专利名称：拧紧应力的砌块墙系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用拧紧有螺纹的钢筋以产生应力的砌块墙系统。
典型的独立砌块墙是由一层层混凝土砌块或类似物砌成，各层间及各块体端头间用砂浆相连。混凝土砌块通常带有一个或一个以上的孔洞，在垂直方向贯通，以在墙中形成垂直孔道。按照建筑标准法规要求，将钢筋放入孔道中并灌入砂浆，构成连续的垂直芯柱。这类灌浆芯柱通常沿墙的长度方向间隔4英尺设置。而砌块中那些不构成芯柱的孔洞则常任其留空。为改善此类砌体墙的绝热性能，砌块孔洞可用绝热材料填充，以降低砌块内、外壁和由这类砌块组成的独立墙体的热传导。
授与庄生的第4,769,964号专利涉及一种可自行对正和自行校平的干砌绝热砌块墙结构。在该专利的砌块中，绝热材料制成可嵌入的芯块，嵌在砌块的孔洞或开孔中，借此改善形成墙体的砌块的相互咬合作用，同时亦降低内外壁之间和由这类砌块组成的墙体的热传导。在庄生专利中，绝热嵌块也有助于组成墙体的各砌块层自行对正和自行校平。为满足建筑法规关于沿墙的长度方向间隔一定距离设置连续的垂直灌浆芯柱的要求，个别的绝热嵌块可以从砌块除去，以在独立的墙中形成垂直的连续孔道。然后将钢筋插入除去绝热嵌块所形成孔道中，再灌入砂浆(或混凝土)，构成要求的灌浆芯柱。这类灌浆芯柱是用传统的方法在墙砌好之后注成的，以产生要求的结构增强。
在用上述庄生专利所涉及的混凝土砌块砌墙时，无需对砌好的墙施加预应力或后张拉。结构的稳定性是靠墙体砌完后墙内钢筋和灌浆芯柱的加强而得到的。在有灌浆芯柱的区段，其热传导比芯柱之间有绝热嵌块或留空的区段大，因此绝热性能较差。
理想的混凝土砌块墙可连续地利用沿墙的长度方向隔一定距离的拧紧应力，以综合庄生专利中绝热嵌块和通常灌浆芯柱所提供的增强作用两者的优点。
本发明的目的是提供一种改进的砌块墙系统。
本发明另一个目的是提供一种改进的绝热砌块墙系统。
本发明又一个目的是提供一种改进的砌块墙系统增强结构。
本发明进一步的目的是提供一种利用沿墙的长度方向隔一定距离的拧紧应力作增强作用的改进的砌块墙系统。
根据本发明的最佳实施例，拧紧应力砌块墙系统由多个砌块构成，每个砌块带有上、下两个表面，具有一空孔贯通该两表面。由增强结构的要求出发，隔一定距离有一根延长的垂直钢筋，一端锚固在墙砌起的底表面，垂直贯穿墙系统各层砌块的空孔。然后用一块压紧用的钢板件穿在钢筋上，放在最上一层砌块的上表面，再利用钢筋与钢板件之间的张拉作用对砌块的上表面施加压力。致使在有钢筋和钢板件的地方产生向下的压力，压在墙系统上。
图1是本发明最佳实施例的部分分解图；图2和3表示图1装置的使用方法；图4是与图1装置配合使用的混凝土砌块的顶视图；图5是图4所示砌块与图1装置配合使用时的端视图；图6是图4所示砌块的透视图；图7是图4、5和6所示砌块中所用嵌块的顶视图；图8是图7所示嵌块的侧视图；图9是图7所示嵌块的端视图；图10是图7、8和9所示嵌块的透视图11是图2和3所示一段墙体的顶视图。
现参照附图加以说明，在不同图面中所用的同一标号表示相同或类似的部件。首先说明图4、5和6。该三个图所示是根据本发明最佳实施例的改进的混凝土砌块10的外形。该砌块10有第一和第二纵壁，分别以12及14示之。当该砌块10与其他砌块相连接而形成一段拧紧应力的砌块墙系统时，此两纵壁即成为砌块墙垂直的内、外两壁面。
由图4、5和6可看到，砌块的标准尺寸为宽6英寸，高8英寸，长16英寸。显而易见，也可采用其他尺寸，只要保持图中砌块各部位的相对尺寸及位置即可。
纵壁12及14的厚度为1又1/4英寸，高8英寸，长16英寸。由图4和5可见，此两纵壁由两横壁或横肋16及17相连，使砌块10从上面俯视就像两个首尾对齐相连的H形(图4)。横肋16及17的上表面制成U形，由砌块10的上表面往下延伸约4英寸，其形状由图5的端视图可看清，其中16就是横肋。横肋17的形状相同，且与横肋16对齐。
横肋16和17上端的U形槽(或称椭园形开口)是用来放置和对准嵌入砌块中的绝热嵌块40用的，这类嵌块可在砌块10砌筑前或砌筑后嵌入。此外，横肋16和17顶部制成U形或椭园形的凹槽或开口，砌块成型过程中也较有利于混凝土或其他材料在注模时由流下。这个外形也减少了模芯从砌块脱出时的磨损，可延长此类模芯的寿命。
由图4和6可清楚看出，纵壁12和14在与横肋16和17相接的部位18和20较厚。这构成了用该类砌块砌成的墙系统的增强柱，也提高了该系统所用砌块的块体抗压强度。
当图4、5和6所示的砌块10用端头相连时(如不用干砌法，则采用标准厚度的砂浆55)，相邻砌块的端部形成一空孔，其形状和尺寸与每个砌块10中央所形成的空孔21相同。如此则在叠砌砌块时，绝热嵌块既可嵌入砌块中央的空孔，也可嵌入端头形成的空孔中，如图11所示。
在每个砌块10中央空孔21的两侧，成型时制出凹槽22和23，如图4和6所示，这些凹槽约1/8英寸深，沿纵壁12和14所构成的墙的中心线对称设置。
为改善用砌块10砌成的墙系统的绝热性能，需将楔形的绝热嵌块40(图7至10)塞入每个砌块中央由横肋16和17所形成的空孔21中。当相邻砌块端头连接时，所形成的空孔中也塞入绝热嵌块40。因为两相邻砌块连接时的空孔，其形状和尺寸与空孔21相同，所以绝热嵌块40只要求一种尺寸。绝热嵌块40成型时侧边制成垂直凹槽贯通整个高度。当砌块一层层叠砌时，每个绝热嵌块40在垂直方向与其他绝热嵌块对齐，而这些凹槽则成为砌块墙中水份垂直迁移的通道。
绝热嵌块40通常用低容重的泡沫绝热材料制成，譬如聚苯乙烯或其他同类材料。当这类嵌块40填在空孔21和相邻砌块的空孔时，这些嵌块40提高了墙体砌块10的绝热性能，并显著降低由墙面12或14传到另一面的热传导。
每个绝热嵌块40的两边有一对朝下的U形突出件——“耳朵”41和42，这些耳朵的形状正与横肋16和17的U形开口一致，其伸出长度约等于顺砌块10长度方向横肋16和17宽度之半。此点可由图11清楚看出。
每个绝热嵌块40的上部还有一对截锥形的突出物45和46，位于砌块中心点和侧边耳朵41和42外缘的中间。而每个绝热嵌块40的底部也有类似形状的凹穴50和51。位于下一层砌块10中的绝热嵌块40的突出物45和46正好伸入上一层砌块绝热嵌块底部的凹穴50和51中。嵌块的突出物45和46和凹穴50和51有助于嵌入绝热嵌块40的砌块10的对直，有便于墙的砌筑。因此，当用砌块10一层层叠砌构成一幅砌块墙时，绝热嵌块必会上下重叠，而突出物45和46与凹穴50和51之间即形成一种实际的咬合作用。
每个绝热嵌块40还有一U形的缺口48，由一侧往内伸入，略超过嵌块40本身的纵向中心线，贯通整个高度，此可由图10和11看出。这类缺口可作为墙体结构中间隔一定距离的增强钢筋穿过的通道，而不用作钢筋穿过时，也可用作电线埋设的通道。
许多地方建筑法规要求沿墙的长度隔一定距离在混凝土砌块墙中设置垂直钢筋。通常此距离约为4英尺。在传统的混凝土砌块墙中，这类垂直增强作用是靠所谓“灌浆芯柱”，即在贯穿整个墙高度各砌块的空孔中预设钢筋，再灌入砂浆或混凝土而形成。这种施工方法也可用于图4至6所示的砌块中。但是，显而易见，在芯柱的位置是没有插入嵌块40的，这样，在这类标准的增强芯柱的位置，墙的绝热性能会受损。
为保持这类砌块墙的良好绝热性能，也为了不用灌浆芯柱而提供要求的垂直增强作用，可使用图1所示的增强装置。该装置的使用方法由图2和3可见。每隔一定层数的重叠砌块10(图2及3仅示出两层)在空孔中穿放钢筋30，再在端部垂直套入“蝴蝶形”钢板32，使钢板32塞入最上层砌块10上表面的凹槽22和23中。
在墙体施工时，不论用砂浆或干砌，先要在砌起墙体的基底上埋入一截套筒螺丝31。然后将两端车出螺纹的增强钢筋30拧入套筒31内固定住，钢筋30向上穿过几层砌块10，然后再用已讲述的方法通过蝴蝶形钢板32施加拧紧应力。由图11可以看出，绝热嵌块40仍可塞入砌块10中央的空孔21内，也可塞入两个砌块端部形成的空孔中，先套住钢筋30，再轻轻向下压，塞入砌块的空孔。用此法可以保证即使已有穿过的钢筋30存在的地区，墙的绝热性能与没有增强钢筋30的地区一样。
当叠砌的砌块达到一定的层数时，将蝴蝶形钢板32经缺口38套在钢筋30上，使中心对准，且两端伸出的两对凸出件36和37落入砌块10顶部的凹槽22和23中。由图1和2可以看出，蝴蝶形钢板32向上有一微微的拱起。该钢板由弹簧钢制成，其拱起的弧度大小及材料选择使得螺纹套筒33拧紧在钢筋10的螺纹上，即将蝴蝶形钢板32下压，产生一个向下的压力或应力。
蝴蝶形钢板32的拱起弧度成为施加于砌块墙上的预压力或应力的指标。当钢板32被压平填入凹槽22和23中时，压力或应力即达到要求。此时螺纹套筒33即停止拧紧，砌块墙内即可得到要求的预压力。
再往上砌各层时，将另一根端部套丝的钢筋30再拧入螺纹套筒33的上半截，如图2、3和5所示。钢筋接长后，就可以叠砌往上；待砌到一定层数，再将另一块蝴蝶形弹簧钢板32和螺纹套筒33(或螺母)套上，依法对上面各层砌块施加压力或应力。如此泡制，直至达到墙的全高，此时将终端螺母拧在最后一截钢筋30上面，对最上层砌块表面的最后一片弹簧钢板32施加压力。
凹槽22和23的深度应等于或略大于蝴蝶形钢板32的厚度，使钢板32被压平于砌块10的顶部时，钢板完全处于凹槽22，23中，以避免影响钢板周围砌块的砌筑。另一点要指出的是绝热嵌块40的缺口48宽度应可容下螺纹套筒33的直径。
使用增强钢筋30、蝴蝶形钢板32和螺纹套筒33的组合，可以在混凝土砌块墙中形成拧紧应力，使这三者的组合可代替过去传统的垂直增强灌浆芯柱。对各层砌块用上法施加应力后，形成的墙即可承受水平推力。
以上所述方法可用于干法施工系统，也可用于湿法砂浆砌筑。此两者的拧紧应力技术和嵌块40提供的绝热性能是相同的。
以上对本发明的最佳实施例的描述，以及所附插图，应视作是说明性的，而非限制性的。在有关技术上可能有不同的变化及改进，但不脱离所附权利要求书中述及的本发明的真实范围。
权利要求
1.一种拧紧应力的砌块墙系统，其中大多数混凝土砌块(10)一层层砌起，每个砌块都有上、下两个表面，这种墙系统的特征是至少有一部分特定的砌块上表面带有特定形状的凹槽(22/23)，而每个砌块中央都有一个空孔(21)，贯穿上、下表面；结构增强材料是一根上端有螺纹的钢筋(30)，下端锚固在基底内，每根增强钢筋(30)的长度定为可以通过砌块墙中特定数量的混凝土砌块层(10)，并伸到最上层砌块的上表面，该上表面就带有特定形状的凹槽，此处混凝土砌块层的特定数量应少于砌块墙系统中砌块层的总数；一块拱形的钢压板(32)，具有上述特定砌块上表面特定凹槽(22)的形状，套在增强钢筋(30)上端，当该钢板被压下时即嵌入钢筋穿过的特定砌块的上表面凹槽中；伸长的螺纹套筒(33)拧在每根钢筋(30)的螺纹端头上，使钢筋和拱形钢板间产生应力，并通过拱形钢板对砌块墙中特定砌块的上表面施加压力，待钢板被压平时，压力也即达到特定值，再用另一根带螺纹的钢筋(30)的下端拧入螺纹套筒中，使垂直延伸穿过墙系统中叠砌的特定数量的砌块层。
2.根据权利要求1的墙系统，其特征在于，所述拱形钢板上有一缺口，有便于相应的伸长钢筋(30)穿过。
3.根据权利要求1的墙系统，其特征在于，所述混凝土砌块(10)两端带有开口，即在第一个贯穿空孔部分的两侧，故在墙系统的一层砌块中，当砌块(10)端头对端头相连时，每一对砌块(10)的开口构成第二个空孔，其形状与贯穿每个上述砌块的第一个空孔相同。
4.根据权利要求3的墙系统，其特征在于，绝热嵌块(40)可以填入贯穿每个砌块(10)的第一个和第二个空孔中。
5.根据权利要求4的墙系统，其特征在于，绝热嵌块(40)带有贯通中央的U形垂直缺口(48)，用以通过钢筋(30)。
6.根据权利要求5的墙系统，其特征在于，绝热嵌块(40)带有配套的突出物及凹穴(45，46，50)，使其可与上层及下层的所述砌块中的绝热嵌块(40)相啮合，而将墙系统中的砌块连接起来。
7.根据权利要求6的墙系统，其特征在于，每个特定的砌块(10)均由第一条和第二条间隔开的平行纵壁组成，相互间又由沿每个砌块(10)纵轴等距设置的第一条和第二条横肋(16，17)相连。
8.根据权利要求1的墙系统，其特征在于，每个特定的砌块(10)均由第一条和第二条间隔开的平行纵壁组成，相互间又由沿每个砌块(10)纵轴等距设置的第一条和第二条横肋(16，17)相连。
9.根据权利要求8的墙系统，其特征在于，所述混凝土砌块(10)两端带有开口，即在第一个贯穿空孔部分的两侧，故在墙系统的一层砌块中，当砌块(10)端头对端头相连时，每一对砌块(10)的开口构成第二个空孔，其形状与贯穿每个上述砌块的第一个空孔相同。
10.根据权利要求9的墙系统，其特征在于，绝热嵌块(40)可以填入贯穿每个砌块(10)的第一个和第二个空孔中。
11.根据权利要求10的墙系统，其特征在于，绝热嵌块(40)带有贯通中央的U形垂直缺口(48)，用以通过钢筋(30)。
全文摘要
砌块墙系统由混凝土砌块(10)及相互咬合的绝热嵌块(40)组成。为增强结构，用蝴蝶形的钢板件(32)套在穿过已叠砌好的砌块层的钢筋(30)上，拧旋一段螺纹套筒或螺帽(33)，即可将钢板件(32)压紧在最上层的砌块表面。当钢板件(32)被压平，嵌入砌块表面特留的槽(22)内，砌块中即产生要求的压力或应力。以上各层的砌块可在已受压力的砌块上继续砌，然后再用另一段钢筋接在已有的套筒或螺帽上，套上钢板件，用同法拧紧，逐段形成墙系统。
文档编号E04B2/10GK1136628SQ9411619
公开日1996年11月27日 申请日期1994年9月10日 优先权日1994年9月10日
发明者斯坦利·D·约翰逊, 韦尔登·R·约翰逊 申请人:斯坦利·D·约翰逊, 韦尔登·R·约翰逊