专利名称：建筑结构、元件及其构造方法
技术领域：
本发明涉及建筑构造，更具体地说，涉及到一种中空管状结构元件相互交叉的建筑结构，这种结构的构造方法，以及一个墙体及其中所使用的端部结合件。
正如人口爆炸以及房屋日益增涨的高价所引起的结果，普遍存在着愈来愈大比例的房屋短缺情况。近来，已经作出各种深度来提供一个标准化的和/或预制的建筑构件以及房屋积木式模件以提供较为便宜的，更易于构筑的房屋。尽管已经提供了各种形式的结构，但是那些元件的组装以及结构的架设仍需要可观的技巧，特别对于那些想要用于或最适合于大量生产和广泛应用的结构尤其是如此。再者，绝大多数预制的建筑构件是采取半完成的墙体形式，或者在一制造工厂内制成一个房间或单元模件，然后运送到一个建筑场地。这种办法包含了显著的运输问题以及连带的费用。
利用圆木或木材构筑成相互密接的墙体的建筑结构是众所周知的。这可见于例如美国专利号3，304，674;2，473，017和2，473，018。然而，这些圆木构成的墙体一般来说是较重的，同时需要复杂的加工或过度的人工和技巧来切割和成型这些元件。这种墙体的生产相对来说较贵而且一般地来说不适合于现场制造，除非用于较为不复杂的，粗糙的圆木墙体。这种结构的架设也需要可观的时间、人力以及各种物资。此外，把这些物资运送到建筑现场又包含了相当大的费用;再者，由于这些圆木或木材形成的墙体的性质，占有了相当大的体积，因此需要相当大的运输能力才能将这些部件移送到建筑场地。
上述问题的部分解决办法已由美国专利号4，619，089提供出来，该专利公开了一种建筑结构，该结构包括了若干个水平布置的中空管状结构件。然而，由这种方法以及由这些元件构成的结构有着严重的缺点，这也许由于过分依靠“圆木房间”的概念，换句话说，这就是假设水平放置的元件一定要相互接触的。这个概念，当转换到不同的材料和不同的工艺时，就产生了两个负效果;当采用传统的圆木房间时，两个相邻的圆木的至少其中之一要加工或成形为较宽的接触表面，主要为了较好的密封，而两个平行的金属管子之间的接触在理论上是一条线，实际上是一条很窄的带，加上由于这样的事实，这些管子是螺旋形缝焊的，甚至这个较窄的带实际上不是连续性的，这就造成了密封成为很大的问题。
第二负效果是由于这样的事实，由于不可避免的积累误差，由直径为d的n个相互接触的管子所组成的墙的高度不是正好等于nxd。其结果是，在那些管子端部的接合件不能很好互锁住，因此，在接头处不是充分起作用的，这样，就与上述专利文献中所说的(第4栏，6-12行)相反，与其说垂直负荷由互锁的接合件来承受，还不如说由管子来承受。
本发明的目的就是要克服上述现有技术的结构和元件的缺点和不利因素，而来提供一种建筑结构，在这种结构中，不使一个压在另一个上面的管状元件相互接触，而在它们之间具有一个间隙，当这些元件在结构的架设期间或架设以后，在此间隙中填以隔热和隔声的材料，诸如玻璃纤维及其类似物，从而在其中的垂直负荷由接合件来承受，而这些接合件是充分啮合在一起的，这样就能构成一个坚固的结构脊柱。
按照本发明，这个目的是在这样来完成的，提供一个接合件用于连接一个管状件的一端到具有一个同样接合件的至少一个另外的这样的管状件的一端，该接合件包括一个第一部分，其形状做成可与所说的管状件相配合并固定附着于所说的管状件的端部;还包括一个第二部分，基本上是平坦的部分，具有两个对面的，在装配时是上部和下部的边缘并在所说的管状件的纵向方向上延伸着，所说的平坦的部分在装配时是布置成基本上垂直的平面，还包括槽形缺口，相互对直，从每个所说的边缘延伸出去并基本上垂直于该边缘，所说的槽形缺口的宽度至少相等于所说的第二个，在所说的缺口位置处平坦部分的厚度;其中，至少在所说的缺口区域内，所说的第二部分的上部和下部边缘之间的距离超过所说的管状件的最大外部尺寸，以使当所说的管状件和所说的端部接合件在装配时，配置在同一个平面内的那些一个压在另一个上面的管状件之间形成了一个间隙。
本发明进一步提供了一个用于制造端部接合件的坯料，该坯料包括两个近似于半圆形的端部，并以中心线为准呈镜面对称;若干个小突出部与所说的半圆形端部成为一体并基本上从那里径向突出去;两个中间部分，每个中间部分具有一个第一部与所说的端部相连接，其宽度基本上相等于所说的近似于半圆形的端部的基部的长度，以及一个具有较大宽度的第二部;还包括一个中心部分，其宽度相等于所说的中间部分的第二部的宽度;所说的中间部分和所说的中心部分被两对槽形缺口间隔开，每对槽形缺口由两个相互对直的缺口所组成，每个缺口具有一个深度相等于所说的中心部分的宽度的至少四分之一，还具有一个宽度至少相等于所说的端部接合件所说的平坦部分的厚度。
本发明的另一目的是提供一个由一个端部接合件镶嵌进以及牢固连接到一个管状结构件所组成的组件。
本发明的另一目的是提供一个由上述端部接合件和管状件组成的墙体和一个建筑结构件。
本发明另一个重要的目的是提供一种方法用来架设一个建筑结构，该结构具有至少一对墙体，并包括以下步骤提供若干个墙元件，这些元件整个用一个套筒状的东西覆盖起来，该套筒状的东西是由隔热装置组成的;配置第一和第二基础用于所说的至少一对墙体以组成所说的建筑结构;安放所说的一对墙体的第一墙体的与所说的端部接合件连成一体的第一墙元件到所说的第一基础上;安放所说的一对墙体的第二墙体的与所说的端部接合件连成一体的第一墙元件到所说的第二基础上，将它的端部接合件啮合和夹持到所说的第一墙体的第一墙元件的端部接合件装置上;安放一个所说的第一墙体的第二墙元件到它的第一墙元件上面，将它的端部接合件啮合和夹持到所说的第二墙体的第一墙元件的接合件装置上;安放一个所说的第二墙体的第二墙元件到所说的它的第一墙元件上面，将它的端部接合件啮合和夹持到所说的第一墙体的第二墙元件的接合件装置上;安放一个所说的第一墙体的第n个墙元件到它的第(n-1)个墙元件上，将它的端部接合件啮合和夹持到所说的第二墙体的第(n-1)个墙元件的接合件装置上，以及安放一个所说的第二墙体的第n个墙元件到它的第(n-1)个墙元件上面，将它的端部接合件啮合和夹持到所说的第一墙体的第n个墙元件的端部接合件装置上。
本发明将结合某些最佳实施例并配合以下的附图来描述以使它更易于理解。
现请参阅详细的图示，并当强调的是图中所示的具体细节只是用举例的方法说明，其目的只是用本发明的最佳实施例来说明和为了提供那些相邻为最有用的和易于理解的本发明的原理和概念方面的描述。为此，并不打算将本发明的结构性细节较之需要对本发明有一个基本的了解更为详细地显示出来，结合附图的描述对于那些熟悉本行业的专业人员来说是清楚地作出了如何对本发明的几种方式在实际上可以加以实施。
附图简要说明
图1是本发明的一个端部接合件的轴测图;
图2示出了一个板状金属坯料，以此坯料制成图1所示的端部接合件;
图3示出了该端部接合件正被引入管状结构件;
图4示出了该端部接合件已座落在管状元件的里面，并以它的小突出部的端部被敲击盖住管状件的边缘以固定该端部接合件;
图5是本发明的结构的一个角部立面图;
图6示出了图5的结构的顶视图;
图7是图6所示的角部的轴测图，还示出了基础支承件;
图8A-8D是本发明的应用隔热材料到结构上的各种不同形式的示意图。
现参阅附图1，可以看到本发明的一个端部结合件2，最好由板状金属冲压而成，该结合件2包括一个第一部分4，其形状可装配进一个管状结构件(这将在下面进一步讨论)，并配置了可弯曲的小突出部6，该突出部6限定了第一部分4进入所述管状件的深度，到那时候，由于在其上锤击，或使顶尖8曲折，使得该端部接合件2的附件紧固到该管状件上。所述第一部分4由两个近似的半圆形片状物10组成，其一般的外形是一个圆形，其直径基本上等于上述管状件的内径d，可见于图3和图4。
进一步可见到一个第二个，基本上是平坦的部分12，该平坦部分12在装配时，分别具有上部和下部边缘14和16。在装配时，这个第二部分12的表面是配置在垂直平面内。该第二部分的宽度，即，下部到上部边缘的距离H基本上是大于上述管状件的外径D，正如从图5中清晰可见。这个特性的重要性将在下面进一步阐明。
进一步提供的是两对相互对直的槽形缺口18，其宽度W至少等于所述第二部分12的厚度t。所述槽形缺口18的深度h至少是四分之一的H，如图5所示，为了在墙体结构的角部处的那些端部接合件之间的接触用来承受全部负荷，这些端部接合件如图5，6和7中可见的相互锁住并在每个角部形成了一个坚固的“脊柱”，这样就支承了整个结构。
再可看到所述边缘14和16不是一直延伸到所述半圆形片状物10的上面，而是在该片状物之前降低一个短距离。这当然是需要的，因为第一部分4座落进管状件的里边一段距离，如果边缘14，16之间的距离H大于直径d，而又一直延伸到远至部分4，这将使第一部分4不可能进入管状件一个距离。
图2示出了图1中的端部接合件2所籍以制成的坯料。该坯料以中心线CL为准呈镜面对称状，从图中可以看出它的两端第一部分4是由近似的半圆形片状物10(严格说来，是圆的弓形体)组成的，而小突出部6则包括一个第一部7和一个第二部8，其形状最好为顶尖式。
还可看到的是两个中间部分20与第一部分4相连接。这些中间部分20的较大部其宽度等于H，如图1所示，并提供了边缘部14，16，同时，其余部的宽度则缩小到基本上等于所述片状物10的底部宽度。
还示出了一个中心部分22，其宽度等于H并配备了边缘部14，16。
该中心部分22和该中间部分20被两对槽形缺口18所隔开，每对由两个相互对直的缺口所组成，缺口的大小示于图1中。应当指出在缺口18的进口处是做成稍许向外张开的喇叭形，以便在结构的装配期间，易于使所述端部接合件相互插入。
按照这个坯料的放样，所述端部接合件2就可沿着虚线位置进行弯曲而制造出来。
图3示出了按照本发明的一个端部接合件正在被引入一个管状结构件中。管状件24可见为一个圆形截面的，其内径为d，该直径d也是接合件2的端部4的外径。还可看到该管状件是由卷绕带状金属板而制成的，这是一种已知的，用于生产任何长度的薄壁金属管的相对来说比较便宜的方法。
所述端部接合件2被推进所述管状件一直到所能进入的深度，这就是，直到那个小突出部6的可弯折的顶尖8座落到该管状件24的边缘26上为止。这个情况已如图4所示。余下要做的便是将顶尖8强力压靠在该管状件上，这可由锤击，卷边，或用一个简单的钳子来完成。
图5中的角部清楚地示出了那些墙元件Ⅰ，Ⅲ，Ⅴ的端部接合件2与那些墙元件Ⅱ和Ⅳ(所说墙元件定义为一个管状件24与一个端部接合件2所组成的)相啮合和互锁的方法将墙元件Ⅱ的下部缺口18(未示出)与墙元件Ⅰ的上部缺口18(未示出)相互锁;将墙元件Ⅱ的上部缺口18与墙元件Ⅲ的下部缺口18相互锁，以此类推。
从图5中也可清楚看出每个端部接合件2的下部边缘16搁在每个下面的端部接合件2的上部边缘14上，这样就可把负荷传递到地面上，并可使每个这样的角部的若干个压在上面的，互锁的端部接合件变成一个坚固的脊柱。
图5也清楚地说明了上述情况的效果，本发明的特征，这就是所述的端部接合件2的宽度H基本上大于所述管状件24的外径D，形成了间隙G，其尺寸为(H-D)。这样，在同一个墙体的一个盖在另一个上面那些墙元件2之间的中心距离为H，而在一个墙体的墙元件和另一个墙体的邻接的高的(或低的)墙元件之间的中心距离则为H/2。
图6中的虚线27表示了所述端部接合件2的一个变型，其中在图2中的中心线CL就用作坯料的弯折线，以代替在中心线CL两侧的两根弯折线。
图7是图5的角部的轴测视图，给出了对架设方法的说明。在那里提供了一个光滑的，平坦的和水平的基面28，最好由混凝土制成并以水泥砂浆抹平。在这个基面上放上一个基础32用于第一个墙体30，该基础32做成长条状，并以例如合成橡胶或其类似物制成，其厚度等于G/2并延伸到所述第一墙体的最底部的管状24的整个长度上(但不要低于所述端部接合件2)。再在一个预先准备好的，高度为(H+G)/2的升高的筋条34上面放上一个类似的长条状基础32，在此之后，墙体的架设就可开始了。
先将第一墙体30的最底部的墙元件放好以后，所述第二墙体36的最底部的墙元件接着就位，并以它的端部接合件2与所述第一墙体的最底部的墙元件的端部接合件进行互锁。
下一步就要如上述的将一层隔热材料施加上去，这将结合图8A-D更详细地加以说明。然后，将所述第一墙体的第二墙元件放上去，并与所述第二墙体的最底部的墙元件的端部接合件2进行互锁。用这样的方法，墙体就建立起来了，每个墙元件的端部接合件2被另一墙体的邻接的下面一个墙元件的端部接合件插入进去并进行互锁。所述隔热层，按照一种方法，是在同一个墙体的邻接的较高一个墙元件放上之前施加上去的。
图8A-D说明了配放隔热材料38的几种方法以充填和密封前述的间隙，并至少部分地包封住所述管状件。有若干个相对来说便宜的材料可用于这个目的，诸如在玻璃纤维的两面用防风雨的塑料做贴面所形成的垫层或其类似物。图示只是示意性的，用点划线来表示了隔热板或隔热垫层38。垫层38的厚度清晰地表示为间隙G尺寸的函数。显然，在实施例8C和8D中，间隙G容纳了两层，则垫层38的厚度大约为一半。
在图8A中，可看到板或垫层38是卷绕或曲折地通过间隙G的，而在图8B中，隔垫材料的宽带在管状件的两侧覆盖着，有点像屋顶板似的搭迭着。
实施例8C示出了另一个屋顶板似的现象，其中卷过的角度范围较大而且搭迭只是在一侧存在。
图8D所示的隔热是套管式的，并按照第二种方法来使用，最好不是在结构架设期间而是在这之前就配放好。适当宽度的带状物围绕着管状件24卷绕上去并用粘结剂或带索或夹子将之固定附着在上面。
尽管所述端部接合件2是从板状金属冲压出来或者从坯料弯折成的，但它们也可用别的方法来生产，举例来说，诸如压铸方法或注射成型的方法。
所述管状件24也可用金属或塑料挤压成型的方法来生产，或者，在某些低负荷的应用中，也可用纸板来生产，而且还可有除了圆形截面以外的形状。
显然，对于那些熟悉本行业的专业人员来说本发明不会限于前述实施例的，本发明可能以其他特殊方式来实施但又不背离本发明的精神或主要特性。因此，本发明的实施例应视为只用以说明而不是用以限制本发明的范围，这个范围已由权利要求书所指出，而所有的变化只要落入所述权利要求的等效物的意义和范围时从而意味着已被包含在内。
权利要求
1.一种建筑结构，元件，其特征在于，包括一个端部接合件用于连接一个管状件的一端到至少另一个具有一个同样接合件的这样的管状件的一端，该接合件包括一个第一部分，其形状做成可配合所说的管状件并牢固地附着在所说的端部；一个第二个，基本上是平坦的部分，具有两对面的，在装配时是一个上部和一个下部边缘，该边缘是在所说的管状件的纵向方向上延伸着，在装配时，所说的平坦部分是被配置在基本上是垂直的平面内；还包括槽形缺口，相互对直着，从每个所说的边缘延伸出去并基本上垂直于该边缘，所说的槽形缺口的宽度至少等于所的第二个，在所说的缺口位置处平坦部分的厚度；其中，至少在所说的缺口区域内，所说的第二部分的上部和下部边缘之间的距离超过所说的管状件的最大外部尺寸，以使当所说的管状件和所说的端部接合件在装配时，配置在同一个平面内的那些一个压在另一个上面的管状件之间形成了一个间隙。
2.根据权利要求1的端部结合件，其特征是，所说的槽形缺口的深度至少等于四分之一所说的上部和下部边缘之间的距离。
3.根据权利要求1的端部接合件，其特征是，所说的端部接合件是从一个板状金属坯料制成的。
4.根据权利要求1的端部接合件，其特征是，所说的端部接合件是由一个坯料制成，所说的坯料包括两个近似于半圆形状的端部，以其中心线为准呈镜面对准;若干个小突出部与所说的半圆形端部成为一体并基本上从那里径向突出去;两个中间部分，每个中间部分具有一个第一部与所说的端部相连接，其宽度基本上相等于所说的近似于半圆形的端部的基部的长度，以及一个具有较大宽度的第二部;还包括一个中心部分，其宽度相等于所说的中间部分的第二部的宽度，所说的中间部分和所说的中心部分被两对槽形缺口间隔开，每对槽形缺口由两个相互对直的缺口所组成，每个缺口具有一个深度相等于所说的中心部分的宽度的至少四分之一，还具有一个宽度至少相等于所说的端部接合件的所说的平坦部分的厚度。
5.根据权利要求4的端部接合件，其特征是，所说的坯料沿着每个所说的近似于半圆形的端部的基部被向上弯折90°，以及沿着位于所说的中心线两侧的那些线向下弯折两个90°以产生两个基本上平行的平面，该两个平行的平面的外面至外面之间的距离相等于所说的端部接合件的平坦部分的厚度，而其中所说的小突出部在与所说的半圆形部的区域接合处被向上弯折，以及在邻近于所说的小突出部的端部处被向下弯折。
6.一种建筑结构，元件的组合，包括一个端部接合件，所说的接合件具有多个小突出部从其第一部分延伸出去，所说的小突出部包括第一部和第二部;还包括一个管状结构件，其特征在于，所说的端部接合件的所说的第一部分被插入到所说的管状件的一端，其插入深度基本上相当于所说的小突出部的第一部的全长，而所说的小突出部的第二部被弯折到所说的管状件的所说的一端的边缘上以牢固地将所说的端部接合件和所说的管状件连接起来，而所说的接合件的上部和下部边缘之间的距离超过所说的管状件的最大外部尺寸，从而在所说的组合件叠放起来时，所说的端部接合件的上部边缘与放在其上面的组合件的下部边缘相接触，同时在一个盖在另一个上面的管状件之间产生了一个间隙。
7.一种建筑结构，元件的组合所形成的墙元件，其特征在于，该墙元件包括一个管状件，在所说的管状件的至少一个端部具有附加在其上的一个端部接合件。
8.根据权利要求6或7的墙元件，其特征是，还包括一个由隔热材料制成的套管包覆着所说的管状件。
9.根据权利要求7的墙元件，其特征是，所说的管状结构件是从螺旋形卷绕的钢带制成的。
10.根据权利要求7的墙元件，其特征是，所说的管状件具有一个圆形的截面。
11.一种建筑结构，元件的组合所形成的墙体，其特征在于，该墙体包括若干个水平配置的一个盖在另一个上面的墙元件，以及连接件装置用来固定和夹持在所说的墙元件的至少一个端部，从而在所说的一个盖在另一个上面的墙元件之间产生一个空隙。
12.根据权利要求11的墙体，其特征是，还包括隔热装置基本上填满了所说的一个盖在另一个上面的墙元件之间的所说的间隙。
13.一种建筑结构，元件的组合所形成的建筑物，其特征在于，该建筑物结构包括至少一对墙体，每个墙体包括若干个水平配置的和一个盖在另一个上面的墙元件，所说的那些墙体相交成角形的抵靠关系，而接合件装置用来容纳和夹持所说的墙元件的相倚靠的那些端部以形成一个角部，同时在所说的一对墙体的每个墙体的一个盖在另一个上面的墙元件之间产生一个间隙。
14.用于架设一个具有至少一对墙体的建筑结构的方法，其特征在于，包括下列步骤提供若干个墙元件;配备第一个和第二个基础用于所说的至少一对墙体，这些墙体构成了所说的建筑结构;配备用于隔热的装置;安放一个所说的一对墙体中的第一个墙体的第一个墙元件到所说的第一个基础上，所说的第一个墙元件装上所说的端部接合件;在所说的第一个墙体的第一个墙元件上施加至少一层所说的隔热装置;安放一个所说的一对墙体中的第二个墙体的第一个墙元件到所说的第二个基础上，所说的第一个墙元件装上所说的端部接合件，将此端部接合件与所说的第一墙体的第一个墙元件的端部接合件相啮合和夹持在一起;在所说的第二个墙体的第一个墙元件上施加至少一层所说的隔热装置;安放一个所说的第一个墙体的第二个墙元件到其第一个墙元件的上面，以其端部接合件与所说的第二个墙体的第一个墙元件的接合件装置相啮合和夹持在一起;在所说的第一个墙体的第二个墙元件上施加至少一层所说的隔热装置;安放一个所说的第二墙体的第二个墙元件到其第一个墙元件上面，以其端部接合件与所说的第一个墙体的第二个墙元件的接合件装置相啮合和夹持在一起;在所说的第二个墙体的第二个墙元件上施加至少一层所说的隔热装置;安放一个所说的第一墙体的第n个墙元件到其第(n-1)个墙元件上面，以其端部接合件与所说的第二个墙体的第(n-1)个墙元件的接合件装置相啮合和夹持在一起;在所说的第一墙体的第n个墙元件上施加至少一层所说的隔热装置，以及安放所说的第二个墙体的第n个墙元件到其第(n-1)个墙元件上面，以其端部接合件与所说的第一墙体的第n个墙元件的端部接合件相啮合和夹持在一起。
15.用于架设一个具有至少一对墙体的建筑结构的方法，其特征在于，包括下列步骤提供若干个墙元件，装上套管式的由隔热装置组成的包覆物用于包封所说的管状件;配备第一个和第二个基础用于构成所说的建筑结构的所说的至少一对墙体;安放一个所说的一对墙体的第一个墙体的第一个墙元件到所说的第一个基础上，所说的第一个墙元件装上所说的端部接合件;安放一个所说的一对墙体的第二个墙体的第一个墙元件到所说的第二个基础上，所说的第一个墙元件装上所说的端部接合件，将此端部接合件与所说的第一个墙体的第一个墙元件的端部接合件相啮合和夹持在一起;安放一个所说的第一墙体的第二个墙元件到其第一个墙元件上面，以其端部接合件与所说的第二个墙体的第一个墙元件的接合件装置相啮合和夹持在一起;安放一个所说的第二个墙体的第二个墙元件到其第一个墙元件上面，以其端部接合件与所说的第一墙体的第二个墙元件的接合件装置相啮合和夹持在一起;安放一个所说的第一墙体的第n个墙元件到其第(n-1)个墙元件上，以其端部接合件与所说的第二个墙体的第(n-1)个墙元件的接合件装置相啮合和夹持在一起;以及安放一个所说的第二个墙体的第n个墙元件到其第(n-1)个墙元件上面，以其端部接合件与所说的第一墙体的第n个墙元件的端部接合件相啮合和夹持在一起。
全文摘要
一种中空管状结构元件相互交叉的建筑结构，这种结构的构造方法，以及一个墙体及其中所使用的端部结合件。该建筑结构包括至少一对墙体，每个墙体包括若干个水平布置以及一个盖在另一个上面的墙元件，这些墙元件相交成角形的抵靠关系。一个接合件容纳和夹持所述墙元件的相抵靠的端部以形成一个角部，同时在一对墙体的每个墙体的一个盖在另一个上面的墙元件之间产生一个间隙。从而墙体负荷由相互接触的端部结合件来承受。
文档编号E04B1/00GK1075524SQ92100539
公开日1993年8月25日 申请日期1992年2月15日 优先权日1992年2月15日
发明者阿莱詹德罗·斯坦 申请人:阿莱詹德罗·斯坦