專利名稱：可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑物組合結(jié)構(gòu)，尤其是一種梁柱結(jié)構(gòu)方法，屬于建筑技術(shù)。
背景技術(shù)：
在建筑工程中，常要求在建筑工地上搭建各種臨時(shí)設(shè)施。如辦公用房、住宅用房、工作 臺(tái)架、作業(yè)平臺(tái)等，在建筑等諸多方面，都需要這種搭建快可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)。通常的 方法是采用各種建筑材料進(jìn)行搭建，類似于永久建筑，只是降低一些標(biāo)準(zhǔn)和要求。然后這 種降低標(biāo)準(zhǔn)搭建臨時(shí)結(jié)構(gòu)，工程強(qiáng)度低、抗災(zāi)能力差，存在著安全隱患，往往影響著正常的 工作，甚至常常因此造成事故。另外，搭建臨時(shí)結(jié)構(gòu)，用后還得拆除，有費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、浪費(fèi) 材料的問題。
到野外去演出，或要在某地開會(huì)，要搭建臨時(shí)戲臺(tái)或主席臺(tái)?；蛟谀车嘏碾娪耙罱ㄅR 時(shí)場(chǎng)景?；蚺R時(shí)擋墻、觀景臺(tái)、廣告牌等都需要這種三維梁柱結(jié)構(gòu)。如每年杭州召開國(guó)際煙 花節(jié)，有時(shí)要在西湖上放煙花，有時(shí)要在錢塘江上放煙花，為了保護(hù)環(huán)境，維護(hù)秩序，保障 人生安全，要搭建大量的臨時(shí)護(hù)欄、擋墻、觀景臺(tái)、主席臺(tái)和工作臺(tái)等，事后若不可拆卸和 重復(fù)使用，不符合節(jié)能環(huán)保的原則。
經(jīng)檢索國(guó)內(nèi)外有大量的關(guān)于梁柱結(jié)構(gòu)的研究，諸如株式會(huì)社阿特斯的"梁柱連接件"
(9730757.1)，南京市民用建筑設(shè)計(jì)院的"梁柱——板柱組合結(jié)構(gòu)體系"(98111301. X)。也 有關(guān)于可拆卸和可任意組合的梁柱結(jié)構(gòu)的研究，如臺(tái)灣吳文士的"可任意組合的梁柱構(gòu)件"
(01208275.3)，還有"環(huán)保型可拆裝式梁柱承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法"(03134271. X)等。未發(fā) 現(xiàn)本發(fā)明可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法特征相同的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述問題，為了能快速拆裝和重復(fù)多次使用的目的，提出一種安全、高效、 節(jié)能、環(huán)保的三維梁柱組合結(jié)構(gòu)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是首先把三維梁柱的結(jié)點(diǎn)看成是一個(gè)整體，根據(jù)穩(wěn)定牢固和拆搭方 便的原則，把結(jié)點(diǎn)分隔成多個(gè)互相嚙合的單元分別設(shè)置在各梁柱上，然后設(shè)置銷鎖、扣鎖和 抱箍，形成一個(gè)有各自編碼的互鎖凹凸槽的梁柱互相聯(lián)接的結(jié)構(gòu)方法。
所述的結(jié)點(diǎn)是梁柱聯(lián)接的部位，最常用的是立柱、經(jīng)梁和緯梁互以90度相交于結(jié)點(diǎn)，也
有45度、60度和120度結(jié)點(diǎn)的斜拉梁。還分有普通結(jié)點(diǎn)和加強(qiáng)結(jié)點(diǎn)，以滿足各種工程的需 要。
所述的互鎖凹凸槽設(shè)置于梁柱材料的結(jié)點(diǎn)上，分別有各自的切口編碼進(jìn)行分隔。切口編 碼分隔時(shí)，充分考慮結(jié)點(diǎn)的受力情況，根據(jù)穩(wěn)定牢固和拆搭方便的原則進(jìn)行，做到互相支撐，嚙合緊密，不留空隙，美觀整齊。簡(jiǎn)單的互鎖凹凸槽一般采用低位切口編碼進(jìn)行分隔。對(duì)于 復(fù)雜精細(xì)的互鎖凹凸槽結(jié)構(gòu)可采用高位編碼的方法。通常有四位編碼和六位編碼。四位編碼 就是把梁柱的結(jié)點(diǎn)位置四等分進(jìn)行的編碼，六位編碼就是把梁柱的結(jié)點(diǎn)位置六等分進(jìn)行的編 碼。加工時(shí)只要標(biāo)定好結(jié)點(diǎn)位置，設(shè)置好加工機(jī)具，按編碼進(jìn)行切削，就能準(zhǔn)確無(wú)誤的批量 生產(chǎn)。
所述的銷鎖是為了固定主副柱(梁)之間相對(duì)位置，鎖住三維聯(lián)接結(jié)構(gòu)，限制拆卸的隨
意性。也有采用抱箍方法固定主副柱(梁)，代替銷鎖。
柱(梁)的連接固定必須考慮其抗壓、抗拉和抗扭的各種受力需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，其通常方
法是采用雌雄榫頭和扣鎖聯(lián)接，既保證梁柱結(jié)構(gòu)材料接長(zhǎng)后的抗壓抗拉和抗扭強(qiáng)度，又能滿 足安裝牢固拆卸快的要求。
所述的經(jīng)緯梁在水平跨度大或者荷載較大的場(chǎng)合，或雙根梁并行，或根據(jù)跨度和荷載設(shè) 置上拱余量并標(biāo)有朝上箭頭，以克服水平梁的下垂弛度。
所述的梁柱為條形材料，可選用木材、鋼材、塑料、鋁合金等，其截面通常為方型或圓 形，為了節(jié)省材料減輕重量，通?？梢宰鞒杀”谥锌战Y(jié)構(gòu)。采用四位切口編碼的結(jié)構(gòu)梁柱的 骨架應(yīng)起碼支撐框邊的1/4位置；采用六位切口編碼的結(jié)構(gòu)梁柱的中空骨架支撐框邊的1/9
位置；釆用8位切口編碼的結(jié)構(gòu)梁柱的的中空骨架支撐框邊的1/16位置。依此類推，以保證 采用高位編碼互鎖凹凸槽結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)受力均衡，聯(lián)接可靠，完整無(wú)隙。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
提高工效由于本發(fā)明由多根材料的互相嚙合而成，不用螺釘螺母，也不用焊接，單根 材料份量輕，搬運(yùn)方便，安裝和拆卸簡(jiǎn)單且速度快，工效高。
節(jié)省費(fèi)用由于本發(fā)明把結(jié)點(diǎn)分隔成多個(gè)互相嚙合的單元分別設(shè)置在各梁柱上，事后可 拆卸和重復(fù)多次使用，省工、省時(shí)、省材料，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
安全可靠由于本發(fā)明，采用較高的建筑標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和搭建，立柱、經(jīng)梁和緯 梁互以90度相交于結(jié)點(diǎn)，又有不同角度的的斜拉梁，梁柱都用主副結(jié)構(gòu)，聯(lián)接點(diǎn)得到了加強(qiáng)， 最后又用銷鎖和扣鎖鎖定。水平梁根據(jù)跨度和荷載設(shè)有上拱余量?？煽啃院桶踩愿摺?br> 節(jié)能環(huán)保由于本發(fā)明工廠化預(yù)先生產(chǎn)，事前搭建和事后拆除，沒有廢料不留根底，符 合節(jié)能環(huán)保的原則。
適用面廣梁柱為薄壁中空結(jié)構(gòu)的條形材料，重量輕、強(qiáng)度大、可任意組合，廣泛使用 于各種臨建工程。
本發(fā)明與傳統(tǒng)的方法和技術(shù)相比較，工效提高廣3倍，工期縮短60%以上，造價(jià)降低50% 左右，可靠性和安全性都有大幅度的提高。具有可任意組合、拆裝簡(jiǎn)易快速、可多次重復(fù)使用、易攜帶、機(jī)動(dòng)性高、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。


圖l為三維梁柱組合結(jié)構(gòu)圖。
圖2為是固定主副柱(梁)的銷鎖圖。
圖3為連接雌雄榫頭的扣鎖圖。
圖4為凹凸槽四位切口編碼圖。
圖5為中空結(jié)構(gòu)截面圖。
圖6為本發(fā)明方法搭建的臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)。
圖7為本發(fā)明方法搭建的臨時(shí)舞臺(tái)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1:以四位切口編碼的三維梁柱結(jié)構(gòu)搭建作業(yè)平臺(tái)的方法。
所述的三維梁柱結(jié)構(gòu)聯(lián)接點(diǎn)如圖l所示，由主立柱O)、副立柱(2)、主經(jīng)梁(3)、副 經(jīng)梁(4)、主緯梁(5)、副緯梁(6)六根材料構(gòu)成。垂直于地面的稱柱，有主立柱(1)副 立柱(2)。與地面平行的稱為梁，有經(jīng)梁和緯梁。其特征是立柱、經(jīng)梁和諱梁互以90度相交 與結(jié)點(diǎn)位置，各有副立柱(2)、副經(jīng)梁(4)和副緯梁(6)。
副立柱(2)又稱為襯柱，與主立柱(1)平行，副經(jīng)梁(4)又稱為經(jīng)襯梁，與主經(jīng)梁(3) 平行，副緯梁(6)又稱為緯襯梁與，主緯梁(5)平行。
截面為正方形的六根的凹凸槽的采用四位切口編碼分別是2210/0110、 2222/0110、 0122/0110、 2112/0110、 2222/0000、 0000/0000。詳見圖4四位切口編碼圖，1代表一個(gè)切 口單元，2代表二個(gè)切口單元，O代表零個(gè)切口單元，分別標(biāo)注了八個(gè)位置的凹凸槽狀況。如 2210/0110說(shuō)明在第一個(gè)位置切2個(gè)單元，在第二個(gè)位置切2個(gè)單元，在第三個(gè)位置切l(wèi)個(gè) 單元，在第四個(gè)位置切O個(gè)單元。又如0000/0000說(shuō)明八個(gè)位置均無(wú)切口。在每根材料的兩 端分別作成雌雄榫頭(13)和扣鎖裝置。
在六根材料上的凹凸槽互相支撐，嚙合緊密，最后用銷鎖固定形成牢固穩(wěn)定的梁柱結(jié)點(diǎn)。 銷鎖(24)包括銷頭(10)、銷身(8)、銷尾(7)、鎖孔(9)，通常用繩鏈與鎖塊聯(lián)接，形狀 與銷孔相同，銷頭(10)和銷身(8)的尺寸略小于銷孔，銷尾(7)的尺寸大于銷孔。如圖 2所示。
所述的扣鎖(26)包括板手(12)、鎖環(huán)(14)、鎖扣(11)、鎖頭(15)，是為了接長(zhǎng)柱 (梁)的連接固定裝置，如圖3所示。在梁柱結(jié)構(gòu)相互聯(lián)接時(shí)，先將材料的兩端的雌雄榫頭 (13)對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)翻起設(shè)于兩邊的扣鎖板手(12)，使鎖環(huán)(14)套住鎖頭(15)，然后按下板手(12),轉(zhuǎn)動(dòng)鎖扣(11)。
所述的作業(yè)平臺(tái)如圖6所示，搭建時(shí)采用三維梁柱結(jié)構(gòu)方法，為了說(shuō)明搭建方法只例舉 作業(yè)平臺(tái)的一個(gè)單元。臺(tái)腳(21)承重較大用兩根材料，臺(tái)腳(21)較長(zhǎng)的采用抱箍(28) 固定。橫梁(22)和縱梁(25)用單根材料，副橫梁(23)和副縱梁(27)縮短作加強(qiáng)連接 塊。在主副梁上開有與銷鎖(24)吻合的穿透孔。副縱梁(27)又稱為鎖塊，前端的高度略 低于后端，上平面前端呈斜坡狀。如圖6所示。上平面后端開有與銷鎖(24)吻合的孔。梁 柱需要相互聯(lián)接時(shí)，采用設(shè)于梁柱兩邊的雌雄榫頭和扣鎖(26)。根據(jù)工作操業(yè)的需要可大可 小，可高可低，可單層可多層。上下左右都可以伸展聯(lián)接。拆卸時(shí)先拿掉臺(tái)面(20)，拔掉銷 鎖(24)，然后退出鎖塊，三維結(jié)構(gòu)解體，所有梁柱就能逐一拆卸。
實(shí)施例2:以鋁鈦合金為材料的三維梁柱，采用中空結(jié)構(gòu)，其截面如圖5所示。四位切 口編碼的結(jié)構(gòu)梁柱的截面(16)采用交叉骨架支撐方形框邊，加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)梁柱的截面(18) 采用雙重交叉骨架支撐方形框邊。為了使柱梁與隔板(或墻板)之間良好結(jié)合，在薄壁中空 柱梁的邊上開有隔板厚度的插縫，兩面插縫的梁柱結(jié)構(gòu)的截面(17)采用交叉骨架支撐方形 框邊，四面帶有插縫的梁柱結(jié)構(gòu)的截面(19)采用井字型骨架支撐方形框邊。
采用的切口編碼分別是1001/1221、 0110/0122、 1111/1111、 0110/2210、 1111/1221、
圖7為本方法搭建的臨時(shí)簡(jiǎn)易舞臺(tái)。舞臺(tái)由前廳(29)、后臺(tái)(30)、頂臺(tái)(31)和兩側(cè) 附屬房(32)組成，左、右、頂、后和各區(qū)域的隔離均由輕質(zhì)墻板(33)鑲嵌于梁柱的插縫 中完成。舞臺(tái)底腳荷重大，采用加強(qiáng)密集分布的舞臺(tái)腳(34)。水平梁(35)均根據(jù)荷載均設(shè) 置上拱余量，頂臺(tái)(31)的水平梁跨度大，采用超余量上拱。所有墻的壁柱(36)與水平梁 (35)互相嚙合，以加強(qiáng)橫向的側(cè)向剛度。
在風(fēng)荷較大的地區(qū)，在迎風(fēng)面增設(shè)斜拉樁線和可靠的錨固，有必要的還可設(shè)斜拉梁，以 及防止傾覆的措施。
本方法重量輕、強(qiáng)度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定牢固、可任意拆裝組合、重復(fù)使用次數(shù)多、移位搬運(yùn) 方便，還適用于房屋、擋墻、觀景臺(tái)、廣告牌等各種設(shè)施。
權(quán)利要求
1. 可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法，包括柱子、經(jīng)梁、緯梁、斜拉梁、雌雄榫頭，其特征是把三維梁柱的結(jié)點(diǎn)分隔成多個(gè)互相嚙合的單元分別設(shè)置在各梁柱上，然后設(shè)置銷鎖、扣鎖和抱箍，形成一個(gè)由各自編碼的互鎖凹凸槽的梁柱結(jié)構(gòu)方法。
2. 如權(quán)利要求1所述的可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法，其特征是各自編碼的互鎖凹凸槽設(shè)置 于梁柱材料的結(jié)點(diǎn)上，是根據(jù)受力情況，以穩(wěn)定牢固和拆搭方便的原則進(jìn)行分隔。
3. 如權(quán)利要求2所述的可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法，其特征是簡(jiǎn)單的互鎖凹凸槽采用低位 切口編碼，復(fù)雜精細(xì)的互鎖凹凸槽結(jié)構(gòu)采用高位編碼的方法。
4. 如權(quán)利要求3所述的可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法，其特征是由帶有各自編碼的互鎖凹凸 槽的主立柱、副立柱、主經(jīng)梁、副經(jīng)梁、主諱梁、副緯梁六根材料互相嚙合，互以90度相交 于結(jié)點(diǎn)。
5. 如權(quán)利要求4所述的可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法，其特征是六根的凹凸槽的采用四位切 口編碼分別是2210/0110、 2222/0110、 0122/0110、 2112/0110、 2222/0000、 0000/0000或 者是1001/1221、 0110/0122、 1111/1111、 0110/2210、 1111/1221、 0000/0000。
6. 如權(quán)利要求1所述的可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法，其特征是柱(梁)的連接固定采用雌 雄榫頭和扣鎖聯(lián)接，既保證梁柱結(jié)構(gòu)材料接長(zhǎng)后的抗壓抗拉和抗扭強(qiáng)度，又能滿足安裝牢固 拆卸快的方法。
7. 如權(quán)利要求1所述的可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法，其特征是對(duì)跨度或荷載較大的水平梁 設(shè)置上拱余量并標(biāo)有箭頭，以克服水平梁的下垂弛度的方法。
8. 如權(quán)利要求1所述的可拆卸的三維結(jié)構(gòu)方法，其特征是梁柱為條形材料，其截面為方型或圓形，材料作成薄壁中空結(jié)構(gòu)的節(jié)省材料減輕重量的方法。
9. 如權(quán)利要求1所述的可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法，其特征是采用銷鎖和抱箍固定主副柱(梁)之間的相對(duì)位置，鎖住三維聯(lián)接結(jié)構(gòu)，限制拆卸的隨意性的方法。
10. 如權(quán)利要求8所述的可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法，其特征是在薄壁中空柱梁的邊上開有隔板厚度的插縫，兩面插縫的梁柱截面采用交叉骨架，四面插縫的梁柱截面采用井字型骨 架支撐框邊，使得柱梁與隔板之間良好結(jié)合的方法。
全文摘要
可拆卸的三維梁柱結(jié)構(gòu)方法，屬于建筑技術(shù)。其方案是根據(jù)穩(wěn)定牢固和拆搭方便的原則，把結(jié)點(diǎn)分隔成多個(gè)互相嚙合的單元分別設(shè)置在各梁柱上，然后設(shè)置銷鎖、扣鎖和抱箍，形成一個(gè)有各自編碼的互鎖凹凸槽的梁柱結(jié)構(gòu)方法。不用螺釘螺母，也不要焊接，可任意拆裝組合和重復(fù)使用，具有重量輕、強(qiáng)度大、工效高、費(fèi)用省、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定牢固、節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。適用于建筑工地上搭建各種臨時(shí)設(shè)施以及臨時(shí)場(chǎng)景、擋墻、觀景臺(tái)、廣告牌等。
文檔編號(hào)E04B1/19GK101498147SQ20081016394
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月28日
發(fā)明者華健曉, 應(yīng)林江, 徐湘芳, 勇 杭, 陳序真, 陶松壘, 陶鈞炳 申請(qǐng)人:紅陽(yáng)建設(shè)集團(tuán)有限公司