模块化墙体系 相关申请
此申请要求2011年6月17日提交的澳大利亚临时专利申请
No.2011902388和2012年2月16日提交的澳大利亚临时专利申请
No.2012900575的公约优先权。这两个临时专利申请的全部内容通过引用纳
入本文。
技术领域
本发明主要涉及建筑体系，特别是单楼层和多楼层的住宅、商业和工业
建筑物的模块化建筑体系。
本发明主要开发作为模块化墙体系，该模块化墙体系用于至多三层楼高
的低层建筑物并将在下文参照本申请进行描述。然而，应认识到的是，本发
明不限于用于该特定领域，并且可以容易地改变成用于高层建筑物，如办公
楼。
背景技术
下面给出了对现有技术的论述，以便将本发明置于适当的技术背景下并
使得其优点被更充分地认识到。然而，全篇说明书中对现有技术的任何论述
均不应视为明确或隐含地承认该现有技术是本领域广泛已知的或者构成本领
域公知常识的一部分。
对于住宅、商业和工业建筑物的建设，已经开发出了多种方法和体系。
所用体系通常根据建筑物是单层建筑物、低层建筑物还是高层建筑物而不同。
然而，许多建筑体系的建设都是低效的，需要高技能的劳动力，因而非
常昂贵。现有建筑体系的问题包括，使用湿作业工艺（wet trade process）及
其他复杂的施工技术，引起与污染的不利影响相关的环境问题，以及与机械
和劳动力相关的高成本。此外，建筑体系必须符合严格的建筑法规。
目前还没有一个建筑体系能充分解决所有上述问题。在解决这些问题时，
持续需要降低施工过程的成本，同时改进或至少保持建筑法规所要求的性能
水平。
传统的空腔砌筑墙是由砖石砌体（masonry tie）连接的双叶墙（two-leaf
wall）的一个例子。具有内部和/或外部护墙板——其通过机械连接——的立
柱墙是尝试降低施工现场劳动力成本的例子。
在多层墙体的原地施工的劳动力的成本必然取决于完成装配过程所需的
时间。特别地，该成本主要取决于每层的装配速度。因此，希望简化建造建
筑物的过程，以减少完成施工所需的时间并由此降低相关的劳动成本。
当前可用的模块化建筑体系具有许多固有的问题，包括从缺乏结构完整
性，到无法容易地根据不同设计而改变。
本发明的目的是克服或改善一个或多个现有技术的缺陷，或者至少提供
有用的替代方案。
发明内容
广义而言，本发明提供了一种模块化墙体系，包括多个主要结构部件和
将相邻的主要结构部件固定在一起形成结构墙部分的固定装置。
根据本发明的第一方面，提供了一种模块化墙体系，包括：
多个主要结构部件，每个主要结构部件具有大致通道形的截面轮廓，该
截面轮廓具有外墙限定表面和两个远离所述外墙限定表面而延伸的凸缘；和
固定装置，其被配置成，用于保持各对主要结构部件为并排的关系，其
中所述固定装置固定各对主要结构部件的相邻凸缘，使得所述相邻凸缘以牢
固的面对面邻接的方式结合在一起。
为便于描述，本文将使用短语“结构墙部分”指代两个或多个已固定在
一起的主要结构部件。
优选地，所述固定装置被配置为，用于保持各对主要结构部件为并排的
关系，使得相应的外墙限定表面是大致邻近的。优选地，并排的外墙限定表
面限定一个平面基面，对该基面施加所希望的墙壁装修。在其它实施方案中，
所述主要结构部件和/或固定装置被配置为，使得各对主要结构部件的相应外
墙限定表面保持彼此呈阶梯状、彼此交错排列或彼此偏移，以提供期望的审
美效果。
优选地，每个主要结构部件被配置为墙体系的承重部件，使得所述主要
结构部件将作用在墙上的垂直载荷传递给地面或构建该墙的地基上。每个主
要结构部件优选是纵向的或拉长的。优选地，每个主要结构部件的长度等于
墙的所需高度，以从地面延伸到所需的屋顶高度（或地板到天花板的高度）。
优选地，所述外墙限定表面和每个主要结构部件的两个凸缘具有相同的
长度。所述外墙限定表面和所述两个凸缘优选形成为彼此具有相同的厚度。
在其它实施方案中，所述外墙限定表面的厚度可以薄于所述两个凸缘的厚度，
反之亦然。
优选地，每个主要结构部件的凸缘大致垂直于相关的外墙限定表面而延
伸，使得两个或多个主要结构部件可以被固定在一起，形成具有大致平面的
所需长度（或跨度）的外墙表面的结构墙部分。在一些实施方案中，凸缘可
以具有外凸缘表面和内凸缘表面，所述外凸缘表面垂直于外墙限定表面而延
伸，所述内凸缘表面相对于所述外凸缘表面成一角度，用于设置期望的拐角
构造或角度。所述平面结构墙部分可以被配置成为建筑物的外墙部分或内墙
部分。
在某些优选的实施方案中，所述主要结构部件由选自钢、木材、塑料、
混凝土和纤维水泥的材料构成。当然，本领域技术人员应认识到，所述主要
结构部件不限于由上面列出的材料构成，而是也可以由任何合适的建筑材料
构成，所述合适的建筑材料包括天然存在的和人造的材料。主要结构模块优
选由铸造工艺或挤出工艺而形成。
在墙体系的一些优选形式中，每个主要结构部件可以由相同的材料构成。
然而，在其它优选的形式中，所述多个主要结构部件中的一些可由一种材料
形成，而其他主要结构部件可以由一种或多种不同的材料构成，以实现多种
美观的外观，或抗击建筑物特定位置和/或侧面的预期的气候和/或环境条件。
在某些实施方案中，每个主要结构部件的凸缘包括线性阵列的孔，每个
孔被配置为用于容纳相关的固定装置。各孔优选等距间隔开。凸缘的顶部和
第一个孔之间的距离优选小于各孔之间的等距间隔。类似地，最下部的或底
部的孔优选位于相关凸缘底部上方一定距离处，该距离小于各孔之间的等距
间隔。
应认识到的是，提供各孔等距间隔开的线性阵列能使固定装置根据需要
被固定到所述孔中一个特定的或选择的孔。孔的所述阵列还能确保使主要结
构部件可以容易地切成所需的长度，以适合特定的建筑应用。因此，模块化
建筑体系可以很容易地制成为适合特定的设计，而不是具有由建筑物体系部
件所决定的建筑物设计。
等距间隔开的线性阵列的孔还能够使结构墙部分形成不同长度的主要结
构部件。在结构墙部分中，可使用长度范围来提供所需的审美效果和/或容易
地形成开口，例如门和窗的开口。在某些实施方案中，也可以在主要结构部
件和次要结构部件中做出切口，以形成窗和门的开口。
优选地，每个孔均是通孔。在优选的实施方案中，每个孔均为圆形。所
述通孔优选地布置成，使得当各对主要结构部件均为面对面邻接时，相邻凸
缘的孔是对准的，更优选地，是同轴对准的，以限定一个通道，用于接收所
述固定装置的一部分。
优选地，所述固定装置包括锁定部件和锁定元件，所述锁定元件可在所
述锁定部件的远端固定至固定结构上。主要结构部件的凸缘中的孔优选被配
置成与锁定部件（例如系杆（tie））具有互补结构。在一个优选实施方案中，
该系杆为锁定销的形式，具有头部和从该头部延伸的柄部，并且所述锁定元
件为楔的形式。在锁定部件末端的固定结构优选为狭槽的形式，所述狭槽被
配置成牢固地接收该楔并保持该楔为锁定接合。
在其它实施方案中，所述锁定部件可为无头销或键的形式，并且每一端
均包括一个固定结构。在无头键末端的固定结构优选为狭槽的形式，每个狭
槽被配置为用于接收一个楔。在不同的实施方案中，无头键的截面轮廓为圆
形、矩形或正方形中的一个。优选地，所述无头键的两端是锥形的。
优选地，用于固定一对主要结构部件的相邻凸缘的固定装置与所述凸缘
配合（例如相抵压而作用（act against）），以牢固地将主要结构部件结合在
一起。优选地，所述锁定销的尺寸设定为能插入并穿过在主要结构部件凸缘
中形成的对准的孔对。优选地，所述头部的尺寸设定（即放大）为，用于限
制所述销穿过所述孔的程度。如下文更详细地描述，放大的头部还可有利地
用于分配施加于凸缘上的力。
优选地，所述锁定销的柄部具有固定或接收结构，该结构的形式为例如
在所述柄部的远端用于接收楔的狭槽。柄部的截面轮廓优选为圆形、矩形或
正方形之一。经发现，圆形柄部（与凸缘中互补型圆形通孔一起）有利地促
使锁定系杆的柄部容易地对准相邻凸缘的开口并插入该开口。
所述锁定销的远端优选被配置为，起引导件（例如倒角的或锥形的）的
作用，以进一步促使柄部穿过各自在支撑架和主要结构部件凸缘中的安装孔。
优选地，所述固定装置的楔具有锥形轮廓，使得其一端比另一端宽。应
认识到的是，锥形轮廓有利于驱动所述楔进入系杆的狭槽中，有利地提供自
适应型特征（self-fitting type characteristic）以匹配该狭槽的大小。该自适应
型特征可确保简单、有效、牢固地锁定每个楔，使得该楔和销头（对于带头
的销），或者两个楔（对于无头的销）紧密地接合凸缘的各侧，使其保持在
适当的位置并保持主要结构部件的相邻凸缘面对面地牢固邻接。
固定装置的锁定元件（例如楔）在凸缘的侧面上施加相对高的承载应力。
优选地，所述固定装置包括至少一个力分配元件，该力分配元件被配置为安
装在凸缘和固定装置的锁定元件（例如楔）之间，用于分配由锁定元件施加
在相关联的主要结构部件的凸缘上的力。所述力分配元件优选为垫片型或垫
圈型部件的形式。在一些实施方案中，所述垫片为具有通孔的圆柱形套筒的
形式，所述通孔用于将垫片安装到所述锁定部件（例如销或系杆）的柄部上。
对于利用带头的销的实施方案，应认识到的是，该销的头部在锁定部件
的那端可以用作力分配元件，并且在另一端可以在楔的后面使用垫片/垫圈，
使得由固定装置施加的固定力被分配在两个夹紧的凸缘（retained flange）上。
在那些采用无头销的实施方案中，在所述销的每一端，垫圈可以用在楔的后
面，用于将所施加的力分配到与它们相邻抵接的各凸缘上。
优选地，所述垫片设置在锁定元件和相应主要结构部件凸缘的最靠近的
表面之间，使得所述锁定元件承抵住与凸缘相抵靠的垫片元件并与该垫片元
件锁定接合，从而使两个相邻凸缘紧密结合在锁定销的头部和所述垫片之间。
优选地，所述锁定销的头部和垫片均具有承载表面，所述承载表面使得力分
配元件将由固定装置施加的负载分配到相应凸缘表面上。所述承载表面优选
为板或盘状形式，具有增大的表面积用于将由固定装置施加的力分配到该整
个表面积上。
在某些优选实施方案中，每个锁定销的头部具有圆柱形中心体，并且在
限定销头部的承载表面的一端具有第一圆形板，在限定止动的另一端具有第
二圆形板构件。
在一些实施方案中，所述垫片具有中空的中心圆柱体，形成了一个套筒，
使得所述垫片可以设置到锁定销的自由端的突出部分上，所述锁定销是从其
所插入的凸缘对中延伸出。所述垫片包括用于在其本体的一端限定其承载表
面的第一板形或盘形构件，和在其第二端的第二板形或盘形构件，所述第二
板形构件被布置成，使得当锁定楔被驱动进入狭槽时，该锁定楔承抵着该第
二板形构件，从而推动垫片的第一板形构件抵靠住相应凸缘。
优选地，使所述锁定销的头部和垫片/垫圈形成为具有相同的（外部）形
状/轮廓。
优选地，所述固定装置限定了用于将次要结构部件安装到结构墙部分的
安装结构。优选地，所述安装结构由固定装置的销的头部和垫片来限定。在
某些实施方案中，所述头部和垫片的圆柱形中心体限定次要结构部件的安装
面，它们共同限定该安装结构。
本领域技术人员应认识到的，固定装置（即锁定销、垫片和楔的组件）
与主要结构部件的面对面牢固邻接的凸缘相结合而起作用，以加强墙的整体
面内剪切能力。特别是，当承重的结构墙部分遭受外力（如地震载荷、风载
荷）使得它处于剧烈剪切状态时，主要结构部件的邻接凸缘与固定装置一起
抵抗对墙的面内剪切。
优选地，主拐角部件可固定至所述结构墙部分的末端。每个主拐角部件
大致是L形。优选地，每个主拐角部件具有第一凸缘和第二凸缘，所述第一
凸缘可在结构墙部分的末端固定到主要结构部件的凸缘，所述第二凸缘具有
垂直延伸到所述第一凸缘的外角限定表面。
所述第一凸缘优选具有用于与固定装置配合的线性阵列的孔。每个主拐
角部件的第一凸缘中孔的线性阵列具有与主要结构部件凸缘中孔的阵列相同
的构型。优选地，所述固定装置位于从顶部向下的第二个孔中和从底部向上
的第二个孔中，用以将主拐角部件固定到相应主要结构部件的相邻凸缘。
每个主拐角部件的第二凸缘优选是斜接的，以便于与配接的墙部分的相
邻主拐角部件对准。优选地，所述第二凸缘以约45度斜接。优选在第二凸缘
的末端形成斜接。每个主拐角部件优选被配置为，使得其可以根据需要简单
地通过反转和旋转拐角部件而被用右侧拐角部件或左侧拐角部件。在其他实
施方案中，可提供特定的右侧和左侧主拐角部件。在一些实施方案中，第二
凸缘可以相对于第一凸缘成一定角度，使得配接的第二凸缘形成所希望的拐
角结构。
应认识到的是，可以利用将独立的各平面结构墙部分固定到拐角的常规
凸缘（normal flange）和锥形凸缘，来形成建筑物的各侧。例如，平面结构墙
部分可以根据需要用来形成建筑物的前面、后面和侧面。
优选地，角托架（corner bracket）被固定到配接的主拐角部件，以将相
应结构墙部分连接在一起并提供建筑物拐角的结构完整性。优选将角托架通
过固定装置固定到每个主拐角模块顶部的一组对齐的孔。优选地，每个角托
架是具有两个（优选长度相等）臂的L形角托架，每个臂中的孔的位置和尺
寸设定为，与主要结构部件和拐角部件的凸缘中的孔匹配，用于形成所述固
定装置的锁定销的通道。在某些优选的实施方案中，支撑构件在角托架的臂
之间延伸，以抵抗角托架在负载下的变形。每个角托架优选由诸如金属的刚
性材料构成。
优选地，每个主拐角部件的第一凸缘以与主结构墙构件的凸缘在平面结
构墙部分的末端面对面邻接的方式通过固定装置固定。
优选地，确保所述主要结构部件被固定到地面或建造该墙的地基上。在
某些实施方案中，将地板支架连接到主要结构部件的凸缘并通过合适的紧固
装置紧固到地基。每个地板支架优选是具有第一部分和第二部分的角形支架，
所述第一部分靠着相应凸缘而设置，所述第二部分从所述第一部分延伸，以
便坐落（优选平齐地坐落）在地基上。优选地，所述第一部分具有孔以使固
定装置的系杆可以穿过以将地板支架固定到凸缘，并且所述第二部分具有可
使紧固部件（例如锚栓）穿过以将地板支架并由此将主要结构部件固定到地
基的孔。本领域技术人员应认识到的是，地板支架不必被固定到每个主要结
构部件。例如，在某些优选的实施方案中，每隔四个主要结构部件固定一个
地板支架。地板支架还优选固定到固定有拐角部件的每一个端部部件。应认
识到的是，在例如地震或气旋易发生区，可以使用附加的地板支架，以增加
墙的结构一体性。
优选地，一个或多个次要结构部件被安装到固定装置上，以形成模块化
墙体系的次墙表面。次要结构部件有利地被配置成，用以提供大致为平面的
次墙表面。优选地，所述次要结构部件被安装成，使得墙体空腔在建筑体系
的主要结构部件和次要结构部件之间提供。本领域技术人员应认识到的是，
墙体空腔可用于容纳一系列的建筑物服务设施（例如，电线和管道线）和/或
用于隔热。
每个次要结构部件优选为模块化墙体系的承重部件。在一些实施方案中，
一个或多个次要结构部件被布置成非承重部件。在某些实施方案中，次要结
构部件用作内部包覆件。
优选地，有利的是，每个次要结构部件具有与每个主要结构部件相同的
构型。每个次要结构部件优选地具有大致通道形的截面轮廓，该截面轮廓具
有内墙限定表面和一对远离所述内墙限定表面而延伸的凸缘。
优选地，提供安装装置用于相关主要结构部件与次要结构部件的相互连
接，使得次要结构部件相对于主要结构部件保持固定的间隔关系。在一些优
选的实施方案中，安装装置能使次要结构部件安装到连接主要结构部件的固
定装置上。
优选地，所述安装装置包括多个支撑架。每个支撑架优选可拆卸地安装
到相应的次要结构部件。优选地，每个支撑架具有一个主板，所述主板具有
从该主板向外延伸的两个外臂和两个内臂，所述两个外臂适合用于将支撑架
连接到相应的次要结构部件的凸缘，所述两个内臂限定一接合装置，所述接
合装置用于接合所述固定装置以使次要结构部件与主要结构部件相互连接。
优选地，每个支撑架被配置成，使得所述内臂和外臂在与附装有支撑架的次
要结构部件的凸缘相同的方向延伸。
两个外臂各自优选具有凸耳或凸片（protruding lug or tab），所述凸耳或
凸片的尺寸设定为适合进入到次要结构部件凸缘的孔中以安装所述支撑架。
在安装过程中，优选地使所述外臂弹性地向外偏置以保持凸片位于安装有该
凸片的相应凸缘孔中，其中所述外臂适应性地向内移动抵制该偏置以适应和
定位所述支撑架。
优选地，所述两个内臂比两个外臂长。优选每个内臂具有钩型结构用于
将次要部件钩挂到主要结构部件的固定装置上。优选地，钩型结构包括阶梯
式切口（cut-out）以形成阶梯，其中，当将次要部件安装到固定装置时，所
述阶梯用作对该固定装置的初始接触点。所述钩型结构被配置为向下的点或
开口，使得所述内臂在使用时位于头部和固定装置垫片的安装表面顶部上。
优选地，两个支撑架被连接到每个次要结构部件，每个支撑架被安装在
与固定装置的位置相应的孔中。在一些实施方案中，每个支撑架为单块结构。
在其他实施方案中，主板和外臂是由第一块材料形成，两个内壁由第二块材
料形成并连接到主板。
应理解的是，所述支撑架提供了用于将模块化墙体系的承重的主要结构
墙部分和次要包覆墙部分联系或连接在一起的装置，并保持其间所需的间隔
关系。
优选地，所述次要结构部件（包覆部件）被配置成，使得凸缘被间隔开
以位于安装有所述包覆部件的主要结构部件对中相应的主要结构部件的约中
点处。优选地所述包覆部件被安装到主要结构部件的每对邻接凸缘，使得内
墙限定表面大致是连续的(contiguous)，其中相邻的包覆部件的外凸缘是靠近
的或面对面地邻接的，从而提供大致为平面的次墙表面。主要部件和次要部
件的面对面地邻接的凸缘有利地提供了自支撑功能，分别增强了主要墙部分
和次要墙部分的结构一体性。
次要结构部件优选由任何合适的包覆材料形成，所述包覆材料选自钢、
木材、塑料、混凝土和纤维水泥。当然，本领域技术人员应认识到的是，所
述次要结构部件不限于由上面列出的材料形成，而是也可由任何合适的建筑
材料——包括天然存在的和人造的材料——形成。
在某些优选的实施方案中，所述次要结构部件包括用于形成次墙表面的
端部墙表面的端部模块。每个端部模块优选具有大致L形轮廓，其中所述端
部模块具有凸缘，该凸缘用于邻接下一相邻包覆部件的凸缘；和端部墙表面，
该端部墙表面限定了从凸缘延伸的嵌板（panel），以提供到次要墙（内墙）
的方端（square end）。优选地，每个端部模块基本为包覆部件的一半。每个
端部模块的凸缘优选具有线性阵列的孔，用于与固定装置配合，以使凸缘可
在次要墙部分固定到次要结构部件的相邻凸缘。
在一些实施方案中，结构墙部分包括一个或多个固定至主要结构部件的
支撑元件，以为结构墙部分中跨越较宽开口的长跨距部分提供结构支撑。所
述或每个支撑元件优选为在主要结构部件的凸缘之间延伸的对角支撑元件。
优选地，所述支撑元件被配置成，使得它们可以由与将主要结构部件保持在
一起所用相同的固定装置固定在适当位置。每个支撑元件优选具有从其端部
延伸的调整片（tab），以便于将所述支撑元件固定到主要结构部件。在某些
实施方案中，可以在该主要结构部件中以十字交叉型（criss-cross type）方式
布置两个支撑元件，以支撑所述主要结构部件跨越所述开口。在多个实施方
案中，所述支撑元件可以以线或薄带的形式形成。
本领域技术人员应认识到的是，对于那些没有开口的结构墙部分，或那
些门或窗的开口仅需要较小跨度的结构墙部分，不需要将支撑元件固定到主
要结构部件，因为这些部件的凸缘的牢固的面对面邻接能以“自支撑”的方
式抵抗作用在所述墙部分的侧向力。
在某些实施方案中，模块化建筑体系包括用于支撑地板的地板支撑，使
得可以建造多层建筑物。地板可以是任何合适的地板，例如，混凝土地板或
木地板。
在一些优选的实施方案中，将屋顶支架固定到主要结构部件的一对或多
对相邻凸缘，用于支撑结构墙部分上的屋顶结构。优选地，每隔四对相邻凸
缘固定一个屋顶支架。在地震或气旋易发区可以使用附加的屋顶支架。优选
所述屋顶支架被固定到固定有主拐角模块的每一个主要结构部件。每个屋顶
支架优选通过与将各对相邻凸缘固定在一起所用相同的固定装置固定在适当
位置。优选地，每个屋顶支架大致为具有两个间隔的爪（prong）的h-形，用
于紧密配合的安装在相邻凸缘上。每个爪具有孔，所述孔的位置和尺寸与凸
缘中的孔匹配，以使固定装置的系杆销的通道在其中穿过。屋顶板优选从所
述爪之一向上延伸，以便高于（stand proud of）墙部分的主要结构部件，其
中，所述屋顶板具有孔（或其它结构），以便于附装到屋顶结构的部件上。
根据本发明的第二个方面，提供了一种用于形成结构墙的模块化墙体系，
所述体系包括：
多个主要结构部件，其适于以并排的关系布置以形成所述结构墙的主要
侧墙表面；
多个次要结构部件，其适于以并排的关系布置以形成所述结构墙的次要
侧墙表面；和
多个支撑架，每个支撑架被配置成，使一个或多个主要结构部件与一个
或多个次要结构部件相互连接，使得每个次要结构部件保持相对于主要结构
部件的固定间隔关系。
在某些优选的实施方案中，在使用中，主要结构部件限定外墙表面，次
要结构部件限定内墙表面。在其他实施方案中，在使用中，主要结构部件限
定内墙表面，次要结构部件限定外墙表面。
优选地，所述主要结构部件被配置为，用作结构墙的承重部件。在多个
优选的实施方案中，一个或多个次要结构部件可以用作承重部件。在其他优
选的形式中，次要结构部件用作非承重的结构墙部件。在其他实施方案中，
承重和非承重的次要结构部件组合使用。
每个主要结构部件优选具有大致通道形的截面轮廓，该截面轮廓具有主
墙限定表面和两个远离所述墙限定表面而延伸的凸缘。优选地，每个次要结
构部件具有大致通道形的截面轮廓，该截面轮廓具有次墙限定表面和两个远
离所述墙限定表面而延伸的凸缘。
所述模块化墙体系优选包括用于固定各对主要结构部件为并排关系的固
定装置。优选地，所述固定装置固定每对主要结构部件，使得相应的主墙限
定表面基本上是连续的。
优选地，所述固定装置将各对主要结构部件固定在一起，使得相邻凸缘
保持牢固的面对面邻接。
该固定装置优选包括销（或系杆），所述销（或系杆）用于穿过主要结
构部件的相邻凸缘和可固定到该销末端的锁定元件，以将主要结构部件对固
定在一起。在一些实施方案中，所述销的一端具有头部，另一端具有用于接
收锁定元件的接收结构。所述接收结构优选为狭槽，所述锁定元件优选为楔。
在其他形式中，所述销是无头的，并在每一端均具有接收结构，优选在每一
端具有用于接收楔的狭槽。每个楔优选是锥形的，以为销和楔的组合提供自
适应型特征。
优选地，所述固定装置包括至少一个力分配元件，所述力分配元件被配
置为被安装在固定装置的锁定元件（例如，楔）的后面，用于将由锁定元件
施加的力分配到相关主要结构部件的凸缘上。所述力分配元件优选为垫片或
垫圈型部件的形式。优选地，所述力分配元件为圆柱形套筒的形式，所述套
筒具有通孔，以安装到锁定销柄部分的尖端上。
对于利用带头的销的实施方案，应认识到的是，该销的头部在该端可以
用作力分配元件，并且在另一端可以在楔后面使用垫片/垫圈，用于将力分配
到该侧上。在那些采用无头销的实施方案中，可以在所述销的每一端，在楔
的后面使用垫片/垫圈，用于将所施加的力分配到与它们相邻抵接的相应凸缘
上。
优选地，所述支撑架将主要结构部件和次要结构部件保持为，使得主要
侧墙表面和次要侧壁表面基本相互平行。
在某些优选的实施方案中，主要结构部件和次要结构部件具有相同的截
面轮廓。本领域技术人员应认识到的是，使用相同总体结构的主要结构部件
和次要结构部件（即部件具有相同的截面轮廓）有利地降低了与制造该结构
部件以及促使更有效的原地施工相关的成本，因为相同长度的所述主要结构
部件和次要结构部件可以互换使用。
优选地，每个支撑架被配置为，被连接到相关的结构部件。在一些实施
方案中，每个支撑架被配置成，被连接到主要结构部件。在这些实施方案中，
每个支撑架均具有安装装置，用于将主要结构部件安装到一个或多个相对的
次要结构部件。为便于将每个支撑架安装到次要结构部件，优选将支承元件
与次要结构部件的凸缘相连，其中，所述安装装置与所述支承元件接合，以
保持主要结构部件和次要结构部件为所希望的间隔关系。
在其他实施方案中，每个支撑架被配置成，被连接到次要结构部件。在
这些实施方案中，每个支撑架均具有安装装置，用于将次要结构部件安装到
一个或多个相对的主要结构部件。优选地，在这些实施方案中，所述安装装
置被配置为，与所述固定装置接合并将相应的次要结构部件安装至其。所述
安装装置优选是钩型结构。优选地，所述安装装置被配置成，接合（如钩挂
到）所述固定装置（即销头部和垫片）的力分配元件。
根据本发明的第三个方面，提供了一种用于具有主要结构部件和次要结
构部件的模块化墙体系的支撑架，所述支撑架包括：
底板，其可安装到所述主要结构部件（或次要结构部件）之一；和
从所述底板延伸的至少一个接合装置或连接部件，所述或每一个连接部
件适于与所述次要结构部件（或主要结构部件）连接，以便所述主要结构部
件和所述次要结构部件相互连接，使得所述次要结构部件和所述主要结构部
件（或次要结构部件）保持固定间隔关系。
根据本发明的第四个方面，提供了一种用于模块化墙体系的固定装置，
所述固定装置包括：
锁定部件，其具有细长的本体，所述本体其近端具有头部，其远端具有
接收结构;
垫片，其可安装到所述锁定部件的主体；和
锁定元件，其可接收在所述接收结构中，用于将所述模块化墙体系的模
块牢固地保持在所述头部和所述垫片之间，其中在使用中，所述锁定元件承
抵着所述垫片。
优选地，所述主体为圆柱形柄。该圆柱形柄的远端优选被配置为，限定
一个将该柄部送入模块的凸缘中的引导件。优选地，所述头部和垫片彼此具
有相同的外部形状/轮廓。所述头部和垫片优选各自具有一个主体和位于该主
体一端的力分配部件。优选地，所述头部和垫片各自具有位于该主体另一端
的止动件。
根据本发明的另一个方面，提供了如本文所述的主要结构部件。
根据本发明的第五个方面，提供了如本文所述的主拐角部件。
根据本发明的第六个方面，提供了如本文所述的次拐角部件。
根据本发明的第七个方面，提供了如本文所述的用于模块化墙体系的拐
角体系。
根据本发明的第八个方面，提供了用于模块化墙体系的成套部件（kit of
parts），所述成套部件包括：
多个主要结构部件；以及
固定装置，其用于将各对主要结构部件固定为并排的关系。
所述成套部件优选包括一个或多个以下元件：多个次要结构部件，多个
支撑架，多个角托架，多个地板支架，多个屋顶支架，其中各个元件如本文
所述相互连接以形成建筑物的结构墙。
根据本发明的第九个方面，提供了建造模块化墙体系的方法，所述方法
包括：
在地基上并排建立一对主要结构部件；和
将该对主要结构部件与固定装置固定在一起，所述固定装置接合所述主
要结构部件的凸缘。
在根据第九方面的实施方案中，所述固定装置优选包括如本文所述的锁
定销、垫片和楔组件。
根据本发明的第十个方面，提供了一种模块化墙体系，包括：
多个主要结构部件，每个主要结构部件具有大致通道形的截面轮廓，该
截面轮廓具有外墙限定表面和两个远离所述外墙限定表面而延伸的凸缘；
多个支撑架，所述支撑架被配置成，用于保持各对主要结构部件为并排
关系，使得各个外墙限定表面通常是连续的；和
固定装置，用于将每个支撑架固定到各对主要结构部件的相邻凸缘，使
得所述相邻凸缘以牢固的面对面邻接的方式保持在一起。
在根据本发明第十个方面的实施方案中，所述支撑架可为大致U形或通
道形支架，该支架被配置成，在主要结构部件（更优选地，主要结构墙部件）
的邻接凸缘的相邻纵向边缘周围延伸。每个通道形的支撑架优选具有腹板
（web）和从所述腹板延伸的两个侧部部件。优选地，所述侧部部件间隔开以
紧密接合在邻接凸缘的周围。
所述侧部部件优选包括安装孔，固定装置可以通过该安装孔将支撑架固
定到相邻对接凸缘。优选地，所述固定装置的安装孔靠近（towards）所述侧
部部件的远端而设置，使得它们可以与主要结构部件的邻接凸缘中共轴对齐
的孔的通道对齐。所述安装孔优选设置为，使腹板与固定有支撑架的主要结
构部件的凸缘间隔开。也就是说，优选地，在主要结构部件凸缘的端部和支
撑架的腹板之间具有间隙。
所述支撑架可以使用下文所述的固定装置经由任何一个通道而容易地固
定到主要结构部件的邻接凸缘，所述通道由所述凸缘中线性阵列的孔中对齐
的孔限定。因此，应认识到的是，主要支撑部件的凸缘中孔的线型阵列使得
支撑架能够容易地沿着其固定其上的凸缘迁移到期望位置。在其他形式中，
所述支撑架不限于被固定在由线性阵列的孔确定的许多离散位置中的一个位
置，而是可以例如通过沿相应凸缘滑动而有利地进行改变，以牢固地位于沿
凸缘高度的任何期望点处。可以理解的是，支撑架沿凸缘长度迁移的能力大
大地增强了模块化墙体系的通用性。特别是，它能使下文描述的次要结构部
件相对于主要结构部件而被安装到结构墙部分的多个期望位置，包括搭接位
置（相对于主要结构部件和次要结构部件的匹配的高度安装）。
优选地，至少两个支撑架被固定到每对邻接的凸缘，其中一个支撑架优
选被布置成靠近凸缘的顶部，一个被布置成靠近凸缘的底部。在其他形式中，
每个支撑架可以被配置为，跨越预定数量的通道，使得可以使用两个或多个
固定装置将每个支撑架固定到主要结构部件的凸缘。由此应认识到的是，所
述支撑架不限于被固定在凸缘上的一个特定位置，因此，其可以容易地设置，
用以将不同长度的主要结构部件连接在一起。
在另外的形式中，所述支撑架可以具有与凸缘大致相同的长度（高度），
并且可以包括安装孔的阵列，该安装孔的阵列与凸缘中孔的阵列相对应，使
得可以使用两个或多个固定装置将单个支撑架固定到凸缘。
在某些优选的实施方案中，支撑架由金属片形成，所述金属例如低碳钢、
不锈钢和铝。当然，应认识到的是，所述支撑架可以由上面未列出的其他合
适材料而形成，包括塑料。
优选地，每个支撑架包括用于支撑次要结构部件的安装结构，所述次要
结构部件例如包覆部件。在某些实施方案中，所述安装结构是一对开口的端
部狭槽的形式，每个狭槽形成在所述支撑架的各侧部部件的上边缘中。在其
它优选的形式中，所述安装结构是位于支撑架侧部中的开口的形式，例如孔
的形式。优选地，所述安装结构被布置为靠近或邻着所述支撑架的腹板，使
得所述接收结构位于所述支撑架腹板和对其进行固定的凸缘端部之间。
在其它优选形式中，所述安装结构为从支撑架腹板后表面延伸的突起的
形式。该向后的突起优选为T形，但也可以是用于支撑次要结构部件的任何
合适的形状。
为了抑制支撑架围绕固定装置（并相对于主要结构部件的凸缘）旋转，
所述支撑架可以被配置成，用以减小凸缘端部和支撑架腹板之间的间隙尺寸。
可替代地，所述支撑架的腹板可以一定角度设置，使得其下边缘抵靠住凸缘
的端部，同时仍能在固定装置的顶部提供间隙。另一替代方案包括使用附加
的销穿过支撑架的侧部，以抑制支撑架相对于主要结构部件的凸缘进行的旋
转。
因此，在本发明第十个方面的实施方案中，支撑架可以用于以下双重目
的：充当壁的两部分之间的连接元件，以及充当承重结构墙部分的各模块之
间的抗剪连接件。
附图说明
现将参照附图仅示例性地描述本发明的优选实施方案，其中附图：
图1示出了本发明模块化墙体系的示意平面图，其中形成结构墙部分的
主要结构部件具有次要结构部件和通过支撑架安装至其的次要端部模块。
图2是用于本发明模块化墙体系的主要结构部件的实施方案的透视图；
图3是显示一对主要结构部件与固定装置固定在一起的透视图；
图4是带有墙开口的模块化墙体系的平面结构的主要墙部分的透视图；
图5示出了装配有两个支撑架的模块化墙体系的次要结构部件；
图6示出了主要结构墙部分和预安装到主要结构墙部分的次要结构部
件；
图7示出了安装有次要结构部件的图6的主要结构墙部分；
图8示出了相对各侧的主拐角部件之间的可见的的配合关系（lighted
mating relationship）；
图9示出了具有一个次要结构部件和次要端部模块连同相对侧的次要结
构/端部模块的主结构拐角，所述次要端部模块在所述拐角的第一个结构墙部
分的末端固定到所述次要结构部件，所述次要结构/端部模块准备安装到所述
其他结构墙部分；
图10示出了具有匹配的主拐角模块和相对侧的内部次要端部模块的完
整拐角体系；
图11示出了具有安装支架和经由固定装置连接的次要端部模块的次要
结构部件的放大透视图，所述安装支架被安装到所述次要结构部件；
图12示出具有自由端和窗口的完整模块化墙；
图13示出了固定装置的锁定销；
图14示出了固定装置的垫片的侧视图和端视图；
图15示出了固定装置的锁定楔；
图16示出了模块化墙体系的固定装置；
图17示出了用于使主要结构部件和次要结构部件互相连接的支撑架的
顶视图和正视图；
图18示出了用于将主要结构部件连接到地面或建立墙壁的地基的地板
支架；
图19示出了用固定装置的锁定销保持在适当位置的图18的地板支架的
近视图；
图20示出了模块化墙体系的屋顶支架的透视图；
图21示出了经由固定装置固定在相邻主要结构部件凸缘上的适当位置
的图20的屋顶支架；
图22示出了用于将配套主拐角部件连接在一起的角托架；
图23示出了经由固定装置固定在适当位置的图22的角托架的顶视图；
图24示出了固定装置的锁定销的顶视图；
图25示出了用固定装置固定在一起的主要结构部件的相邻凸缘的剖视
图；
图26示出了主要结构部件或次要结构部件的截面轮廓的顶视图；
图27示出了主拐角模块的实施方案的截面轮廓；
图28示出了次拐角/端部模块的截面轮廓；
图29示出了由单块材料形成的支撑架的两个内臂；
图30示出了支撑架的本体和具有凸耳的外臂的俯视图；
图31示出了支撑架的倒置的透视图；
图32是显示在模块化墙体系的替代实施方案中相邻主要结构部件和安
装到支撑架的次要结构部件的凸缘的固定配置的放大的示意俯视图；和
图33是图32中所示模块化墙体系的实施方案的支撑架的透视图。
具体实施方式
参照附图，本发明提供了一种具有多个纵向主要结构部件2的模块化墙
体系1。模块化墙体系1优选被组装和布置成，使得主要结构部件2形成所
述墙体系的外面或外部的承重部件。
如图2中所见，每个主要结构部件2具有大致通道形的截面轮廓，所述
截面轮廓具有外墙限定表面3和两个远离外墙限定表面3而延伸的凸缘。凸
缘4优选沿每个主要结构部件2的整个长度延伸。
主要结构部件2的每个凸缘4包括圆柱形通孔5形式的线性阵列的孔，
用于与固定装置6配合从而将各对主要结构部件固定在一起。孔5沿相应凸
缘4的长度等距地间隔开。孔5布置成，使得当各对主要结构部件2面对面
邻接时，相邻凸缘4的孔5同轴对准以限定用于接收固定装置6的一部分的
通道。
固定装置6包括为锁定销7、垫片8形式的锁定部件，以及为楔9的形
式的锁定元件。如图3中最清楚地示出的，固定装置6被固定到一对主要结
构部件2的相邻凸缘4，以保持主要结构部件为并排关系，使得相应的外墙
限定表面3是大体连续的；从而限定了大致为平面的结构墙部分。
在所示的实施方案中，将一个固定装置牢固地设置在靠近邻接凸缘4的
顶部，并将第二个固定装置牢固地设置在靠近凸缘4的底部，以形成结构墙
部分。
参照图13至16，锁定销7具有圆柱形柄体12，该柄体的一端具有头部
10，另一端具有狭槽11形式的固定结构，用于接收楔9。如图15和16所示，
固定装置的楔10具有锥形轮廓，使得其一端比另一端宽。应理解的是，所述
锥形轮廓便于驱动楔9进入锁定销7的狭槽11中，并提供自适应型特征，以
匹配用于锁定接合作用的狭槽11的大小。
另外，狭槽11的长度是这样的：与楔9的自适应型特征组合，可使附加
支架（如地板或角托架）被固定到所述锁定销7上，而无需选择不同长度的
销来适应所述附加支架的厚度。楔9可简单地装配到有效长度的狭槽中，以
牢固地接合各组件并使它们保持在适当位置。
在图13和24中也可以看到，所述锁定销的柄体12的远端呈锥形，以形
成锁定销7的引导件13以便于将所述销插入凸缘4的孔5中。
参照图14和16，示出了固定装置6的垫片8。垫片8为圆柱形套筒14
的形式，所述套筒14具有通孔15，所述通孔15用于将垫片8安装到锁定销
7的柄12上。圆柱形套筒14具有第一板16，该第一版16用于将固定装置6
施加的固定力分配到固定该圆柱形套筒14的相应凸缘4。在所述套筒14的
另一端，垫片8还包括第二止动板16。
参照图24，可以看到，销头部10有利地具有与垫片8相同的外部轮廓
形状。特别地，销头部10具有圆柱形本体17，该本体17具有第一板18和
第二止动板19，所述第一板18用于将施加的固定力分配到其所邻接的相应
凸缘。
垫片8和销头部10一起限定一个用于安装第二结构部件20的安装装置。
圆柱形本体（14,17）的位于相应第一和第二板之间的部分限定一个安装表面
21，次要结构部件20可以连接到所述安装表面21上。图16示出了一个完整
的固定装置6。
图3示出了两个固定装置6，将一对主要结构部件2以并排的关系固定
在一起，使得相邻的凸缘4彼此邻接并且外墙限定表面3形成一个大致为平
面的外墙表面。可以看出，力分配板（15,18）抵接着相应的凸缘。在图示的
实施方案中，一个固定装置6被固定到顶部的一组孔，第二固定装置6被固
定到底部的一组孔。
如图4所示，具有所需长度的结构墙部分可以通过将多个主要结构部件
2固定在一起形成墙部分而构建。图4的墙部分包括具有切口22的主要结构
部件，所述切口22用于形成窗口23。优选地，将附加固定装置安装到所述
窗口周围的凸缘，用于增加窗口23周围的结构一体性。
现参照图9和23，示出了用于将两个结构墙部分连接形成建筑物拐角的
拐角体系。所述拐角体系包括L形的主要结构拐角部件24，该主要结构拐角
部件24具有第一凸缘25和第二凸缘27，所述第一凸缘25具有的孔26的阵
列与主拐角部件2的凸缘4上的孔阵列具有相同的结构，所述第二凸缘27限
定了一个外拐角表面。如图23中最清楚地显示的，第二凸缘27具有一个45
度的斜接端28以便于与相邻的主拐角部件24对接。图8和9示出了左侧和
右侧主拐角部件，所述主拐角部件连接到主拐角部件2和组合在一起形成建
筑物的拐角。
在这些图中可以看出，上部固定装置6被固定在相关主拐角部件25的第
二排孔（而不是顶部）中。如图23所示，这能使L形角托架29被固定装置
6固定到主拐角部件的最上部的孔26中，以将左侧和右侧的拐角部件固定在
一起。
图22示出了角托架29。角托架29具有两个长度相等、彼此垂直延伸的
臂30。每个臂30均具有孔31，所述孔31被设置为与主拐角部件24的凸缘
25中的孔26相对准，并且尺寸设定为使得能容纳锁定销柄部12的通道。每
个角托架29具有用于抵抗该角托架在负载下变形的支撑构件32。
图18示出了一个地板支架33，该地板支架33用于将主要结构部件2连
接到修建建筑物的地基。地板支架33为L形支架，该L形支架具有第一凸
缘34和第二凸缘35，所述第一凸缘34用于抵靠住相关主要结构部件2的凸
缘4，所述第二凸缘35垂直于所述第一凸缘而延伸至基本与地基平齐。地板
支架33的第一凸缘34具有孔36，所述孔36的位置和尺寸设定为，与凸缘4
中最下面的孔对齐并容纳锁定销柄部12的通道，使得可将地板支架33通过
固定装置6固定到凸缘4，如图所示19。所述第二凸缘35具有孔37，锚栓
（未示出）可以穿过所述孔37将地板支架33固定到地基。优选地，每隔四
个主要结构部件2固定一个地板支架33。地板支架33应固定到连接至主拐
角部件24的每个主要结构部件2。
现参照图5和26，可以看出，每个次要结构部件20具有大致通道形的
截面轮廓。
在图示的实施方案中，主要结构部件2和次要结构部件有利地具有相同
的截面轮廓，并优选由相同的材料构成。主要结构部件2和次要结构部件20
被布置成具有彼此面对的内部轮廓。主要结构部分和次要结构部分彼此偏移
（offset），使得相邻次要结构部件的邻接凸缘位于相应主要结构部件的大约
中点处。
应理解的是，使用相同形式的主要结构部件和次要结构部件降低了制造
成本，并提高了使用模块化墙体系建造墙的效率。次要结构部件20优选用于
形成结构墙的内部承重部件。
每个次要结构部件20具有内墙限定表面38和一对远离内墙限定表面38
而延伸的凸缘39。
图28示出了端部模块40，该端部模块40被连接到次要结构部件20用
于形成与内部侧墙邻接的墙体系的内角。如图11中清楚所示，每个端部模块
40具有大致L形横截面轮廓，该截面轮廓具有第一凸缘41和第二凸缘43，
所述第一凸缘41具有一组与次要结构部件凸缘中的孔相对应的孔，所述第二
凸缘43限定一个内端部墙表面44。优选地，每个端部模块40的第二凸缘43
的远端被加强，以为第二凸缘43的末端提供附加的刚性。
如图10所示，端部模块40可以被配置为右侧或左侧部件，以形成相应
的内角部分。使用固定装置将端部模块40固定到次要结构部件。一个固定装
置6在从顶部起的第二个孔中提供，一个固定装置设置在从底部起的第二个
孔中。如下面将要描述的，这使得支撑架44被安装到次要结构部件20的最
上面和最下面的孔。图9示出了一个具有端部模块40的次要结构部件20，
所述端部模块40被安装到主要结构部件2形成建筑物的第一侧。图10示出
了具有次要结构部件的完整内角，所述次要结构部件具有端部模块，该端部
模块被安装到通过如上文所述的拐角体系连接的两个主侧墙。图19示出了用
于形成竖墙部分的端部模块40。
参照图17，示出了用于使主要结构部件和次要结构部件互相连接的支撑
架44。如图5所示，支撑架44可安装到每个次要结构部件20的凸缘的最上
面和最下面的孔，从而与将主要结构部件2连接在一起的固定装置6的安装
位置对应。
支撑架44具有一主板45，该主板45具有两个外臂46和两个内臂47。
每个外臂46具有从其向外延伸的凸耳48，并且尺寸设置为能装配到次要结
构部件的凸缘中的孔中。为安装支撑架44，外臂46向内弯曲，以使得该支
撑架被向里推向次要结构部件的背面。当凸耳48与孔对齐时，外臂46向外
弹以抵靠相应的凸缘，使得凸耳进入该孔以保持支撑架44在适当位置。
两个内臂47比两个外臂46长，并被配置成具有一钩型结构53，该钩型
结构53用于将次要结构部件20钩挂在固定装置6的安装表面上。钩型结构
53面向下，使得内臂47位于固定装置的顶部上。如图1和6最清楚地显示
的，支撑架44相互连接，并保留主要结构部件和次要结构部件为固定间隔的
关系，使得由主要结构部件限定的外平面墙表面和由次要结构部件限定的内
平面墙表面基本彼此平行。
在图6所示实施方案中，支撑架44的内臂具有阶梯式钩型结构。第一阶
梯有利地在安装过程中使用，第二阶梯为次要结构部件被安装在如图7所示
适当位置时所述固定装置和内臂之间的接触点。
现参照图20和21，示出了可通过固定装置6固定到主要结构部件2的
相邻凸缘4上端的屋顶支架49。屋顶支架49为h型，具有两个间隔的爪50，
用于紧密配合安装在主要结构部件的相邻凸缘。每个爪50均具有孔51，该
孔51的位置和尺寸设置为，与凸缘中的孔对准，以使得锁定销柄部12的通
道穿过其中。屋顶板51从所述爪之一向上延伸，以便高于墙部分的主要结构
部件2。屋顶板51具有孔52，以便将该屋顶固定在适当位置。
如上所述，锁定销7中的狭槽11的尺寸被设置成足够长，使得楔9仍
然可以被接收到狭槽中，与屋顶支架的额外材料厚度无关。
图32和33示出了模块化墙体系的替代实施方案，其中支撑架被配置成，
用于保持各对主要结构部件为并排的关系，使得各外墙限定表面通常是连续
的。在该实施方案中，固定装置将每个支撑架固定到各对主要结构部件的相
邻凸缘，使得相邻凸缘以牢固的面对面邻接的方式保持在一起。
因此，本发明，至少在它的优选实施方案中，提供了一个强大和多用途
的模块化墙体系，该模块化墙体系可以由相对不熟练的劳动力容易地组装。
所述模块化墙体系的优选实施方案中的元件可以容易地以牢固的方式相互连
接，以确保所组装的建筑物的结构一体性，而不需要使用重型设备或工具。
所述模块化墙体系的优选实施方案降低了对湿法施工工艺的需求，从而使所
组装的墙可以被容易地拆卸以进入墙体空腔，用于对建筑物内部服务设施进
行维护和维修，或容易地修改建筑物的设计。由于使用干式机械连接（dry
mechanical connection），所述体系的拆除元件可以重新使用，无需使用胶合
剂或砂浆。此外，所述模块化墙体系的优选实施方案可有利地用于构造具有
高的热效率等级的墙和建筑物。还应理解的是，所述模块化墙体系不仅限于
制造建筑物的外墙，而且可以容易地用于建造内墙，例如，将整个建筑物中
的某空间按需要分成一个或多个区域或室。在这些和其他方面，本发明在其
优选的实施方案中，表示出了相对于现有技术的实际的并且商业上明显的改
善。
虽然已参照具体实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员应认
识到，本发明可以用许多其他形式来实现。