CN101294419A - 用预制柱、梁、板快速组装低成本节能房屋新方法 - Google Patents

Abstract

一种用预制柱、梁、板快速组装低成本节能房屋新方法，首先制作房屋柱、梁模具及内置钢筋或型钢，并向模具内浇注混凝土浆，在离心机中高速旋转，固化后脱模，成为预制钢筋混凝土柱、梁构件，然后预制柱插在杯口基础件上，预制梁穿过预制柱心预留孔洞，预制楼板搭在预制梁上，墙板嵌于预制梁的嵌槽内，如此组装固定，即成为快速组装的低成本节能房屋主体结构。本发明工业化批量生产，组件无气孔，密度大，强度高，寿命长，标准化制造，成本造价低，省时省料，建房速度快，质量高，是建筑领域节能建房的一种新方法。

Description

用预制柱、梁、板快速组装低成本节能房屋新方法

技术领域：

本发明涉及一种房屋建筑方法，具体涉及一种用预制柱、梁、板快速组装低成本节能房屋新方法。

背景技术：

现有建筑技术按用材分类有砌块式、现场浇注钢筋混凝土式、钢结构式等，但都有各自缺点。例如占比例最大的砌块式建筑，从人类早期用石块、泥土筑墙盖房发展到现在广泛采用砖或空心砌块筑墙承重盖楼。用钢筋混凝土圈梁和构造柱加固，建多层房屋，存在缺点是人工消耗量大，房体砌块总量大，运输量大，墙体占地面积大，减少了住室面积，窗户不能过大，造成进深窄而多占宅基地，还使外墙表面积与有效住室面积比过大不保温而多费空调能耗。现场浇注钢筋混凝土建筑模板消耗量大，装卸人工劳动量大，现场在大气压下浇注混凝土气孔多，松散，与钢筋粘结力有限而强度低，所以只得采用粗柱肥梁厚板，造成原材料浪费大，施工周期长，造价偏高。全钢结构建筑因钢材耐压强度有限，无混凝土增加抗压强度，使钢材消耗量大增而造价高，而且有不防火、不防锈等缺点。随着现代化进程加快，城市人口迅速增加，人们生活水平不断提高，对住房质量要求也在不断增强，建筑速度跟不上市场需求速度，加之规范管理经验不足等诸多原因，致使房价连年上涨难跌，广大中低收入者因买不起房而发愁，引起从中央到地方全社会的关注，快速组装低成本节能房屋成为建筑领域工程技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种工业化批量生产，组件无气孔，密度大，强度高，寿命长，标准化制造，成本造价低，省时省料，建房速度快，质量高，节能节地节省人工费，有效解决中低收入者住房需求的用预制柱、梁、板快速组装低成本节能房屋新方法。

本发明采用的技术方案是：首先制作房屋柱、梁模具及内置钢筋或角钢、槽钢、工字钢、型钢，并向模具内浇注混凝土浆，在离心机中高速旋转，固化后脱摸，成为预制钢筋混凝土柱、梁构件，预制柱上预留有安装孔洞，预制梁上预留有嵌槽，然后预制柱插在杯口基础件上，预制梁穿过预制柱心预留孔洞，预制楼板搭在预制梁上，墙板嵌于预制梁的嵌槽内，如此组装固定，即成为快速组装的低成本节能房屋结构主体。

上述技术方案中，预制柱采用空心立柱。

上述技术方案中，预制柱、梁为方形、圆形、工字形、长方形、方形带槽或丁字形等。

本发明首创采用流体力学，在预制厂内批量浇注各种高强度优质钢筋混凝土柱、梁等房屋构件，与预制楼板、人造板、玻璃等一起，在工地上装配成框架轻板式低层、多层或高层楼房。由于本发明为工业化、机械化、大批量、标准化预制所有房构件，人工劳动量大大减少，工期大大缩短，不消耗摸板、原材料无浪费，环保。本发明工艺与现有砌块式、现场浇注钢筋混凝土或全钢式建筑相比，造价可降低30-50％，而且可采用大面积玻璃门窗，增加进深宽度，外墙面积与住房面积比大减而节能，采光好而宜人。

近代工程流体力学，已成功应用于相当几十个大气压强下的离心力浇注无气孔、大密度、高强度、长寿命的火车轮箍、轧辊、铸铁管以及钢筋混凝土上下水管、电线杆等，但以往离心浇注仅限于外形为圆形或圆锥形模具内进行。本发明特点是掌握混凝土浆时，物理状态属流体，流体没有固定的形状，形状随容器形态的不同而不同，因而只要设计好浇沟，能把混凝土浆灌满离旋转轴心平面较远的不同形状的柱、梁等模具内，模具内形不一定是圆形或圆锥形，模具内形设计为矩形、方形、槽形或其它形状也可以。当离心机旋转时所产生的加速度大于混凝土浆重力加速度时，随之形成空心管腔，混凝土浆中固体颗粒因比重大而离心力大，压缩在离旋转轴心较远的模具内，而水分和空气泡因比重小离心力小而挤压在离轴心较近的地方排出，留在模具内的混凝土成固体状态，其形状也就是模具内不同外形的各种柱、梁等房构件，掌握这一特点，几乎现在所有不同外形大小的各种柱、梁等房构件都可用不同大小、不同模具的卧式、倾斜式或竖式离心机浇注成。浇注时需离心力大小的具体详细计算法可参考“工程流体力学”书籍。

本发明的优点如下：

1、省时，建房速度快。本发明利用目前预制厂能力生产长约12米以下各种所需柱梁，建高层可几根接长，运到工地，将柱插入杯口基础件，梁穿入柱心成框架，框架上铺上楼板，梁槽内嵌夹人造板或玻璃板，成为墙或门窗，因此一幢房屋主体结构几天或几十天即可完成，而传统技术砌块法或浇注法则需半年乃至几年工期才能完成。而且本发明受季节性影响小。

2、省料。本发明用大压强下预制的柱、梁其混凝土强度比现在震动法浇注的强度高1/3，而且可减少柱梁横截面积和重量，加之本发明是轻墙板，改变了现有砌块法或现场浇注法粗柱肥梁厚墙胖体建筑法，原材料节约1/3以上。

3、提高了居住面积。本发明用薄板墙取代厚砖墙，有效居住面积提高了5％-8％，本发明因采用柱梁框架，只要把横向梁伸出柱外1.2米左右，铺上楼板即可以得到前后阳凉台。

4、节地。采用本发明方法，能彻底淘汰传统烧红砖毁地的落后方法。传统技术砌块建筑靠墙承重房体，限制了窗户不能过大，因而造成房体深窄，宅群占地面积与有效建筑地过大而浪费土地。本发明采用柱梁框架，柱承重房体，前后都可采用落地玻璃板门窗墙，采光好，进深可再加宽50-100％，节省房占地面积。

5、节能。由于进深宽，外墙表面积与住室面积比减少，按热工原理，室内保温性能成相应比例提高，可大量节省空调能耗。

6、节省人工费。现有砌块或现场浇注，房屋造价中工资费用占很大比例。本发明预制构件组装房屋因机械化大批量优质生产，人工费可减少70％。

7、造价低。本发明通过省时省料、省工、节地、节能、优质、住房面积提高等综合评估，预制房构件组装房屋造价可望比现有建筑法降低30-50％。

8、社会效益好。本发明在工厂内机械化大批量生产房构件运至现场组装，使房屋建筑由手工砌块或半手工半机械化现场浇注进入到生产效率高、建房速度快、优质、造价低的更科学节能降耗工业化建房时代，有利于解决广大中低收入者买房，使天下人都有合适住房。

附图说明：

图1为本发明用预制柱、梁、板快速组装系统结构示意图

图2为本发明框架结构建筑外形示意图

图3为本发明连排宽进深节能低造价柱、梁、板组装楼平面示意图

图4为本发明柱插杯口、梁穿柱心、板嵌梁槽的房体横剖面示意图

图5为离心浇注矩形空心柱结构示意图

图6为离心浇注梁横剖面示意图

图7至图15为离心浇注型钢混凝土柱、梁横剖面示意图

具体实施方式：

参见图1-图7，本发明离心浇注钢筋混凝土空心矩形柱，今后主要广泛用作楼柱，但有些小支柱为减肥也可采用空心柱，楼柱在柱梁框架轻墙板房中承受自重和梁连接传来的所有房体总重量，是最重要的房构件，可采用卧式离心机浇注。本发明所指离心机实质是一个高速旋转的回转筒及其机械设备，预制梁、柱的模具安装在回转筒内高速旋转，并向模具内浇注混凝土，模具内安装有钢筋或角钢、槽钢、工字钢等型钢。机械设备可参见电杆预制厂设备，与预制水泥电线杆相似，不同点是回转筒内腔是矩形管模具，而不是浇注电杆的圆锥管模具而已。卧式离心机浇注空心楼柱横截面示意图如图5所示。

为了楼柱能穿装横梁、纵横、过梁、连接梁等，在浇注前每层楼段柱上都用模具塞在梁孔洞内，浇完打结好楼柱卸出时取出模具塞，柱上就预留有穿梁孔洞。若需要其它柱型、柱貌，只需增添模具。可以预制出牛腿柱、帽柱或其它艺术雕刻图案柱，预制空心柱的优点是：1、柱梁组装成框架，柱梁交叉各节点上的缝隙，可以从柱段上部预留穿孔灌水泥砂浆入空心腔管内，填充节点缝隙；2、减轻预制柱重量，便于运输。

预制梁、实心柱：浇注各种外形和大小的梁和实心柱，采用的离心机设备与浇注水泥电线杆相似。如图6所示，将型钢、钢筋梁柱、骨架布置在模具内后，浇灌水泥沙石浆入回转筒内，启动离心机高速旋转，脱水脱气成型后停机。松开回转筒两半部连接螺杆，卸出预制梁。这种设备一次可浇注两根梁或多根梁。如果将梁模具改为实心柱模具，一次也可以浇注两根柱或多根柱，如果将多个梁或柱的模具对称布置在回转筒内腔圆周上，如图6柱的模具，模具可在浇注完后垂直向下卸出预制件时瞬间脱掉，掉在回转筒下方的车上，即可得到多根柱、梁柱制件，运往储放场地，效率大大提高。

快速组装房屋：将各柱基础做成杯口形，然后将预制柱插入，并嵌固在杯口内，如图4所示，梁横穿入柱较宽松的预留孔内，梁底部有裸露弯钩钢件，对准插入柱空心腔内，梁与柱连接处有裸露钢件，柱梁对正位置后，将柱梁裸钢件焊接。再从柱内向空心腔灌水泥砂浆封塞缝隙，这样使柱梁牢固连接。每根预制的柱梁大小、长度按设计需要和运输安装条件而定。和水泥电线杆加高一样，多层或高层建筑也可以在柱梁端部预留裸露钢件，当需要多根加高加长时，可焊接连成整体。图3是先将预制柱梁组装成框架，再铺上预制楼板的楼层平面图。图4是再在柱上横穿上踢脚槽梁、门窗过槽梁、小立支柱，再在横向梁槽内嵌入预制混凝土空心板分户墙，在纵向梁槽内嵌入大块玻璃或各种人造预制板等，作分室隔墙。

本发明具体实施方式中，图1为已组装搭建好的梁、板、柱框架主体结构系统立体示意图。图2为采用本发明框架结构建筑外形图。图3为本发明柱、梁、板组装楼平面图，图中1——预制柱，2——预制横梁，3——预制纵梁，4——预制楼板。图4为本发明组装结构纵向剖面示意图，图4中，1——预制柱；2——预制横梁，该预制横梁为带槽承重梁；5——预制柱中的预留穿纵梁孔；6——预埋钢件焊接点；7——空心墙板或玻璃；8——带槽的门过梁；9——门；10——门框立柱；11——带槽踢脚梁；12——杯口基础件。图5为本发明离心浇注矩形空心柱结构示意图，图中13——回转筒，14——模具外套，15——钢混凝土柱，16——四块可卸模具。图6为离心机浇注梁横剖面示意图，图中，13——回转筒，17——梁上半部模具套，18——梁下半部模具套，19——回转筒两半部连接螺杆，20——可卸柱模具套，21——柱模具支架，22——可拆卸模板。图7至图15为离心浇注各种型钢混凝土柱梁横剖面示意图，图7为离心浇注的角钢混凝土空心方形柱，图8为离心浇注钢筋混凝土空心园柱，图9为离心浇注角钢混凝土实心方柱，图10为离心浇注钢筋混凝土工字梁，图11为离心浇注工字钢混凝土梁或柱，图12为离心浇注工字钢混凝土带槽梁或柱，图13为离心浇注矩形实心钢筋混凝土梁或柱，图14为离心浇注丁字钢混凝土梁，图15为离心浇注方形实心钢筋混凝土梁或柱。

Claims (3)

1、一种用预制柱、梁、板快速组装低成本节能房屋新方法，其特征在于首先制作房屋柱、梁模具及内置钢筋或角钢、槽钢、工字钢、型钢，并向模具内浇注混凝土浆，在离心机中高速旋转，固化后脱摸，成为预制钢筋混凝土柱、梁构件，预制柱上预留有安装孔洞，预制梁上预留有嵌槽，然后预制柱插在杯口基础件上，预制梁穿过预制柱心预留孔洞，预制楼板搭在预制梁上，墙板嵌于预制梁的嵌槽内，如此组装固定，即成为快速组装的低成本节能房屋主体结构。

2、根据权利要求1所述的用预制柱、梁、板快速组装低成本节能房屋新方法，其特征在于预制柱采用空心立柱。

3、根据权利要求1所述的用预制柱、梁、板快速组装低成本节能房屋新方法，其特征在于预制柱、梁为方形、圆形、工字形、长方形、方形带槽或丁字形。

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