專利名稱：用預制柱、梁、板快速組裝低成本節能房屋新方法
技術領域：
本發明涉及一種房屋建筑方法，具體涉及一種用預制柱、梁、板快速組 裝低成本節能房屋新方法。
技術背景.-
現有建筑技術按用材分類有砌塊式、現場澆注鋼筋混凝土式、鋼結構式 等，但都有各自缺點。例如占比例最大的砌塊式建筑，從人類早期用石塊、 泥土筑墻蓋房發展到現在廣泛采用磚或空心砌塊筑墻承重蓋樓。用鋼筋混凝 土圈梁和構造柱加固，建多層房屋，存在缺點是人工消耗量大，房體砌塊總 量大，運輸量大，墻體占地面積大，減少了住室面積，窗戶不能過大，造成 進深窄而多占宅基地，還使外墻表面積與有效住室面積比過大不保溫而多費 空調能耗。現場澆注鋼筋混凝土建筑模板消耗量大，裝卸人工勞動量大，現 場在大氣壓下澆注混凝土氣孔多，松散，與鋼筋粘結力有限而強度低，所以 只得采用粗柱肥梁厚板，造成原材料浪費大，施工周期長，造價偏高。全鋼 結構建筑因鋼材耐壓強度有限，無混凝土增加抗壓強度，使鋼材消耗量大增 而造價高，而且有不防火、不防銹等缺點。隨著現代化進程加快，城巿人口 迅速增加，人們生活水平不斷提高，對住房質量要求也在不斷增強，建筑速 度跟不上市場需求速度，加之規范管理經驗不足等諸多原因，致使房價連年 上漲難跌，廣大中低收入者因買不起房而發愁，引起從中央到地方全社會的 關注，快速組裝低成本節能房屋成為建筑領域工程技術人員亟待解決的技術 問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是解決上述現有技術存在的問題，而提供 一種工業化批量生產，組件無氣孔，密度大，強度高，壽命長，標準化制造， 成本造價低，省時省料，建房速度快，質量高，節能節地節省人工費，有效 解決中低收入者住房需求的用預制柱、梁、板快速組裝低成本節能房屋新方 法。
本發明采用的技術方案是首先制作房屋柱、梁模具及內置鋼筋或角鋼、 槽鋼、工字鋼、型鋼，并向模具內澆注混凝土漿，在離心機中高速旋轉，固 化后脫摸，成為預制鋼筋混凝土柱、梁構件，預制柱上預留有安裝孔洞，預 制梁上預留有嵌槽，然后預制柱插在杯口基礎件上，預制梁穿過預制柱心預 留孔洞，預制樓板搭在預制梁上，墻板嵌于預制梁的嵌槽內，如此組裝固定， 即成為快速組裝的低成本節能房屋結構主體。
上述技術方案中，預制柱采用空心立柱。
上述技術方案中，預制柱、梁為方形、圓形、工字形、長方形、方形帶 槽或丁字形等。
本發明首創采用流體力學，在預制廠內批量澆注各種高強度優質鋼筋混 凝土柱、梁等房屋構件，與預制樓板、人造板、玻璃等一起，在工地上裝配 成框架輕板式低層、多層或高層樓房。由于本發明為工業化、機械化、大批 量、標準化預制所有房構件，人工勞動量大大減少，工期大大縮短，不消耗 摸板、原材料無浪費，環保。本發明工藝與現有砌塊式、現場澆注鋼筋混凝 土或全鋼式建筑相比，造價可降低30-50%，而且可采用大面積玻璃門窗，增 加進深寬度，外墻面積與住房面積比大減而節能，采光好而宜人。近代工程流體力學，已成功應用于相當幾十個大氣壓強下的離心力澆注 無氣孔、大密度、高強度、長壽命的火車輪箍、軋輥、鑄鐵管以及鋼筋混凝 土上下水管、電線桿等，但以往離心澆注僅限于外形為圓形或圓錐形模具內 進行。本發明特點是掌握混凝土漿時，物理狀態屬流體，流體沒有固定的形 狀，形狀隨容器形態的不同而不同，因而只要設計好澆溝，能把混凝土漿灌 滿離旋轉軸心平面較遠的不同形狀的柱、梁等模具內，模具內形不一定是圓 形或圓錐形，模具內形設計為矩形、方形、槽形或其它形狀也可以。當離心 機旋轉時所產生的加速度大于混凝土漿重力加速度時，隨之形成空心管腔， 混凝土漿中固體顆粒因比重大而離心力大，壓縮在離旋轉軸心較遠的模具內， 而水分和空氣泡因比重小離心力小而擠壓在離軸心較近的地方排出，留在模 具內的混凝土成固體狀態，其形狀也就是模具內不同外形的各種柱、梁等房 構件，掌握這一特點，幾乎現在所有不同外形大小的各種柱、梁等房構件都 可用不同大小、不同模具的臥式、傾斜式或豎式離心機澆注成。澆注時需離 心力大小的具體詳細計算法可參考"工程流體力學"書籍。 本發明的優點如下
1、 省時，建房速度快。本發明利用目前預制廠能力生產長約12米以下 各種所需柱梁，建高層可幾根接長，運到工地，將柱插入杯口基礎件，梁穿 入柱心成框架，框架上鋪上樓板，梁槽內嵌夾人造板或玻璃板，成為墻或門 窗，因此一幢房屋主體結構幾天或幾十天即可完成，而傳統技術砌塊法或澆 注法則需半年乃至幾年工期才能完成。而且本發明受季節性影響小。
2、 省料。本發明用大壓強下預制的柱、梁其混凝土強度比現在震動法
澆注的強度高1/3，而且可減少柱梁橫截面積和重量，加之本發明是輕墻板，改變了現有砌塊法或現場澆注法粗柱肥梁厚墻胖體建筑法，原材料節約1/3以 上。
3、 提高了居住面積。本發明用薄板墻取代厚磚墻，有效居住面積提高了
5%-8%，本發明因采用柱梁框架，只要把橫向梁伸出柱外1.2米左右，鋪上樓 板即可以得到前后陽涼臺。
4、 節地。采用本發明方法，能徹底淘汰傳統燒紅磚毀地的落后方法。傳 統技術砌塊建筑靠墻承重房體，限制了窗戶不能過大，因而造成房體深窄， 宅群占地面積與有效建筑地過大而浪費土地。本發明采用柱梁框架，柱承重 房體，前后都可采用落地玻璃板門窗墻，采光好，進深可再加寬50-100%， 節省房占地面積。
5、 節能。由于進深寬，外墻表面積與住室面積比減少，按熱工原理，室 內保溫性能成相應比例提高，可大量節省空調能耗。
6、 節省人工費。現有砌塊或現場澆注，房屋造價中工資費用占很大比例。 本發明預制構件組裝房屋因機械化大批量優質生產，人工費可減少70%。
7、 造價低。本發明通過省時省料、省工、節地、節能、優質、住房面積 提高等綜合評估，預制房構件組裝房屋造價可望比現有建筑法降低30-50%。
8、 社會效益好。本發明在工廠內機械化大批量生產房構件運至現場組裝， 使房屋建筑由手工砌塊或半手工半機械化現場澆注進入到生產效率高、建房 速度快、優質、造價低的更科學節能降耗工業化建房時代，有利于解決廣大 中低收入者買房，使天下人都有合適住房。
圖1為本發明用預制柱、梁、板快速組裝系統結構示意2為本發明框架結構建筑外形示意圖
圖3為本發明連排寬進深節能低造價柱、梁、板組裝樓平面示意圖 圖4為本發明柱插杯口、梁穿柱心、板嵌梁槽的房體橫剖面示意圖
圖5為離心澆注矩形空心柱結構示意圖 圖6為離心澆注梁橫剖面示意圖
圖7至圖15為離心澆注型鋼混凝土柱、梁橫剖面示意圖
具體實施例方式
參見圖1一圖7，本發明離心澆注鋼筋混凝土空心矩形柱，今后主要廣泛 用作樓柱，但有些小支柱為減肥也可采用空心柱，樓柱在柱梁框架輕墻板房 中承受自重和梁連接傳來的所有房體總重量，是最重要的房構件，可采用臥 式離心機澆注。本發明所指離心機實質是一個高速旋轉的回轉筒及其機械設 備，預制梁、柱的模具安裝在回轉筒內高速旋轉，并向模具內澆注混凝土， 模具內安裝有鋼筋或角鋼、槽鋼、工字鋼等型鋼。機械設備可參見電桿預制 廠設備，與預制水泥電線桿相似，不同點是回轉筒內腔是矩形管模具，而不 是澆注電桿的圓錐管模具而已。臥式離心機澆注空心樓柱橫截面示意圖如圖5 所示。
為了樓柱能穿裝橫梁、縱橫、過梁、連接梁等，在澆注前每層樓段柱上 都用模具塞在梁孔洞內，澆完打結好樓柱卸出時取出模具塞，柱上就預留有 穿梁孔洞。若需要其它柱型、柱貌，只需增添模具。可以預制出牛腿柱、帽 柱或其它藝術雕刻圖案柱，預制空心柱的優點是1、柱梁組裝成框架，柱梁 交叉各節點上的縫隙，可以從柱段上部預留穿孔灌水泥砂漿入空心腔管內， 填充節點縫隙；2、減輕預制柱重量，便于運輸。預制梁、實心柱澆注各種外形和大小的梁和實心柱，采用的離心機設 備與澆注水泥電線桿相似。如圖6所示，將型鋼、鋼筋梁柱、骨架布置在模 具內后，澆灌水泥沙石漿入回轉筒內，啟動離心機高速旋轉，脫水脫氣成型 后停機。松開回轉筒兩半部連接螺桿，卸出預制梁。這種設備一次可澆注兩 根梁或多根梁。如果將梁模具改為實心柱模具， 一次也可以澆注兩根柱或多 根柱，如果將多個梁或柱的模具對稱布置在回轉筒內腔圓周上，如圖6柱的 模具，模具可在澆注完后垂直向下卸出預制件時瞬間脫掉，掉在回轉筒下方 的車上，即可得到多根柱、梁柱制件，運往儲放場地，效率大大提高。
快速組裝房屋將各柱基礎做成杯口形，然后將預制柱插入，并嵌固在 杯口內，如圖4所示，梁橫穿入柱較寬松的預留孔內，梁底部有裸露彎鉤鋼 件，對準插入柱空心腔內，梁與柱連接處有裸露鋼件，柱梁對正位置后，將 柱梁裸鋼件焊接。再從柱內向空心腔灌水泥砂漿封塞縫隙，這樣使柱梁牢固 連接。每根預制的柱梁大小、長度按設計需要和運輸安裝條件而定。和水泥 電線桿加高一樣，多層或高層建筑也可以在柱梁端部預留裸露鋼件，當需要 多根加高加長時，可焊接連成整體。圖3是先將預制柱梁組裝成框架，再鋪
上預制樓板的樓層平面圖。圖4是再在柱上橫穿上踢腳槽梁、門窗過槽梁、
小立支柱，再在橫向梁槽內嵌入預制混凝土空心板分戶墻，在縱向梁槽內嵌 入大塊玻璃或各種人造預制板等，作分室隔墻。
本發明具體實施方式
中，圖1為已組裝搭建好的梁、板、柱框架主體結
構系統立體示意圖。圖2為采用本發明框架結構建筑外形圖。圖3為本發明 柱、梁、板組裝樓平面圖，圖中1——預制柱，2——預制橫梁，3——預制縱 梁，4——預制樓板。圖4為本發明組裝結構縱向剖面示意圖，圖4中，l一一預制柱；2—一預制橫梁，該預制橫梁為帶槽承重梁；5——預制柱中的預 留穿縱梁孔；6——預埋鋼件焊接點；7——空心墻板或玻璃；8——帶槽的門 過梁；9——門；10——門框立柱；11——帶槽踢腳梁；12——杯口基礎件。 圖5為本發明離心澆注矩形空心柱結構示意圖，圖中13——回轉筒，14—— 模具外套，15"^鋼混凝土柱，16——四塊可卸模具。圖6為離心機澆注梁 橫剖面示意圖，圖中，13——回轉筒，17——梁上半部模具套，18——梁下 半部模具套，19——回轉筒兩半部連接螺桿，20——可卸柱模具套，21—— 柱模具支架，22——可拆卸模板。圖7至圖15為離心澆注各種型鋼混凝土柱 梁橫剖面示意圖，圖7為離心澆注的角鋼混凝土空心方形柱，圖8為離心澆 注鋼筋混凝土空心園柱，圖9為離心澆注角鋼混凝土實心方柱，圖10為離心 澆注鋼筋混凝土工字梁，圖11為離心澆注工字鋼混凝土梁或柱，圖12為離 心澆注工字鋼混凝土帶槽梁或柱，圖13為離心澆注矩形實心鋼筋混凝土梁或 柱，圖14為離心澆注丁字鋼混凝土梁，圖15為離心澆注方形實心鋼筋混凝 土梁或柱。
權利要求
1、一種用預制柱、梁、板快速組裝低成本節能房屋新方法，其特征在于首先制作房屋柱、梁模具及內置鋼筋或角鋼、槽鋼、工字鋼、型鋼，并向模具內澆注混凝土漿，在離心機中高速旋轉，固化后脫摸，成為預制鋼筋混凝土柱、梁構件，預制柱上預留有安裝孔洞，預制梁上預留有嵌槽，然后預制柱插在杯口基礎件上，預制梁穿過預制柱心預留孔洞，預制樓板搭在預制梁上，墻板嵌于預制梁的嵌槽內，如此組裝固定，即成為快速組裝的低成本節能房屋主體結構。
2、 根據權利要求1所述的用預制柱、梁、板快速組裝低成本節能房屋新 方法，其特征在于預制柱采用空心立柱。
3、 根據權利要求1所述的用預制柱、梁、板快速組裝低成本節能房屋新 方法，其特征在于預制柱、梁為方形、圓形、工字形、長方形、方形帶槽或 丁字形。
全文摘要
一種用預制柱、梁、板快速組裝低成本節能房屋新方法，首先制作房屋柱、梁模具及內置鋼筋或型鋼，并向模具內澆注混凝土漿，在離心機中高速旋轉，固化后脫模，成為預制鋼筋混凝土柱、梁構件，然后預制柱插在杯口基礎件上，預制梁穿過預制柱心預留孔洞，預制樓板搭在預制梁上，墻板嵌于預制梁的嵌槽內，如此組裝固定，即成為快速組裝的低成本節能房屋主體結構。本發明工業化批量生產，組件無氣孔，密度大，強度高，壽命長，標準化制造，成本造價低，省時省料，建房速度快，質量高，是建筑領域節能建房的一種新方法。
文檔編號E04B1/20GK101294419SQ20071003483
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月27日 優先權日2007年4月27日
發明者丁公權, 丁小波 申請人:丁公權;丁小波