据权利要求1所述的CEM轻体建筑，其特征在于，所述顶框架为 椭圆形或多边形的环形框架，所述环形框架的外侧设置有用于使所述顶框架 与结构三合一式框架体的上端连接的档条。
专利摘要本实用新型涉及一种CEM轻体建筑，包括基础平台、顶框架和数个结构三合一式框架体，每个结构三合一式框架体的下端固定在基础平台上，上端与顶框架连接，构成顶壁一体化的壳式结构。本实用新型CEM轻体建筑是一种新型工业化产品，其特性可形象的描述为鸟巢的筋骨、水立方的肌肤、国家大剧院的壳体，具有节能省地、生态环保、抗震抗风雪、造价成本低、工期短速度快、产业化集成式、室内空间可多功能分割使用等特性，符合国家建筑技术规范的相关标准，可做为非临时性建筑或临时性建筑使用，广泛适用于乡村民宅、养生居所、旅游宿舍、酒吧茶室、洗浴SPA、仓储库房、学校教室、医疗诊所、避难营屋、办公厅室、社区用房等各个方面。
文档编号E04B1/343GK201358512SQ20092010581
公开日2009年12月9日 申请日期2009年2月18日 优先权日2009年2月18日
发明者宋世伟 申请人:宋世伟