建筑物柱的施工方法及具有柱的建筑物.pdf

本发明一种建筑物柱的施工方法及具有柱的建筑物，该建筑物包含：一底板，以及至少一支柱，其中该底板上对应支柱的部位突出一底固定组件，而该支柱固定地架设在底板上方，包括：一空心柱体位于上述底固定组件上，以及一补强柱心位在该空心柱体内。而该施工方法包含：以混凝土配合一底固定组件在施工现场建构出一底板；架设空心柱体：将至少一空心柱体直立地架设在底板上；及灌浆形成补强柱心：将混凝土灌填在该空心柱体的空心室内。通过此可在支柱具有相同抗弯矩强度的同时，达到施工容易、品质稳定以及降低施工成本等功效。

1、  一种具有柱的建筑物，其特征在于包含：
一底板，包括一底壁，以及一底固定组件；及
至少一支柱，固定地架设在底板上方，该支柱包括：
一空心柱体位于上述底固定组件上，以及
一补强柱心位在该空心柱体内。

2、  依据权利要求1所述具有柱的建筑物，其特征在于，该空心柱体包括一柱体外壁及由该柱体外壁所界定的一空心室。

3、  依据权利要求2所述具有柱的建筑物，其特征在于，该柱体外壁包括混凝土及钢筋。

4、  依据权利要求1所述具有柱的建筑物，其特征在于，该空心柱体是预铸式。

5、  依据权利要求1所述具有柱的建筑物，其特征在于，所述支柱的数量为多数支，而该建筑物更包含一个架设在该等支柱上方的顶板，且该等支柱更具有一邻近顶板的顶固定组件，该顶板包括一预铸板块及一连接板。

6、  依据权利要求1所述具有柱的建筑物，其特征在于，该空心柱体还包括围绕柱体外壁并邻近上方位置的柱体帽。

7、  一种柱的施工方法，其特征在于包含以下步骤：
建构底板：以混凝土配合一底固定组件在施工现场建构出一底板；及
建构支柱：将至少一空心柱体架设在底板上，并使底板的底固定组件位在空心柱体的一空心室内，然后灌浆于空心柱体的空心室内以形成补强柱心。

8、  依据权利要求7所述柱的施工方法，其特征在于，该空心柱体是预铸式的，且将该预铸式空心柱体直立地架设在该底板上。

9、  依据权利要求7所述柱的施工方法，其特征在于，还包含在支柱上方位置形成一顶板的一建构顶板步骤，该步骤乃先将预铸成型的数预铸板块架设在该空心柱体上，再将混凝土灌注该预铸板块形成一连接板。

10、  依据权利要求7所述柱的施工方法，其特征在于，在架设空心柱体在底板的步骤中是利用一支撑单元将空心柱体稳固地架设在底板上。

建筑物柱的施工方法及具有柱的建筑物
技术领域
本发明涉及一种建筑物柱的施工方法，以及具有柱的建筑物，特别是指一种在建筑物的底板及顶板间撑设数根支柱的施工方法，以及具有该等支柱的建筑物。
背景技术
在一般建筑物的设计上，通常是在一个底板上方撑设多数根支柱，再于支柱上方架设一层顶板，而撑架顶板的支柱的数量则是依面积以及顶板需要承载重量不同而定，例如TFT-LCD面板厂无尘室厂房在施工时，其第一楼层通常需要架设密集的钢筋混凝土(reinforced concrete，以下简称RC)支柱，而随着施工方式的不同，前述RC支柱可分为场铸及预铸两种。其中，场铸支柱在施工时，首先在预定施工现场直接捆扎钢筋笼，然后在钢筋笼的周围架设模板，之后进行灌浆，当混凝土干固后再进行脱模，即可形成一根根直立的支柱。此种以现场铸造方式形成的RC支柱在施工时，需要经过现场捆扎钢筋、架设模板、灌浆、拆模等等的步骤，其施工时间长、柱身的抗弯及抗压强度较差、施工品质也容易受到人为因素影响而不易掌握。
参阅图1，而具有预铸支柱的建筑物包含：一位在施工现场上的RC结构的底板11、一与底板11上下间隔的顶板12，以及数支(图中只示意1支)架设在底板11及顶板12间的预铸柱13。其中该底板11具有一混凝土结构的底壁111，以及多数支底部埋在该底壁111内的预留钢筋112，每支预留钢筋112都具有一段直立并突出于底壁111的续接部113，而该等预铸柱13都具有一实心并由混凝土所构成的柱身131、多数直立并埋在柱身131内的续接钢筋132、多数上下间隔地框架在续接钢筋132上的钢筋环框133，以及数个预埋在柱身131内并与续接钢筋132穿套在一起的钢筋续接器134，上述钢筋续接器134邻近柱身131底端，并具有一个供该等钢筋132、112插设的续接管部135，以及两个与续接管部135连通并具有一个位在柱身131的外表面上的开口的灌浆管部136。
配合图2、3，亦即，现有具有预铸柱13的建筑物在建构时包含以下施工步骤：
建构底板11：在施工的现场捆扎钢筋并灌填混凝土，以形成该底壁111，同时在预备架设预铸柱13的位置突出该等预留钢筋112。
制作预铸柱13：在预铸场中架设两个间隔的钢筋固定模14、15，然后在该等钢筋固定模14、15间拉撑续接钢筋132，并在续接钢筋132间框绕钢筋环框133，于邻近固定模14的一侧架设数个预埋式钢筋续接器134，即形成一个镂空的钢筋笼130。然后将该组合体移到一灌浆模座(图未示)中进行灌浆作业，当灌填的混凝土干固之后再进行脱模，即完成该预铸柱13的制作。
安装预铸柱13：将预铸柱13载到施工现场并直立吊挂，使预铸柱13底端的钢筋续接器134对应底板11上的预留钢筋112，然后缓缓地将预铸柱13摆放在底壁111上，并使每支预留钢筋112各别插入对应的钢筋续接器134的续接管部135内，之后将例如：高强度无收缩水泥等等的粘结剂由灌浆管部136灌入续接管部135内，并于预铸柱13及底板11周围填补粘结剂，即完成该预铸柱13的安装过程。
设置顶板12：一般建筑物的顶板12形成方式也可分成预铸及场铸两种，其中场铸是直接在邻近该等预铸柱13顶缘的位置架设模板，再于模板上灌浆，预铸式则是先在预铸厂中形成一块块由混凝土及钢筋所构成的RC结构的预铸板块，再将预铸板块载运到施工现场，并架设在相邻的数支预铸柱13间，最后再以混凝土连结各相邻的预铸板块，即可形成该顶板12。
此种预先形成预铸柱13，再将预铸柱13架设在底板11上的施工方式，虽然可以改善现场架模、拆模及捆扎钢筋种种的不便，但是在施工的过程中，由于该等预埋式钢筋续接器134的内径有限，因此，必需精确定位地在底板11上预留该等预留钢筋112，才能和预铸柱13底部的钢筋续接器134精确的对应套合，此对应套合的精确需求度更提高吊挂作业的困难度。根据实际作业，此种预铸柱13与底板11在吊挂组装时，只容许5mm的相对误差，此项误差值的限制会增加施工的困难度。前述困难度包括灌浆前钢筋的定位、组立预铸柱13时的精确对套续接钢筋132等，故其施工时间长、产能少，而特殊的预埋式钢筋续接器134及其定位所需的精确度，亦导致预铸柱13的制造成本较高，此对于一般需要架设密集支柱的高科技厂的建筑物而言，也会增加许多的设厂成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种施工容易、品质稳定，并可降低施工成本的柱的施工方法，以及具有柱的建筑物。
本发明具有柱的建筑物包含：一底板，以及至少一支固定地架设在底板上方的支柱，其中该底板包括一底壁，以及一底固定组件；上述支柱包括：一空心柱体位于上述底固定组件上，以及一补强柱心位在该空心柱体内。
本发明具有柱的建筑物的底板包括底壁，以及至少一支的底固定组件，其中，底壁是由混凝土构成，而底固定组件有部分埋设于底壁中，有部分突出底壁外，底固定组件材质及形状并不限定，材质较佳为钢筋，而形状可为直条状、横条状、不规则状，或混合上述各种形状等，另外部分突出底壁外的底固定组件可框设底钢筋笼，底钢筋笼是由钢筋弯曲成笼的形状以增加支柱的耐弯、耐压等特性，而底钢筋笼及底固定组件可以一钢筋续接器相连接；底钢筋笼的高度为空心柱体直径的0.2～5倍为佳。
本发明的支柱的空心柱体包括一柱体外壁及由柱体外壁所界定的一空心室，空心柱体是位于上述底固定组件上，并可位在上述底固定组件的外周围，且柱内可包覆上述的底固定组件及底钢筋笼，即底固定组件及底钢筋笼置于上述柱体外壁所界定的空心室内；而空心柱体的柱体外壁包括混凝土及钢筋，本发明的空心柱体制造方式并不限制，但为建筑成本考虑，可使用由目前市场在建造建筑物的地基的预铸式规格化空心柱体(非在建筑现场建构完成)，其制法由直向钢筋条及横向钢筋环形成一钢筋笼，在一长环状模具中灌入混凝土，长环状模具旋转，通过离心力将混凝土离心至环边，形成一空心状混凝上柱体。空心柱体大小可视建筑现场及欲承受的压力而定，空心柱体的柱体外壁厚度并没有特别的限制，较佳为空心柱体直径的1～90％，更佳为空心柱体直径的5～50％。上述支柱的空心柱体尚可有一个位在所述柱体外壁邻近上方位置的柱体帽，该柱体帽上有顶板架设单元做为下述的预铸板块的支撑作用。
本发明的补强柱心为位在上述空心柱体之内，以增强空心柱体的强度，可由混凝土灌入上述空心柱体的内硬化而形成。
本发明的支柱上方置一顶板，该顶板包括架设在相邻的支柱的上述顶板架设单元上的预铸板块，以及一连接该等预铸板块的连接板，上述所谓预铸板块是非在现场建构，而是在现场外预先以混凝土及钢筋所构成一块一块的混凝土板块，再运回现场上拼构完成，而预铸板块的钢筋可突出至板块外，并可与下述的顶固定组件相接以增加其应力强度；上述的顶板架设单元可更包括一顶固定组件，该等顶固定组件与前述的底固定组件相同，顶固定组件可框设顶钢筋笼，顶钢筋笼是由钢筋弯曲成笼的形状以增加支柱的耐弯、耐压等特性；但上述底固定组件及上述顶固定组件不相连，即两者有一段距离，此距离为支柱长度的5～90％，较佳为10～80％，因为支柱本身的抗压、抗弯强度已足够，所以支柱中间不需再以钢筋加强，可节省钢筋及人力费用。
本发明的一种柱的施工方法，包含以下步骤：
建构底板：以混凝土配合一底固定组件在施工现场建构出一底板；及
建构支柱：将至少一空心柱体架设在底板上，并使底板的底固定组件位在空心柱体的一空心室内，然后灌浆于空心柱体的空心室内以形成补强柱心。
上述施工方法利用底固定组件框套该空心柱体，可以在成型的支柱具有足够抗弯矩强度的同时，容许组装时组件间具有较大的相对误差，使具有柱的建筑物在施工时更为容易，同时由于该空心柱体除了具有较佳的抗弯及抗压强度外，其价格也仅为现有预铸柱的1/3，故本发明亦具有品质稳定及降低施工成本等功效。
上述建构底板步骤包括以混凝土配合该底固定组件构出一底板，该底固定组件可为一突出该底壁的钢筋。
上述在架设空心柱体的步骤中，空心柱体较佳为预铸式的，为建筑成本考虑，可使用由目前市场在建造建筑物的地基的预铸式规格化空心柱体(非在建筑现场建构完成)，其制法是由直向钢筋条及横向钢筋环形成一钢筋笼，在一长环状模具中灌入混凝土，长环状模具旋转，通过离心力将混凝土离心至环边，形成一空心状混凝上柱体。将该预铸式空心柱体直立地架设在该底板上，该空心柱体包括一柱体外壁及由该柱体外壁所界定的一空心室；在空心柱体邻近下方位置可安装一底钢筋笼，增加支柱的耐压及耐弯程度。在架设空心柱体的步骤时，可利用一支撑单元将空心柱体稳固地架设在底板上，以避免空心柱体在灌浆时产生动摇。
上述的补强柱心形成的步骤中，是将混凝土灌填在该空心柱体的空心室形成补强柱心，补强柱心包括混凝土灌填在该空心柱体的空心室内。
上述柱的施工方法，更包含在支柱上方位置形成顶板的一建构顶板步骤，而该顶板包括一预铸板块及一连接板；其中，建构顶板的步骤乃先将预铸成型的该预铸板块架设在该空心柱体上，再将混凝土灌注该预铸板块形成该连接板。另外，在空心柱体邻近上方位置可安装顶钢筋笼，增加支柱的耐压及耐弯程度。
附图说明
图1是一种现有具有预铸柱的建筑物的局部剖视分解图；
图2是该现有建筑物的预铸柱的成型过程示意图；
图3是一种施工方法的流程图，用来说明图1的建筑物的施工步骤；
图4是本发明具有柱的建筑物的一较佳实施例的未完整组合剖视图；
图5是该较佳实施例的一未完整的立体分解图，单独显示该建筑物的一空心柱体及一底钢筋笼的结构；
图6是该较佳实施例的一局部放大图，主要显示该建筑物的一底板及该底钢筋笼的结合关是；
图7是该较佳实施例的一未完整俯视示意图，主要显示该空心柱体与一顶板的对应关是；及
图8是一施工方法的流程图，用来说明本发明该建筑物的施工步骤。
【主要组件符号说明】
2底板
21底壁
211底面
22底固定组件
221固定部
222续接部
3支柱
31底钢筋笼
311续接钢筋
312钢筋环框
313续接端
32钢筋续接器
321续接管部
322灌浆管部
33空心柱体
331空心室
332柱体外壁
333直钢筋条
334钢筋环框
335柱体帽
336顶板架设单元
337顶板架设壁
34顶钢筋笼
341顶固定组件
35补强柱心
4顶板
41预铸板块
42连接板
5支撑单元
50支撑件
51第一挂座
52第二挂座
53第一钢丝
54第二钢丝
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
参阅图4、5、6，本发明具有柱的建筑物的一较佳实施例适合作为一般高科技厂的无尘室厂房一楼，或者高科技厂房中需要架设RC结构的支柱的场合中，上述建筑物包含：一RC结构的底板2、多数支撑设在底板2上的支柱3，以及一个RC结构并架设在该等支柱3上方的顶板4，上述支柱3的数量是依顶板4的面积及承载需要而定，在图中仅显示一支。
本实施例的底板2是由混凝土及钢筋组合而成，并建构在施工的现场上，上述底板2包括一个混凝土结构的底壁21，以及多数嵌埋在该底壁21上的底固定组件22，每条底固定组件22都具有一段固定地嵌埋在底壁21内的固定部221，以及一段直立并突出于底壁21的一底面211的续接部222，前述续接部222为突出于底壁21的钢筋。在实施上，该续接部222突出于底面211的高度是依需要而定，但为了现场施工的方便性，其突出的长度只要略为突出于混凝土的底面211即可。
本实施例的支柱3皆包括：一中空网状的底钢筋笼31、数个钢筋续接器32、一支预铸的RC结构并框绕该底钢筋笼31的空心柱体33、一个与底钢筋笼31上下对应的顶钢筋笼34，以及一个混凝土结构的补强柱心35。其中该底钢筋笼31具有数条直立的续接钢筋311，以及数个框绕并连接该等续接钢筋311的钢筋环框312，上述续接钢筋311设置的位置是与底板2的底固定组件22对应，每条续接钢筋311都具有一个位在下方并与对应的底固定组件22接续的续接端313。
本实施例的钢筋续接器32具有一个中空管状的续接管部321，以及两个自该续接管部321径向突出的灌浆管部322，而该底固定组件22的顶端是由下往上插入于该续接管部321内，该底钢筋笼31的续接钢筋311是由上往下插入该续接管部321内，插入后再由该等灌浆管部322灌入高强度无收缩水泥，即可将底钢筋笼31固定地结合在底板2上。惟在本发明的设计上，由于此续接钢筋311的动作是在开放的空间进行，因此，要将续接钢筋311及底固定组件22固定续接的方式有很多，例如：可以采用焊固、缠绕固定等等方式来结合，亦可采用一般简单的钢筋续接器，因此，本发明在实施上并不以使用前述特殊钢筋续接器32来续接底固定组件22及底钢筋笼31为必要。
参阅图4、5、7，本实施例的RC结构的空心柱体33可以采用市售的规格品，一般而言，此类型预铸空心柱体被规格化地大量生产并使用于基础工程，因此价格较便宜。上述空心柱体33通常具有：一界定出一顶底贯穿的空心室331的柱体外壁332、多数直立并包覆在该混凝土柱体外壁332内的直钢筋条333、多数上下间隔设置并环绕直钢筋条333的钢筋环框334，以及一个固定地安装在柱体外壁332邻近上方位置的柱体帽335。其中该空心室331的截面是与底钢筋笼31配合，并可让该底钢筋笼31伸入于空心室331内。而该柱体帽335是一个钢材结构，该空心柱体33还具有一个焊接地结合在该柱体帽335上的顶板架设单元336，上述顶板架设单元336包括数个等角度设置并自该柱体帽335往径向外端突出的顶板架设壁337。在实际的使用上，市售的RC结构的空心柱体33在制造时需要对直钢筋条333施予预力，因此，在制造后该空心柱体33本身的抗弯及抗压强度很优越而足以承载顶板4的重量，其中抗压强度通常可达10000psi，此抗压强度远优于传统场铸所形成的支柱(通常在4000psi)。
而该顶钢筋笼34的结构与底钢筋笼31相同，其是安装在空心柱体33的空心室331内并邻近上方，上述顶钢筋笼34具有多数支顶端突出于空心室331的顶固定组件341。本实施例的补强柱心35是为混凝土结构，其是以两次灌浆的方式充填在该空心柱体33的空心室331内。
本实施例所揭示的顶板4是一种半预铸的方式，包括数片RC结构的预铸板块41，以及一个以现场浇注方式连接该等预铸板块41的连接板42，该等预铸板块41是各别地架设在四支相邻的支柱3的顶板架设壁337上，在设计上，本发明的顶板4除了可以包括数块以预铸方式成型的预铸板块41之外，也可以直接在现场架设模板，并于现场直接架设钢筋及灌浆，亦即，在本发明的设计上，该顶板4的形成并不以半预铸为必要。
参阅图4、7、8，本发明具有柱的建筑物的施工方法包含：建构底板2、建构支柱3、建构顶板4，以及拆除支撑单元5等加工步骤，其中，建构支柱3又包括：安装底钢筋笼31、架设空心柱体33、灌浆及安装顶钢筋笼34等小步骤，而建构顶板4的步骤包括：安置预柱板块41及形成顶板4等小步骤，其中：
建构底板2：在施工现场捆扎钢筋，然后灌注混凝土浆料，灌注后部分的钢筋突出于混凝土形成的底壁21，并形成该等底固定组件22。
安装底钢筋笼31：以钢筋续接器32将底钢筋笼31固定地安装在底板2上。
架设空心柱体33：选择具有足够结构强度的市售空心柱体33，并将该空心柱体33载运到现场，然后吊挂并架设在底板2上，架设后该底钢筋笼31被框套在空心柱体33的空心室331内。值得进一步说明的是，本发明为了使空心柱体33稳固地架设在底板2上，以方便后续施工步骤的进行，乃通过由一个支撑单元5的辅助将空心柱体33直立地架设在底板2上，上述支撑单元5包括数个等角度设置的支撑件50，每个支撑件50都具有一个固定在空心柱体33上的第一挂座51、一个固定在底壁21上的第二挂座52、一条顶端钩挂在第一挂座51上的第一钢丝53、一条底端钩挂在第二挂座52上的第二钢丝54，以及一个连接该等钢丝53、54并可调整钢丝53、54的总长度的调长套管55。利用该等支撑件50共同撑架该空心柱体33，可以让该空心柱体33暂时地撑立，以方便后续施工步骤的进行。
灌浆：将混凝土浆料由空心柱体33的上方灌入于空心室331内，其灌浆的高度大约是空心室331高度的一半，亦即，位在图4的假想线L标示的高度，当混凝土干固后即形成补强柱心35的下半段。
安装顶钢筋笼34：将顶钢筋笼34安装在空心柱体33的空心室331内，安装后该顶钢筋笼34的顶固定组件341的上方突出于空心室331。
安置预铸板块41：将预铸成型的预铸板块41吊到四支相邻的支柱3上方，并使预铸板块41的四个角落分别跨靠在该等支柱3的顶板架设壁337上。
形成顶板4：以现场施工的方式在预备形成顶板4的位置架设模板，然后将混凝土灌注在模板上方，以形成该连接板42以及补强柱心35的上半段。成型后将模板拆除。
拆除支撑单元5：将该等支撑件50自施工现场拆下，即完成本发明所述具有柱的建筑物。
由以上说明可知，本发明该施工方法及具有柱的建筑物具有下述优点：
一、施工容易：本发明在施工时，首先将底钢筋笼31架设在底板2上，然后将空心柱体33吊挂到底板2上，并与底钢筋笼31套合的作业，由于空心柱体33和底钢筋笼31的套合时，只要底钢筋笼31可以顺利的进入空心室331内即可，在两者不需要精确地定位，亦即，本发明在施工时精度要求相对较低，施工时也比较容易。依发明人实际测试，现有预铸柱在和预留钢筋作续接时，只能容许约5mm的相对误差，而本发明的可容许相对误差为5cm。
此外，本发明以轻巧的底钢筋笼31和底固定组件22在开放的空间作续接的步骤，在接续的作业上，亦较现有者需要吊起沉重的预铸柱后，才能进行钢筋续接的施工步骤简单许多。
二、品质稳定：本发明所使用的空心柱体33为一般基础工程的基柱体，属于量产预铸的规格品，因此，在制作的过程中会产生预力，并且在预铸场中以先进的设备进行捆扎钢筋及灌浆等作业，因此所制成的空心柱体33不仅具有稳定的品质，也可以提供足够的抗弯及抗压强度。
三、节省施工成本：如上所述，本发明可以使用市售且品质稳定的空心柱体33来作为支柱3的基础结构，在相同抗弯矩强度的情况下，由于该空心柱体33与现有预铸柱相比较可以节省许多的钢筋材料，故本发明该空心柱体33的价格大约仅为现有预铸柱的三分之一，本发明该项设计也可以节省施工成本。
四、施工省时：本发明与现场铸造支柱的方式作比较，其不需要在施工现场架设模板，施工的品质也不会因为施工人员不同而有差别，故本发明该施工方法与场铸支柱的施工方式作比较，亦具有省时的功效。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。