專利名稱：一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種房屋體系，尤其涉及一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系。
背景技術(shù)：
低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)活動房屋由于具有強(qiáng)度高、自重輕、工業(yè)化預(yù)制生產(chǎn)、現(xiàn)場 快速裝配和環(huán)保節(jié)能等方面的特性而受到當(dāng)代的關(guān)注，特別是伴隨著全球能源危機(jī)意識和 環(huán)保節(jié)能意識的增強(qiáng)，鋼結(jié)構(gòu)房屋正得到越來越多的重視和運用，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?現(xiàn)實意義。 現(xiàn)行低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)活動房屋體系無論產(chǎn)品在應(yīng)用領(lǐng)域、預(yù)制裝配的整合 程度和多樣化需求的應(yīng)對能力，還是在如何實現(xiàn)產(chǎn)品和需求之間的真正互動方面仍存在不 足 1 、產(chǎn)品使用面窄，技術(shù)含量不高，產(chǎn)品普遍檔次較低。 目前，鋼結(jié)構(gòu)活動房屋主要集中在兩個使用領(lǐng)域一是建筑施工現(xiàn)場裝配式輕鋼 臨建活動房屋和保安亭等簡易臨時性用房和低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅；二是近年來開始在一些小 型建筑，如展覽和小住宅上等得到發(fā)展的、部分采用熱軋型鋼的鋼結(jié)構(gòu)活動房屋。其中，建 筑施工現(xiàn)場裝配式輕鋼臨建活動房屋的發(fā)展時間較早，使用量較大，但類型相對單一，空間 和結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)含量不高，給人簡陋之感，并在一定程度上影響了人們對鋼結(jié)構(gòu)房屋的印 象。 2、現(xiàn)有低層鋼結(jié)構(gòu)住宅的生產(chǎn)模式在應(yīng)對多樣化需求方面顯得被動，未能充分體 現(xiàn)鋼材料的技術(shù)優(yōu)勢。 現(xiàn)有低層輕鋼或鋼結(jié)構(gòu)住宅的生產(chǎn)模式主要有兩種一為生產(chǎn)方提供若干現(xiàn)成戶 型供購買方選擇；二為生產(chǎn)方根據(jù)購買方提供的圖紙專門組織生產(chǎn)以滿足特定需求。這兩 種模式均表現(xiàn)出產(chǎn)品生產(chǎn)與使用需求間的單向規(guī)定性而不是使用需求和產(chǎn)品生產(chǎn)之間的 真正互動要么是購買方被限定在生產(chǎn)方提供的有限范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，要么是生產(chǎn)方往往 只能被動地為滿足特定客戶的個性化需求而組織生產(chǎn)。 造成這一狀況的根本原因在于現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)活動房屋在生產(chǎn)模式和相關(guān)技術(shù)的研 發(fā)上并未直接面對使用需求的多樣化和輕鋼材料特性等方面的問題 —方面，傳統(tǒng)意義上的別墅是在具體場地上建造的滿足特定家庭生活需求的場 所，是針對具體建造場地在氣候、地貌和特定使用者具體生活需求等條件的應(yīng)對，而以批量 生產(chǎn)為目的的預(yù)制裝配式低層鋼結(jié)構(gòu)活動房屋體系所面臨的是建造場地和使用對象的未 知；同時，當(dāng)代消費社會所日益體現(xiàn)出的對個體需求的重視亦要求產(chǎn)品具有多樣的可選擇 性和靈活可變性以適應(yīng)不同建造基地和使用需求。因此，如何使得產(chǎn)品能夠更好地應(yīng)對使 用者在諸如地理氣候和地貌等建造場地條件、不同家庭構(gòu)成及其不同文化背景下生活模式 的差異、甚至是使用過程中對空間變化的需求，將成為鋼結(jié)構(gòu)活動房屋體系技術(shù)研發(fā)的核 心之一。這意味著如何增強(qiáng)房屋對多樣化個性需求的適應(yīng)能力、如何建立使用需求和產(chǎn)品 生產(chǎn)之間的真正互動將成為產(chǎn)品研發(fā)的主要目標(biāo)，而不是以開發(fā)滿足某一特定建造條件和使用需求的房屋類型為目標(biāo)，從而獲得更大的市場。 另一方面，現(xiàn)有產(chǎn)品無論在外觀樣式還是空間模式上都體現(xiàn)為對鋼筋混凝土別墅
的直接模仿。這一采用鋼材來模仿鋼筋混凝土建筑的做法使得房屋在空間的靈活可變性、 預(yù)制裝配的整合程度等方面未能充分體現(xiàn)鋼材的空間特性和技術(shù)優(yōu)勢。

實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)活動房屋體系在預(yù)制裝配整合程度和"活動"特
性等方面的上述不足，本實用新型提供一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，所述房屋體 系提高房屋預(yù)制裝配整合程度的同時，還可以通過模數(shù)化的單元構(gòu)件便捷地組合出多樣化 的產(chǎn)品，實現(xiàn)使用需求和產(chǎn)品生產(chǎn)之間的真正互動。 本實用新型的具體技術(shù)方案為一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，主要有梁、 柱、門、窗體、樓梯和樓板，一種預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，主要有梁、柱、門、窗體、樓梯和 樓板，其特征在于在預(yù)定房屋建筑處設(shè)定平面控制軸線，所述平面控制軸線呈"#"或兩個 以上的"#"上下或左右相接；兩個或者兩個以上的受力柱，所述受力柱位于由平面控制軸 線"#"所在的軸線交點處；于平面控制軸線"#"及其延伸的軸線的周圍搭建地梁。 本實用新型的有益效果是，通過對房屋平面的構(gòu)成方法以及柱、墻、樓梯和屋面等 建筑要素與平面的搭建關(guān)系控制，實現(xiàn)對房屋的模數(shù)化、單元化整體控制，從而在提高房屋 預(yù)制裝配整合程度的同時，還可以通過模數(shù)化的單元構(gòu)件便捷地組合出多樣化的產(chǎn)品，實 現(xiàn)使用需求和產(chǎn)品生產(chǎn)之間的真正互動，即不同的建造場地條件和使用需求可通過選擇 相應(yīng)構(gòu)件進(jìn)行組合裝配而得到滿足，從而有別于當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)活動房屋體系的常規(guī)做法。此 外，單元式預(yù)制裝配的特點還使得房屋具有便捷地實現(xiàn)局部改建和不斷擴(kuò)建的能力。


圖1-1至圖1-3為本實用新型低層預(yù)制裝配式房屋的模數(shù)為1M的組合單元三種 實施例； 圖2-1至圖2-3為本實用新型低層預(yù)制裝配式房屋的模數(shù)為2M的組合單元三種 實施例； 圖3-1至圖3-3為本實用新型低層預(yù)制裝配式房屋的模數(shù)為3M的組合單元三種 實施例； 圖4為本實用新型低層預(yù)制裝配式房屋基本平面的組合方式； 圖5為本實用新型低層預(yù)制裝配式房屋基本平面的示意圖； 圖6為本實用新型低層預(yù)制裝配式房屋基本平面的示意圖； 圖7為本實用新型低層預(yù)制裝配式房屋體系的示意圖； 圖8為本實用新型低層預(yù)制裝配式房屋體系的示意圖。
具體實施方式
結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步介紹。 本實用新型是一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，所述低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu) 房屋體系是通過房屋平面的構(gòu)成方法和柱、墻體、門窗和樓梯等建筑要素與平面的搭建控制原則兩部份構(gòu)造的新型建筑房屋體系，所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均以螺栓連接組裝而成。該低層 預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系的構(gòu)件通用標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)是依據(jù)房屋所用金屬材料的類型及其結(jié) 構(gòu)性能，并綜合考慮用料的經(jīng)濟(jì)性和人體工學(xué)的空間尺度等因素而設(shè)定的模數(shù)單位，該模 數(shù)單位的代表符合"M"，將所述"模數(shù)單位"取值的2倍(2M)和3倍(3M)而作為"基本模 數(shù)"l，即房屋平面構(gòu)成中采用的模數(shù)系列由1M、2M和3M等M倍數(shù)組成。該低層預(yù)制裝配 式鋼結(jié)構(gòu)房屋以平面由模數(shù)化的"基本單元"2和"組合單元"3組合而成，首先，由至少三個 基本模數(shù)構(gòu)成"基本單元"2，然后由至少兩個"基本單元"2組成"組合單元"3，再由"基本 單元"2和"組合單元"3組合成"基本平面"4。所述平面的搭建控制原則是在預(yù)定房屋建 筑處設(shè)定的基本平面控制軸線的周圍由"基本單元"和"組合單元"拼裝成"基本平面"，所 述基本平面控制軸線呈"#"或兩個以上的"#"上下或左右相接而成，也就是"基本單元"2 和"組合單元"3根據(jù)實際使用需求沿著"基本平面"4的正交軸線方向不斷拼裝形成各種 不同規(guī)模和形狀的房屋平面，即房屋平面具備通過沿著其正交軸線方向不斷拼裝"基本單 元"2和"組合單元"3而自由擴(kuò)展的能力。 本實用新型低層預(yù)制裝配式房屋體系的具體實施方式
為 首先在預(yù)定房屋建筑處設(shè)定基本平面控制軸線，所述基本平面控制軸線呈"#"或 兩個以上的"#"相接而成； 然后在預(yù)定的房屋建筑處立定受力柱5，此受力柱5必須放置在由基本平面控制 軸線6 "#"型的正交網(wǎng)格的交點處7(交點在本實用新型中稱為"中心控制點")，即主、次 梁的交點處。 其次，搭建"組合單元"3。所述"組合單元"3由任意四個"基本單元"2按以下方 式組合而成四個"基本單元"3兩兩以邊相連接，且以角部交匯于一點7(交點在本實用新 型中稱為"中心控制點"，見圖4);"組合單元"3的軸線經(jīng)過"中心控制點"7且與四個"基 本單元"2兩兩相連接的各邊重合； 再在預(yù)定房屋建筑處設(shè)定的基本平面控制軸線的周圍由"基本單元"2禾P"組合單 元"3拼裝成"基本平面"4。所述"基本平面"4由至少一個"組合單元"3構(gòu)成，所述"基本 平面"4由四個"組合單元"3和若干"基本單元"2按以下方式組合而成首先，四個"組合 單元"3 "中心控制點"7的順次連線構(gòu)成長方形或正方形，四個"組合單元"3的軸線兩兩 重合，這些正交軸線構(gòu)成"基本平面"4的主要控制軸線；其次，各"組合單元"3間可以各邊 直接相連接，或者可在相鄰"組合單元"3間通過增加一列"基本單元"2相連接(見圖8)。 所述活動房屋體系中，房屋平面可根據(jù)實際空間使用需求在一個"基本平面"4的基礎(chǔ)上通 過增加若干"基本平面"4、"組合單元"3形成。其中，新增"組合單元"3的"中心控制點"7 應(yīng)在"基本平面"4主要控制軸線的延長線上，且新增"組合單元"3的軸線方向應(yīng)與"基本 平面"4的主要控制軸線一致；此外，"基本平面"4與新增"組合單元"3間，或新增"組合 單元"3間可直接相連，或者通過一列"基本單元"2相連接。但在本體系的平面構(gòu)成中，不 出現(xiàn)兩列"基本單元"2直接并列相連的做法(見圖8)。構(gòu)成房屋平面的"基本平面"4和 各"組合單元"3可根據(jù)實際空間使用需求選擇不同尺寸或不同鋼結(jié)構(gòu)排列方式的"基本單 元"2組成，房屋各層平面的"中心控制點"7和主要控制軸線必須上下對齊，但上、下層平面 相對應(yīng)的"組合單元"3和"基本單元"2在尺寸和內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)配置上可不相同。在平面控 制軸線和各"組合單元"3的外輪廓邊線處設(shè)置主梁或次梁，但主、次梁的具體布置方式依據(jù)房屋的實際空間需求而定。鋼結(jié)構(gòu)則既可以選擇直接安裝在主、次梁上，然后在主、次梁和 鋼結(jié)構(gòu)組成的樓板結(jié)構(gòu)層上安裝地板面層；或者結(jié)合平面的生成方式，將鋼結(jié)構(gòu)與地板面 層相結(jié)合預(yù)制成"基本單元"2和"組合單元"3等構(gòu)件，再安裝到主、次梁上(見圖6)。根 據(jù)使用者的實際使用需求，在房屋樓板構(gòu)件的生產(chǎn)過程中，組成平面的"組合單元"3既可預(yù) 制成一個整體構(gòu)件，也可以"基本單元"2為拆分單元，拆分成若干構(gòu)件進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)和現(xiàn)場 裝配，以適應(yīng)空間在垂直方向上的變化需求，如樓梯的設(shè)置、復(fù)式空間的營造等，除上述提 及的內(nèi)容外，房屋可留出陽臺，使得建筑造型更為多變。 然后，按照設(shè)計的位置在安裝墻體和門并裝設(shè)窗、走廊、樓梯。在"基本單元"1控制 軸線的外框上放置主要承重構(gòu)件，如主、次梁等，內(nèi)部控制軸線上則一般放置鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件， 即"基本單元"2內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配置方向與"基本單元"2的各邊平行或垂直，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu) 件中心軸線間的距離為1M。如遇特殊情況需要在相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)位置上部設(shè)置墻體，則該龍 骨可更換為相應(yīng)的承重構(gòu)件，凡涉及建筑構(gòu)件與其控制軸線的位置關(guān)系時，如無特殊說明， 控制軸線均為相關(guān)構(gòu)件的中軸線。結(jié)合內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)的不同設(shè)置方式，"基本單元"2共有9 種不同類型(見圖1-3)。墻體的龍骨和各種隔音防火填充材料以及裝飾面層等均在工廠組 裝為成品墻體，現(xiàn)場直接裝配。門、窗洞口的寬度可以M或者1/2M作為模數(shù)進(jìn)行控制，高度 則根據(jù)需要具體確定，并在工廠預(yù)制墻體時預(yù)留(見圖7)，房屋的樓梯主要布置在"基本平 面"4四個"中心控制點"7所圍合的方形空間的外圍空間中，或者放置于連接"基本平面"4 與新增"組合單元"3的"基本單元"2處。樓梯主要有單跑直梯和"L"形轉(zhuǎn)角雙跑梯兩種 形式。其中，"L"形轉(zhuǎn)角雙跑梯放置于"基本平面"4的四個"中心控制點"7外圍空間的四 角；單跑直梯放置在"基本平面"4的四個"中心控制點"7外圍空間的四邊，或是連接"基本 平面"4與新增"組合單元"3的"基本單元"2處(見圖8)，各層平面所預(yù)留的樓梯洞口長、 寬尺寸應(yīng)符合平面模數(shù)，并根據(jù)實際情況和平面"基本單元"2和"組合單元"3的構(gòu)成方式 而定。房屋中設(shè)置樓梯處應(yīng)適當(dāng)去除樓板中部分相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如部分主、次梁和"基 本單元"2等部分構(gòu)件。 再后，立定第二層受力柱，房屋各層平面的柱子放置在由基本平面主要控制軸線 和各"基本單元"2的外輪廓線所形成的正交網(wǎng)格的交點處，S卩主、次梁的交點處。同時，各 層平面的柱網(wǎng)可結(jié)合房屋的實際空間需求靈活布置，不強(qiáng)求上下層平面柱網(wǎng)的完全對齊， 但柱網(wǎng)間距不能超過樓板承重構(gòu)件所選鋼材的力學(xué)性能，且在房屋平面的外沿不一定設(shè)置 柱子。 依照上述步驟搭建第二層房屋結(jié)構(gòu)。 安裝屋頂，所述屋頂根據(jù)人們的喜好可搭建不同樣式的屋頂。 所述活動房屋體系中，房屋均利用柱子架空于地面之上，以減少房屋的建造對自 然環(huán)境的破壞。 所述一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)活動房屋體系主要用途在于低層預(yù)制裝配式居 住建筑類型，然而，本實用新型的房屋體系并不限于居住建筑類型?？梢岳斫猓鶕?jù)本實用 新型的活動房屋體系，其房屋隨著建造材料、房屋平面的構(gòu)成方式、柱、墻、門窗和樓梯等建 筑要素與平面的搭建關(guān)系等方面的不同，可以具有各種不同的結(jié)構(gòu)形式、空間跨度、平面形 狀和布局等，適應(yīng)不同的功能、目的和用途。 通過采用房屋平面的構(gòu)成方法和柱、墻體、門窗和樓梯等建筑要素與平面的搭建控制原則兩部份，對平面構(gòu)成方式以及柱、墻體和樓梯等建筑要素與平面的搭建關(guān)系控制， 實現(xiàn)一種不僅具有模數(shù)化、單元化整體控制，而且還具備在產(chǎn)品生產(chǎn)和使用需求之間建立 互動的低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)活動房屋體系。
本實用新型的技術(shù)核心主要在于闡明這一體系的組建方式，如房屋平面的構(gòu)成
方式以及房屋各組成部分的搭建控制原則，而非某一特定材料和通途的房屋的具體建造技
術(shù)；同時，本實用新型的鋼結(jié)構(gòu)活動房屋體系在材料、功能和空間形式等方面具有較強(qiáng)的靈
活可變性和適應(yīng)力，不同建造材料、功能類型對具體節(jié)點的構(gòu)造做法會提出不同的要求。 特別需要說明的是，若依本實用新型的形狀、構(gòu)造、安裝方法等所作的等效改變，
其所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)、功能、尺寸、安裝方法等未超出本權(quán)利要求書、說明書及附圖所涵蓋技術(shù)
特征的實質(zhì)時，均應(yīng)落入本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，主要有梁、柱、門、窗體、樓梯和樓板，其特征在于在預(yù)定房屋建筑處設(shè)定平面控制軸線，所述平面控制軸線呈“#”或兩個以上的“#”上下或左右相接；兩個或者兩個以上的受力柱，所述受力柱位于由平面控制軸線“#”所在的軸線交點處；于平面控制軸線“#”及其延伸的軸線的周圍搭建地梁。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，其特征在于所述地 梁為房屋體系的基本平面，所述基本平面具有兩個或者兩個以上的"基本模數(shù)"；兩個或兩個以上的"基本單元"，所述基本單元由四個"基本模數(shù)"組成； 兩個或兩個以上的"組合單元"，所述組合單元由至少一個基本單元組合而成； 所述"組合單元"與"基本單元"共同拼裝為一 "基本平面"。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，其特征在于所述"基 本模數(shù)"為依據(jù)房屋所用金屬材料的類型及其結(jié)構(gòu)性能，并綜合考慮用料的經(jīng)濟(jì)性和人體 工學(xué)的空間尺度等因素而設(shè)定的模數(shù)單位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，其特征在于所述的 "基本單元"的長度均為模數(shù)單位的倍數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，其特征在于所述組 合由單元四個"基本單元"兩兩以邊相連接，且以角部交匯于平面控制軸線"#"所在的軸線 交點處。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，其特征在于所述組 合單元的軸線經(jīng)過且與四個"基本單元"兩兩相連接的各邊重合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種低層預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，其特征在于所述"基 本單元"和所述"組合單元"根據(jù)實際使用需求沿著"基本平面"的正交軸線方向不斷拼裝 形成各種不同規(guī)模和形狀的房屋平面。
專利摘要本實用新型公開了一種低層預(yù)制裝配式房屋體系，主要有梁、柱、門、窗體、樓梯和樓板，在預(yù)定房屋建筑處設(shè)定平面控制軸線，所述平面控制軸線呈“#”或兩個以上的“#”上下或左右相接；兩個或者兩個以上的受力柱，所述受力柱位于由平面控制軸線“#”所在的軸線交點處；于平面控制軸線“#”及其延伸的軸線的周圍搭建地梁，通過對房屋平面的構(gòu)成方法以及柱、墻體、樓梯和屋面等建筑要素與平面的搭建關(guān)系控制，實現(xiàn)使用需求和產(chǎn)品生產(chǎn)之間的真正互動。
文檔編號E04H1/04GK201459918SQ20092006188
公開日2010年5月12日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者林垚廣, 梁麗華 申請人:徐澤樟