[发明专利]结构元件及制造该元件的方法

说明书

发明技术领域

本发明涉及结构元件、包括所述元件的建筑物及制造该元件的方法。

发明背景

几乎所有用在许多不同场合的建筑结构比如建筑物都包括用作墙、顶或类似物的一些类型的结构元件。

存在为此目的而采用的许多不同类型的预制造的结构且通常这些结构都具有一些严重的问题。首先，这些结构都具有质量问题，因为它们不能满足关于公差和外观的要求，这是因为最终的墙元件的尺寸以及表面状况有很大不同。其次，所有这些预制造的元件相对于其尺寸来说都是重的，这使得元件的运输和在框架结构中的安装复杂、耗时且最终是昂贵的。

因此，需要一种具有需要的质量并且能够在期望的公差内以合理的成本制造的预制造的结构元件。

发明概述

在独立权利要求1中限定的本发明满足上述需要。

用于建筑结构的结构元件具有基本上相互平行延伸的至少第一侧和第二侧。该元件包括：

连续板；

连续隔离层，其具有与板基本上相同的尺寸，所述隔离层与板对齐并结合到板的一侧；

高性能混凝土的第一承载梁和第二承载梁，其沿所述第一侧和第二侧延伸；

高性能混凝土的至少一个长形承载元件，其在所述第一承载梁和第二承载梁之间横向地延伸；其中所述长形承载元件以及所述第一承载梁和第二承载梁在隔离层的背离板的一侧的沟槽中延伸，所述承载元件以及第一承载梁和第二承载梁与板隔开。

根据本发明的元件提供一种能够被预制造成期望的公差的非常坚固且轻的元件。这是可能的，因为承载元件与第一承载梁和第二承载梁相结合提供了期望的结构强度，而这能减少板中材料的量。

根据本发明的元件的一个基本特征是在承载元件中使用高性能混凝土。高性能混凝土与常规的普通的混凝土的不同之处在于高性能混凝土具有较高的压缩强度。高性能混凝土的压缩强度超过80MPa。而且，混凝土浆的水/混凝土比例应小于0.39。该比例确保水的量相对于混凝土的量足够低以达到期望的强度。指定的高性能混凝土具有许多有优势的性能，比如在固化期间几乎不收缩，不随时间的推移发生蠕变等。在混凝土固化期间几乎不发生收缩的事实对于确保元件的高质量和窄公差来说非常重要。

根据本发明的元件能在分离的工厂中预制造以减少在结构工作位置必须完成的工作的量，这节省时间。而且，该元件降低元件重量，这也将对建筑物成本具有积极的影响，因为重量减小将使得减小建筑框架和许多与其相关的结构中的增强物和材料的量成为可能。这些方面与元件的运输和操纵成本的减少相组合将最终大大地降低建筑成本。

在结构元件的一个实施方式中，连续板由高性能混凝土、胶合板、塑料或石膏制成。通过选择板材料和表面性能，板能被预制造成较高的程度且减少另外必须完成来达到元件的期望外观和公差的工作。

在结构元件的一个实施方式中，板具有至少5mm的厚度，且优选地超过10mm。为了能够以合理的成本制造该元件且达到期望的元件强度，板必须是至少5mm。然而，如果板能够承受载荷，则厚度必须被增加到高达约60mm。

在结构元件的一个实施方式中，沟槽具有至少30mm的深度和至少10mm的宽度。该实施方式确保承载元件具有期望的强度且能够以合理的成本制造。

在结构元件的一个实施方式中，承载元件由用非金属纤维增强的高性能混凝土制成。纤维增强混凝土的使用提供给非常容易制造的承载元件足够的强度。

在结构元件的一个实施方式中，承载元件和/或承载梁包括至少一个长形铁加强杆。铁加强杆是一种确保元件具有期望的结构强度的可靠解决方案。

在结构元件的一个实施方式中，隔离层由微孔塑料制成。该材料具有相对较低的成本且提供对于板的强的附着。此外，在微孔塑料中形成沟槽是相当容易的。

在结构元件的一个实施方式中，隔离层包括多于一层的隔离材料层且一个层由微孔塑料制成。隔离层可包括多层不同的隔离材料以便使元件适合用在有变化需要的不同结构内。比如，元件可制造为具有高的隔热或隔声性能。然而，元件仍包括一层微孔塑料以便于沟槽的形成以及承载元件在沟槽中的筑造。

在结构元件的一个实施方式中，在隔离层的相对于连续板的相对侧上布置了第二连续板。元件的该实施方式提供一种使预制造更加成为可能的元件，因为元件的相对侧也被加工有也有助于减少需要的建筑时间的期望表面。

在结构元件的一个实施方式中，第二板由高性能混凝土制成且与承载元件和承载梁整体形成。该实施方式提供关于元件重量具有非常高的强度的元件。