本發(fā)明總體上涉及工業(yè)建筑，并且特別地涉及預(yù)制的工業(yè)支撐結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，與在建造過程中支撐工業(yè)結(jié)構(gòu)相關(guān)的很多成本和時(shí)間都用于在橫向方向上的臨時(shí)性或永久性支柱或撐柱以取得側(cè)向穩(wěn)定性。這些結(jié)構(gòu)仍然還在縱向方向上和為了在那個(gè)軸上的穩(wěn)定性使用支柱(臨時(shí)性或永久性)。在建立所有結(jié)構(gòu)連接之后必須隨后去除該臨時(shí)性支柱。使建筑工人在臨時(shí)性支柱或撐柱上工作還牽涉到成本和危險(xiǎn)，以及起重機(jī)將附加的建筑材料提升給建筑工人也牽涉成本。

與建造結(jié)構(gòu)相關(guān)的另一個(gè)考慮是在工地上簡(jiǎn)單借助于起重機(jī)而不用額外的人力就能夠建造這樣的結(jié)構(gòu)的容易性和有效性。增加建筑的時(shí)間、安全性、復(fù)雜性和成本的一個(gè)任務(wù)是在建筑員工中增加額外成員以在對(duì)齊建筑的連接中輔助起重機(jī)操作員。

因此，存在避免涉及臨時(shí)性和永久性支柱或撐柱相關(guān)的成本的建造工業(yè)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法的需要。借助新穎的雙向、自支撐和對(duì)齊系統(tǒng)，消除了任何額外人力和成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

公開了一種用于工業(yè)支撐結(jié)構(gòu)的自支撐且自對(duì)齊、雙向抗彎框架預(yù)制系統(tǒng)。還公開了一種在沒有用于橫向穩(wěn)定性的在縱向和橫向方向上的臨時(shí)性或永久性支柱或撐柱的情況下建造預(yù)制工業(yè)支撐結(jié)構(gòu)的方法，其利用在兩個(gè)方向上的一組抗彎框架構(gòu)件來(lái)創(chuàng)建在建造過程中或在使用時(shí)不需要支柱的無(wú)支架結(jié)構(gòu)。

一種雙向抗彎框架構(gòu)件包括橫梁、附接到橫梁的一組連接體部分、包括附接到每個(gè)連接體部分的可塌縮的穩(wěn)定器的公連接件，以及附接到每個(gè)連接體部分并且靠近可塌縮的穩(wěn)定器的鋼筋組。定位成與公連接件相對(duì)的母連接件包括附接到每個(gè)連接體部分的穩(wěn)定器接收器，和附接到每個(gè)連接體部分并且靠近穩(wěn)定器接收器的套管組。

一種用于雙向抗彎框架構(gòu)件的連接系統(tǒng)包括穩(wěn)定器接收器、靠近穩(wěn)定器接收器的套管組、尺寸設(shè)置為在與穩(wěn)定器接收器接合時(shí)至少部分地塌縮的可塌縮的穩(wěn)定器、一體地形成在可塌縮的穩(wěn)定器中的槽，以及靠近可塌縮的穩(wěn)定器的鋼筋組。

一種無(wú)支架雙向抗彎支撐結(jié)構(gòu)包括基座結(jié)構(gòu)，連接到基座結(jié)構(gòu)的一組抗彎框架構(gòu)件，每個(gè)抗彎框架構(gòu)件包括橫梁、附接到橫梁的一組連接體部分、附接到每個(gè)連接體部分的可塌縮的穩(wěn)定器、附接到每個(gè)連接體部分并且靠近可塌縮的穩(wěn)定器的鋼筋組、與可塌縮的穩(wěn)定器相對(duì)地一體地形成在每個(gè)連接體部分中的穩(wěn)定器接收器、以及與所述鋼筋組相對(duì)地一體地形成在每個(gè)連接體部分中的套管組。

特別地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，帶有槽的穩(wěn)定器在穩(wěn)定器接收器中至少部分地塌縮并且造成穩(wěn)定器和穩(wěn)定器接收器之間的摩擦配合以通過在建造過程中提供穩(wěn)定性來(lái)消除對(duì)臨時(shí)性支柱的需要。

所公開的實(shí)施方式提供了一種用于工業(yè)支撐結(jié)構(gòu)的自支撐、自對(duì)齊、雙向抗彎框架預(yù)制系統(tǒng)，其僅從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看就非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。更重要地，自對(duì)齊的對(duì)齊插銷連接與遠(yuǎn)程起重機(jī)釋放裝置的組合不需要將人員派遣到高高度并且大大提高了建造安全性，因?yàn)槠湓试S這樣的對(duì)齊在空中被執(zhí)行。

附圖說明

在下面的詳細(xì)描述中，將對(duì)下列附圖進(jìn)行參考。

圖1是一個(gè)實(shí)施方式的連接系統(tǒng)的公連接件和母連接件的立體示圖。

圖2是一個(gè)實(shí)施方式的公連接件的前視圖。

圖3是一個(gè)實(shí)施方式的公連接件的側(cè)視圖。

圖4是一個(gè)實(shí)施方式的母連接件的詳細(xì)截面視圖。

圖5A、5B和5C分別示出一個(gè)實(shí)施方式的抗彎框架構(gòu)件的頂視圖、前視圖和側(cè)視圖。

圖6是另一個(gè)實(shí)施方式的連接系統(tǒng)的公連接件和母連接件的立體示圖。

圖7是另一個(gè)實(shí)施方式的公連接件的前視圖。

圖8是另一個(gè)實(shí)施方式的公連接件的側(cè)視圖。

圖9是另一個(gè)實(shí)施方式的母連接件的詳細(xì)截面視圖。

圖10A、10B和10C分別示出另一個(gè)實(shí)施方式的抗彎框架構(gòu)件的頂視圖、前視圖和側(cè)視圖。

圖11A是用于組裝支撐結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。

圖11B是基座結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖11C是連接到基座結(jié)構(gòu)的第一組抗彎構(gòu)件的立體圖。

圖11D是連接到第一組抗彎框架勾結(jié)的第二組抗彎框架構(gòu)件和連接到基座結(jié)構(gòu)的第一組抗彎框架構(gòu)件的立體圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1，在一個(gè)實(shí)施方式中，連接系統(tǒng)100包括公連接件101和母連接件102。公連接器101包括附接到抗彎框架構(gòu)件103的穩(wěn)定器105和附接到抗彎框架構(gòu)件103并且靠近穩(wěn)定器105的鋼筋組106、107、108和109。抗彎框架構(gòu)件103包括橫梁部分119和連接體部分120。在優(yōu)選實(shí)施方式中，橫梁部分119大體上沿x軸延伸而連接體部分120總體上沿z軸延伸。在優(yōu)選實(shí)施方式中，橫梁部分119和連接體部分120總體上相對(duì)于彼此垂直?？梢岳闷渌嵌?。在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器105包括一體地形成在其中并且在大體上沿穩(wěn)定器105縱向的方向上延伸的槽116。

母連接件102包括一體地形成在抗彎框架構(gòu)件104中的套管組112、113、114和115和穩(wěn)定器接收器110。套管組112、113、114和115中的每一個(gè)尺寸設(shè)置成分別容納鋼筋組106、107、108和109。穩(wěn)定器接收器110包括漸縮部111。抗彎框架構(gòu)件104包括橫梁部分117和連接體部分118。在優(yōu)選實(shí)施方式中，橫梁部分117大體上沿y軸延伸而連接體部分118總體上沿z軸延伸。在優(yōu)選實(shí)施方式中，橫梁部分117和連接體部分118總體上相對(duì)于彼此垂直。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，抗彎框架構(gòu)件103和104中的每一個(gè)由混凝土制成，優(yōu)選地由預(yù)制混凝土制成?？梢岳闷渌牧?。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器105是大體上圓柱形的中空管?？梢岳闷渌螤?。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器由可耐久材料(例如金屬和金屬合金)制成?？梢岳眉夹g(shù)領(lǐng)域中已知的其他材料，例如塑料。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，鋼筋組106、107、108和109中的每一個(gè)可以由耐久且剛性的材料(例如剛)制成。可以利用技術(shù)領(lǐng)域中已知的其他合適材料。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，鋼筋組106、107、108和109中的每一個(gè)被鑲鑄到或鉆孔灌漿到抗彎框架構(gòu)件103中?？梢岳眉夹g(shù)領(lǐng)域中已知的其他附接手段。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器接收器110大體上具有截頭圓錐形形狀。可以利用其他形狀，例如大體上圓柱形。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器接收器110和漸縮部111預(yù)制形成到抗彎框架構(gòu)件104中。在另一實(shí)施方式中，穩(wěn)定器接收器110和漸縮部111被切入、鉆入和/或機(jī)加工到抗彎框架構(gòu)件104中?？梢岳闷渌浇邮侄?。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，套管組112、113、114和115被鑲鑄到或鉆孔灌漿到預(yù)制元件104中。在其他實(shí)施方式中，套管組112、113、114和115被預(yù)制到抗彎框架構(gòu)件104中?？梢岳眉夹g(shù)領(lǐng)域中已知的其他附接手段。

在使用中，公連接件101被接收到母連接件102中。穩(wěn)定器105插入到穩(wěn)定器接收器110中，并且鋼筋組106、107、108和109中的每一個(gè)分別插入到套管112、113、114和115中。當(dāng)穩(wěn)定器105與穩(wěn)定器接收器110接合時(shí)，穩(wěn)定器105借助槽116至少部分塌縮，從而實(shí)現(xiàn)公連接件101和母連接件102之間的摩擦配合并且消除了臨時(shí)性支柱的需要。可以看到，連接系統(tǒng)100基本上減小或消除了繞x軸的第一彎矩和繞y軸的第二彎矩，從而相比于現(xiàn)有技術(shù)消除了對(duì)沿x軸和y軸的臨時(shí)性支柱的需要。

參考圖2和3，穩(wěn)定器105穩(wěn)定器延伸超過抗彎框架構(gòu)件103的表面121到抗彎框架構(gòu)件103中。穩(wěn)定器105的槽116沿穩(wěn)定器105的大體上縱向方向延伸到大體上鄰接表面121。在其他實(shí)施方式中，槽116延伸到靠近表面121的位置。

參考圖4，穩(wěn)定器接收器110一體地形成在抗彎框架構(gòu)件104中。漸縮部111靠近抗彎框架構(gòu)件104的表面122并且靠近接收器110。套管114和115延伸超過表面122到預(yù)制元件104中。穩(wěn)定器接收器110進(jìn)一步包括端表面123和開口124。開口124具有直徑d₁并且端表面具有直徑d₂。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，直徑d₂小于直徑d₁。在另一種實(shí)施方式中，直徑d₂約等于直徑d₁。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，d₁小于穩(wěn)定器105的直徑。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，漸縮部111具有圍繞穩(wěn)定器接收器110的大體上平坦的表面。在另一種實(shí)施方式中，漸縮部111具有彎曲表面?？梢岳闷渌螤睢?/p>

在優(yōu)選實(shí)施方式中，漸縮部111提供大體上倒棱的表面以為穩(wěn)定器接收器110實(shí)現(xiàn)更好的配合和連接。

參考圖5A、5B和5C，抗彎框架構(gòu)件500包括橫梁501和附接到橫梁501的連接體部分502和503。連接體部分502和503中的每一個(gè)包括公連接件101和母連接件102。公連接體101相對(duì)母連接體102定位。以這種方式，一組抗彎框架構(gòu)件500堆疊和/或定位成大體上相對(duì)于彼此大體上垂直以模塊化組裝預(yù)制結(jié)構(gòu)，這將在下面進(jìn)一步描述。

參考圖6，在另一個(gè)實(shí)施方式中，連接系統(tǒng)600包括公連接件601和母連接件602。公連接件601附接到抗彎框架構(gòu)件603并且包括附接到抗彎框架構(gòu)件603的穩(wěn)定器605和附接到抗彎框架構(gòu)件103鋼筋組606、607、608和609?？箯澘蚣軜?gòu)件603包括橫梁部分622和連接體部分623。橫梁部分622大體上沿x軸延伸而連接體部分623總體上沿z軸延伸。在優(yōu)選實(shí)施方式中，橫梁部分622和連接體部分623總體上相對(duì)于彼此垂直?？梢岳闷渌嵌?。穩(wěn)定器605包括一體地形成在其中并且在大體上沿穩(wěn)定器605縱向的方向上延伸的槽621。穩(wěn)定器605進(jìn)一步包括一體地形成在其中的凹口610。

母連接體602包括一體地形成到抗彎框架構(gòu)件604中的穩(wěn)定器接收器611和套管組614、615、616和617。套管組614、615、616和617中的每一個(gè)尺寸設(shè)置成分別容納鋼筋組606、607、608和609。抗彎框架構(gòu)件604包括大體上沿y軸延伸的橫梁部分624和大體上沿z軸延伸的連接體部分625。

在一個(gè)實(shí)施方式中，穩(wěn)定器接收器611包括連接到穩(wěn)定器接收器611的穩(wěn)定器插銷613。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，抗彎框架構(gòu)件603和604中的每一個(gè)由混凝土制成，優(yōu)選地由預(yù)制混凝土制成?？梢岳闷渌牧稀?/p>

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器605由耐久材料(例如金屬或金屬合金)制成。在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器605是中空的大體上圓柱形的管?？梢岳眉夹g(shù)領(lǐng)域中已知的其他材料和形狀。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，鋼筋組606、607、608和609中的每一個(gè)由耐久且剛性的材料(例如剛)制成?？梢岳眉夹g(shù)領(lǐng)域中已知的其他合適材料。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器605和鋼筋組606、607、608和609中的每一個(gè)被鑲鑄到或鉆孔灌漿到抗彎框架構(gòu)件603中?？梢岳眉夹g(shù)領(lǐng)域中已知的其他附接手段。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器605和套管組614、615、616和617中的每一個(gè)被鑲鑄到或鉆入到或灌漿到抗彎框架構(gòu)件604中?？梢岳眉夹g(shù)領(lǐng)域中已知的其他附接手段，例如切割、鉆孔和/或機(jī)加工。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器接收器611大體上具有截頭圓錐形形狀?？梢岳闷渌螤睢?/p>

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器插銷613由耐久且剛性的材料(例如剛)制成。在另一種實(shí)施方式中，穩(wěn)定器由混凝土制成，優(yōu)選地由預(yù)制混凝土制成。可以利用其他合適材料。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器插銷613被鑲鑄到或鉆孔灌漿到抗彎框架構(gòu)件604中?？梢岳眉夹g(shù)領(lǐng)域中已知的其他附接手段。

在使用中，穩(wěn)定器605插入到穩(wěn)定器接收器611中，并且穩(wěn)定器插銷613插入到穩(wěn)定器605中。在穩(wěn)定器605與穩(wěn)定器接收器611接合時(shí)，穩(wěn)定器605借助槽621至少部分塌縮，以提供穩(wěn)定器605和穩(wěn)定器接收器611之間的摩擦配合。凹口610提供開口以更容易地將穩(wěn)定器插銷613插入到穩(wěn)定器606中，例如，穩(wěn)定器插銷613的橫向移動(dòng)。同樣，鋼筋組606、607、608和609分別插入到套管614、615、616和617中。可以看到，連接系統(tǒng)600基本上減小和/或防止繞y軸的彎矩和繞x軸的彎矩形式的移動(dòng)，從而相比于現(xiàn)有技術(shù)消除了對(duì)沿x軸和/或y軸的臨時(shí)性和/或永久性支柱的需要。

參考圖7和8，穩(wěn)定器605的凹口610包括邊緣618和620，邊緣618和620通過過渡部619彼此連接。在優(yōu)選實(shí)施方式中，過渡部619大體上彎曲。在另一種實(shí)施方式中，過渡部619是一個(gè)點(diǎn)，從而邊緣618和620在角部交會(huì)。

穩(wěn)定器605穩(wěn)定器延伸超過抗彎框架構(gòu)件603的表面626到抗彎框架構(gòu)件603中。穩(wěn)定器605的槽621在沿穩(wěn)定器605大體上縱向方向上延伸以大體上鄰接表面626。在其他實(shí)施方式中，槽621延伸到靠近表面626的位置。在優(yōu)選實(shí)施方式中，邊緣618限定大體上與穩(wěn)定器605的軸線629對(duì)齊的大體上沿直徑平面。

參考圖9，穩(wěn)定器接收器611包括靠近抗彎框架構(gòu)件604的表面628并且靠近穩(wěn)定器接收器611的漸縮部612。穩(wěn)定器接收器611進(jìn)一步包括端表面627和開口630。開口630具有直徑d₃并且端表面627具有直徑d₄。在優(yōu)選實(shí)施方式中，直徑d₄小于直徑d₃。在另一種實(shí)施方式中，直徑d₄約等于直徑d₃。在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器613插入超過表面627到預(yù)制元件604中。在另一種實(shí)施方式中，穩(wěn)定器插銷613附接到端表面627。穩(wěn)定器插銷613大體上與接收器611同心地對(duì)齊并且從抗彎框架構(gòu)件604延伸超過表面628。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器插銷617具有小于穩(wěn)定器605的直徑。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，穩(wěn)定器接收器611大體上具有截頭圓錐形形狀?？梢岳眉夹g(shù)領(lǐng)域中已知的其他形狀，例如大體上圓柱形。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，漸縮部612具有圍繞穩(wěn)定器接收器611的大體上平坦的表面?？梢岳闷渌螤?，例如倒圓角。在優(yōu)選實(shí)施方式中，漸縮部612向穩(wěn)定器接收器611提供倒棱的表面。

參考圖10A、10B和10C，抗彎框架構(gòu)件1000包括橫梁部分1001和連接體部分1002和1003。連接體部分1002和1003中的每一個(gè)包括公連接件601和母連接件602。公連接件601和母連接件602布置成大體上彼此相對(duì)。

以這種方式，一組抗彎框架構(gòu)件1000堆疊和/或定位成相對(duì)于彼此大體上垂直以提供一組框架構(gòu)件1000的模塊化連接布置，這將在下面進(jìn)一步描述。如將由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的，具有連接體部分1002和1003的抗彎框架構(gòu)件1000提供了預(yù)制的模塊化建筑制品從而以比現(xiàn)有技術(shù)效率更高的方式建造模塊化混凝土結(jié)構(gòu)。

參考圖11A、11B、11C和11D，描述了用于連接一組抗彎框架構(gòu)件的方法。參考圖11A，在步驟1101，提供基座結(jié)構(gòu)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，基座結(jié)構(gòu)是一組大體上豎直的預(yù)制混凝土柱。在其他實(shí)施方式中，可以利用技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何類型的基座結(jié)構(gòu)。在步驟1102，將第一組抗彎框架構(gòu)件連接到基座結(jié)構(gòu)。在步驟1103，將第二組抗彎框架構(gòu)件連接到第一組抗彎構(gòu)件。在優(yōu)選實(shí)施方式中，第一組抗彎構(gòu)件定位成大體上相對(duì)于第一組鋼結(jié)構(gòu)件垂直。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，第一組抗彎構(gòu)件和第二組抗彎構(gòu)件中的每一個(gè)具有如先前在連接系統(tǒng)100和/或600中描述的連接系統(tǒng)。如將由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的，公開的方法提供了一種不需要外部支柱的預(yù)制結(jié)構(gòu)的組件和模塊化建筑。

參考圖11B，基座結(jié)構(gòu)1104包括柱1105、1106、1107和1108。柱1105包括公連接件1109。柱1106包括公連接件1110。柱1107包括公連接件1111。柱1108包括公連接件1112。

參考圖11C，抗彎框架構(gòu)件1113和1114連接到基座結(jié)構(gòu)1104?？箯澘蚣軜?gòu)件1113包括橫梁1118和連接體部分1119和1120。連接體部分1119包括公連接件1127和與公連接件1127相對(duì)的母連接件1123。連接體部分1120包括母連接件1124和與母連接體1124相對(duì)的公連接件1128。如先前在連接系統(tǒng)100和/或600中所描述的，抗彎框架構(gòu)件1113利用母連接件1123和1124連接到豎直柱1105和1106?？箯澘蚣軜?gòu)件1114包括橫梁1115和連接體部分1116和1117。連接體部分1116包括母連接件1121和與母連接件1121相對(duì)的公連接件1125。連接體部分1117包括母連接件1122和與母連接件1122相對(duì)的公連接件1126。如先在連接系統(tǒng)100和/或600中所描述的，抗彎框架構(gòu)件1114利用母連接件1121和1122連接到豎直柱1107和1108。

參考圖11D，抗彎框架構(gòu)件1129和1130連接到抗彎框架構(gòu)件1114和1113。抗彎框架構(gòu)件1129和1130基本上與抗彎框架構(gòu)件1114和1113相同。

可以看出，抗彎框架構(gòu)件1113和1114大體上沿y軸對(duì)齊，并且抗彎框架構(gòu)件1129和1130大體上沿x軸對(duì)齊，從而提供橫向的連接系統(tǒng)。可以進(jìn)一步看出，公開的實(shí)施方式的連接系統(tǒng)提供大體上沿x軸和y軸的雙向抗彎支柱。另外，這些公開的實(shí)施方式的連接消除了對(duì)沿x軸和y軸的外部支柱的需要，并且實(shí)現(xiàn)無(wú)支架結(jié)構(gòu)的組件。

將理解，本發(fā)明不限于已經(jīng)描述的特定實(shí)施方式，并且，在根據(jù)現(xiàn)行法律原則(包括等同原則或?qū)?quán)利要求的可保護(hù)范圍擴(kuò)大至超出其字面范圍的任何其他原則)進(jìn)行解釋，且不背離隨附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下可以對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行各種變化。除非上下文另有指示，否則權(quán)利要求中對(duì)元件實(shí)例的數(shù)量的表達(dá)(不管是對(duì)一個(gè)實(shí)例或多個(gè)實(shí)例的表達(dá))要求至少所述數(shù)量的原件實(shí)例但是并不意圖從權(quán)利要求的范圍排除具有比所述更多個(gè)元件實(shí)例的結(jié)構(gòu)或方法。詞語(yǔ)“包括”或其派生詞當(dāng)在權(quán)利要求中使用時(shí)以非排他性的意義來(lái)使用，其不打算排除在所請(qǐng)求的結(jié)構(gòu)或方法中存在其他元件或步驟。