[发明专利]拘留所结构和多层建筑物的施工方法

说明书

本发明涉及一种建筑不可燃烧的轻型拘留所建筑物和所有各种多层建筑物的施工方法。它利用一个薄钢结构，可以在围好建筑物的几层楼以后再浇筑水泥填料。方法是为了提供安全的封闭作业区，以及可从上面（或用压力泵从建筑物的其他部位）向每层楼方便地浇筑水泥填料。由于事先封闭了作业区，因此在恶劣天气条件下，施工仍可无间断地进行。本发明提供了增加抗贯穿能力，形成整体浇筑具有永久结构部件的混凝土，安全地加快施工速度，张拉拉力系板，制成连续隔板，在墙基支承墙饰面及防火钢部件等在建筑技术上前所未有的方法。

因为需要大量的监狱空间，所以拘留所的建造一直是深入研究的题目。由于这种建筑物要求围墙具有抗贯穿能力及防火能力，使预制混凝土方法成为现场浇筑成型混凝土、全钢结构或钢筋砖石建筑等标准技术的主要替代方法。钢筋砖石建筑的抗贯穿能力最低，容易因磨蚀而引致接缝损坏，并且是一种慢而浪费劳力的方法。至于现浇钢筋混凝土方法，如果使用大量钢筋，可达到合适的抗贯穿能力，但是由于需要时间以供成形、脱模和养护，因而施工很慢，浪费劳力，占用空间太大，建筑物又极重。预制系统比现浇混凝土的施工速度快得多，但是其他的几个缺点同样存在，而且预制系统需要许多专业承包商及架设用的重型的设备。所有的钢系统都有最大的抗贯穿或抗破坏能力，但是对于大多数多层建筑物来说，它们的防火能力是不够的，而且极昂贵。本项发明的系统克服了这些困难-它的抗贯穿性能高、重量轻、防火、安装工作容易而快速、可高效使用材料和劳力。本项发明还可建成内部无接缝的牢房。

最近的试验表明，本文所描述的水泥填充薄钢结构，比钢筋混凝土和钢筋砖石结构具有更好的抗贯穿性能。标准的冲击试验是以一个普通人挥舞一把16磅大锤撞击结构的一点。6英英寸厚的钢筋混凝土墙经1，300次锤击后贯穿，8英寸的钢筋砖石墙则经800次锤击后贯穿。而本发明所描述的水泥填充薄钢墙，平均可承受1，982次的锤击，而且损坏少而容易修复。

本项发明所用的薄钢构架，自从本世纪四十年代以来就有许多制造厂生产，并已用于承重和不承重结构中。薄钢构架一般两面都有终饰，中间是绝缘空心。支承水平荷载的斜拉应力系板通常用螺钉固定，或焊接在刚性连接点上。进行安装时，这些系板往往是未紧固的或弯曲的，使构架在受到横向加载时产生破坏性的运动。普通构筑的承重墙结构，除非每一层分别浇筑和养护好之后再浇筑下一层，否则混凝土隔层一般是不连续的。采用目前的方法，即安装钢框架之后再浇筑混凝土复盖层，则每幅墙的复盖层连续性会中断，而不可能形成连续的隔层。

空心填料薄钢框架的使用只限于少数几种系统，在这些系统中，钢丝网铺在开式衍架钢立筋构架上，通过多道气压浇筑用水泥灰填充孔穴。虽然这些方法有一点小的复合效应，但是气压浇筑的水泥灰和钢丝网及这种复合效应的强度，却不足以显著地改进结构的抗贯穿性能和荷载量。这种方法极慢，不能使用于多层建筑物，不能充分支承横向荷载，并且极费劳力。市场上出现过几种使用气压浇筑水泥建造保安建筑物的方法，但是均未能获得成功。

美国专利第4，472，919号描述了采用加筋水泥修整的薄钢构架方法。该专利主要是一种允许钢构架和钢筋水泥整饰独立运动的方法。这种方法没有保安建筑物所要求的足够抗贯穿性能，而且不产生任何复合作用。

美国专利第3，751，864号描述的模件式建筑技术，是一种混凝土柱梁结构，这种结构用波纹钢的墙壁和模板形成模件箱作为永久模板而构成。这种专利将模件限制为每次一层楼，结构载荷由常规钢筋加强的柱和梁承载。每一层楼浇筑混凝土，并必须在养护后才架设下一层楼的模件。这个方法产生同样在混凝土施工中存在有的许多问题-浇筑混凝土时必须考虑天气条件，必须将一层楼的混凝土全部养护后才能架设下一层楼的模件。比起正常方法来说，施工速度并没有很大的加快，钢筋也不以复合的方式起作用。

美国专利第3，678，638号也描述了一个模件式的结构，该专利是一个由模件墙形成的混凝土柱梁结构。模件的钢构架并不要求承载任何永久性荷载，此结构必须每次筑一层楼，并且需要许多专门的部件。由于需要逐次浇筑和养护每层楼的混凝土，因此采用这种方法并不能加快施工速度。

本发明的首要目标之一是提供一个改进方法，利用永久性轻型金属成形构件建造整体浇筑的钢筋混凝土建筑物，这些永久性轻金属成形构件也可独立地或与随后浇筑的混凝土相结合，当成建套物的结构。