用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统的制作方法

专利名称：：用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及组合砖石结构，特别是带有后张紧加强件的结构。本发明一般涉及所有类型的采用常用砂浆和空心砌块或砖块组合的普通建筑，本发明还涉及其他的结构建筑装置。
背景技术：
：本发明所述的新颖组合砖石结构是一种建筑系统，设计成易于在任何场合快速安装，而不需要砂浆、水或动力。单在美国就有超过4000家砌块制造公司。一直以来，建筑砌块和砖块以两种方法中的任一种彼此连接。第一种方法是借助重力，包括堆叠、拱起或飞拱(flyingbuttress)。第二种方法是借助砂浆连接或砂浆同类方法连接，诸如各种类型的砂浆、环氧，或者芯部填充有混凝土的砌块，带有或者不带有加强钢条块(钢筋)。这种连接通常包括接头处带有加强铁丝的砂浆，还在砖石单元之间包括带有混凝土和钢筋的连接件，所述连接件的形状诸如结合梁砌块或墩座砌块。如果加强装置用于砌块，则通常借助置于称为管道的腔中的长钢筋或长钢杆或绞接绳缆来实现。常用加强件不具有钢制加强件的任何张力，无论是预张紧还是后张紧。建筑工程和
技术领域：
的熟练技术人员知道，预张紧和后张紧增加了混凝土单元的总体强度。直到最近，后张紧仍然仅用于完全堆叠的砌块，且与每层之间设置砂浆相结合。迄今为止，大多数带有杆和板的专用砌块系统的设计都非常复杂，且需要建筑设计师和工程师具有高超的技巧。在2005年的稍后的几个月中，一种称为"Bolt-A-Blok"的螺栓、砌块和条块系统新技术引入了一种基本的规格化后张紧技术，其中使用松散的条块作为穿过混凝土砖石单元(CMU)或砌块的空腔(或管道)的锚定件。条块(锚定件)具有孔，这些孔可以带有螺紋，也可以不带螺紋，然后用基本上作为筋条(tendon)的贯穿螺栓分别连接。螺栓(筋条)和条块(锚定件)网格要求在放置条块时小心谨慎，以便确保筋条和锚定件加强网络的均匀性。在一种称为"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"的新系统中所描述的这种改进方法和系统已经4皮设计出来，其基本上将条块均匀"定位"在混凝土砖石单元(CMU)的凹陷腔或坑穴中。通过在制造砌块过程中将条块嵌入CMU中，这种新系统的另一种实施例完全省略了条块放置过程。这些新的配置消除了相邻CMU之间的任何间隙。不再需要空间的填充或填塞。还描述了各种其他实施例和改进方案，它们大大改善了在作为已有技术的Bolt-A-Blok系统中首次引入的后张紧系统。A、介绍所要解决的问题由于大多数砖石结构使用砂浆，所以需要几样东西。首先，砂浆需要丞。第二，在大多数情况下，铺设砌块需要熟练的砌块或砖块工人。第三，通常需要动力装置来混合砂浆。第四，需要精心制作的支撑件和加强件，直到砂浆固结并且达到其强度为止。在固结期间，总体结构对风、严酷温度和其他自然气候和环境条件都表现为非常"脆弱"。固结期间，居住和使用这些结构是不明智之举。在结构的高度上增加额外的砌块之前，脚手架通常留在位置上，等待固结到一定程度。如果没有进行适当的准备工作并给予照顾来降低环境影响，则砂浆或总体结构可能会出现裂缝以及结构强度减弱。加强装置51通常用来增加强度(如图4D所示)，但是仍然需要让支撑件或其他保护件保持就位并持续许多天甚至许多星期。采用砂浆的传统砖石结构通常具有平直区段50,它们交错开，并且带有铁丝网和少量钢筋(如图4C所示)。最后，一旦建成，传统砖石结构就变成固定结构。除非给常用砌块、钢筋和砂浆系统增加非常特殊且复杂的特征，这些结构基本上不能重新使用，为了移除必须"拆毁"。所述的每个要求都限制了传统的带有砂浆的砖石系统的使用。称为Bolt-A-Blok的新系统促进了对传统建筑系统及其限制的改进。Bolt-A-Blok系统不需要特殊技能来构造；不需要水和动力；不需要精心制作的支撑件；提供立即居住或使用；不需要固结时间；而且如果需要的话，可以再次使用，因为拆卸或移动的时候不会毁坏。Bolt-A-Blok系统是一种改进措施，减少了建造或重建的时间，并且只需要最小化的技能。较之传统砖石构造的结构而言，Bolt-A-Blok系统提供了强度更为优良和均匀的结构。虽然Bolt-A-Blok系统满足了传统砂浆和砌块建筑方法的许多常见要求，并消除了许多制约因素，但是该系统还是存在改进空间。这些改进由以下所述的"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"来实现。针对Bolt-A-Blok系统的改进之处包括a.消除了CMU之间的任何间隙。不需要对空间进行填充或填塞。b.精确地放置锚定条块。c.利用凹陷通道和嵌入式条块，建筑时间更短。d.利用嵌入式条块进行本发明的商业跟踪。e.更加强大的军事/防御应用以及防爆应用。f.利用定位协助更容易、更快地建造。g.利用卵形板件/垫片以及螺紋筋条，实现抗转动且快速的连接。B.现有技术之前很少有专利设备试图解决所述的问题。建筑工业在规格化后张紧系统方面几乎没有取得进展。既便如此，砌块甚至需要非常特别且通常复杂的配置来处理杆和板，然后教导了仅将杆限制在专用的砌块中。一种所述设备在授予Center的美国专利5,511,卯2(1996)中进行了说明，该专利公开了一种即时收费站(levy)砌块系统。这是一种专门为构造收费站而特别制造的复杂砌块，包括多个砌块、多个连接栓和多个柱杆。每个部件都单独设计和制造，而这里所述的新颖的"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"为混凝土砖石单元(CMU)采用了统一的、容易获得的砌块设计。另一种砌块设备在授予Farmer,Sr等人的美国专利5,809,732(1998)中进行了描述，该专利公开了一种带有嵌入式板件的砖石砌块。混凝土砖石砌块具有外部板件，所述板件锚定成穿过混凝土砖石砌块。在浇铸过程中，外部板件浇铸到模具中的混凝土砖石砌块中。该美国专利并未公开所述板件和金属件作为后张紧系统的一部分浇铸在空腔中，正如新颖的"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"所实现的那样。另一种建筑设备由授予Franklin等人的美国专利6,098,357(2000)所教导。该技术公开了一种模块化的预浇铸建筑砌块系统，包括墙体子系统和地基子系统。墙体子系统具有许多带腔的墙体单元，而预应力张紧绳缆浇铸在这些腔中。该文件公开了需要专门制造并且需要用水的预浇铸墙体和穿过绳缆，并且不能像"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统，，那样能够再次使用。而且，张紧系统也并没有成为一个整体或者放置在整个结构中。一种差不多能再次使用的系统49由授予Carney,Jr的美国专利6,178,714(2001)(如图4A和4B所示)公开。长杆贯穿专门铸造的砌块和预浇铸结构中的孔。该专利没有对预张紧或后张紧进行公开或声明。特定长度的杆、特定的砌块、特定的板件和复杂的系统需要动力设备来进行构造，不像"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"中的部件那样简单。授予Price的美国专利6,691,471(2004)公开了一种砂浆用量较少的墙体结构。这里，墙体结构包括预成形的、轻便的、堆叠的砌块所形成的支柱，所述砌块支柱通过细长的、垂直方向的支撑梁彼此连接。优选地，所述墙体结构借助一个或多个支架可操作地连接到一结构。所述梁和砌块都是特别配置的、不容易获得的，并且具有有限的用途。授予Richter等人的美国专利6,244,785(2001)公开了一种预浇铸的模块化加强杆(spar)系统，该系统具有端部开^:的圆柱状加强杆55,其截面相对均匀(如图5B所示)。加强杆部分通过接合拱形节段并堆叠这些部分而形成。该专利没有预示出本发明所涉及的"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"。其他一些设备实现了一种互锁的、砂浆用量较少的系统。但是，发现它们都没有示出如下面所述的本发明所涉及的结构组合的后张紧系统。一种所述互锁设备56的示例由授予Haener的美国专利4,640,071(1987)所公开。如图5C所示，公开了一种用来构造砂浆用量较少的墙体的混凝土砌块或类似物。所提供的设备包括一对平行隔开的垂直侧壁，它们具有平坦的底部和顶部，在其相对端部承载整体砌块互锁连接件和各种配置。所述侧壁借助这些配置整体连接。这也不同于"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"所公开的配置。同样，该美国专利也没有公开利用后张紧来增加结构整体性和强度。Bolt誦A-Blok系统由RogerMarsh等人于2005年11月10日提交，序列号为11/271,703。这种砂浆用量较少的基本系统公开了一种砖石结构，包括多个常规砖石砌块和/或砖块，所述常规砖石砌块和/或砖块通过多个金属板件和多个标准金属螺紋紧固件连接在一起，从而形成一种后张紧结构。该Bolt-A-Blok系统基本上在图3中示出。优选地，所述砌块借助简单的机械工具彼此可操作地连接成一种结构。每个互相连接产生一种规格化后张紧构件，当所述规格化后张紧构件互连到相邻构件时将形成一种强度比砂浆和加强砂浆制成的系统相对更高的结构。形成这种结构所用的方法是一种简单的、不用水的、砂浆用量较少的互连过程，所述互连过程通过将砌块和条块紧固成坚固耐用结构的一系列简单步骤完成。一旦连接，所述结构坚固耐用。要重点注意的是，因放置了条块33,所以相邻的砌块33之间存在较小的间隙44A。然后对这个缝隙进行填充或填塞以完成墙体表面。如果需要，该结构可以拆卸，部件可以再次使用。这种新颖的"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"针对Bolt-A-Blok系统带来了未被Bolt-A-Blok系统预料到的显著改善和改变。改进之处在于对条块(锚定件)的改进，以及加快了砂浆用量较少的系统的建造速度。凹陷和嵌入式特征消除了间隙，从而不需要填充过程。此外，若干实施例提供了强度更高的方案，拓宽了防御和反恐应用方面的应用。传统的后张紧单元52可以具有各种配置(如图4E所示)。迄今为止，这种技术基本上未明显应用在组合配置中。各个砌块彼此连接，现在，作为一种新的组合，就好像它们全部作为一件后张紧梁、桥梁、墙体或结构一样实施。这种"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统，，同样地适用于任何尺寸的混凝土砖石单元。传统后张紧加强件包括强度非常高的钢绞线或条块。通常，绞线用在水平应用场合中，诸如地基、板材、横梁和桥梁，而条块则用在垂直应用场合，诸如墙体和柱体。用于后张紧件的常用钢绞线的拉伸强度为每平方英寸270,000磅。这实际上与"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"所采用的各个标准螺栓和紧固件的特征是相悖的。在砖石单元之间采用板件、条块的后张紧方式是一种全新的将钢材和混凝土进行组合的方式，工程上是一种4艮好的实践方式。尚未有现有技术公开了"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"的全部特征和能力。截至目前已知内容，当前还不存在完全满足规格化的、后张紧的砖石砌块结构以及"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"全部需求的系统。相信这种以部件制造的、利用简单工具建造的、不需要砂浆的系统能提供较之砂浆结构更为坚固的结构，并且便于建成后即刻使用和居住。
发明内容已经开发出一种用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统，用于构建各种类型的砖石结构。用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统是一种建筑系统，利用条块和螺栓系统可拆卸地彼此连接每个空心砌块或砖块。这种连接形成了更坚固的、更快速的和更便宜的建筑构造。虽然三个主要部件一一条块、螺栓和砌块一一均牢固连接，但是根据需要可以完全拆卸连接装置。可以由非技术人员利用简单的扳手来实施用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统。不需要水、不需要专用工具(简单扳手足够)，不需要支撑件，并且所构造的结构能够即刻使用。改进的"用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统"的特征在于空心(导管)砖石单元，所述空心(导管)砖石单元包括凹陷的通道或坑穴或者带有嵌入式条块、紧固螺栓(筋条)和板件(锚定件)。这些新特征还公开了一种坚固耐用的完整板式锚定件，用于防御和反恐结构。目的和优点正如上面现有技术中所述的那样，用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统具有许多的优点。目前还不存在使用易于获得的部件并且易于实施的建筑系统。但是，通过使用规格化的后张紧技术，所述结构可以比使用砂浆的传统技术建造的结构更为坚固。表A示出了本发明相对于现有技术的Bolt-A-Blok系统的优势列表。表B示出了类似Bolt-A-Blok的系统相对于传统砂浆和砌块系统的优势列表。表A——本发明相对于Bolt-A-Blok系统的优势项目说明<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表B——类似Bolt-A-Blok的系统相对于传统的沙浆和砌块系统的优势<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>对于一名结构建筑领域的技术人员而言，特别是砖石、混凝土和钢结构领域的技术人员，容易理解示例中所示的本系统的特征适用于其他类型的建筑改进方案。A.附图包含在文中并组成本说明一部分的附图，说明了规格化后张紧砌块系统的优选实施例。附图连同以上给出的
发明内容部分和以下给出的具体实施方式部分用来解释规格化后张紧砌块系统的原理。但是，应该理解，规格化后张紧砌块系统并非限于所示的精确布置和功能。图1中包括的图1A和1B是规格化后张紧砌块系统的总体示意图；图1中包括的图1C和1D是标出了具体特征和部件的规格化后张紧砌块系统的总体示意图；图2A至2C是规格化后张紧砌块系统的一般细节和部件的示意图；图3是现有技术中Bolt-A-Blok系统(BABS)的示意图，该系统采用标准砖石单元以及外部条块和螺栓系统来建立后张紧系统；图4A至4E是另外的现有技术描述；图5A至5C是其他现有技术的示意图；图6描绘了凹陷通道、坑穴和嵌入式条块方案；图7A至7C示出了规格化后张紧砌块系统中位于CMU内的横向凹陷通道的细节；图8A和8B是带有用于凹陷通道的纵向条块系统的CMU;图9A至9G示出了用于规格化后张紧砌块系统的、带有坑穴凹陷砌块系统的CMU的示意图；图IOA至10C提供了用于规格化后张紧砌块系统的、带有嵌入式条块选择的CMU的示意图；图IIA和11B示出了带有横向嵌入式条块系统的CMU的示意图；图12A和12B示出了带有纵向嵌入式条块系统的CMU的示意图；图13A至13F示出了在用于规格化后张紧砌块系统的砌块中带有专用凹陷坑穴的CMU的示意图；图14A至14F示出了规格化后张紧砌块系统的可选择特征和通常应用的示意图；图15示出了规格化后张紧砌块系统的组装过程，包括步骤1至12，用于带有凹陷坑穴的CMU;图16A至16B示出了用在防御和反恐应用场合的规格化后张紧砌块系统的重型选择方案；图17示出了重型应用场合下的应用；图18A至18E示出了规格化后张紧砌块系统重型方案的应用场合示意图。B.附图标记30常用混凝土砖石单元——CMU31用于组装规格化后张紧砌块系统的一般部件一一凹陷条块定位通道31A用于组装规格化后张紧砌块系统的一般部件一一嵌入式条块31B用于组装规格化后张紧砌块系统的一般部件——专用卵形凹部32扳手33用于后张紧的锚定件，例如带有连接特征的条块34用于后张紧的筋条，例如螺栓35具有凹陷通道的混凝土砖石单元35A仅带有横向凹陷通道的混凝土砖石单元35B仅带有纵向凹陷通道的混凝土砖石单元36加长凹陷通道37具有坑穴凹部的混凝土砖石单元37A—些坑穴凹部"敲开"成开放通道的混凝土砖石单元38纟克穴凹部39具有嵌入式纵向锚定件(条块)的混凝土砖石单元40用于后张紧的纵向锚定件(条块)40A用于后张紧的嵌入式纵向锚定件(条块)41条块嵌入件的位置42带有嵌入式横向锚定件(条块)的混凝土砖石单元43用于后张紧的嵌入式横向锚定件(条块)43A用于后张紧的嵌入式横向锚定件(条块)的一部分44用于邻接CMU的接触(碰触)点44A相邻砌块之间的空间(现有技术)45用于锚定起始条块或板件的起始紧固件46基础装置设备(地基、板材、板件等)47用于砂浆用量较少的常用CMU组装方法的现有技术Bolt-A-Blok48CMU内的空腔48A专用CMU的空腔的深陷凹部49现有技术中的专用砌块和贯穿杆50常用砂浆和砌块壁区段51砌块系统中的现有技术钢筋52混凝土中的现有技术后张紧绳缆53杆——局部或全部设置螺紋54杆连接件55现有技术中的预浇铸模块化加强杆(spar)系统56现有技术中的机械堆叠的砌块配置57敲开特4正58较小的CMU例如砖块等59用于后张紧的卵形/椭圆形锚定件60敞开的敲开件以提供凹陷通道61加长条块62偏移(高或低)的嵌入式条块位置63中途嵌入式条块位置64带有凹陷腔的专用砌块，该凹陷腔用于进行后张紧的卵形/椭圆形锚定件65用于筋条的CMU孔66用于规格化后张紧的专用筋条67用于转动筋条(66)的装置例如六角形等67A用于转动筋条(66)的装置的俯视图68螺紋孔69专用筋条(66)的延伸部——轴或同等部件70专用筋条(66)的螺紋端71专用筋条(66)的锥尖/倒角端72卵形/椭圆形隔件73卵形隔件(72)内的孔74加宽的CMU75台肩76为筋条定位锚定板上的孔的倾斜装置76A为筋条定位锚定板上的孔的倾斜装置的替代方案77孑L78连接装置(粘结剂、粘性表面或同等装置)79初始墙脚沟槽80压实的背底填料、混凝土或同等材料81规格化后张紧筋条和锚定件的骨架82带有阻止水分渗入CMU之间的配置的专用CMU砌块83阻止水分渗入CMU之间的配置84锥形曲径配置85直角/方形曲径配置86具有可再次使用的部件的规格化后张紧砌块系统的组装过程87规格化后张紧砌块系统高强度配置(军事防御或反恐)的一般部件87A规格化后张紧砌块系统高强度配置(军事防御或反恐)的组装88用于后张紧的、全部覆盖CMU表面的板式锚定件89带有相对较小腔的高密度CMU90高强度筋条，例如#5或#8级钢或同等材料91用于连接到地基或已安装结构的混合锚定件92横向平台或桥梁93平台或桥梁支撑件94平台的负荷，例如人、设备或材料95车辆(军事或其他)96车辆的底盖或支撑结构97防爆底盖(bedcover)98锚定件(条块)上用于后张紧的通孔99锚定件(条块)上用于后张紧的螺紋孔100用于CMU中全宽度嵌入式锚定件(条块)的接触区域/孔100A用于CMU中部分宽度嵌入式锚定件(条块)的接触区域或孔具体实施方式本发明是一种建筑系统，称为用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统31。该后张紧系统仅包括少数不同类型的部件空心砌块35(及其他)，其中空腔48作为管道；一系列筋条(例如贯穿螺栓)34;和多个带有某些附加特征的简单锚定件(例如条块)33。该系统配置成使多个相邻的砌块35彼此邻接并接触而且借助筋条34和锚定件33可拆卸地彼此连接。这种连接形成一种结构，其由多个规格化的后张紧混凝土砖石单元(通常称为砌块或砖块)形成，总的来说较之以砂浆和标准加强件建造的普通砌块结构要坚固得多。建筑领域普通技术人员，特别是带有增强砖石结构的建筑领域的普通格化后张紧砌块系统31的部件。对于现有技术的改进之处在于，提供了一种建筑系统，其具有前面标有"目的和优点"的段落中所述的许多优势和好处。相对于稍新的Bolt-A-Blok技术的优势包括锚定条块的精确定位、利用凹陷的通道或嵌入式条块而更为节省建造时间、利用嵌入式条块商用跟踪本发明、更为坚固的军事/防御应用以及防爆应用、利用定位协助更容易、更快捷建造的特性，以及利用椭圆盘/垫片和螺紋筋条实现抗转动和快速连接的特性。在图1和2、图6至14和图16中示出了用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统31的一个完整操作实施例以及替代实施例。在附图和说明中，要特别注意，附图和操作描绘了本发明的一般构造。该系统的优选实施例仅由如图所示的少数部件构成。为了让本领域技术人员理解这种用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统31的重要性和功能，适当详细地描述和说明了这些部件的各种重要特征。包含在此并作为本说明书一部分的附图，示出了用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统31的优选实施例。附图连同以上给出的
发明内容以及以下31的原理。但是，应该理解，用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统31并不仅限于所示的精确布置和方式。图1A和1B是用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统31和31A的一般示意图。在图1A中，示出了用于条块实施例的凹陷通道实施例，而在图1B中，描绘了嵌入式条块方案。图1C和1D是规格化后张紧砌块系统31和31A的一般示意图，指出了具体的特征和部件。在图ia中示出并带有图1C中所示部件和特征的规格化后张紧砌块系统31是优选实施例。以下所示和所述的其他构造均为替代实施例。这里，示出了带有坑穴凹部38的混凝土砖石单元37堆叠在一起，作为一般构造31。坑穴凹部38中可以放置条块33。每个CMU砌块37接触相邻的砌块，如接触"闭合"点44所示。这相对现有技术而言是非常显著的改进，因为加速了组装以及消除了CMU之间的间隙。显然，条块33和螺栓34可以由许多种材料制造，包括但不限于金属(例如钢、不锈钢、钛、黄铜、铝等)，可以用复合材料制造(包括塑料和加强塑料、加强的树脂基材料，等等)，以及其他适合为后张紧系统构造筋条和锚定件的材料。堆叠件31借助锚定件45安装到基础装置46上。同样，也示出了带有嵌入式条块31A的其他实施例。条块33制造到混凝土砖石单元42内。螺栓/筋条34分别接合每个锚定件/条块33。整个堆叠件34借助基础锚定件45安装到基础装置46上。图2A至2C是规格化后张紧砌块系统31的另外一些一般细节和部件。在图2A中，示出了凹陷坑穴38。坑穴38配置到CMU的最上侧表面中，允许放置条块33。这些条块可以是横条33或纵条40。优选地，在制造砌块本身时，凹陷坑穴38可以制造到CMU中。作为替代方案，如果二次操作中有需要，所述凹部可以在标准砌块中切削或磨削而成。这种二次操作可以发生于制造场所或者建造结构的工地。这些凹部名义上与条块尺寸相同，当然会带有一些额外的间隙，以便于条块33、40滑动配合到坑穴38中并且统一定位。这种间隙可以根据经验来确定，千分之几英寸的间隙预计便于建造。不指定具体尺寸，所以目的并非在于限制本发明的范围和精神。在图2B中，可选的CMU31A具有嵌入式条块CMU42，图中显示出条块40A制造在CMU内。在图2C中，描绘了条块33、螺栓34和扳手32。要注意，图3至5是砖石结构和后张紧结构的现有技术示意图。这些内容已经在上面的
背景技术：
部分进行了讨论。但是，知道这些现有构造和建造31的独特特征提供了重要的背景知识。许多年来，实际上已经超过一个世纪，砖石工人和建筑工人、建筑师和工程师，已经在使用空心砖石砌块和砖块了。同样，也非常容易获得钢条块和各种紧固件。但是，没人教导或者研制出这种独特、简单的组合，将之作为建筑技术的明显延伸。图6描绘了凹陷通道、坑穴和嵌入式条块方案。示出常见CMU30作为参考。示出了带有凹陷通道35的CMU。通道36可以横向或纵向配置，并横穿壁板的全部宽度。CMU的另一种实施例是带有坑穴37的CMU。这些坑穴37仅位于CMU内部。这种CMU在CMU外部具有"敲开"特征57。如果需要条块穿过CMU外表面延伸，则通过敲开砌块的侧壁来筒单地去除敲开件57。进一步的细节在以下说明。示出的其他实施例为带有嵌入式条块39和42的CMU。这里，横向条块43在特定位置41嵌入到CMU42中。同样，对于纵向条块40A而言，其在特定位置41嵌入到嵌入式CMU39中。最后，描绘了小型CMU草药58,例如砖块，其具有空腔，用作后张紧系统的管道。图7A至7C示出了用于带有横向凹陷通道的CMU的规格化后张紧砌块系统31。在图7A中示出的是一种类型，其特征在于，CMU35A带有完全凹陷的通道36。这种延伸的通道36允许条块33穿过CMU35A的全部宽度。凹陷通道36横穿CMU35A的中空芯部48。示出的其他特征是通孔98,带有穿过条块33的光孔；和螺紋孔99，其具有内螺紋，以与贯穿螺栓34连接。在图7B中示出了用于接收横向条块33的另一种构造。这里，CMU37具有坑穴凹部38。在这种CMU37中，条块33仅部分地横穿CMU37的宽度。这包括条块33延伸到CMU37的边缘。本领域技术人员理解，条块33可以更为迅速地置于坑穴凹部38内。对于CMU37侧部美观而言，重要的是不会有任何条块像上述CMU35A那样伸出到CMU边缘。这些坑穴凹部确实具有刻线敲开特征57,这个特征允许去除(即，"敲开或切开")侧部区段并允许放置加长条块。这种特征在以下说明。在图7C中，示出了较小的CMU58。这种CMU可能是通常称为砖块的CMU。在这种构造中，描绘了较小的条块或椭圓锚定件59。这些椭圆锚定件59也具有用于将筋条34连接到锚定件59的通孔98和螺紋孔99。图8A和8B示出了规格化后张紧砌块系统31的细节，用于纵向构型中具有加长凹陷通道36的CMU。在图8A中描绘了其中一种，其特征在于，CMU35B具有完全的凹陷通道36。这种加长通道36允许纵向条块40贯穿CMU35B的全部长度。该凹陷通道36横穿CMU35B的全部中空芯部48。在图8B中示出了另一种用来接收横向条块33的构造。这里，CMU37具有坑穴凹部38。在该CMU37中，条块33仅纵向延伸，且仅沿着CMU延伸其局部长度。这样就包含了延伸到CMU37边缘的条块40。所示的其他特征是通孔98，带有穿过条块40的光孔；和螺紋孔99，其具有内螺紋，以与贯穿螺栓34连接。本领域技术人员理解，可以更为迅速地将条块33置于坑穴凹部38内。对于CMU37侧部美观而言，重要的是不让任何条块像上述CMU35B那样伸出到CMU边缘。这些用于纵向条块40的坑穴凹部的确具有刻线敲开特征57,该特征允许去除(即，"敲开或切开")侧部区段，并允许放置加长条块。这种敲开特征在以下说明。图9A至9G示出了在两个方向具有坑穴凹部的砌块系统37的CMU的其他示意图。图9A示出了带有坑穴37和敲开特征57的CMU(砌块)。图9B示出了带有凹陷坑穴37的CMU，其中放置有纵向条块40。图9C示出了同类带有凹陷坑穴37的CMU，两个横向条块33置于其中。在图9D中，已经除去了敲开特征57,并在CMU37A(带有开放的敲开件)中形成开放的敲开件60。这样形成了一种可以放置加长条块61的贯穿通道。在图9E中示出了加长条块61穿过该开放的敲开件60的构造。在图9F和9G中，示出了类似的敲开特征60，其带有处于横向位置的加长条块61。这些敲开特征60可以在砌块制造地点、二次场所或工地制造。可以通过敲击刻线敲开件57或通过切削或磨削标准CMU30以形成加长通道36来完成。图10A至10C提供了用于规格化后张紧砌块系统31A的嵌入式条块方案的示意图。这里，CMU具有嵌入式横向条块33和纵向条块40A。图10A示出了标准CMU30作为参考。在图10B中，示出了位于CMU42中的横向嵌入式条块43。建筑工程领域的技术人员理解在特定位置41嵌入条块43的能力。该位置41可以变化，可以大约位于CMU中途63，或可以更为靠近CMU的一个表面而距离相对的表面隔开较大的距离62。图IOC描绘了对纵向定位的嵌入式条块40A提供相同距离的方案62、63。这些CMU39示出了就位的纵向条块40A。建筑
技术领域：
的技术人员非常了解，位于不同距离62、63的嵌入式条块，在条块更靠近顶表面62时，具有组装优势，而在条块40A位于中途位置63时，规格化后张紧砌块系统31A应该具有更为均匀的强度。图11A和.11B示出了带有横向嵌入式条块43的CMU42的更多示意图。图11A示出了嵌入式横向条块43延伸CMU42的全部宽度。这种延伸是在接触开口IOO内发生的，该接触开口穿过CMU2的侧壁延伸。在图IIB中，嵌入式横向条块43地仅部分穿过侧壁，如局部接触开口IOOA所示。可以发现，嵌入件的位置41可以变化，正如图10中所示。图12A和12B示出了带有纵向嵌入式条块40A的CMU39的额外示意图。图12A示出的嵌入式纵向条块40A延伸CMU39的全部长度。这种延伸部位于穿过CMU39侧壁延伸的接触开口100内。在图12B中，嵌入式纵向条块40A仅部分穿过所述侧壁，如局部接触开口IOOA所示。还是可以注意到，嵌入件的位置41可以变化，如图IO所示。图13A至图13F示出了CMU64的示意图，CMU64带有位于砌块中的专用凹陷坑穴48A，CMU64应用在专用的规格化后张紧砌块系统31B中。图13A中的示意图示出了标准CMU30用作参考。图13B中的示意图描绘了带有专用深陷凹部48A的CMU64。在该CMU64中示出了用于筋条的开口65。图13C示出了该专用规格化后张紧砌块系统31B的其他部件。包括专用筋条66,所述盘条在一端上具有螺紋70和锥尖71。延伸部或杆区段68通过整体接合所述端部而基本上形成筋条69。所述专用筋条66在相对端具有转动筋条的装置67。所述转动筋条的装置67的内部是带有螺紋的开口68，以接收其他筋条。同在图13C中的是装置67A的俯视图，该俯视图也描绘了内螺紋开口68。卵形隔件72带有光滑的非螺紋开口73,完成专用规格化后张紧砌块系统31B的部件。图13D的示意图描绘了专用CMU64的俯视图，示出了卵形隔件72。由于为卵形配置，所以隔件72放入专用凹部48A内后不能转动。在图13E中，示出的卵形隔件72铺设在专用凹部48A底部。该隔件72提供了表面，利用该表面，筋条66可以容易地被装置67转动和柠紧。后张紧领域的技术人员明白，保持在隔件72上的筋条66形成了一种规格化的组合，正如本发明其它部分所述的那样。图13F示出了带有各种特征的专用CMU64的端^L图。图14A至14F示出了规格化后张紧砌块系统31的普通特征和使用示意图。在图14A中，利用CMU30建造普通墙体。较宽型号的CMU74堆叠放置。该较宽的一组CMU有效地形成台肩75。台肩75允许构造地面板坯(slab)或者沿着台肩75放置其他机构，例如地板或屋顶桁架。CMU尺寸各异的建筑领域内的技术人员应该明白，这种较宽的砌块74和台肩75配置易于适配各种与规格化后张紧砌块系统31—起使用的CMU。在图14B所示的示意图中，较宽的砌块74放置在CMU30堆叠件的基部，以限定墙体。在该示意图中，通过挖掘沟槽79形成初始墙脚位置。较宽的砌块74放置并铺设在沟槽79内。然后连接其他用于规格化后张紧砌块系统31的CMU，构造垂直结构。然后放置压实的填料或其他聚集料80，形成坚固的结构。建筑领域的技术人员明白，这种配置可以提供坚固耐用的地基而不需要任何混凝土。在图14C中，示出了协助规格化后张紧砌块系统31的其他特征。这里，提供了使用锚定条块33定位螺栓或筋条34(未示出)端部的倾斜装置76、76A。定位装置76、76A可以整体制造到锚定条块33内，或者可以单独制造，然后借助某些连接装置78例如粘结剂、粘性表面等等连接到条块33。图14D是规格化后张紧筋条和锚定件的骨架81的示意图。该视图未示出CMU。但是，描绘了用来形成规格化后张紧砌块系统31的筋条34和各种尺寸的锚定条块33、40、61之间的配置和相互连接关系。这种锚定件和筋条(位于CMU的空腔48内部)骨架是规格化后张紧砌块系统31强度理论的主体因素。图14E和14F是协助防止水分侵入砌块的专用配置的骨架。在较少使用砂浆的系统中，间隙会让一些水通过该间隙渗入，即使该间隙非常小。图14E示出的专用CMU砌块82带有配置83,以阻止水分渗入CMU之间。这种配置可以具有各种形状和设计。在图14F中示出了两种所述配置83。这里，叙述了倾斜曲径式配置84和直角/方形曲径式配置85。曲径设计领域的技术人员明白，这些配置并非用于限制，而仅仅是这些设计的构思范围内可以实现相同功能的许多设计的示例。图16A和16B是用在防御和反恐应用场合的规格化后张紧砌块系统87重载方案。全部CMU89仍然通过空腔连接到锚定件和筋条。但是，防御性CMU89具有更厚的壁，导致腔48更小。筋条90可以是标准等级(No.2)的贯穿螺栓或强度更高(No.5或No.8)的贯穿螺栓，以便提供更大的后张紧能力。锚定件88是整块板。这样消除了现有技术的Bolt-A-Blok中存在的间隙。这些板件88通常用高强度金属例如钢(高强度合金钢、标准等级钢、不锈钢等)制造，或者由高强度复合材料制造。板件88可以表面抛光、涂覆或未涂覆。如果施加涂层，则所述板件还可以特别施加沥青、硅酮或类似的外涂层，从而在CMU87和板件88之间提供额外的密封效果。图16A示出的用于每个腔的筋条90借助板件88上的螺紋开口98连接到板件88。非螺紋通孔99的位置用于放置下一根筋条，以连接下层板件。图16B示出了防御性规格化后张紧砌块系统87的一个替代实施例。这里，根据需要，可以使用多根筋条90来形成更为巨大的后张紧件。额外的筋条90将要求锚定^tl件88内i殳置对应的额外开口98、99。这里所述的细节仅作为示例而非用于限制。再次重申，建材领域的技术人员明白，所有的材料示例都可以用性质类似的塑料和复合材料替换，并且仍旧落入本发明的范围和构思内。正如建筑领域普通技术人员从上述实施例中领会的那样，可以添加其他用来说明用于砖石结构的规格化后张紧砌块系统31的专用部件。优选实施例的搡作新的规格化后张紧砌块系统81已经在上述实施例中进行了说明。以下说明所述设备的操作方式。要注意的是，以上说明和这里所述的操作必须放在一起，以便全面理解规格化后张紧砌块系统31的概念。图15示出了规格化后张紧砌块系统31的组装过程86，包括步骤1到步骤12。所示的过程用于具有凹陷通道36的CMU，但是一般流程对于规格化后张紧砌块系统31所有的不同实施例都是类似的。在表C中示出了对应于图15所示步骤的12个步骤。如果希望的结构需要额外的CMU，则重复这些步骤。表C一一组装过程<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>这是为了形成顺转砌合配置的墙体)11将另外两件锚定件/条块33置于第三CMU35向上延伸的凹陷通道36内，并将另外两才艮筋条/贯穿螺4全34置于第三CMU35最上侧锚定件/条块33的通孔99内12(用扳手或同等工具)将第三组两根筋条/贯穿螺栓34拧紧在第一和第二CMU35最上侧锚定件/条块33的螺紋孔98中重复该过程，直到完成该结构图17示出了重载应用场合87A的应用。在该示例中，以类似于图15所示过程放置并组装一系列重载CMU89。但是，锚定条块33现在是完整表面的板件88。筋条90为高强度贯穿螺栓或其他坚固耐用的筋条。此外，起始基部锚定件可以具有各种配置91，用来连接到混凝土垫层，导至石块，或者直接连接到地层。所述各种配置91可以具有可变长度，以适应建筑需要。切切注意，这些规格化后张紧砌块系统87结构可以快速建立，而后快速拆卸，用于拆除、运输和再次使用。图18A至18E示出了规格化后张紧砌块系统31的重载方案87的应用示意图。图18A是布置在水平堆叠件中的重载CMU89的侧视图，重载板件88作为锚定件包含在每个重载CMU89之间。虽然示出为较短的横向平台或桥梁92，但是建筑领域的技术人员明白如何扩展该示例以用于更大的区段和结构。还要注意，平台92端部需要一些高强度支撑件93。图18B描绘了相同的示例平台92，所述平台92上施加有来自人员、设备或材料的载荷94。这里所示的平台配置以及上面图17所示的墙体87A，本身可以用于许多不同的路障、建筑物、桥梁或其他反恐或防御性军事应用方面的坚固防护结构。置于重载CMU89之间的完整板件88是这些应用的关键因素。其他用途在以下的表D中列出。图18C至18E描述了规格化后张紧砌块系统31重载方案87的非常特殊的应用。在图18C中，示出了用于军事任务的车辆例如卡车95或半履带式车辆。车辆95在其通常安置军事人员的后段具有底盖或支撑结构96。在图18D中，再次示出了所述底盖或支撑结构96。然后，在图18E中，安装专用的耐爆或防爆底盖盖板97或地板。该地板是重载型87规格化后张紧砌块系统31。结果为易于安装的掩体，其重量大大小于传统几英寸厚的铠装板。可以由使用车辆的人员快速完成防爆底盖盖板97的安装工作。需要军队的验证测试来证明它是防爆结构还是耐爆结构。但是，较之纯钢方案而言，防爆底盖盖板97的成本显著降低，而且可以快速部署使用。规格化后张紧砌块系统31的各种其他用途在表D——用途示例中说明。这些其他用途类似于规格化后张紧Bolt-A-Blok系统的用途。但是，本发明的规格化后张紧砌块系统31针对这些用途具有许多上述的额外改善效果。表D——用途示例项目说明1全部的通用建筑建造墙体、围墙和建筑物隔墙地基地板和桥梁下的墩座壁炉和烟道挡土墙装饰面板-直的或弯曲的垂直、水平、平整或弯曲的墙体自支撑主体使用规格化后张紧砌块系统31构造隔墙构造可以预组装成任何尺寸或形状的区段。然后用起重机设置就位，特别是在以常规方式铺设建筑单元不安全的区域，例如建筑物顶部与标准过梁一起使用屋顶平台门口或多层建筑物的台阶将规格化后张紧砌块系统31组装成任意配置的墙体、筒仓、墩座、拒台、墙体、弯头墙体、T形墙体、U形墙体、和方形墙体2桥梁、收费站(levy)和高速路收费站/堤坝，维修破损的收费站，建造新的收费站、墩座。箱体、实<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>根据具体部件和操作的说明，应该理解，规格化后张紧砌块系统31并非仅限于所公开的实施例。规格化后张紧砌块系统31的特征旨在概括包含于说明书构思和范围内的各种改型方案或等同布置。权利要求1.一种利用规格化后张紧加强件建造砖石结构的建筑系统，该系统包括a)多个混凝土砖石单元，带有用于放置锚定条块的专用特征，每个单元具有至少一个腔，每个单元具有最上侧平面和最下侧平面，所述最上侧平面和最下侧平面内设置有空腔，并且每个单元的所述最上侧平面和最下侧平面基本上彼此平行；b)一个或多个锚定条块，每个锚定条块具有螺纹孔和相对较大的非螺纹孔，第一条块邻接砖石单元具有空腔的第一平面放置，而第二条块邻接砖石单元具有空腔的最上侧顶部平面放置，其中，第一和第二条块基本上彼此平行，且所述孔对准，使得最上侧条块的非螺纹孔对准最下侧条块的螺纹孔；c)多个用作筋条的紧固件，如果每个锚定条块上面存在对准的条块，则利用一装置刚性且可拆卸地将每个锚定条块首先连接到上面对准的条块，其次，将每个锚定条块连接到下方的条块，以使砖石单元插置在连接的条块之间；d)促使紧固件与条块连接的简单工具；和e)一组各种附件，以完成砖石结构，使其较之标准砖石砂浆结构具有相同和更优良的功能，从而，所述系统和部件组合提供了一种易于建造的结构，该结构具有一系列混凝土砖石单元，它们设置成各种结构配置，诸如行和列，并与其他单元邻接设置，该结构的特征在于一种规格化后张紧加强方法，该结构相对于砂浆和砖石单元结构提供更好的结构强度；该结构用通常设计且可以获得的材料制造；在砖石单元之间不存在间隙；并且提供一种可以由非技术工人借助简单工具组装和拆卸以再次使用其部件的结构。2.如权利要求1所述的建筑系统，其特征在于，带有用于放置锚定条块专用特征的混凝土砖石单元具有一个或多个特别放置的嵌入式条块，所述条块位于距离砖石单元最下侧表面的特定位置，从而所述混凝土砖石单元在其制造时就将所述条块置于其内，并且不需要松散的锚定条块来实施所述规格化后张紧加强方法。3.如权利要求2所述的建筑系统，其特征在于，所述一个或多个嵌入式条块沿着所述砖石单元宽度的横向方向放置。4.如权利要求2所述的建筑系统，其特征在于，所述嵌入式条块沿着所述砖石单元长度的纵向方向放置。5.如权利要求1所述的建筑系统，其特征在于，带有用于放置锚定条块专用特征的混凝土砖石单元具有一个或多个专用的凹部，称为混凝土砖石单元最上侧平面内的通道，从而所述凹部可以快速有效地用来定位用于所述规格化后张紧加强方法的锚定条块。6.如权利要求5所述的建筑系统，其特征在于，所述专用凹部从混凝土砖石单元的一个边缘完全延伸到相对的边缘。7.如权利要求6所述的建筑系统，其特征在于，所述专用凹部基本上沿着横向方向延伸。8.如权利要求6所述的建筑系统，其特征在于，所述专用凹部基本上沿着纵向方向延伸。9.如权利要求6所述的建筑系统，其特征在于，在同一个混凝土砖石单元中，所述专用凹部在横向和纵向两个方向延伸。10.如权利要求5所述的建筑系统，其特征在于，所述凹部设置为靠近所述单元的一个边缘但不与其共面，并延伸到靠近同一单元的相对边缘但不基本上形成用于放置锚定条块的坑穴。11.如权利要求10所述的建筑系统，其特征在于，所述坑穴在横向和纵向两个方向上延伸。12.如权利要求l所述的附件，其特征在于，定位筋条螺栓的倾斜装置放置在所述锚定条块上，从而所述倾斜装置协助引导筋条螺栓进入所述锚定条块的螺紋孔。13.如权利要求1所述的混凝土砖石单元，其特征在于，至少一行或多行混凝土砖石单元形成加宽单元，较之其上或其下的单元更宽，从而所述加宽单元为所构造的结构提供各种用途。14.如权利要求13所述的混凝土砖石单元，其特征在于，使用所述加宽单元的表面作为台肩，用于承载地板桁条、屋顶軒条或其他结构。15.如权利要求13所述的混凝土砖石单元，其特征在于，使用所述加宽单元的表面作为墙脚砌块，用于开始建筑物的地基，从而可以安装或建造所述地基，而不需要混凝土。16.—种用于具有规格化后张紧加强件的高强度砖石结构的建筑系统，该系统包4舌a)多个混凝土砖石单元，带有用于放置锚定条块的重载和专用特征，每个单元具有至少一个小腔，每个单元具有最上侧平面和最下侧平面，所述最上侧平面和最下侧平面内设置有空腔，并且每个单元的所述最上侧平面和最下侧平面基本上彼此平行；b)—系列锚定板件，每块锚定板件具有多个螺紋孔和多个相对较大的非螺紋孔，第一板件邻接砖石单元具有空腔的第一平面放置，而第二板件邻接砖石单元具有空腔的最上侧顶部平面放置，其中，第一和第二板件基本上彼此平行，且所述孔对准，使得最上侧板件的非螺紋孔对准最下侧板件的螺紋孔；c)多个用作筋条的紧固件，如果每个锚定板件上面存在对准的板件，则利用一装置刚性且可拆卸地将每个锚定板件首先连接到上面对准的板件，其次，将每个锚定板件连接到下方的板件，以使重载砖石单元插置在连接的板件之间；d)促使紧固件与板件连接的简单工具；和e)—组各种附件，以完成重载砖石结构，使其较之标准砖石砂浆结构具有相同和更优良的功能从而，所述系统和部件组合提供了一种易于建造的高强度结构，该结构具有一系列混凝土砖石单元，它们设置成各种结构配置，诸如行和列，并与其他单元邻接设置，该高强度结构的特征在于一种规格化后张紧加强方法，该高强度结构相对于砂浆和砖石单元结构提供更好的结构强度；该高强度结构用通常设计且可以获得的材料制造；在砖石单元之间不存在间隙；并且提供一种可以由非技术工人借助简单工具组装和拆卸以再次使用其部件的结构。17.如权利要求16所述的高强度砖石结构，其特征在于，所述结构配置为障碍物，从而所述障碍物可用于限制车辆移动、阻止恐怖活动以及保护人员。18.如权利要求16所述的高强度砖石结构，其特征在于，所述结构配置是水平平台，从而该平台可以用来为桥梁、道路和建筑物地板提供重载、防少暴表面。19.如权利要求16所述的高强度砖石结构，其特征在于，所述结构配置为组装并设置在车辆上的水平平台，从而该平台可以为车辆提供重载、防爆表面，以保护车辆容纳物，包括所运输的人员。20.—种用来建造具有规格化后张紧加强件的砖石结构的建筑系统，该系统包括a)多个混凝土砖石单元，带有用于放置锚定条块的专用特征，每个单元具有至少一个卵形凹腔，所述凹腔内具有阶梯状台肩和管道，每个单元具有最上侧平面和最下侧平面，并且每个单元的所述最上侧平面和最下侧平面基本上彼此平行；b)—个或多个卯形隔件，每个隔件具有非螺紋孔，所述隔件邻接每个砖石单元阶梯状凹腔的下表面放置；c)多个用作筋条的紧固件，放置到所述隔件的孔内形成组件，然后所述筋条放置到所述凹腔的管道内部，以使所述隔件插置在所述筋条和所述阶梯状台肩之间；和d)促使所述筋条相互连接的简单工具，从而，所述系统和部件组合提供了一种易于建造的结构，该结构具有一系列混凝土砖石单元，它们设置成各种结构配置，诸如行和列，并与其他单元邻接设置，所述筋条在所述台肩的表面上自由转动，其中，所述筋条隔件台肩组合形成混凝土砖石单元的卵形凹腔结构，其特征在于一种规格化后张紧加强方法，该结构相对于砂浆和砖石单元结构提供更好的结构强度；该结构用通常设计且可以获得的材料制造；在砖石单元之间不存在间隙；并且提供一种可以由非技术工人借助简单工具组装和拆卸以再次使用其部件的结构。全文摘要一种改进的砂浆用量较少的砖石结构，包括多个混凝土砖石单元，这些混凝土砖石单元彼此借助金属条块和金属螺纹紧固件彼此连接，从而形成用于后张紧结构的加强骨架系统。该改进的系统被研制出来用于建造各种类型的砖石结构。该系统的改进之处在于一种砖石单元，其带有凹陷通道、坑穴通道或者完全嵌入式条块作为锚定件。螺栓用作后张紧系统的筋条，作为管道横穿空腔。其他新颖特征教导了将坚固耐用的整板式锚定件以及用于防御或反恐结构的高强度筋条。这是一种改进的建筑系统，该系统借助条块和螺栓系统可拆卸地连接到每个具体的砖石单元。这种连接产生了一种更坚固、更快速和更便宜的砖石结构建筑。文档编号E04C5/08GK101400865SQ200680053837公开日2009年4月1日申请日期2006年5月5日优先权日2006年2月13日发明者帕特里夏·M·马什,罗格·F·马什申请人:罗格·F·马什;帕特里夏·M·马什