专利名称：用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统及工法的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种运用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统及其工法，是将既有的钢骨混凝土构造方式，所组成的构件及既成施作方式，以热轧万能角钢的模块特性，调配成精简的主要柱、梁构件，并以一套精进的结构概念及组装方式，与墙体、版体有良好的组构方式，来构成整体构造系统，其可运用于中低楼层建筑物的主体构造。
背景技术：
台湾在历经九二一大地震后，钢筋混凝土构造及传统木构造、RC加强砖造或砖造等构造物，均受到严重的破坏，也因而引发本发明人，对既有的构造方式加以研讨，并企图发明取代的动机。
此外台湾气候潮湿、多雨、加上台风地震严重影响建筑工程的施工进行，也考验钢筋混凝土材质的特性，如渗水、壁癌、隔热差等问题，而目前台湾普及使用的钢骨混凝土构造，则因为混凝土的自重过重，使得钢骨的用量大，造价高，接头处理复杂，收边困难、效果差，所以中低楼层很难普及，而钢骨混凝土的复合构造所具有的良好特质，并未能充分的发挥运用。
随着机械设备及建材的进步，钢骨混凝土构造的发展已有相当大的空间，一般目前运用的传统钢骨混凝土构造方式有下列情形1、混凝土采重质混凝土，如砂石，重量大。
2、框架式梁柱结构，断面大，自重大，耗材多。
3、柱梁接头，因为弯矩、扭力大，应力集中，所以接头强度要求高、复杂，施工品质维持不易，以焊接方式连结，强度、品质难以控制。
4、钢骨经现场加工，易破坏原有的防锈处理。
5、主体钢骨断面大，刚性高，相对于所连结的壁体，刚性差距大、协调性差，连结处易产生破坏。
6、楼版通常以钢承版置于钢梁上方，再以剪力钉连结，施工麻烦，成本高，容易受地震水平力破坏7、大型梁柱占掉部分平面空间，并压低楼层净高度，在造型处理上也较为困难，效果差。
8、所需的机具大型，设备费高，加工复杂、成本高。
9、混凝土填充墙壁时困难，易产生蜂巢现象。
10、备料及施工难以系统化及预组化。
11、水电管路施工不易，并影响工期安排。
12、目前大多局限运用于厂房或造型简单的办公商场。
因此，由上可知，上述传统的钢骨混凝土构造，在实际运用上显然具有不便与缺点有待改善。
发明内容
本发明的主要目的，在于可提供一种运用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统及其工法，将既有的钢骨混凝土构造方式，所组成的构件及既成施作方式，以热轧万能角钢的模块特性，调配成精简的主要柱、梁构件，并以一套精进的结构概念及组装方式，与墙体、版体有良好的组构方式，来构成整体构造系统，其可运用于中低楼层建筑物的主体构造。
本发明提供一套精进的结构概念及组装方式，包括有“结构概念”、“运用热轧万能角钢的模块特性，调配成精简的主要柱、梁构件方式”、“墙体、版体的组构方式”、“填充方式”；亦即以结构概念的调整，使梁柱结构的行为定义重组，就可以运用模块简单，但是运用简便的角钢，来组合成主要的结构构件，同时因为热轧角钢的特性，除了有良好的构造用钢强度外，也有较为轻量并且可以与一般自攻螺丝接合的情形，如此则拥有特殊的版、墙接合方式，也提供了良好的轻质混凝土填充方式，角钢上的冲孔也产生了良好的混凝土握裹特性。
这个整体架构的组成，使得建筑结构与空间的组成更为良好，而且可以进入系统化、模块化，此外，其施工快速、提高施工安全性，减少气候影响工期，减少技术工种及作业冲突外，更具环保及多元发展运用的优点。
为了达成上述的目的，本发明提供一种运用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统，其是由镀锌热轧角钢及镀锌钢板组装成建筑构造中的梁、柱骨架，并与墙体、版体组构成整体构造系统。
本发明另提供一种运用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统工法，其步骤包括运用热轧角钢组装主梁下部倒T型及副梁部分；组装梁结合加劲版；铺放钢承版；运用热轧角钢组装主梁上部T型部分；组装镀锌墙体下槽；运用热轧角钢组装主、副柱部分；组装镀锌墙体上槽；组装镀锌墙体立柱及横支杆；组装拉力杆及斜撑补强对象；组装镀锌墙体扩张网；以及按此程序重复楼层施作，水电及其它配合工程施作。
图1A为本发明的H型主柱的示意图。
图1B为本发明的T型副柱的示意图。
图2A为本发明的工字型主梁的示意图。
图2B为本发明的倒T型副梁的示意图。
图2C为本发明的倒T型副梁的示意图。
图3A～H为本发明构造系统工法的示意图。
图4为本发明工法的流程图。
10柱11梁20墙体下槽 30墙体上槽40墙体立柱 50横支杆60拉力杆70斜撑补强对象80墙体扩张网100镀锌热轧角钢
101镀锌钢板102螺栓103加劲版 104钢承版具体实施方式
本发明的运用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统，在结构概念部分一般传统钢筋混凝土或是钢骨混凝土，多为梁柱框架式结构，以强柱弱梁方式设计，因为为较大跨距，很自然产生较大弯矩、扭力等内应力，并且产生柱梁结合处的应力集中情形；本发明如果以中低层建筑空间，例如住家来探讨，可以考量以承重墙的壁体支撑方式，将主要柱梁所承受的内应力，以较匀称的方式分配至墙体，而墙体部分本发明则可以运用较多数量的组合角钢，来产生主要支撑，并运用镀锌版所组合的壁体系统，来组合而成二元构造中的笼体骨架系统。这样的结构系统将跳脱大型柱梁断面的构成方式，而具体改变为以小型钢骨断面末组成的特性，这是本发明的第一个概念调整。
在“运用热轧万能角钢的模块特性，调配成精简的主要柱、梁构件方式”部分当前述的结构行为条件调整后，本发明不需要大型的柱梁断面，本发明可以依据建筑楼层空间跨距需求，来精确选配适当的墙体厚度，及配设笼体骨架的柱梁构件；以二层楼的住宅为例，因为上部荷重不大，可以在十五厘米的壁体及版厚度中完成笼体骨架的配置设计，在柱梁构件上各简化成二种主要组合方式可由50×50×4mm镀锌热轧角钢及100×4mm镀锌钢板来模块成H型主柱(含加劲版)、T型副柱等柱组合型态，工字型主梁(含加劲版)、倒T型副梁等梁组合型态。
如图1A、B所示，揭示有由镀锌热轧角钢100及镀锌钢板101模块成H型主柱(含加劲版)、T型副柱等柱10组合型态。如图2A～C所示，揭示由镀锌热轧角钢100及镀锌钢板101来模块成工字型主梁(含加劲版)、倒T型副梁等梁11组合型态。该等镀锌热轧角钢100、镀锌钢板101以及梁、柱间均是以螺栓102予以结合。
因为角钢冲孔后具有模块的特性，可以定尺的方式备料，并于工厂预组或工地现场轻搬运来组装，其工具简便，无须像焊接工所须的技术，且螺栓结合品质稳定，不受下雨天影响施工，工期快、易于掌握。
在“墙体、版体的组构方式”部分在角钢组合的过程中，可以很轻易地将镀锌钢承版及轻型墙体系统，以螺栓及自攻螺丝来组装，完全避免掉焊接，并使骨架的构成具有高度的匀称性和协调性，而主体骨架与墙体版体的组合，可由同一工种施作，减少工种外，并且水电可同时施作不会造成施工冲突。
在“填充方式”；在前述的笼体骨架系统可以一体完成后，因为聚乙烯轻质混凝土重量轻，灌浆时侧压力低，流动性良好，填充效果佳，可整体构造一次浇筑，当凝固后可以将韧性的笼体骨架改变成为良好的刚性主体结构。并且具实壁体，易于后续内外装的处理。
如图3A～H及图4所示，本发明的运用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统工法，其步骤包括
(a)施工计划、备料图、仓储；(b)柱、版壁体备料裁切；(c)材料运抵工址；(d)放样；(e)组装主梁下部倒T型及副梁部分(如图3A)；其是利用镀锌热轧角钢100及镀锌钢板101组成；(f)组装梁结合加劲版103(如图3B)；(g)铺放钢承版104(如图3C)；(h)组装主梁上部T型部分(如图3D)；其是利用镀锌热轧角钢100及镀锌钢板101组成；(i)组装镀锌墙体下槽20(如图3E)；(j)组装主、副柱部分(如图3F)；(k)组装镀锌墙体上槽30(如图3F)；(l)组装镀锌墙体立柱40及横支杆50(如图3G)；(m)组装拉力杆60及斜撑补强对象70(如图3H)(n)组装镀锌墙体扩张网80(如图3H)；(o)按此程序重复楼层施作，水电及其它配合工程施作；(p)骨架及管路检查；(q)轻质混凝土浇筑；(r)后续内外装处理。
如图1A、B、图2A～C及图3A～H所示，本发明的运用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统，在柱梁构件上各简化成二种主要组合方式可由镀锌热轧角钢100及镀锌钢板101来模块成H型主柱、T型副柱等柱10组合型态，工字型主梁、倒T型副梁等梁11组合型态。本发明利用镀锌热轧角钢100及镀锌钢板101组装主梁下部倒T型及副梁部分，并组装梁结合加劲版103，而后于主梁下部铺放钢承版104，再组装主梁上部T型部分，再于梁上组装镀锌墙体下槽20，而后于墙体下槽20上组装主、副柱部分，再于主、副柱部分组装镀锌墙体上槽30，而后依序组装镀锌墙体立柱40、横支杆50、拉力杆60、斜撑补强对象70及镀锌墙体扩张网80，再按此程序重复楼层施作，水电及其它配合工程施作，最后依序进行骨架及管路检查、轻质混凝土浇筑及后续内外装处理，通过此组成一运用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统。
本发明特性1、自重轻，材料经济，可以节省天然资源2/3，具环保性。
2、使用市场通用建材，具普及性。
3、主体结构70％以上可先行备料，缩短于工址施工的工期，具竞争性。
4、可进行精准的施工计划及品管，具系统性。
5、将柱梁墙版构件的尺寸统整，以构成最经济的构材及最大的室内空间，具效益性。
6、组装过程中受气候影响的情形大幅减少，具稳定性。
7、可由当地既有的营建公司或工人参予，具商业拓展性。
8、角钢可任意组合及搭接接续，且裁切损耗低，具应用弹性。
权利要求
1.一种用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统，其特征是，由镀锌热轧角钢及镀锌钢板组装成建筑构造中的梁、柱骨架，并与墙体、版体组构成整体构造系统。
2.如权利要求1所述的用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统，其特征是，柱包括有H型主柱及T型副柱。
3.如权利要求1所述的用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统，其特征是，梁包括有工字型主梁及倒T型副梁。
4.如权利要求1所述的用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统，其特征是，镀锌热轧角钢、镀锌钢板以及梁、柱间是以螺栓结合。
5.如权利要求1所述的用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统，其特征是，镀锌热轧角钢及镀锌钢板是组装主梁下部倒T型及副梁部分，并组装梁结合加劲版，主梁下部铺放钢承版，组装主梁上部T型部分，于梁上组装镀锌墙体下槽，于墙体下槽上组装主、副柱部分，于主、副柱部分组装镀锌墙体上槽，另组装有镀锌墙体立柱、横支杆、拉力杆、斜撑补强对象及镀锌墙体扩张网。
6.一种用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统工法，其特征是，其步骤包括运用热轧角钢组装主梁下部倒T型及副梁部分；组装梁结合加劲版；铺放钢承版；运用热轧角钢组装主梁上部T型部分；组装镀锌墙体下槽；运用热轧角钢组装主、副柱部分；组装镀锌墙体上槽；组装镀锌墙体立柱及横支杆；组装拉力杆及斜撑补强对象；组装镀锌墙体扩张网；以及按此程序重复楼层施作，水电及其它配合工程施作。
7.如权利要求6所述的用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统工法，其特征是，梁、柱部份是由镀锌热轧角钢及镀锌钢板组成。
8.如权利要求6所述的用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统工法，其特征是，在组装主梁下部倒T型及副梁部分步骤之前，依序进行施工计划、备料图、仓储，柱、版壁体备料裁切，材料运抵工址，以及放样的步骤。
9.如权利要求6所述的用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统工法，其特征是，在水电及其它配合工程施作步骤之后，依序进行骨架及管路检查，轻质混凝土浇筑，以及后续内外装处理的步骤。
全文摘要
一种运用热轧角钢所组合的轻质钢骨混凝土二元构造系统及其工法，是运用热轧万能角钢的模块特性，搭配轻质混凝土，构成建筑主体构造为全螺栓、无焊接、全镀锌的主体构造方式，包括以最简单的角钢组件及螺栓，来简便的组装成建筑构造中的梁柱骨架，并与墙体、版体有良好的组构方式，以提供更快速、经济且性能良好，具高度竞争力及取代传统中低层建筑构造方式的建筑构造与工法。
文档编号E04B1/00GK1553013SQ0314081
公开日2004年12月8日 申请日期2003年6月4日 优先权日2003年6月4日
发明者刘志鹏 申请人:刘志鹏