[发明专利]建筑系统

说明书

本发明涉及一种建筑系统，尤其涉及一种应用复合材料的建筑系统。

高级复合材料所具有的物理特性可以使之成为构筑多种类型结构，尤其是房屋的理想的材料。这种材料的重量通常比钢轻25％，但其强度却与钢不相上下。如上所述，这种材料可以在水中承受长期的浸泡并且不会受到各种侵蚀的影响或不会受到白蚁的刻食。一旦用这种材料构筑成房屋或其它建筑物，该材料可实现抗地震和飓风的结构。如果在复合材料中采用的纤维是玻璃纤维的话，则原材料来源充足并且便宜，而且玻璃是可再生的。复合材料具有非常好的抗变形性能，因而其可承受长期的负荷。该材料所具有良好的热特性可以降低对能量的需求，因而可以使诸如太阳能等可再生的能源成为主要的加热源。

虽然逐步发现高级复合材料具有许多新的用途，但截止目前为止还尚未应用于诸如大楼和房屋等大型综合结构中。多年来一直应用“挤压”工艺制作诸如工字梁等梁型材、角型材和箱型梁等梁型材，但事实证明很难将其相互连接在一起。复合材料并不像金属那样可以塑性变形，因而不能应用螺栓、螺杆或铆钉进行有效的相互固定。另外对其不能进行焊接。尽管高级复合材料具有非常良好的物理性能，但由于缺少有效的连接固定方法，因而严重地限制了其的推广应用。

本发明的目的在于提出一种复合材料结构单元系统和建筑方法，所述复合材料结构单元系统和建筑方法可以有效地将结构单元熔接成一体的成套高级复合结构，该复合结构适用于多种应用，而且特别适用于建筑房屋或其它建筑物。

概括地说，本发明提出一种建筑方法，该方法包括应用(如下定义的)蜂房板，该蜂房板具有至少一个用于与一相邻的结构单元接合的平滑的边棱，和将板和/或单元相互接合成一复合建筑结构。

相邻的结构单元可以是另一块蜂房板，或一根梁、角件或其它在下面将详细加以说明的所需的单元。

对图1所示的典型的墙体的分析表明，任何这类结构都包含三个基本单元，即板材、梁和角材。所以实际上任何建筑系统必须具有这些单元。

由于薄材料板不具有充分的刚性并且需要添加许多附加的支撑结构以便实现墙板所需的刚性，所以应用通常的型材制作大型的复合板是很困难的。该问题可以通过应用根据我们的欧洲专利0 708 706的蜂房板得以解决。该结构的蜂房配置可以使之成为理想的板材并且可以制成没有贴面的或贴面的两种规格的板材。另外还可以制成大规格的板材，例如0.9m×2.5m和40mm厚。可以通过将纤维增强件加入到一窄宽度(例如300mm宽)的板预成型件内实现板材的模块化。在模压成型阶段可以将三个纤维预成型件装入一相应的模具内并可制成900mm宽的板材。板材还具有的特性是，它在各个方向起着梁的作用，而且当如附图2中所示对其边棱加载时尤为有效。板材的结构应使标准规格的蜂房板总是可以通过一连续的直棱接合在一起。在将诸如平板或箱型型材等复合材料梁型材有效地与板材的边棱进行连接时，起着梁作用的板材特性可以得到增强，可使之实际成为如附图3和4中所示的梁。

因此蜂房板材可以实现墙体的两个单元，即壁板和梁。第三个单元，即角件，可以通过应用箱型型材得以解决。所定义的箱型型材具有多个面，通常为四个面，但也可以是三个面或四个以上的面。如图4所示，三块板材被连接在一单独的具有四个面的箱型梁上。

因此箱型梁在这里起着角件的作用，可以使板材有效地改变方向，例如改变90°。

优选可利用平滑的边棱对蜂房板材的所有四个侧面进行接合并因此可以与其它的板材或梁型材或与两者的结合体进行结合。所以通过这些单元的相互结合可实现复合结构的加工并满足对板材、梁和角件的要求。

蜂房板所具有的特性可以将其制成没有贴面的结构并且在例如空心墙情况下一种替代的建筑方法方案是，对内板应用没有贴面的板材并且在施工现场将贴面板直接贴合在内板上。贴面板可以是石膏板、蒙布板，或任何所需的装饰性的或固定的面。

实践表明，通过将蜂房板材与梁型材结合在一起可以实现复合结构，但需要有将这两个单元相互有效的连接在一起的方法并且对形成的结构还必须检查确定是否还需要托架形式的附加的结构。

复合材料的一个优点在于，可以采用最新的粘接剂对其进行非常有效的接合，所达到的接合程度可以使接合面的强度与基底材料相同。另外，优选利用可以与另一块板材或梁型材的平面配合的平面对蜂房板进行接合。所以可以在两者平面的界面上实现接合面。

实现的正确的接合实际上可以把系统的单元相互“焊接”在一起，从而使之就象单独的一个单元一样。这样的一种接合是防水的。