可集装箱化运输的建筑结构及其装配方法.pdf

用于将多个标准尺寸的装运容器转化成其尺寸适于容纳人类的最终多层建筑结构的方法和装置。每个所示装运容器具有开口的大致矩形中心结构框架，所述结构框架支撑着板以便提供外部基壁、端壁和顶壁。一对可移动的侧壁连接到中心框架以完成该封闭体，每个所述侧壁具有结构框架和壁板。该容器具有壁段和顶段。首先这些容器以基壁在下面的方式彼此堆叠。然后，从最下面的容器开始，沿着底部边缘铰接地连接到中心框架的侧壁通过向外向下枢轴转动而打开从而提供与相关基壁大致水平对准的延伸底部。然后支撑结构或元件被固定到延伸底部以便为相邻更高层的延伸底部提供支撑。接着，相邻更高层容器的可移动侧壁类似地打开并固定到支撑元件以便与其下面的延伸底部大致垂直地对准。继续这样做直到所有的堆叠容器都已经打开。最后，移除并安装存放在容器中的壁板和顶板。

1.  一种将多个装运容器转化成其尺寸能容纳人类的多层组装建筑结构的方法，每个所述容器的形式为封闭体，所述封闭体具有外部基壁和至少一个可移动地安装在该容器上的底部延伸段，所述方法包括：
a)在支撑面上将两个所述装运容器一个堆叠在另一个的顶部上，并且让它们的基壁在最下面，
b)将要形成建筑结构最下面第一层的最下面容器的至少一个底部延伸段移动到大致水平的延伸位置，所述位置与该容器的基壁大致水平地对准并且为该最下面第一层提供延伸底部，
c)将第一层支撑元件安装在所述延伸底部上以便为相邻的更高的第二层的延伸底部提供支撑，和
d)然后将要形成建筑结构的相邻更高的第二层的相邻更高容器的至少一个底部延伸段移动到大致水平的延伸位置，在所述位置处，该底部延伸段与第二层容器的基壁大致水平地对准、为第二层提供延伸底部、与所述相邻较低的第一层的延伸底部大致垂直地对准并且由所述第一层支撑元件所支撑，所述第二层的延伸底部也是最下面的第一层的顶部。

2.  根据权利要求1的方法，为了将第三层增加到该建筑结构上，所述方法还包括步骤：
e)将第三个所述装运容器堆叠在所述第二层容器上面，
f)将第二层支撑元件安装在所述第二层的所述延伸底部上以便为相邻更高的第三层的延伸底部提供支撑，
g)将要形成建筑结构的第三层的相邻更高容器的至少一个底部延伸段移动到大致水平的延伸位置，在所述位置处，该底部延伸段与第三层容器的基壁大致水平地对准、为第三层提供了延伸底部、与相邻较低的第二层容器的延伸底部大致垂直地对准并且由所述第二层支撑元件所支撑。

3.  根据权利要求2的方法，为了将第四层增加到该建筑结构上，所述方法还包括步骤：
h)将第四个所述容器堆叠在所述第三层容器上面，
i)将第三层支撑元件安装在所述第三层的所述延伸底部上以便为相邻更高的第四层的延伸底部提供支撑，和
j)将要形成建筑结构的第四层的相邻更高容器的至少一个底部延伸段移动到大致水平的延伸位置，在所述位置处，该底部延伸段与第四层容器的基壁大致水平地对准、为第四层提供了延伸底部、与下面相邻的第三层容器的延伸底部大致垂直地对准并且由所述第三层支撑元件所支撑。

4.  根据权利要求3的方法，为了将另外的层增加到该建筑结构上，所述方法还包括步骤：
k)将一个或多个另外的所述装运容器堆叠在所述第四层容器上面，和
l)对于每个增加层，从最下面的增加层开始，将增加层的支撑元件安装在紧邻下面层容器的延伸底部上以便为下一增加层容器的延伸底部提供支撑，将要形成建筑结构的相邻更高层的增加层容器的至少一个底部延伸段移动到大致水平延伸的位置，在所述位置处，该相邻更高层的增加层容器的底部延伸段与增加层容器的基壁大致水平地对准、为增加层容器提供了延伸底部、与紧邻下面层的延伸底部大致垂直地对准并且由所述增加层支撑元件所支撑。

5.  根据权利要求1的方法，其中：
所述容器包括侧壁板和顶板以便为组装建筑结构的延伸部提供外侧壁和顶部，
增加了步骤：
将侧壁板定位和固定在所述延伸底部之间大致竖直的位置以便为延伸部分提供侧壁，并且将顶段定位和固定到最上层的侧壁板上以便为建筑结构的延伸部提供顶部。

6.  根据权利要求5的方法，其中竖直侧壁板只是在相邻更高的第二层的底部延伸板已经移动到打开延伸位置之后才定位和固定在第一层上。

7.  根据权利要求1的方法，其中竖直侧壁板在相邻更高的第二层的底部延伸段已经移动到其打开延伸位置之前定位和固定在第一层上。

8.  根据权利要求2的方法，其中容器包括侧壁板并且该侧壁板只是在第二和第三层的底部延伸段都已经移动到打开延伸位置之后才定位和固定在第一和第二层上。

9.  根据权利要求3的方法，其中容器包括侧壁板并且该侧壁板只是在第二、第三和第四层的底部延伸段都已经移动到打开延伸位置之后才定位和固定在第一、第二和第三层上。

10.  根据权利要求1的方法，其中各部件可释放地连接以便于随后拆卸和重新包装入容器中。

11.  一种形式为可装运建筑容器的装置，所述建筑容器可转化以便构造其尺寸适于容纳人类的多层建筑结构，所述装置包括：
a)多个可装运建筑容器，用于装运到期望位置、在该位置打开并装配以构造其尺寸适于容纳人类的多层建筑结构，每个所述建筑容器包括大致矩形的盒状开口结构框架，所述框架支撑着板从而提供了组合起来形成封闭体的外壁，每个所述容器提供了所述建筑结构的一层，
每个容器的一个所述外壁为大致平坦的外部基壁，每个容器的至少一个其它所述外壁为可移动的底部延伸壁，所述底部延伸壁可移动地连接到其容器上并且可移动到一个延伸的大致水平位置，在该位置所述底部延伸壁与其基壁大致水平地对准并且为该层提供了延伸底部，并且所述底部延伸壁与其它层的延伸底部大致垂直地对准，和
b)支撑元件，其可安装在至少除了最上层之外的所有层处的所述延伸底部上以便为其上的层的垂直对准的延伸底部提供支撑。

12.  根据权利要求11的装置，其中每层的所述支撑元件包括一组细长杆，每个细长杆适于在任一端处固定地连接到一个所述延伸底部。

13.  根据权利要求11的装置，其中所述建筑容器还包括壁段，所述壁段在装配时可连接到所述延伸底部以便为所述装配成的建筑结构的延伸部提供大致竖直的外壁。

14.  根据权利要求11的装置，其中所述建筑容器还包括顶段，所述顶段在装配时可连接到所述延伸底部以便为所述装配成的建筑结构的延伸部提供顶部。

15.  根据权利要求11的装置，其中所述建筑容器可重新使用，所述基壁段、所述竖直壁段和所述顶段被构造和布置为在装配时彼此可释放地连接。

16.  根据权利要求11的装置，其中在每个容器上至少有两个可移动的底部延伸壁。

可集装箱化运输的建筑结构及其装配方法
技术领域
本发明总的来说涉及可运输的多层建筑结构。更具体地，所示装置的形式为其尺寸能容纳人类的多层建筑结构。这种结构由多个特别设计的可转化式容器单元装配而成，所述容器单元模仿和用作符合ISO规格的集装箱。其能在复杂性和人工最少的情况下在现场打开和装配。
背景技术
目前存在着很多需要临时或移动式房屋的情况。例如，在自然灾害期间，人们经常从他们的家中搬出来。在军事冲突时期，经常在偏僻的地方需要营房、MASH(陆军外科移动病院)和其它建筑物。其它情况包括临时办公室，比如现场施工办公室等。
过去，在自然灾害期间广泛地使用帐篷来用作临时避难所。然而，很容易理解的是，这些构造不能适于长时间地供个人或家庭居住。此外，帐篷不具有居住舒适度，尤其是在不利的天气条件下。
在其它情况中，使用了预制的独立建筑物(通常称为活动房屋)。虽然这种活动房屋具有生活舒适度并且允许长期使用，但是成本很高。另外，尽管这些活动房屋可以借助于连接到半卡车(semi-truck)的拖车来运输到一个位置，但是这些活动房屋通常笨重并且难以运输。此外，这些活动房屋一般不能通过火车、飞机或轮船方便地运输。由于运输这些活动房屋的主要方式是通过拖车，那么这些活动房屋的宽度就受到公路上可用空间的限制，通常为八英尺。当然，活动房屋可以提供为“双宽度”单元，其中该单元的一半由分开的拖车来运输。然而，这就增加了运输这种活动房屋单元的复杂性和成本。
发明内容
于是，就存在着对于能由各种传统的装置以常规方式运输的建筑物的持续需求。这种建筑物应当能以最少的设备和工时来装配。优选地，这种建筑物单元应当能比它们的集装箱化全套元件大得多。本发明满足了这些需求并且提供了其它相关优点。
附图说明
附图示出了本发明。在附图中：
图1至7示意性地示出了根据本发明一个目前来说优选的实施例由一对相似装运容器装配成的两层建筑物；
图8示意性地示出了本发明一个在目前来说优选的可选实施例。
图9示意性地示出了堆叠起来以提供四层建筑结构的四个装运容器。
具体实施方式
图1至7示意性地示出了利用多个可堆叠的相似装运容器构造成的多层建筑物结构。这种构造/装配的装置和方法表现出了本发明的一个目前来说优选的实施例。
图1示出了位于建筑场所的一对彼此堆叠的装运容器10。它们可以借助于卡车等运输到该地，并且使用诸如起重机之类的合适的升降机/搬运机将它们堆叠起来。
通常，每个所示容器10a、10b具有大致矩形结构的中心框架12。更具体地，每个所述中心框架12包括基部14，该基部具有一对长侧边元件16和一对短端部元件18。框架12还包括有顶部20，该顶部具有一对长侧边元件22和一对短端部元件24。还具有竖直的结构框架角部元件26，其将框架基部14的四个角部连接到框架顶部20相应的四个角部，并且为框架顶部提供支撑。而且，如图2所示，一个竖直的结构框架中心元件28在容器端部之间的中间位置处在每个基部长侧边元件16和相邻的顶部长侧边元件22之间延伸以便提供附加的结构支撑。框架顶部20可通过水平的结构框架中心元件30(仅对于堆叠在上面的容器10b示出)来增强，所述水平的结构框架中心元件在容器端部之间的大致中间位置处在顶部长侧边元件22之间延伸。类似地，框架基部14可通过水平的结构框架中心元件(未示出)来增强，所述水平的结构框架中心元件在容器端部之间的大致中间位置处在基部长侧边元件16之间延伸。这些水平的中心框架元件30大致与竖直的框架中心元件28对准。所述框架可以由各种适合的材料构造，比如金属、木材或刚性的高强度塑料。
适合的壁段或壁板以常规方式固定到中心框架12的各部分上以便为相关的封闭的装运容器10提供外壁。所示壁段或壁板可以由适合的材料构造，希望的材料轻质但耐用。举例来说，壁段或壁板可以由木材、胶合板、呈泡沫或其它形式的塑料等制成。
在所示容器中，基段或基板38提供了外部基壁或基壁48，端部壁段或端板40提供了外部端壁49，顶段或顶板44提供了外部顶壁51(仅对于上面的容器10b示出)。中心框架12与基壁48、端壁49和顶壁51一起限定了建筑结构的中心部分。以下将描述该建筑结构的扩展或扩大部分。
从图2中能最好地看出，每个容器10a、10b还具有一对矩形侧面框架段32。每个所示的矩形侧面框架段32具有一对短端部元件34和一对长元件36。侧面壁段或板42以常规方式固定到侧壁框架段32以提供外侧壁46。当侧壁46处于如图1所示地闭合运输位置时，侧壁大致是竖直的。因而，对于每个侧壁46，其侧面框架段32的一个长框架元件36a在上面并且另一个长框架元件36b在下面。每个下面的长框架元件36b铰接到框架中心基部14的相邻长侧边元件16以使得侧壁或底部延伸段46能枢轴转动/降低到如图2所示的打开延伸位置。每个侧壁或底部延伸段或壁46从而就形成了延伸底部。
图2示出了两个侧壁46都处于打开延伸位置。在此位置，侧壁或底部延伸段46与中心基部48大致水平地对准。段46提供了延伸底部，延伸底部与基部48相组合以形成扩大的大致平状水平底部。在装运期间，侧壁46通过比如可释放的夹具(未示出)之类的适合方式可释放地但牢固地固定在竖直的闭合位置。
如图2所示，当容器被打开和装配时，基部、端部和顶部外壁48、49和51仍然保持在原位，从而相应地为该容器所形成的层提供底部、端壁和顶部(或顶板)。每个容器的中心框架12为该层以及其上面的层提供了结构支撑。
如上所述，在装配过程中，每个都由其侧壁板38和其侧框架段32组成的侧壁或底部延伸段46被释放并枢轴转动到如图2所示的其打开延伸位置。由框架中心基部14和基板38以及打开的侧壁46组成的基部48搁在适合的支撑面上，这个支撑面可以是处于大致水平位置的地面或底座。当侧壁46被打开时，它们不再对这个建筑结构中心部的结构支撑起贡献。然而，应当注意的是，这个建筑结构的中心部仍然由中心框架很好地支撑，具体地说是由框架中心基部14所支撑的竖直框架元件26、28来支撑。
在降低侧壁46时，其容器的侧面从而被完全打开以便能容易对容器内部进行操作。每个容器具有用于如下所述那样构造最终建筑结构的另外部件。
图3示出了所述多层建筑结构的装配中的下一步骤。竖直结构支柱或支撑元件50定位和固定在每个打开的侧壁46的每个外角部以及其端部中间处每个侧壁的外边缘。这些竖直结构支柱50通过适合的方式(比如通过由螺母和螺栓固定的凸缘，未示出)固定到侧壁框架段32的框架元件34、36。
接着，如图4所示，第二个或上面的容器10b的侧壁或底部延伸段46b被释放和枢轴转动到与该上部容器的基部48b大致水平对准的打开延伸位置。如同下层一样，上层的每个侧壁46b形成了延伸底部，该延伸底部用来为上层提供扩大的底部。它们还为下层提供扩大的顶部，该扩大的顶部大致共同延伸并且与由打开延伸的侧壁46所形成的下层底部的延伸底部垂直地对准或将其覆盖。竖直支柱50b由比如凸缘、螺母和螺栓之类的适合连接方式(未示出)固定到上层打开侧壁46b的框架。
如图4所示，在装配的这个阶段，这两个容器的内容物仍然在除了侧壁下降和延伸之外的原位。如果第三层要增加到这个建筑结构上，类似的第三个装运容器将首先堆叠到第二个容器上面。在此情况下，如同被用在最下层的竖直结构支柱或元件50将连接到第二层的框架/底部并且第三个容器的侧壁46将被释放和降低以延伸穿过那些第二层支柱50。如果还有第四层或另外的层，装配过程就如同刚才所述的第三层那样进行。图9示出了四个堆叠的容器。
图5示出了装配/构造中的下一步骤。移除、定位和连接堆叠在下层中的壁板或壁段52以完成建筑结构下层的侧壁。这些板52在下层的延伸区域周围延伸，所述延伸区域由降低的侧壁46和46b所形成的向外延伸基部或底部段所提供。侧壁板52的连接可以通过建筑业中公知的各种方式来完成。例如，可以在板边缘和相邻框架元件之间使用凹凸槽型连接。
如果是三层或更多层，侧壁板52的装配优选地等待所有容器的打开。这样便于在装配壁板所需时让部件、工具等容易地进出各个容器。
这样，建筑结构装配的下层包括由容器10构成并且与其尺寸相同的原始矩形中心部分，以及在该中心部分每个侧面的放大或延伸的侧部。每个侧部由在该结构的该侧形成延伸底部的上层和下层打开延伸侧壁或底部延伸段46和46b、以及相关的另外侧壁板52所限定。
可选地，如图8所示，代替竖直支柱50和分开的侧壁板52，可以使用与框架元件成整体的增强侧壁板52c(未示出)。在这个可选实施例中，在降低上面侧壁46b之前，板52c将被固定在适合的位置。然后上面侧壁46b将降低并固定到板52c。
图6示出了下一步骤，这涉及包装在上面装运容器10b中的另外的单独的侧壁板52b。这些板52b被移除、定位和固定到上层侧壁框架段32b和上层竖直元件26b、28b，从而为上层的延伸部分提供竖直的外壁和内壁。由于在这个实施例中没有第三层，就没有用打开的侧壁46提供延伸顶壁以让这些侧壁板52连接到其上。由于没有更高的第三层，板52b只需支撑顶部而不是另一层。这还避免了在上面第二层需要结构支撑件。
如图7所示，这些另外的侧壁板52b的上边缘固定到顶板54从而给侧壁板52b和顶板54都提供进一步的刚度。应当注意的是，在所示实施例中，如图7所示，每个延伸部分上的顶部是有角度的或倾斜的。为了适应这种倾斜，位于该结构端部的某些侧壁板52b’具有倾斜的上边缘53。另外，沿着上层的框架顶部20b的每个侧面元件22b提供并固定短的竖直顶部支撑板55。这些板55连接到倾斜顶板54的向内升高的侧面并将其支撑。
还是如图7所示，给上层提供楼梯56的附加结构和上层处的平台58可以固定到已装配建筑结构的外侧。一个或多个门道60设在某些上层侧壁板52a中，从楼梯56的上端和/或平台58通到上层的内部。
期望地，该装置可以构造和布置为使得其能容易地拆卸和包装入容器，以便存放和/或装送到另一位置。
所示装运容器或封闭体期望地符合ISO认可的集装箱规格。这样，容器外面高8英尺6英寸且宽为8英尺，并且长度为20英尺或40英尺以符合标准要求。从而容器能作为ISO认可的集装箱来运输和存放。
因而，本领域的熟练技术人员能理解到，本发明提供了能用于几乎任何场合(包括减灾、可移动住宅、移动办公、大型远程工程、军事、净化中心、急救医院、迁移农场和教室)的理想的临时或半永久建筑物。在该单元已经满足需要之后，其可以与装配时相同的方式拆卸并重新装回原始的容器中。这些可以无需担心破坏或侵蚀地存放，或者可以能运输到下一目的地并再次使用。尽管该单元的外表仍然实际上没有改变，但是可以使用不同的材料来适应用户的需求并且产品可以根据最终用途来定制。本发明具有自含、易于运输、可重新展开以及易于存放和固定的好处。由于建筑物单元的成套性质，零件可以是完全可替换的以防止替换整个单元的需要。
尽管为了示例的目的已经详细地描述了一个实施例，但是在不偏离本发明范围和精神的前提下可以做出各种变型。