专利名称：拘留所结构和多层建筑物的施工方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑不可燃烧的轻型拘留所建筑物和所有各种多层建筑物的施工方法。它利用一个薄钢结构，可以在围好建筑物的几层楼以后再浇筑水泥填料。方法是为了提供安全的封闭作业区，以及可从上面(或用压力泵从建筑物的其他部位)向每层楼方便地浇筑水泥填料。由于事先封闭了作业区，因此在恶劣天气条件下，施工仍可无间断地进行。本发明提供了增加抗贯穿能力，形成整体浇筑具有永久结构部件的混凝土，安全地加快施工速度，张拉拉力系板，制成连续隔板，在墙基支承墙饰面及防火钢部件等在建筑技术上前所未有的方法。
因为需要大量的监狱空间，所以拘留所的建造一直是深入研究的题目。由于这种建筑物要求围墙具有抗贯穿能力及防火能力，使预制混凝土方法成为现场浇筑成型混凝土、全钢结构或钢筋砖石建筑等标准技术的主要替代方法。钢筋砖石建筑的抗贯穿能力最低，容易因磨蚀而引致接缝损坏，并且是一种慢而浪费劳力的方法。至于现浇钢筋混凝土方法，如果使用大量钢筋，可达到合适的抗贯穿能力，但是由于需要时间以供成形、脱模和养护，因而施工很慢，浪费劳力，占用空间太大，建筑物又极重。预制系统比现浇混凝土的施工速度快得多，但是其他的几个缺点同样存在，而且预制系统需要许多专业承包商及架设用的重型的设备。所有的钢系统都有最大的抗贯穿或抗破坏能力，但是对于大多数多层建筑物来说，它们的防火能力是不够的，而且极昂贵。本项发明的系统克服了这些困难-它的抗贯穿性能高、重量轻、防火、安装工作容易而快速、可高效使用材料和劳力。本项发明还可建成内部无接缝的牢房。
最近的试验表明，本文所描述的水泥填充薄钢结构，比钢筋混凝土和钢筋砖石结构具有更好的抗贯穿性能。标准的冲击试验是以一个普通人挥舞一把16磅大锤撞击结构的一点。6英英寸厚的钢筋混凝土墙经1，300次锤击后贯穿，8英寸的钢筋砖石墙则经800次锤击后贯穿。而本发明所描述的水泥填充薄钢墙，平均可承受1，982次的锤击，而且损坏少而容易修复。
本项发明所用的薄钢构架，自从本世纪四十年代以来就有许多制造厂生产，并已用于承重和不承重结构中。薄钢构架一般两面都有终饰，中间是绝缘空心。支承水平荷载的斜拉应力系板通常用螺钉固定，或焊接在刚性连接点上。进行安装时，这些系板往往是未紧固的或弯曲的，使构架在受到横向加载时产生破坏性的运动。普通构筑的承重墙结构，除非每一层分别浇筑和养护好之后再浇筑下一层，否则混凝土隔层一般是不连续的。采用目前的方法，即安装钢框架之后再浇筑混凝土复盖层，则每幅墙的复盖层连续性会中断，而不可能形成连续的隔层。
空心填料薄钢框架的使用只限于少数几种系统，在这些系统中，钢丝网铺在开式衍架钢立筋构架上，通过多道气压浇筑用水泥灰填充孔穴。虽然这些方法有一点小的复合效应，但是气压浇筑的水泥灰和钢丝网及这种复合效应的强度，却不足以显著地改进结构的抗贯穿性能和荷载量。这种方法极慢，不能使用于多层建筑物，不能充分支承横向荷载，并且极费劳力。市场上出现过几种使用气压浇筑水泥建造保安建筑物的方法，但是均未能获得成功。
美国专利第4，472，919号描述了采用加筋水泥修整的薄钢构架方法。该专利主要是一种允许钢构架和钢筋水泥整饰独立运动的方法。这种方法没有保安建筑物所要求的足够抗贯穿性能，而且不产生任何复合作用。
美国专利第3，751，864号描述的模件式建筑技术，是一种混凝土柱梁结构，这种结构用波纹钢的墙壁和模板形成模件箱作为永久模板而构成。这种专利将模件限制为每次一层楼，结构载荷由常规钢筋加强的柱和梁承载。每一层楼浇筑混凝土，并必须在养护后才架设下一层楼的模件。这个方法产生同样在混凝土施工中存在有的许多问题-浇筑混凝土时必须考虑天气条件，必须将一层楼的混凝土全部养护后才能架设下一层楼的模件。比起正常方法来说，施工速度并没有很大的加快，钢筋也不以复合的方式起作用。
美国专利第3，678，638号也描述了一个模件式的结构，该专利是一个由模件墙形成的混凝土柱梁结构。模件的钢构架并不要求承载任何永久性荷载，此结构必须每次筑一层楼，并且需要许多专门的部件。由于需要逐次浇筑和养护每层楼的混凝土，因此采用这种方法并不能加快施工速度。
本发明的首要目标之一是提供一个改进方法，利用永久性轻型金属成形构件建造整体浇筑的钢筋混凝土建筑物，这些永久性轻金属成形构件也可独立地或与随后浇筑的混凝土相结合，当成建套物的结构。
本发明的另一个目的，是在一个主要用于拘留所建筑物的高抗贯穿和高抗冲击损坏性能的结构布置中，最大程度地提高金属和水泥材料的性能，和能快速地封闭空间，同时提供由结构的永久性部件组成的安全作业面，以及在一个受控制的环境中容易同时进行管线、管道和布线的安装，而不会相互干扰或干扰其他工种。
本发明还有一个目的，是在向构成结构抗荷载部件一部分的永久性模板浇筑水泥时，能够直接目测检查混凝土浇筑的整个高度，以及能够用某种正确的方法对承受横向荷载的斜拉应力系板进行张力，以便将某些横向荷载同时分布到应力不足的抗竖向荷载构件及抗力矩构件上。
再一个目的，是在安装薄钢框架楼板结构之后，能够用某种正确的方式来浇筑混凝土楼板上部复盖，从而能形成连续隔板，在墙终饰底部提供支撑，并形成一个轻型墙承重结构，以线性型式将荷载分布到基础中，从而只需用简单的平板型地基即可在低承载力的土壤上进行施工。
另一个目的是在复合结构的水泥材料养护之前，提供一个临时可支承最多达到6层楼施工荷载的薄钢筋加强的混凝土结构，这样完成的复合结构能有更大的荷载量，比起单独使用薄钢构件及表面终饰，能够建造更高和防火性能更好的建筑物，并且在围墙的空气调节一侧形成蓄热体，有助于封闭空间内经济供暖和冷却。
更有一个目的，是提供一可产生一个填充材料的夹衬板空穴的方法，为复合结构提供应力表皮效应，又为内外终饰提供底基，以及在施工期间形成一个耐久的封闭区，而且在结构墙的一侧和另一侧之间形成整体的吸声屏幛，以及在墙或楼板空穴内浇筑水泥填料的同时能浇筑水泥防火材料。
薄钢梁或槽钢构件形成的结构，可以用插牢的方法建造，或者做成镶板架设在基础上。夹衬板材料可应用在外表面和层顶框架上，副地板可应用在楼板框架上。然后窗、门、百叶窗、外绝缘材料及层顶防水工作可一齐安装，从而提供一个封闭的作业环境。架设第一层钢结构后，就形成有可行人表面的安全内部作业区，因而可在墙和天花板的空穴内方便地铺设电线、管路和通道。随着架设上面每一层，形成的封闭区产生类似的安全作业区，可立即在墙和天花板空穴内进行安装电线、管路和通道及其他工种的工种。加上内衬板后，墙空穴可用水泥材料填充。副地板可等墙空穴用水泥材料填充后(如果使用对水分敏感的材料，则在加入防水材料之后)，在施工过程中任何方便的时间用水泥材料复盖。当每层的准备工作做好之后，水泥空穴填充材料从每层的上面经过薄钢框架的上、下轨道中的专门孔，由上向下浇筑。也可用高压泵在任何方便的点将填料泵送进墙和(或)楼板的空穴中。可在安装夹衬板的前后任何方便的时间，在夹衬板材料的外表面上加上绝缘材料，然后可在绝缘材料上涂布外部终饰。在建造多层建筑物时，可在已填充和养护好的水泥墙上架设许多层的钢构架。
图1为等角剖视图，示出建造拘留所建套物所用的水泥材料填充的墙和楼板的构件;
图2是一薄金属框架构成的多层结构的等角视图，示出楼板、墙和斜拉应力系板构架;
图3是截面细部图，示出通过楼板的短梁拉板连接;
图4是斜拉系板张拉梁连接的等角视图;
图5是一个等角视图，示出镶板墙上的连续隔板;
图6是一个薄钢构架多层建筑物部分截面的侧面立视图，示出施工同时进行的阶段;
图7为Z形和C形的边和角板条构件的等角视图，分别示出关于梁腹部分的一种可能的孔眼型式;
图8是通过楼板/墙结合的截面视图，其中楼板结构中使用的是预制混凝土板。
以下更深入讨论各图纸，特别详细谈谈图1，数字10一般表示，在一个可用作拘留所建筑物的典型结构中，支承楼板(14)及由楼板(14)支承的一个外墙板(12)的等角截面图。墙(12)是用多重薄金属立筋构件或槽钢(16)建造的，并形成一个中心梁腹用来保持水泥填料(18)。立筋构件以及后面描述的楼板搁栅和楼板/天花板轨道，一般都用12-20规号的钢或其他合适的材料。外墙结构和内墙结构用的立筋构件或槽钢一般是相似的。也可以使用略有差异的材料，但是本发明的要求之一是使用基本上可以互换的材料。因此本发明利用一般的U形槽钢、一般的C形槽钢，以及图1中数字16所示的一种波纹槽钢，后者提供一弥补结构的中心梁腹以增加表面积。
立筋构件通过U形轨道(20)中形成的上下小孔(22)，插入上下的U形轨道(20)。利用焊接、自攻螺钉紧固件或其他常规方法，将立筋构件系固在上下的U形轨道中，以下描述的墙上、天花板上和楼板交接点的金属和金属连接，除了另有说明者之外，也用这些方法系固。水平增强条(24)(一般是钢筋)，通过立筋(16)中为此而打的孔插入，其间距根据保安抗贯穿和结构强度的要求而定，例如中心6至8英寸。垂直增强条(26)按需要系固在水平增强条上，以获得所需的结构强度和抗贯穿能力，间距与水平增强条的间距相仿。将Z形板条构件(28)接在立筋(16)的外表面，并将钢丝网夹衬板(30)固定在Z形板条构件的自由端翼缘(40)上。将绝缘泡清(42)涂布在夹衬板(30)上，并将钢丝网夹衬板的外层(44)通过泡沫固定在端部的翼缘(44)中。以上描述的组装可以预制后放在承重表面上。在架设前或架设后，将石膏水泥或其他终饰材料(46)涂布在装置在夹衬板(44)上。需要时可在架设前装上门、窗的框架并装上门、窗(后面示出)。
楼板(14)是用薄金属搁栅(48)插入一般的U形轨道(50)上，用焊接或其他合适的方法固定。除了搁栅(48)在安装后会与装墙板的轨道(20)相接触的情况以外，否则，将钢丝网衬板(52)固定在搁栅(48)上。与搁栅(48)垂直的增强条(54)，可插入搁栅的孔中或插在搁栅的顶部，可根据抗贯穿能力和(或)结构的要求，将额外的增强条(56)接到上述插入的增强条(54)上，方向与搁栅平行，间距如前面所述。上述楼板组装可预制后放在墙板(12)上，以前面所述的方法，例如利用焊接或其他方法固定在墙板上。图6所示的连接屋面料的层顶板，也可同样预制及架设在最上面的墙轨道上。
以上所述将楼板、墙和层顶做成镶板形式及按顺序安装的方法，可继续进行直到架设好整幢建筑物的构架为止。此时，已形成一个封闭环境，并可供管道工、电工和其他机械工在搁栅(48)之间和(或)立筋(16)之间的空间，或通过梁腹或梁腹的外翼缘部分的孔穴安装管路、电线和通道。在墙或楼板结构内的安装工程完成以后，可将另外的Z形板条构件(28)安装在立筋(16)的上面，将整平角铁(58)安装在板条构件上，高度为楼板水泥填料(60)的修整高度。然后将钢丝网夹衬板(80)装在Z形板条件(28)的内自由端翼缘(82)和角铁(58)上。然后通过轨道(20)的孔将水泥填料(60)泵送进最下层楼板或墙板中。通过钢丝网夹衬板(80)观察上述填料的浇筑过程，以确保填实所有的空间。然后将楼板的水泥填料(60)浇筑在搁栅(48)之间，抹到同整平角铁(58)齐平。在每一层的水泥填料初步凝固后，上述顺序即可继续进行，直到整幢建筑物完成为止。任何一层的水泥填料初步凝固之后，通常在从钢丝网(80)的开口一直挤出的水泥填料涂上石膏水泥或其他的终饰材料(84)。最好的水泥填料混合料是一种低坍落度硅酸盐水泥豆砾石混凝土，此种混凝土能够通过一个插进轨道(20)的孔(22)的小直径填充软管泵送。采用低坍落度混凝土，这种较佳的填充料通过钢丝网(80)的挤出，可形成一优良的粘结表面，以供随后施用石膏水泥(84)。石膏水泥的最好混合料含有丙烯酸系和玻璃或聚丙烯纤维，它的抗损坏能力可达到5，000磅/英寸的抗压强度，可用一种类似的混合料作天花板灰泥(86)，它施用在通过楼板搁栅下面的钢丝网夹衬板(52)稍为挤出的水泥填料上。
内部钢丝网夹衬板(80)通常是刚性较高的肋型板条，能保持水泥填料又不致于因为在浇筑填料时板条所承受的流体压力而发生弯曲。板条(80)是拘留所建套物中的一个极重要的构件，因为它使浇筑过程中能够目测检查填料。反之，在钢筋砖石结构墙之间浇筑混凝土填料，因为不可能进行目测检查，以致出现裂缝和孔隙，使囚犯能够找到空心部分越狱逃跑。当砖石结构的核心填料有缺陷时，犯人能够很快地破墙越狱。本发明消除了混凝土填料中的任何孔隙和裂缝。
可在石膏水泥内部终饰料(84)和(或)外部终饰料(46)和(或)天花板灰泥(86)上面随意地施用表面硬终饰料(88)，以防止发生污斑。在建筑物内部，适合一种聚氨酯瓷漆，外部则一般用一种丙烯酸系涂料。
如果只要求一小时的防火级，则构筑墙板时无须使用Z形构件(28)。在此种情况下，承重或不承重的立筋(16)只受到石膏水泥(84)的防火保护。如要求防火级别高达四小时，则增加穿孔Z形构件(28)的深度，使水泥填料(18)可以要求的防火厚度来包围立筋(16)。例如，有1英寸灰泥复盖的立筋一般为一小时的防火级，11/2英寸的灰泥为两小时的防火级，2英寸的复盖为四小时的防火级。因此，采用这种方法，由于建造用的材料，可以很容易地提高建套物的固有安全性。
图2是多层建筑物中在内部、水平、抗荷载承重墙处的薄框架和构件的等角视图，示出基础和一楼的墙框架、两个楼板跨度的部分、二楼墙框架的一部分以及独特的、水平抗荷载的斜拉应力系板系统，后者是本发明的一个特色。平板型基础(90)经成型和养护后，用来支承承重墙板。也可用其他常规型式的基础，例如混凝土方块。一个薄金属墙板(92)是由多重薄型承重立筋建造而成，其中包括C形立筋(96)和U形立筋(94)。立筋插入上下的U形轨道(98)，再用焊接或其他常规的系固方法固定。再用焊接或其他合适的方法将水平搁栅撑杆(100)系定在各个立筋上。
如图2和图4所示，墙板部件上有斜拉应力系板(120)，一般系固在墙板的上、下对角之间。如前所述，C形或波纹立筋或槽钢均可用作结构部件。图中示出的这些墙板有垂直方向排列的C形部件。但是，在墙板边缘，每侧最后两个直立部件是由1个C形立筋和1个U形立筋所构成，这两个立筋一般在位置(122)处背对背系固，U形立筋向里，以便在楼板/天花板框架镶板的上、下可分别放进水平梁部件(124)和(127)，象在位置(125)那样焊接固定。将薄的C形的搁栅部件(126)的楼板框架镶板插入和系固在U形搁栅接受轨道部件(128)的两端，搁栅与搁栅之间有合适的搁栅撑(图中未示出)，有足够间隔以防止转动。上下短梁(124)和(127)之间及承重墙上的U形搁栅轨道(128)之间留有空间以容纳螺杆(130)。以同样方式安装其它墙板和楼板部件，直到建筑物达到要求的高度。
放好第二层墙板之后，拉紧插在二楼楼板底部或较高层墙板上的水平梁(124)之间的螺栓(130)，通过下轨道和上轨道(98)、搁栅接受轨道(128)之间留下的空间，然后在第一层或较低层的更高层(视进行安装的层而定)的短梁(127)之间，张拉一楼的斜拉应力系板。螺栓的顶端和底端有垫圈(132)，用螺母(134)拧紧。第一层斜拉墙板系板(120)永久性地固定在U形槽钢连接梁(136)上，后者通过U形楼板轨道(138)用螺栓(140)系固在基碳(90)上。
随着每多装一块墙板，下面镶板中的拉力系板(120)同样张拉着，从而随着建筑物的安装，结构能够抗横向荷载。完成上述建筑物时，对二楼以上任何一层施加的水平荷载，会分布到下面的每个拉力系板中，然后传输而成为短水平梁(124)和(127)中的弯曲力。这样，将水平荷载的合力分布到许多其它抗荷载部件中，从而减少了目前技术中存在的荷载集中，因而可选择较轻的构架部件，同时附随地减少基础的成本。由拉力系板(120)引进上述短梁(124)和(127)的弯曲力矩，帮助分散横向荷载能量，减少地震或风力对建筑物可能引起的损坏。
图3是通过墙板顶部和底部的短水平梁(124)和(127)和两个楼板镶板的端部截面图，示出用来张拉斜拉应力系板(120)的贯穿螺栓(130)。将短梁部件(124)和(127)插到墙的垂直U形部件(96)的端部翼缘(160)之间，并在所有界面上紧固到这些翼缘上，短梁(124)和(127)及墙轨道(98)之间留下空间(162)。螺栓(130)插在短梁(124)和(127)以及楼板搁栅接受轨道(128)之间，通过靠近楼板搁栅部件(126)端部附进的贯通轨道(98)，楼板搁栅部件上面有波纹盖板(164)。在螺栓(130)和螺母(134)以及短梁(124)和(127)的上端或下端之间，放置大垫圈(132)以分布荷载。
本发明可对斜拉应力系板(120)加强足够的应力，使它们可立即承受建筑物施加的任何横向荷载。在目前已有的技术中，不能对斜拉应力系板张拉，这些应力系板往往在框架点之间弯曲，因而造成对横向荷载延迟反应，使建套物框架中发生伴随的不良运动。目前技术中的斜拉应力系板有时太松，以致当横向荷载造成系板抽紧时，建筑物框架会发生冲击荷载。这些冲击荷载很容易引起紧固件损坏，最终可能发生大的结构运动。本文描述的发明消除了这些问题。
图4是一标准楼板建筑中斜拉系板/短梁连接的部分放大等角图。短梁(124)和(127)横跨两个垂直的U形框架构件(96)，每一端固定在翼缘(160)上。墙板上端的梁(127)用穿过翼缘(160)的孔(166)的螺栓(图中不示出)临时固定，在梁和墙钢轨(98)之间留有间隙(162)，使梁可以弯曲。斜拉应力系板(120)用穿过翼缘的孔(166)的贯穿螺栓(图中不示出)临时固定到上下短梁(124)和(127)上，使系板(120)能随梁(124)和(127)因拧紧螺栓(130)而改变位置时旋转。
顺序上，在拧紧螺栓(130)之前先将U形结构槽钢(136)永久地固定着。然后拧紧螺栓(130)的螺帽(134)，直到系板(120)系紧。然后把临时紧固的短梁(127)(在墙板上端)永久性固定在接收轨道(96)上，再把系板(120)永久地固定在梁(127)上。当楼板上面的系板(120)产生横向荷载张力时，楼板上面的梁(124)向上弯曲，并通过螺栓(130)使楼板下面的梁(127)弯曲。这导致固定在底部槽钢(136)或其下面的另一根梁(124)的楼板下面的系板(120)拉紧，并使下一层的系板(120)也弯曲及拉紧。这样的话，大部分横向荷载通过短梁(124)和(127)的弯曲分散到整个结构上。横向荷载的其余部分转变成垂直构件(94)和(96)和每根短梁各端的护翼缘(160)的张力或压力荷载。
图5是在墙板中间部分承重墙和地板交接处的连续楼板面层(168)的部分等角视图。将薄金属角料(170)固定在楼板面层(168)修整好一面的竖直结构构件(96)上。水泥板或面层(168)铺设在固定于轻金属楼板搁栅(126)的金属夹衬板/层面板(164)上。搁栅的两端可用承重夹(172)或角铁支撑，以承载立筋(96)的负荷。浇注水泥板(168)并用角铁(170)作为整平板整平。将水泥填料(168)铺放在钢轨(98)顶部到角铁(170)底部或高子底部的立筋(96)之间。这样能使水泥填料(168)连续横过墙基，形成连续隔板，此隔板是在轻型构架结构完成后浇注的。
此发明的显著优点是混凝土填料可在全部建筑物构架完成之后，以及所有机械工程粗略完成之后，在环境受控制的条件下铺放。这样一来，水泥面层不仅形成一个连续隔板，而且封闭了可能在板之间突出的所有管路和通道。面层在墙腔内形成一个优良的隔音和隔火层。面层养护时施工不会受到延误，因为下一层楼板在养护时，由于金属构架的结构完整性，可以铺设另一层楼板面层。时间和成本的节省，以及完成后建筑物结构在质量上的改进，都比以前的方法有很大改进。此外，整平板角铁(170)为墙饰层(例如随后加上的石膏板或墙板)提供支承，而且，当铺放的混凝土填料高于角铁(170)之间的楼板(168)表面时，在墙基上能形成优良的声音密封，相反地在常规结构中，地板之间和相对墙壁之间都有高的声音传输。
图6是显示同时间施工的薄金属构架多层结构的侧面图和部分剖面图。墙板竖立在基础板(90)上，如图2所示固定在其上面。墙板由立筋(16)、(94)和(96)、斜拉系板(120)、绝缘板(42)和钢丝网(44)上的饰面水泥砂浆(46)组成。楼板(14)安装及固定在墙板(12)的顶部。楼板(14)由搁栅构件(126)和层面板(164)组成。把第二层墙板(12)竖立在第一层楼板(14)上并固定。再把第三层楼板(14)放置于第二层墙板(12)并固定。下一步，把第三层墙板(12)固定在第三层楼板上面，而第四层楼板则固定在第三层墙顶上。然后把第四层墙板竖立在第四层楼板上，而把层顶架(174)放置在最上面一层的墙上。层顶架(174)装好后再安装层顶(176)，这样，在一段极短时间内，就形成了一个由绝缘墙、可行人楼面和防水层顶组成的封闭环境。
对于墙板(12)将留空的地方(例如非保安建筑物)，在安装墙板之前可先构架及安装窗(178)及/或门(图中不示出)。而对于安装后将用水泥材料填充的所有墙板和楼板(例如拘留所建筑物)，则在窗口处可加以临时封盖，直到水泥填料填好。第一层的楼板、墙壁和天花板的金属构架装好之后，当上一层正在安装时，可以同时安装电气和排水管道(180)。每一层的电气及类似工程完工之后，装上钢丝网/夹衬板(44)，再利用软管(182)由上部穿过立筋轨的孔(22)用水泥填料(18)灌填墙穴。填料(18)初步凝固后，安装窗(178)并铺设内部饰料(84)。
内部修饰完工后，可以进行基层修整、窗口修整，以及最后的电气和机械工程。采用这种发明，工程可以同时进行。图6所示的4屋大楼在基础养护完成后，可在5个星期或不足5个星期内完工，在类似的短时间内，可以建成任何层数的大楼。安全、干燥及便利的工作区，简单一致的材料，和短的安装时间，可使我们建成品质优良、成本低廉的建筑物。
图7A显示出一个用薄金属制的典型Z型板条(28)的等角图。这种板条用来将钢丝网或夹衬板与薄金属构件分开，以便在如前所述进行灌填操作时，可以使水泥墙或楼升板/天花板的填料包住上述结构构件，形成内翼缘(184)以承接紧固件，紧固件将夹衬板固定在墙壁系统或楼板系统的立筋或水平楼板搁栅上。翼缘(184)可以是任何尺寸，按紧固件类别所需而定。对螺旋类紧固件来说，翼缘(184)通常为3/4英寸到3英寸宽。将腹板(186)或Z型构件的中央部分进行穿孔、冲孔或形成开口(188)，而在腹板/翼缘的过渡段形成小部分未穿孔金属板190。孔眼(188)可以是任何需要的形状，能使水泥填料穿过，但不能自由流过，并且使翼缘与翼缘之间有尽可能长的金属直接传导路线。腹板(190)未穿孔部分通常为1/4英寸宽，但如需要可以为1/8英寸到1/2英寸，使翼缘有足够的颈度。外翼缘(40)可以为任何尺寸，按固定钢丝网的紧固件类别而定。对螺旋类紧固件来说，翼缘(40)通常为3/4英寸至2英寸宽。整个Z型构件用最轻型金属制成，通常为20到30规号。它能支承水泥填料的液体压力(通常为200-300磅/平方英尺)，并且在放置钢丝网/夹衬板及铺放水泥填料时不会变形。
图7B显示出用轻型金属制成的典型C形板条(192)的等角图。这种构件用于板的两端或角部，与图7A所示Z形构件的功能相同。腹板(198)的穿孔部分(194)和实心部分(196)与图7A的说明相同。外翼缘(200)比内翼缘(202)短，使紧固件可以直接从前部通过翼缘(202)放置。虽然较窄或较宽的尺寸均可以使用，但翼缘(200)通常为1/2英寸到11/2英寸宽，翼缘(202)则为1英寸到2英寸宽。其它特点与图7AZ型构件的说明相同。
图8显示采用预制钢筋混凝土板(204)建造楼板的其它方法，这种楼板采用钢筋(206)加强，在墙钢轨(20)的孔(22)上面直接浇制成孔(208)。应用这个方法，墙板按图1所述采用立筋(16)、钢轨(20)和钢筋(24)和(26)建造，但如果不需要楼板面层，可以不用整平板角料。将水泥墙填料(18)通过板的孔(208)和钢轨(20)浇到下面的墙板，直至预制楼板(204)的顶部。然后把通常为钢制的传力杆(210)插入仍处于塑性状态的水泥填料中，让钢筋伸出，直至邻接层的墙板。这些传力杆(210)是被设计成用来支承墙板们使成为一整体的结构。如果改用预制楼板，在水泥砂浆饰面(46)接触区内楼板的顶部和底部中浇制一条槽(212)。水泥砂浆在铺放时(46)灌入到槽内，因而仍能建成内部无接缝的牢房。在一般预制混凝土建筑物中，其接缝会为犯人提供稳藏禁品的地方，而且这种接头容易受到破坏而需要经常维修。采用这种具体的方法，牢房内部完全没有接缝。
这种发明提供一个更经济、更快速建造改良的拘留所建筑物的方法，这些建筑物的防止逃跑击穿性很强，同时保持了防火安全所需的不燃性。这种发明也是一种高效率多功能地充分使用材料简便建筑各类型多层建套物的方法。它允许同时施工作业，并且当上一层的结构仍在架设时，下一层可以安全地进行其它工程。对大多数墙承重结构来说，这种发明使多层建筑可以比标准的施工方法更快完成，至少节省25%的成本。
上面的说明不可以解释为对这种发明应用上的限制，它可以用于许多类似的其它应用上，这与本发明广泛的兴趣与意图一致。
权利要求
1.一种在基础上建造轻型钢筋混凝土建套物的方法包括下列步骤a.架设第一层包括把多个薄金属框架构成的承重和非承重墙放置在基础上，通常与基础垂直，并把墙的基部固定在基础上，形成一个墙的封闭结构；b.架设多个薄金属楼板框架构件，并把它们固定在第一层的墙上端，通常与墙垂直，为墙封闭结构形成上盖和上一层的基础；c.架设以后各层的垂直墙框架和水平楼板框架，按照(a)和(b)的步骤，把以后各层按顺序固定在第一层上；d.在薄金属框架墙和楼板内安装管路、通道、电线；e.把夹衬板层固定在墙框架和楼板框架的两面；f.在夹衬板层之间的空隙中铺放水泥填料以支承填料；g.在楼板框架之间铺放水泥填料，使天花板侧能防火，以及在楼板夹衬板上铺放水泥填料以造成结构楼板终饰；h.在上述填好及装上夹衬板的墙上及填好的天花板和楼板上涂布终饰料。
2.如权利要求1所述的薄金属钢筋混凝土构造的方法其特征在于包括下列附加步骤a.通过薄金属框架的孔，把钢筋垂直放进轻型框架，在垂直钢筋上加装平行加强钢丝以协助支承墙壁和楼板。
3.如权利要求1所述的薄金属钢筋混凝土构造的方法，其特征在于包括下列附加步骤，即是在上述夹衬板层铺放绝缘材料，并将其固定在夹衬板层上。
4.一种建造薄金属框架钢筋混凝土拘留所建筑物的方法包括下列步骤a.准备好承重面作为基础;b.用通常为垂直的多个轻型金属立筋构件装配多个墙板，顶部和底部的水平钢轨构件与上述垂直构件连接;c.把第一层墙板的底部水平构件固定在备好的承重面上;d.把墙板对准、测垂直并固定而形成墙封闭构造，并把固定在下面的垂直墙构件的多个轻金属搁栅构件装配成的楼板/天花板固定在墙封闭构造上面;上述楼板/天花板包括将搁栅构件固定在墙板各端的端部构件;e.逐层做好各上层墙板和楼板/天花板，并将各个板逐次固定在其下面一层;f.把夹衬板构件固定在墙和楼板/天花板外侧，这些夹衬板构件是由穿孔的Z形或U形轻金属板条们固定在立筋构件上形成的，以使立筋构件周围有空间。g.把穿孔夹衬板铺在板条构件上，以便可以目视检查墙板内部，把类似的穿孔夹衬板铺在天花板/楼板搁栅构件的底部和顶部;h.在薄金属墙和楼板/天花板框架内安装管路、通道和电线。i.通过水平钢轨件的孔，把水泥填料浇筑到墙板周围夹衬板之间的空隙内，也把填料浇筑在天花板/楼板搁栅件周围的夹衬板之间;j.在从夹衬板挤出到墙和天花板/楼板框架的填料上涂上不燃性的终饰料。
5.一种对薄金属框架墙构造的斜拉应力系板加张力的方法包括下列步骤a.把短水平梁放置在框架墙构造内楼板/天花板交叉的轨道构件中(交叉的上下均放置短水平梁)，使短水平梁横跨在斜拉应力系板上部和下部对角处的一组垂直框架构件上;b.在短梁两端设保护构件，以防止短梁旋转，并增强垂直框架构件;c.用永久性紧固件紧固底梁以承受建套物设计荷载，用临时紧固件紧固上梁以承受安装作业期间斜拉系板产生的张力;d.把斜拉系板固定在上部和下部短梁上，系板的下端永久性地固定著，上端用临时紧固件固定，以便能承受装配作业期间系板产生的张力。e.在楼板平面上的底梁之间和天花板平面下的上梁之间嵌入螺栓;f.拧紧螺栓的螺帽，直到斜拉应力系板紧紧地拉紧为止;及g.把上短梁永久地紧固在垂直框架构件上，并把斜拉应力系板的两端永久地紧固在短梁上以承受横向荷载。
6.一种在架设薄金属框架结构之后建成一连续水泥隔板作为楼板/天花板的方法包括下列各步骤a.把角铁固定在楼板平面上的薄金属墙框架终饰面上，使其一脚从墙壁径向突出水泥板顶部，另一脚则在墙终饰料下垂直突出，作为基础支持;b.使用径向突出角铁的脚作为整平板浇注水泥隔板;c.在相对的向上突出的脚和薄金属墙框架的钢轨构件上之间的内部空隙，用水泥填料填充，以形成通过墙框架的一个连续板;及d.水泥板养护之前把钢筋放置在角铁下面及水泥板内钢轨构件上，以便加强水泥板。
全文摘要
建筑多层建筑物(特别是本文所述的拘留所结构)的一种方法，其构架用轻型槽钢构件，它们通常是相类似的，在一些应用中还可以互换。建筑物的墙板和楼板以槽形构件作构架，上面铺上钢丝网夹衬板，中间填入水泥填料。采用独特的斜拉应力系板，其底端永久性地固定，而在顶端永久性地固定之前，用可调节的紧固件在上端加张力。这种建筑方法比常规施工方法更快速、成本更低，并且有高耐火性，填料墙有高抗贯穿性能。
文档编号E04H3/00GK1044842SQ8910077
公开日1990年8月22日 申请日期1989年2月10日 优先权日1989年2月10日
发明者查理斯·路其 申请人:查理斯·路其