[实用新型]拓扑互锁铺地砖

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种建筑结构产品，是一种既可以在装配后能够在三维空间相互约束而具有整体承载功能，又便于自动化生产和搬运的建筑用铺地砖。 

背景技术

铺地砖大量应用于城市人行道、公园和广场的地面。目前地砖的铺设多采用干法铺设工艺：基地找平、夯实后铺一层沙，然后把地砖一块块摆上去，用橡皮锤敲击砖体，找平。施工过程中如果基地夯实不均匀或沙层湿度不均，铺好的地面将发生不均匀沉降，出现高低不平，需要挖开、填沙，重新铺设，费时费工。如果地砖的侧面有凹凸结构，铺设时彼此镶嵌在一起，则可避免上述情况。 

组合砖(专利申请号99336289.3)、凹凸砖(专利申请号99336288.5)提供了一类边沿有凹凸结构、可彼此镶嵌在一起、具有免砌功能的建筑用砖。然而，至今未见实用产品出现。其主要原因在于组合砖形状复杂，需要两套模具才能生产，生产成本高；另外其椭园拄状嵌入体不便于批量搬运，施工不方便。而凹凸砖形状设计有多处强度薄弱处，搬运时易碎，废品率太高。寻找一种既可以在装配后能够在三维空间相互约束而具有整体承载功能，又便于自动化生产和搬运的铺地砖设计是工程建筑的迫切需要。 

发明内容

本实用新型提供一种既可以在装配后能够在三维空间相互约束而具有整体承载功能，又便于生产和搬运的建筑用铺地砖的拓扑形状设计，称为拓扑互锁 铺地砖。 

本实用新型解决该铺地砖的技术难题所采用的技术方案是：把拓扑互锁铺地砖的形状设计成俯视投影的基本形状为正方形的柱体形，其四个侧面有用于彼此镶嵌的凹凸结构。每个侧面的凹凸结构形状相同，它由三部分组成：第一部分为凸起结构的顶面，它由三个共面、且错位分布的矩形小平面组成。三个矩形小平面高度相同，长度成比例：位于侧面的上边沿的矩形小平面的长度是位于侧面的下边沿矩形小平面的长度的4倍。三个矩形小平面在烧砖侧面上的位置分布应以彼此距离尽可能远为好，这样在砖体的自动化生产过程中砖体毛坯侧面能够稳定的触地、支承硬化前的砖体毛坯自重。三个矩形小平面的总面积占砖体侧面投影面积的比例可根据砖体材料的比重和模压脱模后硬化前的材料强度进行计算。第二部分为凹凸结构的凹进部分的底面，它也由三个共面的矩形小平面组成，矩形小平面的尺寸和位置恰巧与凸起部分顶面的三个矩形小平面绕水平轴旋转180度后吻合。第三部分为过渡曲面，其侧面的凹凸结构中过渡曲面除两个矩形小平面错位交叉处为双曲面外，其余皆为斜平面。它连结第一部分和第二部分，且保证一块拓扑互锁砖与另一块底部朝上的拓扑互锁砖按凹凸结构彼此镶嵌在一起时能够密合，无形状干涉。 

和目前已经存在的砖铺地相比，本实用新型拓扑互锁铺地砖有如下优点：其一是本实用新型拓扑互锁铺地砖的侧面凹凸结构经过巧妙设计，使用同一套模具压出形状相同的铺地砖，通过铺设时正反相间即可完成拓扑互锁镶嵌功能，生产成本低，搬运和施工方便；其二是本实用新型拓扑互锁铺地砖砖体的侧面的凹凸结构尺寸比例经过了有限元分析和优化计算，具有足够的强度，可保证自动化生产和搬运过程中最小的损坏率。 

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。 

图1是本实用新型拓扑互锁铺地砖的侧面凹凸结构构造图。图中1、3和5为第一部分，即为凸起部分的顶面：三个共面的矩形小平面。图中2、4和6为第二部分，即组成凹进部分的底面的三个矩形小平面。图中的其它部分为过渡曲面，其中除7和8为双曲面外，其余皆为斜铺地平面。 

图2是本实用新型拓扑互锁铺地砖的俯视图。图中1、3和5为第一部分，即为凸起部分的顶面：三个共面的矩形小平面。图中2、4和6为第二部分，即组成凹进部分的底面的三个矩形小平面。 

图3和图4分别是本实用新型拓扑互锁铺地砖分别在图2的A-A和B-B位置的垂直剖面图。 

图5为本实用新型拓扑互锁铺地砖通过铺设时按正反相间规律完成镶嵌功能后的效果图。 

具体实施方式

在图2所示的本实用新型拓扑互锁铺地砖实施例中，砖体有四个侧面，每个侧面有相同的凹凸结构形状，当把每个有凹凸结构的侧面绕位于该侧面高度方向中线的水平轴X-X旋转180度所得到的凹凸面恰恰与原来的侧面共轭。只要在铺设时遵循正反相间的规律，每两个铺地砖在接触面上必然以相互共轭的侧面接触，这样即可实现彼此镶嵌的功能。