使用标准化结构构件的方法和系统技术方案

本文公开的方法和系统提供了生成描述建筑物的建筑布局的建筑图，其中建筑物的一个或多个壁指定为标准化结构壁；将标准化结构壁中的每个自动定位至几何网格；以及使用计算机将多个标准化结构构件的一个或多个映射(或“定位”)至几何网格的坐标，其中多个标准化结构构件包括标准化的板、标准化的柱，以及标准化的桁架。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2012年12月19日提交的题为“使用标准化结构构件的方法和系统(METHOD AND SYSTEM OF USING STANDARDIZED STRUCTURAL COMPONENTS)”的第13/719,561号美国非临时申请的优先权，该美国非临时申请是于2010年12月9日提交的题为“用于建筑结构的预制结构系统(PANELIZED STRUCTURAL SYSTEM FOR BUILDING CONSTRUCTION)”的第12/964,380号美国非临时申请的部分继续申请并要求其优先权，该第12/964,380号美国非临时申请要求于2009年12月18日提交的第61/288,011号美国临时申请的优先权，两个美国非临时申请均通过引用整体地并入本文。
本公开涉及使用屏化和模块化的结构系统构造和组装建筑物的方法和系统。
技术介绍
建筑物的结构必须承受物理力或位移，而没有倒塌的危险或者服务性或功能的损失。在建筑物上的压力由建筑物的结构承受。五层和高度少于五层的建筑物典型地使用“承重壁”结构系统来控制静荷载竖直力和活荷载竖直力。通过均匀传播壁上的荷载，以及通过增加从上方地面逐步向下到下方地面(即地面到地面)的框架或框架结构的尺寸和密度，将结构的屋顶、地面和壁上的竖直力从屋顶竖直传递至壁进而传送至地基。对于天花板和地面跨距(span)，使用桁架来支承天花板和地面上的荷载并将这些荷载传递至壁和柱。在没有竖直承重元件的情况下，例如在窗户和门开口处，使用横梁将荷载传递至柱或壁。在高于五层的建筑物中，壁支承竖直荷载的能力有限，使用以大横梁和柱形式的混凝土和/或结构钢框架来支承该结构。通过支撑件来控制和传递作用于建筑物上的侧向力(例如，风力和地震力)。一种在建筑物(典型的是5层或少于5层)中构建剪力墙(breaced wall line)的常用方法是使用结构板(structural sheathing)来创建壁线(wall line)中的支撑板。一种更传统的方法是使用贯穿壁线的嵌入式对角支撑件，但是这种方法对于具有用于门、窗等的许多开口的建筑物是不可行的。在高于五层的建筑物中的侧向力是通过以下构件控制和传递的：重型嵌入式钢支撑件或重型钢和/或混凝土板；以及结构芯元件，诸如混凝土或砖石楼梯塔以及电梯间。需要屏化和模块化的系统以用于构建和组装建筑物而无需依赖混凝土和/或结构钢框架、重型嵌入式钢支撑件以及重型钢和/或混凝土板。
技术实现思路
本文公开的方法和系统提供生成描述建筑物的建筑布局的建筑图，其中建筑物的一个或多个壁指定为标准化结构壁；将标准化结构壁中的每个自动定位至几何网格；以及使用计算机将多个标准化结构构件的一个或多个映射(或“定位”)至几何网格的坐标，其中多个标准化结构构件包括标准化的板、标准化的柱，以及标准化的桁架。在一些实施方式中，制造品作为计算机程序产品提供。计算机程序产品的一个实施方式提供由计算机系统可读的并且编码有计算机程序的计算机程序存储介质。计算机程序产品的另一个实施方式可提供于计算机数据信号中，该计算机数据信号通过计算系统加载于载波中并且编码有计算机程序。在本文中还描述和列举了其它实施方式。附图说明图1示出了在水平桁架板中作为框架构件使用的立柱；图2示出了在水平桁架板中作为框架构件使用的轨道；图3和图3.1示出了V型支撑水平桁架板；图4、图4.1和图4.2示出了各种开口水平桁架板；图5示出了用于附接至水平桁架板的桁架；图6示出了用于将水平桁架板彼此附接的结构柱组件；图7和图8示出了将诸如图3、图3.1、图4、图4.1和图4.2中所示的水平桁架板附接至图6中的结构柱组件的方式；图9示出了在统一桁架建筑系统(UTCS)壁线中具有开口和V型支撑水平桁架板的统一水平桁架板壁线；图10示出了图5的桁架；图11示出了图6的桁架挂杆/立柱挂杆；图12示出了图6的结构柱组件的一部分；图13示出了连接至水平桁架板的桁架；图14示出了连接至水平桁架板以形成创建壁线的UTCS开口跨距组件的桁架；图15示出了形成为多层UTCS结构的组件的UTCS建筑物段；图16示出了图6的结构柱组件在建筑物中的对齐；图17示出了这个建筑物的一段的层到层部分的三维视图和二维视图；图18示出了向图6的结构柱组件的力的传递；图19示出了使用标准化结构构件的系统的示例性框图；图20示出了使用标准化结构构件的系统的可替代的示例性框图；图21示出了使用标准化结构构件的方法的示例性流程图；图22示出了由本文公开的系统生成的结构板名称的示例；图23示出了使用专用代码追踪建筑构造过程的方法的示例性流程图；图24示出了使用机器控制文件控制标准化结构构件的制造的方法的示例性流程图；图25示出了本文公开的方法和系统使用的示例性几何网格；图26示出了沿网格线具有各种标准化结构构件的几何网格的示例性平面视图；图27示出了使用各种标准化结构构件的建筑物结构的示例性正视图；图28示出了使用各种标准化结构构件生成的结构的三维视图；以及图29示出了可用于实现本文描述的方法和系统的一个或多个构件的示例性计算系统。具体实施方式本文公开的统一桁架建筑系统(UTCS)是基于标准化结构板的、用于单层和多层建筑物的唯一的、新的和创新的结构系统。系统采用有限数量的配置，该有限数量的配置是唯一设计的轻型金属框架的竖直壁板(水平桁架板)、轻型金属地面桁架和天花板桁架、冷轧正方形或矩形钢管(结构柱)，以及唯一的连接板和夹子的配置。不同于采用许多不同的组件(壁、柱、横梁、支撑件、套带，以及将它们紧固在一起的紧固件)以控制竖直活荷载力和竖直静荷载力的设计与构建建筑物结构的常规方法，UTCS通过有限数量的唯一设计的标准化的水平桁架板控制这些力，其中这些水平桁架板与结构柱和桁架组装。元件的这种唯一的组装有效地支承竖直力和侧向力并将其从壁、地面、天花板以及屋顶传递至UTCS的冗余和密集的柱系统。因此，柱吸收这些竖直力和侧向力以使得UTCS不是竖直承重壁结构系统，并且消除了对作为建筑物的结构系统的一部分的“热成形”结构钢(重型钢或“红铁”)和混凝土的需求。UTCS框架构件由专门设计的计算机化辊轧成型机制造。这些机器用通常称本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：生成描绘建筑物的建筑布局的建筑图，其中，所述建筑物的一个或多个壁指定为标准化结构壁；使用计算机通过将所述标准化结构壁中的每个沿几何网格的网格线和沿所述几何网格的网格线交点对准，将所述标准化结构壁中的每个自动定位至所述几何网格；以及将多个标准化结构构件中的一个或多个映射至所述几何网格的坐标，其中，所述多个标准化结构构件包括标准化的板、标准化的柱、以及标准化的桁架。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.19 US 13/719,5611.一种方法，包括：
生成描绘建筑物的建筑布局的建筑图，其中，所述建筑物的一个
或多个壁指定为标准化结构壁；
使用计算机通过将所述标准化结构壁中的每个沿几何网格的网格
线和沿所述几何网格的网格线交点对准，将所述标准化结构壁中的每
个自动定位至所述几何网格；以及
将多个标准化结构构件中的一个或多个映射至所述几何网格的坐
标，其中，所述多个标准化结构构件包括标准化的板、标准化的柱、
以及标准化的桁架。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，映射多个标准化结构构件
的一个或多个还包括：
求解用于所述一个或多个标准化结构壁中的每个的多个映射解；
以及
基于预定标准，为所述一个或多个标准化结构壁中的每个选择所
述多个映射解中的一个。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，求解多个映射解还包括：
基于结构性能标准分析所述网格线；
确定标准化桁架的位置和方向；以及
基于所述一个或多个标准化结构壁中的开口位置，确定所述标准
化板的布局。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个映射解的每个标
示用于所述一个或多个标准化结构壁中的每个的所述标准化结构构件
以及用于所述一个或多个标准化结构壁中的每个的所述标准化结构构
件的结构性能特征。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定标准是最小化支
承所述多个标准化结构壁中的每个的结构柱的数量。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述求解用于所述多个壁
中的每个的多个映射解还包括以两英尺为增量分析所述多个标准化结
构壁中的每个。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括生成标准化结构构件列表，
所述标准化结构构件列表包括用于所述多个标准化结构壁中的每个的
所述多个标准化结构构件的每个的唯一标识。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
生成多个快速响应(QR)编码；以及
将所述多个QR编码中的一个或多个与所述多个标准化结构构件
中的一个或多个唯一地关联。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括生成多个统一资源定位符
(URL)以及将所述多个QR编码中的每个与所述多个URL中的一个
关联。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括将所述多个QR编码中
的每个与定位编码关联，其中，所述定位编码标示所述标准化结构构
件的一个在所述建筑物内的的定位。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括将包括所述QR编码的
标示标签附接至所述多个标准化结构构件中的一个或多个。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括将所述标准化结构构件
中的一个或多个的状态与和所述标准化的结构构件中的一个或多个关
联的QR编码关联。
13.根据权利要求8所述的方法，还包括生成多个结构板名称以
及将所述多个结构板名称中的每个与所述多个标准化结构构件的一个
或多个关联，其中，所述多个结构板名称的每个标示以下中的至少一
个：关联的标准化结构板在所述建筑物中的定位、所述关联的标准化
结构板的尺寸、所述关联的标准化结构板的方向、用于所述关联的标
准化结构板的连接选项、以及所述关联的标准化结构板的图形文件的
文件名称。
14.根据权利要求8所述的方法，还包括自动生成：(1)所述建
筑物的三维模型，所述三维模型标示在所述建筑物内的多个标准化结
构构件中所述一个或多个，以及(2)所述建筑物的施工图和说明书。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括使用所述建筑物的所述
三维模型自动生成材料清单，所述材料清单包括立柱元件、轨道元件、
连接板、柱元件以及连接器中的至少一个的数量。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括：
自动生成包括轨道元件说明书和立柱元件说明书的宏文件；
将所述宏文件传递至轻型辊轧成型机；以及
使用所述宏文件与所述轻型辊轧成型机通信以控制穿孔、浅凹中
的至少一个的定位以及所述轨道元件和所述立柱元件中的至少一个的
长度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述宏文件还包括组装
顺序指令，所述方法还包括控制所述轻型辊轧成型机的打印机以使用
所述组装顺序指令标识所述轨道元件或所述立柱元件。
18.储存用于在计算系统上执行计算机进程的计算机可执行的指
令的一个或多个有形的计算机可读的存储介质，所述计算机进程包括：
生成描述建筑物的建筑布局的建筑图，其中，所述建筑物的一个
或多个壁指定为标准化结构壁；
使用计算机通过将...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·路易斯·万克尔，迈克尔·J·拉斯托斯基，
申请(专利权)人：帕特克有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US