专利名称：一种建筑结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及混凝土建筑物的施工、以及在其施工中使用的元件、结构和方法。本发明将相对于高层建筑物的施工进行描述。然而，单层建筑物和低层建筑物也可以使用本发明的多个方面来施工。
背景技术：
具有混凝土元件的建筑物是使用框架来施工的以便创建一个临时或永久性的铸件，混凝土被灌入该铸件中以形成该建筑的结构。在该混凝土固化后临时框架被移除，而永久性框架在该混凝土固化后仍然作为该建筑结构的一部分。目前提供混凝土框架的方法是非常劳力密集的并且对工人具有潜在的危险。
传统上，使用木制框架。由木工在工地使用木材来构建木质框架,这个木工使用木材创建了一个在其中可以成形混凝土的模具。典型地，使用多块胶合板来限定这些模具的侧边和底部，并且使用更多实心的木质框架和支柱来将该胶合板保持在位。使用木质框架具有一定的缺点，例如，木质框架仅能够被重新使用非常有限的次数，它还有与天然产品相关联的固有的尺寸以及结构的不规则性。此外，因为该框架是现场手动安装的，所以安装公差是相对宽松的。
用于竖直墙壁的常规木质框架典型地由一对以待创建的墙壁厚度而间隔开的板组成。这些板限定了该墙壁的相反表面。这些板在其外部侧面上被木质梁以及其他支柱来支撑和支起以便将它们保持在位。这些板还彼此以多个间隔被绑缚在一起以便保持该框架的墙壁不在正被灌入框架中的混凝土的压力下移动分开。这些捆绑处可以沿着该板的边缘定位或者被布置成使得它们伸出穿过该板的墙壁到达面朝反方向的板。
对于水平结构，例如楼板，该楼板的下侧是由一片或多片支持在木质梁上的木材(例如由胶合板制成)限定的。对于高架楼板，临时支持结构需要在安装该框架结构的楼板之前就被竖立。这样的安装是非常费时的并且有潜在危害，特别是当工人将木质面板安装在框架部分的底部上以便使像楼板或梁的结构水平地延伸到这些支撑梁上的时候。
在该木质楼板的边缘周围，多个墙壁被竖立以便限定一个将要被灌入的混凝土的容积。然而在灌混凝土之前，需要将许多其他的元件铺入该框架中，这样使得它们可以被浇注到混凝土中。这些中的重点是增强钢筋和用于后拉伸钢筋束的管道、用于管道连接的开孔和连接件以及其他辅助装置(service)。
这些额外元件中每一个的布置都是在形成该框架之后现场进行的，其中每一项额外的工作都变得越来越困难并且对工人是有害的，因为工作区域被其他元件弄得更加杂舌L。例如，为了在楼板中安装管道连接件，安装者可能必须在许多层的增强钢或该建筑物的其他元件之间布置多个部件。这些元件将同样需要被承载或操纵跨过该框架的一个以增强钢筋、用于将这些钢保持在一起的相关联的缚带以及其他元件交叉隔开的表面。
在该混凝土固化之后，则需要将该临时框架移除。这也是费时且有潜在危害的。在此情况下，工人在移除位他们头顶上方的支撑件以及结构。
新近，已经设计了模块式临时框架系统。这些包括多个面板，这些面板具有典型地为金属的框架，以便提供结构强度。该面板表面限定了该混凝土模具的内侧。这些系统包括多个拐角模块、平坦面板等，并且可以通过这些连接在一起而制造出所希望的框架形状。这些系统能够比传统木质框架更快地布置，因为它们可以被修剪或被栓接在一起，并且典型地能够比传统的木质框架使用更多次，但是在其他方面具有类似的缺点。部分地避免与临时框架相关联的劳动一种方式是使用永久性框架。例如钢制面板可以替换框架在水平表面上的楼板。这些面板以非常类似于常规木质框架的木质楼板面板的方式来定位，但是之后不需要被移除，因为它们被成形在已经使用它们来创建的混凝土的下侧中。然而，在其他方面，这些系统类似于常规的木质框架。还存在用于创建直立墙壁的框架系统，例如AFS系统,该系统包括一系列竖直延伸的板墙壁筋，水泥板被附接到这些板墙壁筋的每侧上以便限定墙壁空腔。这些墙壁结构可以原样使用或用混凝土填充以便创建一个结构墙壁。如果它们被用作框架，则这些面板首先被竖立在工地并且被支撑。如果需要增强，则接着按照需要将多根增强钢筋插入该内部空腔中。在最后浇灌混凝土之前可以穿过该墙壁插入辅助装置。接着，可以按照需要对它们进行精整。改善使用如以上描述的框架的复杂性、成本和风险的一种方式是在场外预铸这些混凝土元件，而在某些情况下，这是唯一可行的。因此，本发明的目的是解决这些现有技术系统中的一个或多个缺点和/或为它们提供一种有用的替代方案。在此并未承认在本说明书中的任何信息在优先权日是公知常识、或者可以合理地预料本领域技术人员已经将其确定为或理解它、视为相关的或者将其以任何方式进行组
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发明内容
本发明人已经意识到类似于本申请人的在先专利申请中描述的那些结构可以在混凝土结构的施工中用作永久性框架。例如，用于建筑物芯层、空间或结构的框架模块可以由在构造上类似于在本申请人名下的PCT/AU2009/001236中描述的这些建筑单元的多个元件形成。此外，如果预制框架模块(例如用于楼板、梁、带梁(band beam)、墙壁以及芯层)的框架模块，包括类似于在国际专利申请PCT/AU2011/000298中所描述的面板组件，则还可以获得特殊的优点。因此，本发明在其不同方面提供了多种建筑物以及多个建筑物部分以及用于构建建筑物的不同部件和方法。本发明的一个方面提供了一种用于建筑部分的预制框架模块，该模块包括:两个或更多个面板，这些面板各自包括一个边界部分以及一个或多个伸出结构，这些面板被安排成使得它们的边界部分一起限定了用于成形混凝土的一个第一基本上连续的边界，这些伸出结构从该边界伸出而伸入该混凝土中；以及一个或多个增强钢筋，这些增强钢筋相对于该边界被固定在位(例如被固定到这些伸出结构上)以用于运输并且用于增强该混凝土。这些伸出结构优选地包括一个或多个接收空隙，这些接收空隙从该第一边界朝外开放以便接收一根或多根增强钢筋。限定了这些接收空隙的这些伸出结构被成型成以距离该边界的一个预定间距来承载一根增强钢筋，或更优选地被成型成以距离该第一边界的至少两个不同的预定间距来承载至少两根增强钢筋。该模块的优选形式进一步包括一个固位结构(retaining structure)用于将这些增强钢筋捕获在这些接收空隙中。该固位结构优选地包括多个开孔，这些开孔在使用中接触了对应面板的伸出结构并且穿过这些开孔，该固位结构被焊接至这些伸出结构上。该固位结构或另外的结构优选地限定了一个第二基本上连续的边界，该边界用于成形混凝土、与该第一边界是间隔开的。这些接收空隙被成型成使得这些面板可以由从公共材料板上切下的坯料形成，所述坯料被安排在该板材上而使得一块坯料的至少一个伸出结构部分与一块相邻坯料的类似伸出结构是错开的并且被定位在另一个坯料的这些接收空隙内。该模块可以进一步包括支撑这些面板的两个或更多个间隔开的梁构件。这些梁构件优选地具有一个异型截面，该截面包括被安排为成形该混凝土的一个面。该型材可以是但不限于一个L、C或S或Z形的型材。优选地，每个伸出结构的至少一部分横跨这些梁构件之间的空间。这些伸出结构可以(但不限于)具有一个L、C、S或Z形的轮廓。这些伸出结构可以包括承载这些增强钢筋的多个开孔。任选地，每个伸出结构以钩状形式终止以用于键锁到混凝土中。这些伸出结构可以进一步包括多个混凝土流动开孔，穿过这些开孔，混凝土可以环绕该伸出结构的一部分以便接合该伸出结构。优选地，每个伸出结构限定了承载一根增强钢筋的一个支持结构。优选地，该支持结构包括一个通道。本发明的另一方面提供了一种用于建筑部分的预制框架模块，该模块包括:限定了用于成形混凝土的一个基本上连续的边界的一个特征；以及一个或多个伸出结构；这些伸出结构从该边界伸出而伸入该混凝土中并且限定了承载一根增强钢筋的一个支持结构。该支持结构可以包括一个通道。优选地，该支持结构和其所承载的增强钢筋被定位成增强该混凝土的下层。本发明的另一方面提供一种楼板，该楼板包括一个或多个模块和混凝土。在包括具有伸出结构的多个模块的楼板中，这些边界部分可以水平地被定位成使得这些伸出结构向外伸出并且该混凝土可以覆盖这些伸出结构的上部延伸段。本发明的另一方面提供了一种墙壁，该墙壁包括一个或多个模块和在这些模块之间的混凝土。在包括具有伸出结构的多个模块的墙壁中，这些伸出结构可以各自被连接到另一个模块的对应伸出结构上以便将这些模块彼此绑在一起。本发明的另一方面提供了一种用于建筑物部分的预制框架模块，该模块包括:限定了用于成形混凝土的空隙的一个或多个特征；以及定位结构，通过该定位结构，该模块可以相对于一个竖直相邻的类似或相似模块而定位。任选地，该定位结构包括一个定位元件，该定位元件包括一个接合部分，通过该接合部分该定位元件相对于这些特征被固定；以及一个导入部分，用于定位该竖直相邻的类似或相似模块。优选地，这些特征在安装于该类似模块顶上时与该类似模块的这些特征是互补的。该模块可以进一步包括一个内部特征和一个外部特征。该外部特征可以至少部分地环绕该内部特征以便围绕该内部特征限定该空隙，在这种情况下，这些特征中的每个均可以是管状的，由此，所述被限定的空隙是管状的。
其中这些特征之一的一部分可以朝上伸出超过这些特征的另一部分，以便在该另一个特征部分上形成一个混凝土结构的内部边缘。
本发明的另一方面提供了一种定位元件，该定位元件包括:一个接合部分，该接合部分被配置成在使用中与一个框架模块相接合；以及一个导入部分，用于在使用中定位一个竖直相邻的类似或相似模块。
该接合部分可以包括可插入以便接合一个框架模块的一个凸缘、以及用于限制该凸缘的插入的一个停止部分。该导入部分和该停止部分可以形成一个三角形部分的对应侧边。该三角形部分可以是管状的。
该模块优选地包括一根或多根增强钢筋，这些增强钢筋相对于这些特征被固定在位以用于运输并且用于增强该混凝土。
这些特征中的至少一者可以包括两个或更多面板。每个面板可以包括一个边界部分以及这些伸出结构的一个或多个。每个面板优选地是至少主要地由板材一体形成的。最优选地，在每个特征内的这些面板被安排成使得它们的边界部分一起限定了用于成形该混凝土的一个基本上连续的边界。
每个面板可以包括该板材的一个边缘部分，该边缘部分是相对于该边界部分偏转的以便形成一个伸出结构，该伸出结构从该边界伸出而伸入该混凝土中。
一个邻近该偏转的边缘部分的区域可以相对于该板材的展示表面是凹入的以便接收一个类似相邻面板的、与该相邻面板的偏转缘相反的一个边缘部分，由此，这些相邻面板的展示表面基本上对齐。
这些接收空隙可以被成型为用于由错开的坯料形成这些面板。这些伸出结构的、限定了这些接收空隙的多个部分可以被成型成以距离该边界的一个预定间距来承载一根增强钢筋。这些伸出结构的、限定了这些接收空隙的部分可以被成型成以距离该边界的至少两个不同的预定间距来承载至少两根增强钢筋。
每个伸出结构可以限定承载一根增强钢筋的一个支持结构。该支持结构可以包括一个通道。
本发明的另一方面提供了一种建筑部分，该建筑部分包括带有定位结构的模块和混凝土。
本发明的另一方面提供了一种用于建筑物部分的面板，该面板包括:
用于成形混凝土的一个边界部分，以及
伸出结构，该伸出结构从该边界伸出而伸入该混凝土中并且包括用于接收多根增强钢筋的多个开孔；以及
是至少主要地由板材一体形成的；
每个伸出结构能以钩状形式终止以用于键锁到混凝土中。
该板材的一个边缘部分可以相对于该边界部分偏转以便成形该伸出结构。一个邻近该偏转的边缘部分的区域可以相对于该板材的展示表面是凹入的以便接收一个类似相邻面板的、与该相邻面板的偏转边缘相反的边缘部分，由此，这些相邻面板的展示表面基本上对齐。
这些伸出结构优选地包括多个混凝土流动开孔，穿过这些开孔，该混凝土可以环绕该伸出结构的一部分以便接合该伸出结构。
本发明的另一方面提供了一种组件，该组件包括两个或更多个的这些面板，这些面板被安排成使得它们的边界部分一起限定了用于成形该混凝土的一个基本上连续的边界。
本发明的另一方面提供了一种用于建筑物的梁，该梁包括一个或多个用于成形混凝土的特征以及由这些特征所成形的混凝土。该梁可以包括带有一根或多根增强钢筋的模块并且这些特征中的至少一者是该模块的形式。
本发明的另一方面提供了一种用于建筑物部分的面板，该面板包括:
用于成形混凝土的一个边界部分，以及
一个或多个伸出结构，这些伸出结构从该边界部分伸出而伸入该混凝土中并且限定一个或多个接收空隙，这些接收空隙从该边界朝外开放以便接收一个或多个增强钢筋。
在一些实例中，这个或这些伸出结构可以被成型以便允许该边界垂直于该面板的这些伸出结构而被折叠。为了允许这点，这个或这些伸出结构可以具有在其中的多个槽口。这些面板(或连接至相邻面板上之前或之后)可以穿过这些槽口被折叠以便在该面板内创建一个凹陷，例如一个通道形状的凹陷。
本发明的另一方面提供了一种建筑物部分，该建筑物部分包括:
一个或多个面板以及被这些面板成形的混凝土 ；
每个面板包括:
一个边界部分；以及
伸出结构，该伸出结构从该边界部分伸出而进入该混凝土中。
本发明的另一个面提供了一种用于墙壁的预制模块，该模块包括:
两个间隔开的特征，每个特征限定了用于成形混凝土的一个空隙的对应边界；
每个特征包括一个或多个伸出结构，这些伸出结构从该边界伸出而进入该空隙中。
其中这些伸出结构被各自连接到另一个特征的对应伸出结构上以便绑住这些特征。
本发明的另一方面提供了一种用于构建一个建筑物部分的方法，该方法包括:在一个建筑工地安装上述这些模块的一个或多个以便创建一个混凝土框架结构的至少一部分；用湿混凝土填充该混凝土框架结构；允许该混凝土固化。本发明的另一方面提供了一种用于构建一个建筑物部分的方法，该方法包括在一个建筑工地安装带有定位结构的模块以便为建筑物的至少一部分提供一个框架结构；用湿混凝土填充该混凝土框架结构；在该模块顶上安装一个类似模块。
优选地，允许该混凝土至少部分地固化以便在安装该类似模块之前强化该建筑物部分。任选地，可以将该模块留置在位以便在该建筑物的寿命期间保护该固化的混凝土。
本发明的另一方面提供了一种用于建筑物部分的预制框架模块，该模块包括:限定了用于成形混凝土的一个基本上连续的边界的一个特征；以及一根或多根增强钢筋，这些增强钢筋相对于该特征被固定在位以用于运输并且用于增强该混凝土。该预制框架模块优选地包括一个或多个伸出结构，这些伸出结构从该边界伸出而伸入该混凝土中并且限定了承载一根增强钢筋的一个支持结构。在另外的一个方面中，提供了一种用于墙壁的预制模块，该模块包括两个间隔开的特征，每个特征限定了用于成形混凝土的一个空隙的对应边界；这些特征中的至少一个包括一个或多个从该边界伸出而进入该空隙中的伸出结构；其中这些伸出结构的至少一些被连接到另一个特征上以便绑住这些特征。本发明的各个方面是互补的。应认识到，每个方面可以结合关于一个或多个其他方面所描述的特征。如在此使用的，除了上下文另外要求以外，术语“包括(comprise)”，以及该词语的变体，例如“包括着(comprising)”以及“包括了(comprises)”和“包括有(comprised)”不旨在排除其他的添加物、组分、完整事物或步骤。
现在将参照附图仅仅以非限制性实例的方式来描述本发明的优选的实施方案，在附图中:图1是一个部分施工的建筑物的透视图；图2是图1的部分施工的建筑物的平面图；图3是图1和图2中的建筑物的不同部分的切掉的透视图；图4是柱的分解视图；图5是柱的截面视图；图6是一个用于成形楼板的预制模块的透视图；图7是一个用于成形一个带梁的预制模块的透视图；图8A是一个面板的截面视图；图8B是一个面板组件的透视图；图9是来自图8A的细节A的特写图；图10是图1的建筑物的一部分的特写透视图；图11是楼板的纵向截面视图；图12是图11中的楼板的横向截面视图；图13是带梁的纵向截面视图；图14是图13中的带梁的横向截面视图；图15是一个用于成形一个建筑物芯层的模块的分解视图；图16是图15中的模块的平面图；图17是一个用于成形一个建筑物芯层的另一个模块的平面图；图18是图16中的细节B的特写视图；图18B是图18中的细节18B的特写视图；图19是图1中的建筑物的一部分的透视图；并且图20是一个用于成形一个建筑物芯层的模块的一部分的特写透视图21至31展示了根据本发明的另外一个实施方案组装用于一个建筑物芯层的框架模块的一系列步骤；图32A至32D示出了根据本发明的一个实施方案从一个平板来成形出一个面板的一系列步骤；图33展示了在对于图21至31的替代性拐角安排中增强钢的一种安排。图34A至34D展示了根据本发明的一个实施方案用于组装并且定位多个由框架模块形成的竖直相邻的墙壁部分的过程中的四个步骤；图34E是图34A中的细节34E的放大；图35示出了用于本发明的另一个实施方案中的面板的保护部分的侧视图；图36展示了图35的承载了多根增强钢筋的面板；图37A至37F更详细展示了使用图35和36所展示的这些面板用于形成框架模块的过程；图38展示了根据图35至37所施工的框架模块的截面；图39展示了另外一个替代的面板型材，在本发明的一个实施方案中该型材被特别地适配成用于成形楼板板坯；图40展示了类似于图39的另外一个面板型材，除了该型材需要比图39的实施方案中少约20%的混凝土来成形一个板坯；图41展示了模块的一部分，该部分包括图40中所展示的类型的多个面板；图42是使用图40的这些面板所形成的板坯的一部分的截面视图；图43示出了根据本发明的一个实施方案的两个墙壁模块以及一个板坯模块的框架组件的细节；图44展示了在形成为根据本发明的另一个实施方案所制造的框架模块之前的一系列面板；图45展示了图44的这些面板的端视图；并且图46展示了图44和45中完成的框架模块的一部分的透视图。
具体实施例方式图1示出了一个部分施工的建筑物I。该建筑物将最终包括若干个楼层，但是在图1中仅显示了两层。图1中，该部分建筑物I的结构由多个预制模块组成，这些预制模块被组装以便限定一个承载着多根混凝土增强钢筋的外部框架结构以便强化该混凝土(一旦混凝土被浇灌的话)。图1中未显示混凝土。图1所展示的建筑物的结构是由多个预制框架模块在工地、在合适的地基上(可以使用类似于所展示的较高楼层的方法或常规地来构造)进行组装的，如以下描述的。建筑物I包括不同的建筑物部分，这些建筑物部分包括楼板2、梁4、柱6、墙壁8以及一个中央芯层10。如图2中所示，芯层10是由两个芯层部分IOA和IOB构成的。如将会描述的，这些楼板部分2以及梁部分4具有类似的构造。如图3中最佳展示的，这些楼板部分2以及梁部分4 一起限定了一个楼板表面2A。这些梁部分4比这些楼板部分更深并且伸出这些相邻楼板部分2的下侧以下某个距离以便在结构上支撑该楼板2以及该建筑物的其他部分。在该实例中，多个梁部分围绕该建筑物的每一楼层的周长延伸并且两根额外的平行梁横跨与芯层10相邻的楼板而延伸。
这些楼板2是由对应于楼板部分2.1至2.9的多个预制楼板模块形成。同样地，这些梁4是由对应于梁部分4.1至4.4的多个预制梁模块形成。这些芯层部分IOA和IOB是由多个分开的预制框架模块形成的并且通过一个梁模块4被分开。这些柱(例如6A至6C)也是由多个单独的预制框架模块形成的。虽然在图1中未显示，但由这些梁模块的外部边缘限定的外部周长或整块楼板包括了一个直立界线，该界线用于将混凝土包含在该框架内。混凝土可以被浇灌入被该模块组件创建的框架中以便创建每个楼板的最终结构。该混凝土可以一次或以多个部分浇灌进入该整个楼板中。
用于施工此类型的建筑物的一部分的过程总体上如下进行:
1.预制该建筑物所需要的多个框架模块。这些框架模块将典型地包括在它们中预定位的、这个完成的施工所需要的全部或大多数混凝土增强构件。用于承载需要穿过或沿着该最终混凝土形式延伸的其他元件(例如后拉伸调整的钢筋束(post tensioningtendon)，等)的管道优选地被预安装在这些预制框架模块中。延伸穿过最终的混凝土形式的多个开孔或配件也优选地在制造过程中被预先放置在这些框架模块中。
2.将这些模块运输至工地。为了提高效率，递送将优选地按安装顺序来进行。
3.将这些框架模块放置在工地上以便施工该所要求的框架结构。安装可以要求对框架模块的一些临时支撑物。
4.将多个框架模块连接至多个相邻模块上(如果要求的话)。可以通过焊接、栓接或其它合适的机械紧固方式进行连接，替代地，多个相邻模块可以被配置成非常充分地互锁以便在浇灌混凝土之前不需要额外的紧固。如将要描述的，将某些模块设计成进行协作以便被一个连续相的混凝土永久性互锁。
5.将多个增强物、辅助装置、管道或在多个邻接模块之间的其他元件进行连接(如果要求的话)。
6.将混凝土一部分接一部分地或对于整个楼板一次性地浇灌进入这个组装的框架中，并且按照要求对混凝土进行精整。
7.在该混凝土充分固化后，移除临时支撑件。
如将认识到的是，一个建筑物的施工中的其他步骤将以总体上常规的方式进行。
图1的建筑物的实例中，在制造了用于该下部楼板的这些框架模块后，可以在工地上将它们进行组装。这是通过布置用于下部带梁4和芯层10的模块开始。楼板框架模块2.1至2.9被置于这些带梁之间以便完成该楼板框架。接着可以浇灌用于至少该楼板板坯的混凝土。接着可以安装下部的柱模块6。还可能有利的是在这一点浇灌下部水平的柱和芯层或者等到上部楼板板坯被浇灌之后。
该芯层和柱顶部上，框架已经就位后，接着对其安装上方楼板的带梁框架模块。这些可能需要在该混凝土的固化过程中从下方进行支撑。这些楼板框架模块可以被放置在这些梁之间以便完成用于该上部楼板的楼板框架。该楼板框架也可能需要临时的支撑。接着可以将混凝土浇灌进入该上部楼板框架和下部柱子以及芯层框架中。这个过程可能持续以便创建额外的水平。
图6、图8A、图8B以及图9中展示了示例性楼板模块12的施工。每个模块12包括多个(在这种情况下为一对)横向间隔开的、在纵向方向上延伸的梁28。多个面板14横向地延伸以便横跨梁28之间的空间。如将描述的，这些面板14与每个毗邻面板相邻安放以便呈现一个用于成形混凝土的基本上连续的边界，即，没有可供混凝土逃逸的显著孔洞或缝隙。在这个实施方案中，这些面板是由1.6_厚度左右的镀锌钢形成的卷材来成形的的并且多个毗邻的面板是相连接的。将描述的是，该模块12被留在原位以便形成该建筑结构的一个永久部分。考虑到，这些面板14可以由更厚的材料形成以便强化该永久性结构。在一个优选的形式中，该预制框架模块总体上是类似于PCT/AU2011/000298中描述的面板组件。然而，修改了该结构以便促进混凝土的流动并且以便在该模块内对增强钢进行支撑和定位。这些面板可以使用任何合适的技术(例如辊压成形、压制、弯曲或模制等)来成形。此外，这些面板可以是初步成形的以便具有偏转的形状(例如通过模制或挤出)，或可以由平面材料)初步形成，该平面材料它随后被弯曲以便形成该偏转的形状，例如在折弯机或辊压成形的操作中。在这个实施方案中，该面板14被辊压成形为包括一个平面边界部分18以及一个伸出结构16。该伸出结构16沿着该面板14的这些长边缘部分之一延伸。在该组装的模块中，该面板被布置成使得该伸出结构16伸进该混凝土中。每个伸出结构16包括一个竖直的(即，垂直于该边界部分18)的腹板16A，该腹板从该边界部分18延伸至远离该边界部分18伸出的水平凸缘部分16B。该水平凸缘16B终止在一个短的向下返回段16C中。该凸缘16B和返回段16C —起构成了一个钩状形式。该边界部分18包括3个沿着该面板14的长度延伸的加劲肋20。在该实施方案中，每个肋20是一个约50mm宽乘2mm深的浅凹窝(即，朝向该面板14的混凝土侧的变形)。这些加劲肋20用来给该边界部分18加劲并且抗鸣响。该边界部分18包括一个在该面板14的非混凝土侧边上的展示表面ISA0在这个实施方案中，该展示表面18A是相对平坦的并且仅包括与这些肋20相关联的呈这些小凹陷形式的多个微小变形。如在图9中最佳示出的，面板14包括一个接合区域22，该接合区域沿着面板14的长度延伸并且与该伸出结构16紧密相邻。该接合区域22凹入了约2mm。该凹陷为约50mm宽并且被适配成用于接收一个类似相邻面板的对应长度的尾随部分24。使用这样的结构，当多个类似面板被重叠成使得一个面板的尾部位于另一个面板的接合区域中时，这些面板的展示表面18A基本上对齐。在图SB中展示了具有以此方式安排的三个面板14的一个面板组件26。在该组件26内，多个相邻面板14是彼此相互连接的并且被保持在相对位置中，例如通过沿着重叠材料22、24的长形区域进行点焊。将认识到，该组件26的面板14 一起呈现了一个具有吸引力的公共展示表面。在已完成的建筑物中，这个表面可以被原样留下或者按照要求接受不同的表面处理。每个面板14的伸出结构16构成了与面板14 一体形成的檩条，以便强化该面板以免围绕一条垂直于其长度的轴线(即，围绕平行于模块12的长度的轴线)发生弯曲。因此，这些面板14和该组件26在这个方向上比较强。该伸出结构16理想地其尺寸是使得该伸出结构对该面板提供了足够的强度，这样使得结合了该面板14的一个框架模块可以自我支撑。返回图6，在模块12内，这对纵向梁28承载了这些面板14的自由端。这些梁24由L形截面形成(S卩，在截面中该梁具有一对垂直的臂)。每根梁的臂之一位于这些面板14的下面以便提供支持，而每根梁的另一个臂向上伸出至大约与该伸出结构16相同的高度(即，在混凝土方向上伸出)。
这些梁28具有双重作用。它们通过抵抗围绕一条垂直于该模块的轴线发生弯曲而强化该模块并且提供一个边缘以便成形混凝土，如将在下面更详细描述的。图11和图12是结合了模块12和混凝土 34的楼板2的截面视图。这些附图中展示的模块12的变体不包括返回段16C。
每个腹板16A包括沿着其长度(B卩，横跨该模块12)间隔开的一系列开孔30。每个开孔30承载了一根对应的增强钢筋30A。因此，伸出结构16的开孔30的位置决定了这些增强钢筋30A在该混凝土 34内的位置。如所展示的，在楼板2内，这些开孔30被定位在该腹板16A向下的低位置处，这样使得这些增强钢筋30A朝混凝土 34的底部来承载以便抵抗与楼板2上所承载的重量相关联的张力。
一系列的混凝土流动开孔32沿着该腹板16A的长度被安排。在这个实施方案中，这些混凝土流动开孔32以与这些开孔30相同的间距来间隔开并且是与之错开的。这些开孔32各自具有一个三角形形式，该三角形形式的顶点是指向下的。这样，这些开孔32是相对较窄的，从而围绕这些开孔30在该腹板16A的下部中留下更多材料。这些混凝土流动开孔是相对较大的以便允许湿混凝土流动穿过其中并且当湿混凝土固化时以便成形连续相的固体混凝土。因此，这些混凝土流动开孔32允许将应力传送至穿过该腹板16A的混凝土楼板的多个部分之间并且允许该伸出结构16的一部分被连续相的混凝土环绕以便将该混凝土和该伸出结构16互锁。图11中这个变体的水平凸缘部分16B以及图8A中这个变体的这些钩状形式16B、16C还增强了该伸出结构16与混凝土 34的接合。还应注意的是，多根增强钢筋可以通过多个中间构件被安装在这些面板上，或在一些情况下可以被放置并且保留在这些伸出结构上，而不是(或另外地)被保留在其中所形成的开孔中。
如已描述的，楼板2的下侧展现了一个相当具有吸引力的展示表面18A，从而形成了该建筑物的下部楼层的一个天花板。
该模块12是预制的，即，是在制造设施处制造的并且可运输至该建筑物的工地。在这个实施方案中，这些增强钢筋30A通过与这些开孔30配合而相对于这些面板14被固定以用于运输。这些开孔30的每侧比这些增强钢筋30A的外部直径大出约1mm。虽然这往往通常被认为是相当的松配合，但凭借增强钢筋的粗糙纹理性质以及其直度的公差，当一根增强钢筋沿着该模块12的长度与多个开孔30接合时，发现在用于待运输至工地上的模块12的这些钢筋30A与这些面板14之间存在的一个足够的固定作用，其中这些钢筋30A具有可接受的移动程度。如果该增强钢筋的滑移过度，则可以用线将它们绑到这些面板的一个或多个伸出部分16上，其方式是多根增强钢筋常规地绑到其他此类钢筋或缚带上的方式。还考虑到了其他的钢筋紧固结构。
这些增强钢筋30A与这些开孔30之间的接合在使用中还提供了一个作用。当这些增强钢筋30A沿着其长度被定位在多个点处时，它们在被置于压缩下时受到限制而不能向外屈曲。这样，这些开孔30取代了与现有技术增强结构相关联的这些耗时的缚带。
通过给建筑工地提供该模块12 (包括其面板14、钢筋30A以及梁28)作为一个预装配单元而形成了楼板2。该模块12被放置在原位。对于更大的跨度来说，比如在图1中的建筑物I中，可以对该模块12提供更多的结构支撑件。举例而言，一个或多个支柱或支撑件可以被放置在模块12的下侧与楼板之间的较低处、以便临时支撑该模块12。模块12的这些末端部分可以被一个分开的框架零件盖封，或如将被描述的可以与另一个框架模块相协作。接着将混凝土浇灌进入模块12中，其深度比这些伸出结构16的高度略微更深，这样使得所完成的混凝土的表面2A令人希望地不被伸出框架丑化并且这样使得这些增强钢筋具有所要求的覆盖率以获得耐久性。在这个实施方案中，这些伸出结构16为约IOOmm高并且混凝土 34为约130mm深，这样使得这些伸出结构16的上部范围是比该表面2A低出约30mmo
将认识到，本发明的优选形式的面板结构可以围绕混凝土形成一个保护皮层。具体而言，该皮层可以是相对不透水的并且由此有助于防止该混凝土随时间退化，例如通过减水分渗透到该混凝土中。另一个优点是该金属皮层可以防止水分从该混凝土中流失并且减小正常地与混凝土结构相关联的收缩。
图7中的梁模块12’类似于楼板模块12，然而，它具有不同的尺寸以便提供额外的强度。它的伸出结构16’相比该楼板模块的伸出结构略微更深。在这个实施方案中，这些伸出结构16’为约300mm深。如图13和图14中最佳展示的，这些混凝土流动开孔32呈现沿着该腹板16A’的长度间隔开的较大的六角形开孔的形式。增强钢筋开孔30’沿着该腹板16A’的上部和下部间隔开。这些下部增强钢筋开孔以与该墙壁模块的开口 30同样的方式承载多个增强钢筋。这些上部增强钢筋开孔30’也承载了多个增强钢筋，这些增强钢筋被定位在混凝土的上层中以便抵抗这个区域中的张力。
不像楼板模块12的L形梁28，该梁模块12’包括沿着其两侧延伸的更复杂的“Z形”梁28’。每根梁28’包括一个以类似于L形梁28的方式安排的L形部分，并且还包括一个水平凸缘部分28A’，该水平凸缘部分在该模块12’的任一侧上向外伸出。在略微低于这些伸出结构16’的上部范围的一个高度处安排了这些水平凸缘28A’。这些凸缘28A’构成了与另一个模块(比如楼板模块12)可共同操作的结构。
在使用中，一个楼板模块12可以被安排在垂直于该梁模块12’的方向上，其中其末端就座于这些凸缘28A’之一上。这样，楼板模块12的开放的混凝土接收区域开放进入该梁模块12’的开放的混凝土接收区域。用湿混凝土填充时，该混凝土能够在这些模块之间流动以便形成一个连续的混凝土相。伸出结构16和16’以及这些凸缘28’的对应高度被选择成使得在安装时这些伸出结构16和16’的上部范围处于大约相同的高度处并且这两者被埋在该混凝土的表面2A下方约30mm。
图10是一个切除的视图，展示了多个楼板模块12，并且被安排成用于与梁模块12’共同操作。如所见，这些楼板模块12各自横跨在两个相邻梁模块12’之间并且按以上描述的方式被支撑在这些梁模块12’的凸缘28’的顶上。
图15至图20展示了用于形成一个建筑物的芯层的多个示例性模块。
图15展示了这些芯层模块的总体构造。这些模块36包括了一个内部框架结构36A，该内部框架结构被外部框架结构36B环绕以便限定处于它们之间的一个用于接收混凝土的管状空隙40 (见图16)。当用混凝土填充时，这些模块形成了一个管状的墙壁，该墙壁构成了该建筑物的芯层IOA的一部分。这个管状的墙壁具有与建筑物I水平的相对应的高度并且例如可以限定该建筑物的升降机井、避火梯或其他芯层结构。通过在该框架中提供多个合适的墙壁，还可以穿过该框架结构形成门、窗或其他开孔。内部框架36A和外部框架36B结构是由多个类似于在楼板的框架模块中使用的面板组件形成的，通过多个竖直延伸的边角钢彼此保持。但将认识到，可以使用其他附接装置。图18展示了模块36的两个墙壁部分的细节以及它们如何在一个拐角处会聚在一起。该部分38包括一对相对的面板组件26’，这对面板在它们之间限定了用于接收混凝土的一个空隙40。这些面板组件26’的伸出结构16”伸进了该空隙40中。在这个实施方案中，每个伸出结构16”半途中伸进该空隙40中并且邻接另一个面板组件26’的相应伸出结构16”。这些邻接的伸出结构16”是彼此连接的以便绑住这些面板组件26’来抵抗由空隙40内的湿混凝土的重量导致的向外鼓出。如图18B中最佳展示的，这些伸出结构16可以借助呈简单的挤出的C截面形式的夹子42连接，从而包围这些对应的伸出结构16’A’的返回凸缘16C”。夹子42可以与这些凸缘16B”或返回段16C”之一或二者相接合。一系列的其他连接形式是可能的。还考虑到，这些伸出结构伸进每个面板组件26’上的混凝土中的程度可以随着其成对的伸出部16”的相应尺寸的互补变化而变化，这样使得在成对的伸出结构16”之间的连接的相对位置从一对到一对发生变化。以这样的方式，与该连接相关联的薄弱点不会沿着该墙壁的长度对齐。如在之前的实施方案中，形成该芯层模块的一个或这两个墙壁结构的伸出结构可以具有多个用于承载增强钢筋的多个开孔。图18还展示了竖直的L形梁48A和48B，也称为边角钢，这些边角钢将内部特征36A以及外部特征36B的面板组件26’分别相连接。图17展示了用于建筑物芯层部分的第二预制框架结构50。在这种情况下，该模块50被用于构造一个楼梯井，例如作为一个避火梯。如可见的，除了该外部管状结构，类似于图16中的芯层模块36的芯层，该模块50包括多个内部墙壁(例如52)。这些墙壁被形成为该芯层模块的一部分、或可以通过多个独立的墙壁模块来提供。在任一情况下，这些用于形成墙壁的框架部件包括以某种紧固方式彼此绑缚的互补的多对面板组件26’，例如通过用上面所描述的方式将相应的多对伸出结构进行连接。多个独立墙壁框架模块可以结合或可以不结合多根预组装的增强钢筋。多个墙壁模块可以被配置成用于形成一个简单的平面墙壁、或可以形成一种更复杂结构(例如用于形成建筑物芯层的模块50)的部分。使用该框架结构的多个非平面墙壁部分也能够制成弯曲的墙壁。图20示出了在原位的一个芯层框架模块的顶部。该内部特征36A延伸至高于该外部特征36B。呈水平凸缘28A”的形式的、用于与其他模块相协作的结构从该外部特征36B的顶部水平地向外延伸。该凸缘28A”被配置成用于与上一楼板的框架模块(典型地，梁模块12’)相协作，其方式类似于模块12’的凸缘28A’与以上描述的楼板模块12之间的协作。在使用中，梁模块12’就座于该凸缘28A”上，这样使得其开放的混凝土接收区域开放进入模块36的空隙40中，这样使得该梁模块12’以及模块36可以同时用湿混凝土填充，该湿混凝土在固化时限定了一个连续相的固体混凝土，该固体混凝土将该建筑物芯层IOA的这些壁与通过模块12’而形成的梁4紧密相连。由此，该特征36A限定了梁4的内部范围。在这个实施方案中，该内部特征36A的上部范围终止于围绕其上部周边的定位结构46中。这个实施方案中，定位结构46呈现以一个角度向外张开的一个部分的形式，以便限定一个导入件(lead in)，用于将位于其顶上的一个类似模块引导至对齐的位置。该类似模块36的内部特征36A的下部范围将具有一个对应地成型的导入件，这样使得该顶部芯层模块被放低时，迫使它与该模块36对齐。由该模块36限定的空隙40与由在上面相邻的类似模块36形成的空隙互补，如与之协作。在这个实施方案中，这些空隙进行协作来形成一个围绕这些升降机井的连续管状结构。
图19示出了该建筑模块36是就位的并且与另一个限定了楼梯井54的建筑模块50间隔开。该模块36与模块50间隔开以便限定一个走廊52。梁4’限定了走廊52的天花板(在上面相邻的建筑物水平的楼板结构的一部分)并且与分别由模块36和50所限定的这些芯层部分IOA和IOB在结构上相互连接。
图4至图5展示了框架模块柱58的优选形式。该柱包括被套筒状模块58包围的多根增强钢筋的一个向上伸出的外罩56。
该外罩56包括被一组缚带59包围的、竖直延伸的多根增强钢筋57。这些竖直钢筋57以常规方式绑在这些缚带59上以便抵抗向外的屈曲。
该套筒结构58包括一对类似于楼板模块部分12的套筒墙壁部分12”’，除了这些开孔在该腹板16内的相对定位已经被颠倒以便朝该柱6的中心来移动该模块12”’的这些增强钢筋之外。该模块58进一步包括一对窄长的面板组件26”’，这些面板组件与这些模块部分12”’的延伸的L形部分相协作以便形成一个承载了多根增强钢筋的连续套筒。注意至IJ，这些腹板的开孔和模块58的增强钢筋未显示在图4中。
这些外罩56具有的高度与建筑物水平的高度相对应，但是以一半的间距发生偏离，这样使得在多个竖直相邻的外罩之间的连接是在各自对应的建筑物水平的楼板与天花板之间的中点附近出现，该中点与该螺纹的中点相应，这样使得与这些外罩之间的连接点相关链的薄弱点是同与竖直相邻的模块58之间的连接点相关联的薄弱点偏离的。这样，当形成每个建筑物楼层的楼板时，外罩56的一部分从下面向上伸出。
图3中将观察到，模块58的上部范围在多个向外延伸的凸缘中终止，这些凸缘紧密类似于关于其他模块方面所描述的这些凸缘28A。该凸缘被配置成用于与形成上方楼板的这些梁模块相协作，这样使得柱6和上方楼板与连续相的混凝土是一体形成的。
图21示出了面板2100的另一个实施方案，该面板可以被用来形成墙壁的一部分或建筑物的其他结构。然而，该面板2100类似于之前的这些实施方案中的面板，而不是具有呈在其伸出部分中的多个孔洞或开孔形式的接收空隙，在制造过程中多根增强钢筋被插入这些孔洞或开孔中，面板2100的伸出结构包括多个末端开口的接收空隙以便使多根增强钢筋能够横向插入该建筑模块中。如可以看出的，面板2100包括一个总体上平面边界部分2102以及一个伸出结构2104。该伸出结构2104包括多个直立的伸出部分(例如2106和2108)。该伸出结构2104相对于面板2100的边界部分2102基本上以多个直角偏转。在使用中，伸出结构2104将被浇灌进入该框架中的混凝土包围。如从以下进一步的描述中将清楚的是，这些伸出结构部分(例如，2106和2108)被成型成限定一对槽口 2110、2112，在使用中这对槽口被用来保持并且定位多根增强钢筋。
图22展示了 2200多个面板2100，这些面板已经被连接在一起以便形成一个长形的边界结构，该边界结构可以形成框架模块的一部分。如在之前的实施方案中所描述的，这些面板2100优选地是通过焊接而彼此连接的。这些面板的伸出结构部分(例如2108和2106)是与每个其他面板的相应伸出结构对齐以便提供一排对齐的用于支撑增强钢筋的伸出结构，如图23所展示的。图23中示出了一个部分组装的框架模块2300。该组件2300包括来自图22的多个面板2200并且另外还包括处于增强杆的网格2302的形式的增强钢。增强网格2302的这些杆是被预先焊接到网格结构2302中的，该网格结构可以被横向地插入在多个毗邻伸出结构部分(例如2106和2108)之间并且被降低而使得增强网格2302被悬吊在这些伸出结构部分2106、2108上。优选地，该增强网格2302可以被焊接到该面板结构2200上以便相对于该模块将它夹持在正确位置中。如将认识到的，多根单独的增强钢筋可以在多个适当的位置被插入该面板结构2100中，而不是使用预先焊接的网格。图24示出了结构2400，该结构包括图23的组件2300以及彼此相邻放置的类似框架结构2402。这两个面板2300和2402形成了一个直角的、拐角形状的框架模块的内侧墙壁。两个结构2300和2402可以沿其邻接的竖直边缘向下在2404处被焊接在一起。通过这两个框架面板部分2300和2402而保持的这些增强钢筋可以使用L形增强钢筋的部分例如2500 (如图25中所显示的)有效地彼此连接。如本领域技术人员将了解到，这些L形增强钢筋2500相对于这些面板2300和2402的增强网格被放置，使得它们重叠达到建筑法规所要求的程度。当形成墙壁时，在距该框架结构的这些边界部分的预定间距处设置多层增强钢筋可能是必要的。图26示出了一个更复杂的结果2600，该结构另外包括第二层增强钢2602。这被悬吊在这些面板结构2300和2402的伸出结构部分中的最外层槽口中，如图27所展示，这两个面板2300的增强钢筋2602可以通过增强钢2700的L形角件进行连接，如图27所展示。接着，当形成墙壁时，对该框架模块提供第二边界部分或皮层是必要的。这个过程的初始阶段被展示在图28中。图28中示出了该部分组装的框架模块2800，该模块具有被施加到面板2402的一个部分上的第一扁平板2802。该板材2802在结构上是矩形的并且总体上是平坦的，并且具有多个在其中形成的开孔或孔洞2804。每个孔洞2804与将要安装它的面板的对应伸出结构部分的相应凸缘对齐。在组装过程中，该面板结构2402的这些伸出结构部分被焊接到这些开孔2804的内侧边缘上以便将板材2802机械地连接至该面板结构2402上。重复这个过程并且如图29所展示的，由此在该框架模块上提供了一个外部皮层。这些板材2802可以被定位成使得它们沿着这些纵向边缘(例如2900)在一个区域中重叠。为了促进这点，这些面板(例如2802)可以沿着该重叠边缘配备有一个小的2mm梯级以便允许多个毗邻面板重叠而使得产生一个基本上平面的外表面。接着如图30所展示的，模块3000的拐角可以通过焊接在拐角面板3002上来完成。这个拐角面板一般来说简单地是一个用于覆盖这些邻接面板结构的拐角的L形面板。图31示出了完成的框架模块3100，该模块可以被用一个建筑物的楼梯井或类似部分。该建筑框架模块3100包括使用了结合图21至30所展示的结构的双皮层墙壁并且承载了在两个皮层之间的增强钢。如之前的实施方案所展示的，穿过该墙壁结构的门和其他孔洞可以被提供在此类框架模块中。这典型地是通过提供用于构造该开口的多个合适成型的面板来完成的。图32A至图32D展示了形成一个面板的四个阶段，该面板类似于图20至31的实施方案中在图中所使用的。图32A示出的初始步骤中，提供了一个例如由钢制成的平板3200。接着，从每个板材3200中冲出两个面板坯料3202和3204。这些面板坯料3202和3204是相同的并且被成型成使得这些面板3202之一的伸出部分位于另一个面板3204的开放的接收空隙内。以此方式，两个面板3202和3204可以在最小损耗量的情况下由单一板材3200形成。图32C所示的每个面板坯料(例如3206)是从该对中提取的并且这些型材伸出部分被折叠，如图32D所示。该面板沿着该面板坯料3208的伸出部分3208与边界部分3210之间的连接处折叠并且还在伸出部分3208的远端上形成一个翻转凸缘3212。该折叠过程可以通过使用一个压弯机、折边机(pan break press)或类似折叠设备来进行,或替代地可以用一种滚压成型机成形。在一个替代的实施方案中这些折叠操作的至少一些可以在这些单独坯料3206从该面板3200中分离或冲出之前进行。
图33展示了类似于图31所展示的两个墙壁的拐角的细节。然而，图33所展示的框架模块3300的一部分不同于之前描述的拐角设计之处在于该增强钢的布局是不同的。该框架部分3300包括一个外部皮层3302，该皮层限定了一个用于成形混凝土的第一边界；一个内部皮层3304，该皮层形成了用于成形混凝土的另一个边界。这些皮层3302和3304是由类似于以上描述的多个面板形成。该内部皮层3304包括多个伸出结构，例如3306、3308、3310等，在这些结构上支撑了增强钢筋3312、3314、3316以及3318。使用一对基本上U形的增强钢筋3322来增强该拐角。在该拐角处这些U形筋在其弯曲部分处重叠。这些增强部分3320和3322 —起限定了一个圈3324，一根竖直延伸的增强钢筋3326可以插入该圈中。以本领域技术人员将熟知的方式将这些增强钢筋绑到相邻的增强钢筋上。如本领域技术人员将认识到的，在本发明的实施方案中可以使用一系列另外的增强钢筋构型。
图34A至图34D示出了如何能够使多个包括框架模块的竖直相邻的墙壁在使用中堆叠在彼此上。总的来说，图34A至图34D展示了以下部件:
一个下部框架模块3400，
一个上部框架模块3402，
一对类似定位元件3404和3406。
这些框架模块3402和3400是彼此相似的，在形成具有多个楼层的建筑物时通常是这种情况。如之前的实施方案所描述的，这些框架模块具有第一和第二皮层(例如3400A和3400B)。每个模块另外包括多个伸出结构(例如3400C)，在这种情况下，这些伸出结构一路延伸越过在该框架模块内的混凝土成形空隙并且被适配成用于以图34B至图34D中所展示的方式来承载多个增强钢筋。最上部的伸出结构3400D的顶部边缘包括槽缝3400E和3400F，可以将每个定位元件3404和3406的对应的向下延伸的凸缘插入这些槽缝中。上部框架结构3402的最下部的伸出结构3402A的底部边缘包括一对沟槽3402B和3402C，这对沟槽被成型为用于接收这些定位元件3404和3406的向上延伸的导入部分。
图34E更详细地显示了定位元件3404。这些定位元件3404和3406设计成被定位在这两个模块的一个中并且提供一个锥形的导入部分，以便当它们被带到一起时协助定位一个相邻的模块。在这个实例中，这些定位元件是由一种塑料或金属材料形成并且在结构上是长形的，并且另外有助于在这些竖直相邻的框架模块之间形成密封，这样使得混凝土不会从这些相邻的框架模块之间的连接点之间漏出。
现在转到图34B，该图示出了该上部框架模块3402朝该下部框架模块3400向下被降低。在此图示中，展示了承载增强钢筋3402D和3400G的这些框架模块3400和3402。这些定位元件3404和3406被插入该下部框架模块3400的沟槽3400E和3400F中。如图34C所展示的，在这些框架模块3402和3400被带到一起而不对齐的情况下，这些定位元件3404、3406的导入部分3404A和3406A抵靠在该上部框架模块3402的沟槽3402B和3402C的成角度的表面上并且当它们被带到一起时将这两个框架模块3402和3400对齐。它们的最后对齐的并且相连的位置被展示在图34D中。图35至图38展示了在根据本发明的一个实施方案的一个框架模块中可用的面板结构的另一个实例。图35示出了在根据本发明的一个实施方案的面板中可用的一种替代的型材形状。面板3500具有总体上与之前的实施方案相同的构造，然而该伸出结构具有的轮廓被适配成用于在距该面板的边界部分多个间距处接收并且夹持多根增强钢筋。在这方面，该伸出结构3502具有一个总体上为锯齿形的型材并且包括多个在其间带有凹陷3508的、基本上为正方形的伸出部。在这些伸出部(例如3502)的顶端处定位了槽口 3504和3506。这些槽口被适配成用于以下面描述的方式接收多根增强钢筋。这些凹陷3508和在相邻伸出部(例如3502)之间的型材还被适配成用于在距该面板的边界部分的第一间隔处接收多根增强钢筋。图36展示了使用图35中描述的类型的面板来放置增强钢筋的实例。如在这个实例中可以看出，增强钢筋3600和3602的上层和下层被面板3500所支撑。横向延伸的增强钢筋3604和3606还可以被附接到这些面板和增强钢筋3602上以便完成该增强结构。在本实例中，这些增强钢筋3602和3604在插入该面板结构之前可以被预先形成为一个网格。然而，它们可以替代地作为多个单独的杆被放置。同样地，杆3600和3606可以被形成为一个网格或单独地放置。在一种形式中，这些杆3604和3606被焊接到型材3500上并且用作固位装置以便将这些正交延伸的增强杆3602和3600固位在该框架模块内。使用结合了图35至图37所描述的面板而形成的框架模块可以特别有利地用于形成混凝土建筑物的梁。如本领域的技术人员将知道的，在建筑物内可能需要不同深度的梁，并且因此，这些伸出部分(例如3502)的高度可以比本实施方案中所展示的更长。而且，在多个伸出部分之间的间隔可以不同，这取决于有待用框架结构形成的建筑物部分的要求。应注意到，这些下部增强钢筋3600和3606被定位在该框架模块内的一个位置处，这样使得它们将位于用该框架模块形成的建筑物部分的底部。这意味着，这些增强钢筋将典型地处于该建筑物中的张力下。取决于正在形成的梁的厚度，这些上部增强钢筋3602和3604也可以处于张力中。清楚地，通过将该型材形状改变到一定程度可以提供额外级别的增强钢筋。图37A至图37F展示了使用图35和36所展示的类型的面板制造一个框架模块的六个阶段。首先，图37A中示出了一个板材3700，可以由该板材形成两个面板。接着，在步骤37B中将平板3700切成互补形状的坯料3702和3704。在图37C中展示了坯料3702。接着，在图37D中坯料3702是通过将该坯料折叠成其所希望的形状而形成的以便在该面板3702中提供一个直立的伸出部分和其他结构。接着，如图37E所展示的，将多个面板焊接在一起(以本文别处所描述的方式)以便形成一个面板结构3706。该面板结构3706的一侧或多侧典型地将被多个侧墙壁以在此在别处所展示的方式界定，以便提供用于成形混凝土的多个侧边。最后，在图37F中面板结构3706被加载了多根增强钢筋，是呈上部和下部增强网格3708和3710的形式。这些可以通过焊接或其他机械紧固方式被附接到该模块上。
图38展示了以结合了图37A至图37F所描述的方式制成的框架模块3800的更大部分。然而，在这个实例中，该增强钢是作为多个独立钢筋进行放置的。在这方面，钢筋3802被安排在一个下层中从而位于下层的混凝土中。接着，提供上层的增强钢筋，例如3804。可以看出，这些停靠在这些面板的伸出部分的型材顶部处的这些槽口中。最后，提供了多根横向的增强钢筋3806，它们覆盖在上层的增强钢筋3804上并且协助将它们固定在模块3800内。而且如所展示的，该模块的一侧配备有墙壁3808以便在使用中沿着该模块的一侧成形混凝土。
图39以截面展示了一个另外的面板型材，该面板型材可以用于本发明的实施方案中。例如，具有本发明的形式中所展示的型材的面板可以被特别有利地用于成形建筑物的板坯部分。如在之前的实施方案中描述的，面板3900包括一个用于成形混凝土的边界部分3902和一个伸出部分3904，在使用中该伸出部分向上延伸进入该框架模块的混凝土成形空隙中并且用来固定多根增强钢筋。在这个实例中，这些伸出部分3904包括一个支持结构3906，在这种情况下该支持结构是在伸出部分3904的向上延伸的腹板中的一个水平定向的凹口，但是可以按另一种方式形成(例如通过从该腹板中冲出一个标接片)。这种结构3906被用来固位并且支撑一根或多根增强钢筋，这些增强钢筋在基本上平行于该伸出部分3904的方向上延伸。如在之前的实施方案中，这些伸出部分3904将包括多个开孔或空隙，在使用中混凝土可以穿过这些开孔或空隙流动。这些伸出部分3904的上部凸缘包括允许空气在浇灌混凝土的过程中从该凸缘下方逸出的多个孔洞3108。
如将认识到，被固位结构3906保持的这些增强杆被定位在由该框架结构成形的混凝土的下层中，这样使得在使用中当成形该板坯时该面板结构的下部、并且重要的是它所固定的这些增强钢筋是处于张力之下。应理解的是，所讨论的混凝土的下层是形成该建筑物部分的混凝土的一部分，该部分位于该混凝土中的中心线以下，该中心线在概念上限定了该结构的处于张力下或在被加载时处于压力下的这些部分。
图40展示了图39的面板上的一个变体。该面板4100在轮廓上类似于图39，例外之处是它包括一个阶梯形的边界部分4102。该边界部分4102包括一个大的向上凹口 4104，当使用这类型的面板时该凹口用来减少用于形成一个板坯的混凝土的量。图41展示了框架模块的一个片段，该框架模块是使用图40所展示的类型的面板制成。如可见的，框架模块4300包括多个面板4302、4304、4306。每个面板包括一个对应的边界部分(例如4302A)以及一个伸出部分(例如4302B)。每个伸出部分支撑了一组增强钢筋4308，这些增强钢筋延伸越过多个面板。这些伸出结构的腹板的固位结构中还提供并且支撑了多根横向延伸的增强钢筋(例如4310)。这些增强钢筋可以被点焊至这些伸出部分4302上或相邻接触的增强钢筋上。将这些钢筋4308和4310放置在该模块之前可以形成为一个网格。接着，还可以将也被安排在网格中的多根系筋(tie bar)(例如4312)安装在这些增强钢筋4308和4310的顶上。在相邻增强钢筋和系筋部分接触之处，例如在点4314处，拉筋网格的一部分或类似增强材料4320可以被定位并且被绑扎至该增强物上。另外，该板坯的下层(位于板坯中心线的下方)一旦被形成就可以通过布置横向延伸的增强钢筋而被增强，如在4322所展示的。在使用中，当浇灌混凝土时，该混凝土板坯将向上延伸至在4324所指示的点。如在之前的实施方案中，这些伸出部分4302A的顶部凸缘包括一个或多个孔洞4106以便允许空气在混凝土浇灌过程中逸出。图41示出了使用包括图40所展示的类型的面板的一个永久性框架模块形成的建筑物部分的实例性部分。图43展示了根据本发明的各个方面和实施方案可以使用框架模块形成的一个建筑物的框架的截面。所展示的片段示出了板坯4402与两层建筑物的墙壁4404和4406之间的连接处。相应地，图43展示了三个框架模块之间的连接处。形成墙壁4404的框架模块是基本上与结合了图30至32所描述的框架模块是相同的，而板坯4402是使用与结合图42所描述的基本上相同的框架模块形成的。该下部墙壁部分4406是使用类似于图30至图31中的框架模块而形成。然而，在其顶端，提供了一个额外的增强结构4408来支撑该板坯4402的重量。为了容纳该增强结构4408，该下部框架模块4406的内侧皮层4410的上部包括一个向外伸出的支撑元件4408。使用一个“问号形的”增强圈4412和一个U形的增强系带4414以及横向延伸的增强杆4416来提供该板坯4402与下部墙壁4406之间的连续增强。这些被插入穿过在对应框架模块的这些墙壁中提供的多个槽缝。如可见的，该上部框架模块4404被降低到下部框架模块4406上并且使用定位元件4418和4420以类似于结合图34A至图34D所描述的过程的方法来定位在位。通过首先浇灌该板坯和下部墙壁部分而将混凝土浇灌进入该组装的框架模块中。随后将该上部墙壁部分进行隔离浇灌，或在浇灌一个板还部分的同时在其上以类似的方式进行。图44至图46展示了框架模块的替代地实施方案的制造，由此，用于制作梁或其他结构的框架可以由在此描述的类型的面板形成。图44和图45展示了一个具有与图8A的面板的总体上相同形状的面板4500。这个实施方案中，这些面板在被成型为允许将该边界垂直于该面板的伸出部分进行折叠。在一个优选形式中，这些伸出结构在其中具有多个槽口。这些面板(连接至毗邻面板上之前或之后)可以穿过这些槽口被折叠以便在该面板内创建一个凹陷，例如通道形状的凹陷。该面板4500被形成(例如辊压成形、压制或其他方式)为包括一个平的边界部分4518和一个伸出结构4516。该伸出结构4516沿着该面板4500的这些长边缘部分之一延伸。每个伸出结构4516包括一个竖直的(例如,垂直于该边界部分4518)腹板4516A,该腹板从该边界部分4518延伸至远离该边界部分4518伸出的水平凸缘部分4516B。该水平凸缘4516B终止在短的向下返回段4516C中。该边界部分4518还可以包括沿着该面板的长度延伸的多个加劲肋(未显示)。该面板4500还包括沿着面板4500的长度延伸的一个接合区域4522、并且与该伸出结构4516紧密相邻。该接合区域4522凹入了约2mm并且是约50mm宽、并且被适配成用于当完成该框架模块时接收一个类似相邻面板的尾随部分4524。该面板4500另外包括一对被切入该伸出结构4516中的槽口 4510和4512。这些槽口 4510和4512的形状总体上是三角形并且是以约90度切割的。这些槽口允许面板4500穿过这些槽口 4510和4512的顶点被折叠以便以图46所示的方式成形一个通道形状的框架模块。这些槽口 4510和4512的边缘(通过该折叠操作被带到一起)可以彼此焊接以便强化该通道形状的框架模块。因此，图46所展示的最终框架模块4600是一个带有多个内部伸出强化结构的直墙围绕的通道形状。该模块可以被安排成以上面描述的方式、或使用更常规的外罩结构来承载被承载在这些伸出结构4616上的增强钢筋4602。如可见的，这个实施方案允许在此描述的类型的单个面板被形成为通道形状的框架模块，这些框架模块适合用于楼板、梁、带梁，但是优选地不需要附接多个分离的竖直侧墙壁。所形成的结构还可以被竖立、并且在其开口侧关闭以便限定一个用于墙壁或墙壁的一部分的框架模块。如将认识到的，该多个面板4500可以被连接在一起，然后一旦形成一个面板组件则使其侧壁被折叠，或每个面板4500在将它连接至下一个类似面板4500上之前可以被形成为一个通道。任何数量的槽口都可以被切入面板4500的伸出部分4516中，这样使得可以形成除矩形通道以外的多个形状。此外，这些槽口可以按任何形状或角度被切割以便允许形成不同的墙壁角度。在一个替代的形式中，可以与楼板分离地制造出类似于图46中的框架模块的这些侧墙壁。该模块的这些墙壁和楼板可以沿着其邻接的纵向边缘被焊接在一起。沿着该边缘的连接可以被强化(如果需要的话)，如在其他实施方案中是通过多个角部分或多个支架。如将认识到，在这种情况下，不是将这些面板的伸出部分进行切口，而是这些伸出部分的外端可以被成型成用于形成一个合适的角度，这样使得它们以正确的角度邻接其毗邻面板。将认识到，本发明的各个方面允许在工业制造环境中预制不同的部件，这可能会呈现显着的优势。例如可以提高安全性，因为需要进行的现场工作更少。具体而言，免除了大部分在高处或空中的的工作。成本也可以降低，因为在制造过程中可以采用自动化技术，减少了由于工地天气潮湿而造成的延迟，并且增大了工地安装的速度。安装的元件的布置被简化，因为增强物、管道和辅助装置的布置可以通过机器进行，或如果用手工进行，这些可以由工人在舒适的工作高度处并且以安全的方式在地平面上进行。此外，对于大多数常规框架(特别是木质框架)来说，可以改进框架的公差，因为在制造环境中的公差可以比手动框架创建过程更好地得到控制。最终，这可能会传递改进的建筑质量。这些预制模块可以被快速地并且比较容易地运输并且放置到工地上。预期的是，建筑物的一个楼板可以在2-3天成形并且浇灌成，并且采用适当的背部支撑件，以类似的速度添加额外的楼板。为简便起见，贯穿本文在此使用的术语混凝土是指一种建筑材料，该建筑材料以可流动的形式递送但随后凝固而形成建筑物的一部分。如将认识到，本发明的多个方面能够与除常规混凝土以外的材料一起使用并且因此，“混凝土”应在广意上进行解释，以涵盖多种多样的此类可流动的、可凝固的建筑材料。将理解的是，在本说明书中披露并且定义的本发明扩展到所提及的或从上下文或附图中明显的两个或更多个单独特征的所有替代组合。所有这些不同的组合构成了本发明的不同替代方面。
权利要求
1.一种用于建筑物部分的预制框架模块，该模块包括: 两个或更多面板，这些面板各自包括一个边界部分以及一个或多个伸出结构，这些面板被安排成使得它们的边界部分一起限定了用于成形混凝土的一个第一基本上连续的边界，这些伸出结构从该边界伸出而伸入该混凝土 ；以及 一根或多根增强钢筋，这些增强钢筋相对于该边界被固定在位以用于运输并且用于增强该混凝土。
2.如权利要求1所述的模块,其中，每个面板是至少主要地由板材一体形成的。
3.如权利要求1或2中任一项所述的模块，其中，这些伸出结构包括一个或多个接收空隙，这些接收空隙从该第一边界朝外开放以便接收一根或多根增强钢筋。
4.如权利要求3所述的模块，其中，这些伸出结构的、限定了这些接收空隙的多个部分被成型成以距离该边界的一个预定间距来承载一根增强钢筋。
5.如权利要求3所述的模块，其中，这些伸出结构的、限定了这些接收空隙的多个部分被成型成以距离该第一边界的至少两个不同的预定间距来承载至少两根增强钢筋。
6.如权利要求3、4或5所述的模块，其中，该模块进一步包括一个固位结构用于将这些增强钢筋捕获在这 些接收空隙中。
7.如权利要求6所述的模块，其中，该固位结构包括多个开孔，这些开孔在使用中接触了对应面板的这些伸出结构并且穿过这些开孔，该固位结构被焊接至这些伸出结构上。
8.如权利要求6或7所述的模块，其中，该固位结构限定了一个第二基本上连续的边界，该边界用于成形混凝土、与该第一边界是间隔开的。
9.如权利要求1至7中任一项所述的模块，包括限定了一个第二基本上连续的边界的另外的结构，该边界用于成形混凝土、与该第一边界是间隔开的。
10.如权利要求3至9中任一项所述的模块，其中，这些接收空隙被成型成使得这些面板能由从公共材料板上切下的坯料形成，所述坯料被安排在该板材上而使得一块坯料的至少一个伸出结构部分与一块相邻坯料的类似伸出结构是错开的并且被定位在另一个坯料的这些接收空隙内。
11.如权利要求1至10中任一项所述的模块，其中，这些增强钢筋被固定至这些伸出结构上。
12.如权利要求1至11中任一项所述的模块，进一步包括支撑这些面板的两个或更多个间隔开的梁构件。
13.如权利要求12所述的模块，其中，这些梁构件具有一个异型截面，该异型截面包括被安排为成形该混凝土的一个面。
14.如权利要求12或13所述的模块，其中，每个伸出结构的至少一部分横跨这些梁构件之间的空间。
15.如权利要求1至14中任一项所述的模块，其中，每个伸出结构以钩状形式终止以用于键锁到混凝土中。
16.如权利要求1至15中任一项所述的模块，其中，每个伸出结构限定了承载一根增强钢筋的支持结构。
17.如权利要求16所述的模块，其中，该支持结构包括一个通道。
18.—种用于建筑物部分的预制框架模块,该模块包括:限定了用于成形混凝土的一个基本上连续的边界的一个特征；以及 一个或多个伸出结构； 这些伸出结构从该边界伸出而伸入该混凝土中并且限定了承载一根增强钢筋的一个支持结构。
19.如权利要求18所述的模块，其中，该支持结构包括一个通道。
20.如权利要求18或19所述的模块，其中，该支持结构和其所承载的增强钢筋被定位成增强该混凝土的下层。
21.—种用于建筑物部分的预制框架模块,该模块包括: 限定了用于成形混凝土的空隙的一个或多个特征；以及 定位结构，通过该定位结构，该模块能相对于一个竖直相邻的类似或相似模块而定位。
22.如权利要求21所述的模块，其中，该定位结构包括一个定位元件，该定位元件包括: 一个接合部分，通过该接合部分，该定位元件相对于这些特征被固定；以及 一个导入部分，用于定位该竖直相邻的类似或相似模块。
23.如权利要求21或22所述的模块，其中，这些特征在安装于该类似模块顶上时与该类似模块的这些特征是互补的。
24.如权利要求21至23中任一项所述的模块，包括一个内部特征和一个外部特征，该外部特征至少部分地环绕该内部特征以便围绕该内部特征限定该空隙。
25.如权利要求24所述的模块，其中，这些特征的每个均是管状的，由此所述被限定的空隙是管状的。
26.如权利要求21至25中任一项所述的模块,其中，这些特征之一的一部分向上伸出超过这些特征的另一部分以便在该另一个特征部分上成形一个混凝土结构的内部边缘。
27.如权利要求21至26中 任一项所述的模块，包括一根或多根增强钢筋，这些增强钢筋相对于这些特征被固定在位以用于运输并且用于增强该混凝土。
28.如权利要求21至27中任一项所述的模块，其中，这些特征中的至少一个包括两个或更多面板；并且每个面板: 包括一个边界部分以及这些伸出结构中的一个或多个；并且 是至少主要地由板材一体形成的； 在这个或每个特征内的这些面板被安排成使得它们的边界部分一起限定了用于成形该混凝土的一个基本上连续的边界。
29.一种建筑物部分，包括权利要求1至28中任一项所述的模块以及混凝土。
30.一种定位元件,包括: 一个接合部分，该接合部分被配置成在使用中与一个框架模块相接合；以及 一个导入部分，用于在使用中定位一个竖直相邻的类似或相似模块。
31.如权利要求30所述的定位元件，其中，该接合部分包括: 可插入以便接合一个框架模块的一个凸缘；以及 一个停止部分，用于限制该凸缘的插入。
32.如权利要求31所述的定位元件，其中，该导入部分和该停止部分是一个三角形部分的多个对应侧边。
33.如权利要求32所述的定位元件，其中，该三角形部分是管状的。
34.一种用于建筑物部分的面板；该面板包括: 用于成形混凝土的一个边界部分，以及 一个或多个伸出结构，这些伸出结构从该边界部分伸出而伸入该混凝土中并且限定一个或多个接收空隙，这些接收空隙从该边界朝外开放以便接收一根或多根增强钢筋。
35.如权利要求34所述的面板，该面板是至少主要地由板材一体形成的。
36.如权利要求34或35所述的面板，其中，该板材的一个边缘部分是相对于该边界部分偏转的以便形成该伸出结构。
37.如权利要求36所述的面板，包括: 与该偏转的边缘部分相反的一个边缘部分； 从该混凝土向外的一个展示表面； 一个邻近该偏转的边缘部分的区域，该区域相对于该展示表面是凹入的以便接收一个类似的相邻面板的相对边缘部分，由此，这些相邻面板的这些展示表面基本上对齐。
38.如权利要求34至37中任一项所述的面板，其中，这些接收空隙被成型为用于由错开的坯料来形成的这些面板。
39.如权利要求34至38所 述的面板，其中，这些伸出结构的、限定了这些接收空隙的多个部分被成型成以距离该边界的一个预定间距来承载一根增强钢筋。
40.如权利要求34至39所述的面板，其中，这些伸出结构的、限定了这些接收空隙的多个部分被成型成以距离该边界的至少两个不同的预定间距来承载至少两根增强钢筋。
41.如权利要求34至40所述的面板，其中，每个伸出结构限定了承载一根增强钢筋的支持结构。
42.如权利要求41所述的面板，其中，该支持结构包括一个通道。
43.一种构建一个建筑物部分的方法，包括: 在一个建筑工地安装一个或多个如权利要求1至28中任一项所述的模块，以便创建一个混凝土框架结构的至少一部分； 用湿混凝土来填充该混凝土框架结构； 允许该混凝土固化。
44.一种构建一个建筑物部分的方法，包括: 在一个建筑工地安装如权利要求21至28中任一项所述的模块，以便为一个建筑物的至少一部分提供一个框架结构； 用湿混凝土来填充该混凝土框架结构； 在该模块的顶上安装一个类似模块。
45.如权利要求44所述的方法，其中，允许该混凝土至少部分地固化以便在安装该类似模块之前强化该建筑物部分。
46.如权利要求43、44或45所述的方法，包括将该模块留置在位，以便在该建筑物的寿命期间保护该固化的混凝土。
全文摘要
本发明涉及建筑物的施工、以及在其施工中使用的元件、结构和方法。在此描述了一种用于建筑物部分的预制框架模块(12)。该模块12包括两个或更多面板(14)，这些面板各自包括一个边界部分(18)以及一个或多个伸出结构(16)。在该模块(12)中，这些面板被安排成使得它们的边界部分(18)一起限定了用于成形混凝土的一个第一基本上连续的边界，并且这些伸出结构(18)从该边界伸出而进入该混凝土中。该模块(12)还包括一个或多个增强钢筋(30A)，这些增强钢筋相对于该边界被固定(例如被固定到这些伸出结构上)在位以用于运输并且用于增强该混凝土。
文档编号E04B1/348GK103140639SQ201180031428
公开日2013年6月5日 申请日期2011年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者伊帕米诺达斯·卡兹赖斯 申请人:联合建筑有限公司