钢塑轻建筑及其建造方法

本发明是钢塑轻建筑及其建造方法，属建筑建造技术领域。

现有的钢筋混凝土建筑存在如下的缺点和问题：(1)建筑周期长。从可行性计划确定日起，至完工交付使用，往往需要几年时间。由于建筑周期长，有时无法按原计划使用，只好花钱改造才能另作他用；(2)费工费料。由于现有建筑物巨大，材料的加工、运输装卸、贮运、保管、施工各环节中造成的损耗和浪费也大；(3)采石场破坏生态。混凝土大量用于建筑后，城市近郊的青山开辟为采石场，爆破声破坏了城市的安宁，青山变得百洞千疮，自然生态被彻底地破坏；(4)水泥厂污染地球大气层。混凝土建筑，使水泥厂猛增，使附近烟尘弥漫，空气朦胧，破坏了美好的生活环境；(5)大批木材被砍伐，恶化生化环境。混凝土建筑需用大量木材，已摧毁难于计数的树木和森林；(6)混凝土建筑施工污染社区，建筑工地泥粉飞扬、肮脏不堪，人们的健康和生命受到严重的影响和威胁；(7)妨碍城市重新规划。由于混凝土建筑为脆性结构，一旦解体便成废物，要拆除和清除旧混凝土建筑都非常困难，并会给业主带来巨大的经济损失，已成为人类文明发展及城市规划发展的绊脚石；(8)混凝土建筑存在重量大、易发生脆性破坏的致命弱点，一旦受到意外超负荷的外力袭击，便会发生连锁损坏而崩蹋，这将会产生无限悲惨的后果。

本发明的目的就在于为了克服和解决现有的钢筋混凝土建筑建造困难、工业化程度极低、建筑周期长、费工费料，石、水泥、木材的大量使用恶化了人类的生态环境，施工过程污染社区，难于重新规划和拆改，地震时发生脆性破坏，为后人埋下了祸根等缺点和问题，研究设计一种建造安装方便、建造周期短、省工省料、不用石、水泥、木材，不致恶化人类生态环境、无社区环境污染、消除了对地球环境的破坏，能高度工业化文明施工，施工效率高、装饰灵活、易拆改，确保使用者永恒安全的钢塑轻建筑及其建造方法。

本发明是通过下述技术方案来实现的：钢塑轻建筑的构造示意图如图1所示，钢塑轻建筑是一种薄壁轻钢注塑建筑，由薄壁轻钢结构及在其部分主要受力的薄壁轻钢构件的空心内腔内灌注高压发泡塑料成型共同结合而成。其主要由柱构件1、上柱接头2、双梁斗3、下柱接头4、单梁斗5、柱座6、楼梁构件7、窗顶梁8、窗台梁9、塑面板10、楼面阁栅11、张拉杆12、注塑楼面13、梁柱卡14、竖杆构件15、柱梁卡16、地架17、斜撑18(刚性斜撑、柔性斜拉杆)、基底板19、弹性垫层20、地基原地面土层21、阵列石灰桩22、柔性拉索及地锚23等相互联接构成，其部位及相互联接方法为：两柱构件1可用对焊或上柱接头2、下柱接头4及自压螺栓上、下连接长，上柱接头2套在柱构件1下端，用自压螺栓将短筒壁及柱构件外壁相固连，双梁斗3夹在上、下柱接头之间，用自压螺栓紧固后，双侧或四侧的楼梁构件的一头恰好套在梁斗内，再用自压螺栓将各构件相互固连，下柱接头4套在柱构件1上端，用自压螺栓将短筒壁及柱构件1外壁相连，单梁斗5夹在上柱接头2与下柱接头4之间，也用自压螺栓固紧后，双侧的楼梁构件的一头恰好套在梁斗内，再用自压螺栓将各构件相互固联，柱座6的柱座底板用自压螺栓固定在地架17的相应物件或基底板19上，安装柱构件1时，将柱构件1的底端套插在柱座的短筒外再联结固紧或加焊牢固；楼梁构件7可以对焊连接或与上、下柱头2、4相连接长，也可以梁斗3、5，柱梁卡16、梁柱卡14、L形梁柱卡、T形梁柱卡、十字形梁柱卡与垂直柱构件1相连；窗顶梁8位于各层窗顶的水平高度上，可用梁斗3、5或柱梁卡16与其两端的柱构件1连接，并用自压螺栓固牢或加焊固牢；窗台梁9位于窗台的水平高度，用梁斗3、5或柱梁卡16与其两端的柱构件相连，并用自压螺栓固牢或加焊固牢，塑面板10与楼面阁栅11及楼面定型腔体的下结构层相连接以作楼面注塑的定型面板；安装楼面阁栅11时，先用阁栅卡按阁栅的位置固定安放在楼梁构件7上再固紧，再把楼面阁栅11的两头套在阁栅卡内，并用自压螺栓固紧或加焊固紧；张拉杆12从相反的方向插入各楼面阁栅11的腹板的预留孔内，用螺帽松紧来调整各条张拉杆12的拉力，保持各条张拉杆的张拉紧程度基本相同；注塑楼面13是用塑面板10和楼底板把楼面阁栅11和张拉杆12全部封闭在整体发泡成型的泡沫塑料内腔中，组成整体的阁栅内骨架泡沫塑料楼面；梁柱卡14是临时插入柱构件1的梁柱交点上，将梁柱卡14的槽形部分卡在楼梁构件7上并固紧后，将柱构件1套在上伸的短筒外并用自压螺栓固紧或加焊固结。也可按相反的方向在梁下加插支承柱构件；竖杆构件15用柱梁卡16与其两端的构件相连接；柱梁卡16用自压螺栓固定在梁构件两端柱子的特定位置上，将楼梁构件两端套进柱梁卡的支承斗内并用自压螺栓连结，可自下而上和自上而下两个方向安装，也可水平或垂直方向安装；地架17位于基底板19及上部主体结构之间，用柱座6、柱构件1、楼梁构件7、梁斗3、5、梁柱卡14、柱梁卡16、张拉杆12等相互连接构成，其上部与柱构件1连结，下部与基底板19连结，构成一个刚度和强度都十分可靠的空间集合体；斜撑18中的刚性斜撑用刚性角马及十字马连结，柔性斜拉杆用张拉钢索、柔性角马及U形扣连结构成；基底板19位于地架层与地基之间，基底板19顶面的立柱位置垫有厚钢板以分散柱座6的传力，钢板与柱座6及插在其上的柱构件1相连，整个基底板为分立式薄钢板封闭箱形或内骨架封闭箱，泡沫塑料在其内高压成型，基底板整体板块联合受力，也可做成带骨架的高压泡沫塑料填充的箱块在现场安装，连接部分在现场另外注塑发泡连接定型。基底板19的下部有柔性拉索及地锚23与地下深层锚结；弹性垫层20是先用地膜将已施打阵列石灰桩的地表土层覆盖保护，再铺上有弹性不易老化的塑料或橡胶垫层，其上面直接支承基底板19；地基原地面土层21是在已平整的天然地面上施打阵列石灰桩后，上面铺上保护地膜及垫层而成；阵列石灰桩22是平整的地面上直接施打石灰桩；柔性拉索及地锚23是在钻孔底放置带柔性拉索的地锚，柔性拉索拉紧后，地锚活动瓣打开，锚住地下钻孔壁，柔性拉索上端与主骨架的特定主力柱相连结，部分地锚直接与基底板的特定部位相连结。其各部件的用途和作用原理如下：柱构件1作为垂直受力主骨架，上柱接头2用于连接上柱构件，若上柱构件为多根柱构件组合体，则需用由多个短筒组合的组合上柱接头；双梁斗3是在柱的双侧或四侧都有梁时，则需双梁斗3或正交梁斗把楼梁构件7套在梁斗上而组成梁柱骨架；下柱接头4用于连接下柱构件，若下柱构件为多根柱构件组合体，则用多个短筒组合的组合下柱接头，若其短筒长度与上柱接头相同，则可上下相互通用；单梁斗5是在柱构件1在单侧或三侧有梁情况下，则用单梁斗或三梁斗5与柱构件之侧的梁构件连接；柱座6用于连接柱构件1的底端并将柱构件固接在地架17或基底板19上，楼梁构件用作水平受力主骨架，窗顶梁8及窗台梁9均用作副骨架；塑面板10为楼面定型腔体的上结构层，楼面阁栅11是楼面内主力骨架，张拉杆12用于固定楼面阁栅11腹板的相对位置以加强阁栅的刚度，注塑楼面13为楼面主体；梁柱卡14用作在梁构件上加插梁和独立柱构件的连接件，它有L形梁柱卡、T形梁柱卡、十字梁柱卡等；竖杆构件15承受垂直受力并与上、下两横梁组成空腹梁或副受力骨架；柱梁卡16用于在两柱间加插横梁构件或在两横梁之间加插垂直竖杆构件；地架17是上部主体结构与基底板19之间的过渡层，也是安放各种功能设备及引出各类设备管线的设备层；斜撑18包括刚性斜撑和柔性斜拉杆，用于将矩形骨架构架加密为多个三角形以增加受力及稳定的性能，并构成三个方向的空间集合体；基底板19用于支承地架层及上部整体建筑，相当于浮伐形基础；弹性垫层20垫于基底板下面，覆盖着阵列石灰桩地基的表面；地基原地面土层21作为地基持力层，阵列石灰桩22是对地基作匀质处理，使整个持力层的整体受力强度得到加强和稳定；柔性拉索及地锚23用于锚住地层深处，承受主力柱下因横向力作用而形成的拉力，起抗倾覆和生根的作用，柔性拉索的上端与主体结构的主力柱、基底板等有弹性接口，可使在发生强烈地震时，钢塑轻建筑整体不致被上下冲击而抛离。

钢塑轻建筑的薄壁轻钢结构构件是把特定的塑料原料和化学液剂，如聚苯乙烯或聚胺酯原料注入到已安装好的薄壁轻钢结构的主要构件的内腔中，使其在薄壁轻钢的内腔中反应膨胀发泡并急速凝结，实现对薄壁轻钢主要部件的内腔进行施压填充，以维护薄壁轻钢结构构件的薄壁截面形状，使其不可变形，凝结成型过程中，其在内腔向外膨胀加压，迅速凝固形成了许多相互独立、带气室的泡沫塑料颗粒内腔，它们之间互相挤压又互不相通，在薄壁杆件的腔体内形成一个密闭的小弹性体，无数密闭的小弹性体之间又互相粘结，其最外围的小弹性体又把薄壁轻钢构件的内腔壁和自己紧紧地强力粘合在一起。无数小弹性体在薄壁轻钢的内腔中组成了一个集合弹性腔体，充盈在薄壁轻钢的整个内腔之中，并与薄壁轻钢的内壁紧密粘牢，使其对内壁起到维护定位和强力加固的作用。

钢塑轻建筑与现有钢筋混凝土建筑相比有如下的优点和有益效果：(1)钢塑轻建筑可确保使用者用永恒安全。由于钢塑轻建筑的各个薄壁轻钢薄壁件按特定方法互相严密地联接，组成了立体空间结构。即使结构某局部受到了超负荷的极限外力的袭击，自身会使空间力迅速反应互相传递和重新组合分布，平衡摊分，使该局部构件脆性破坏的情况不会发生。即使在极意外特殊的情况下，某一构件发生了塑性变形，也不会影响到所有的联接处，也就不可能有刹那间崩塌的事情发生，因而可确保建筑物使用者人身的绝对安全，可确保人类自身的文明不会由于某种预想不到的突发事件而被毁灭于刹那之间；(2)无社区环境污染。由于钢塑轻建筑重量轻，取消了庞大的地桩和巨型的深基工程系统，所有构件都是在工厂加工好的成品零件，极少有含尘物和大量建筑垃圾。因而可以不使建筑现场地盘附近的社区环境因施工过程而造成污染；(3)消除了对地球环境的破坏。主要的房屋建筑业不再使用混凝土，也就不再需要模板和大量的各种木材。木材将失去了最大的建筑市场，人们也就不会为谋取利润去四处砍伐山林了。房屋建筑业不再使用混凝土后，人们再也不去大量开挖碳酸钙矿石来烧制水泥，那种水泥厂社区烟尘笼罩、无数烟囱向蓝天喷注滚滚浓烟的情景也就可以大大减少。房屋建筑不再使用混凝土后，人们再也不必去大量破山取石了，城市郊外的远近青山，也不必再担心有人去劈山开道而破坏天然绿化风景区了；(4)设计简易。钢塑轻建筑的所有构件，都按严格的规范要求进行加工，并对其单体构件及安装后的联合受力性能，都有上下限的准则限制和要求。对整体结构中的各种杆件、节点、集合体、刚性体、刚性核心体等的设置方法，也都有十分明确的规范原则，只要按照特定的和通用的各种准则要求进行设计、组合、拼装，就可以完成全部的建筑设计、结构设计和施工安装。对于低层、多层或高层建筑的设计，也都一样变得十分简单。钢塑轻建筑的结构设计图纸里面，再也没有各种纵横交错、密密麻麻的各种基础、楼层钢筋配筋图、千变万化的梁柱钢筋立面、剖面图、模板图，各种复杂的梁柱钢筋表换成简单的钢塑构件选用表。要完全看懂混凝土建筑的施工图纸，需要相当高的专业水平，而钢塑轻建筑的施工图纸，只要内行人稍作指点，就很容易看得懂。由于钢塑轻建筑的结构设计较为简单，建筑设计师自身完全掌握已无困难，所以，建筑设计和结构设计并不需要十分明确的分工，单纯的结构设计将变成为仅仅协助建筑设计的一个辅助手段。对于普通的常规小工程，使用者甚至可以按照自己的构想，根据供应商提供的钢塑轻建筑构件的有关资料及组合要求自行设计策划；(5)安装方便。钢塑轻建筑的的安装工程十分简单，只要预先通知钢塑轻建筑的有关基底工程营业机构按指令日期作好基底工程，再按设计图纸中所详列的构件型号和数量通知有关的设备公司，按照要求的日期进行协调安装，建筑物即可按期起货交付使用。对一些不十分复杂的建筑，也可以通知有关建筑构件商把各种构件和零配件送到地盘，按图纸说明及有关组装原则自行安装；(6)高度工业化的文明施工。钢塑轻建筑中，上部结构的所有构件，基本上都是在工厂内按规范定型制造加工成的标准成品，在现场地盘组织安装时，可以小心翼翼装卸及保管，并不需使用太多的粗杂工。相反，安装过程中各工序的安装工，全部都是经过专门训练的技术工人，他们懂得钢塑轻建筑的安装规程，懂得使用专用的电动工具，遵循着严格的规范进行施工。各工序之间象在流水线上一样进行密切配合，是真正的高度工业化的文明施工；(7)施工效率高。在钢塑轻建筑的地盘中，基础工程比传统混凝土建筑的基础工程简化了无数倍。主体建筑部分已彻底抛弃了传统建筑那样的作模、排筋、现浇、养护、砌砖等等的繁琐工序。给排水、强电、弱电、空调、消防、电脑布线、智能控制系统等管线同步进行的各种构件的内外安装以及测试无误后的分段注塑，可使一座几十层的大厦只需几个月的时间便可起货；(8)装饰灵活。钢塑轻建筑的装修工程，通常是与主体安装工程同步进行，也可在整体设备全部安装到位后，再配齐各种空间间隔、饰面及配套家具。所有装修风格可完全迎合业主的喜爱，外表的饰面风格也可以根据业主的要求选取传统型或现代型。过一定时期后，根据业主的新意念又可十分容易地进行室内外的装修更新；(9)适应城市的发展。钢塑轻建筑，由于可装可拆，拆卸下来的构件和各种零配件，基本上都可以重复使用。所以，钢塑轻建筑可以在几个月的时间内，建造出一座几十层的大厦，也可以在几个星期内，把整座大厦拆卸运走，重新选址安装在另一个地方。如果根本不需拆卸，当然也可成为永久性的建筑物与世长存；(10)简化建筑行业管理。由于钢塑轻建筑的材料使用简便易购，又免除了混凝土建筑那种沙、石、水泥的笨重材料，免除了地基开挖、材料加工、贮运、现场支撑建模、浇注混凝土、拆模、养护等等的繁琐周边配合及漫长的工艺流程，许多围绕混凝土建筑服务的无数功能监控机构，如硅酸盐研究检测机构，混凝土试件检验及鉴定机构，以及现场沙石、水泥材料质量监管，混凝土浇注前的地基、基础、钢筋规格、如直径、长度、起弯点位置、排列、塔接、主筋及箍筋间距、绑扎、模板偏差度等等的检查监控、浇注时的混凝土配合比、水灰比、石子粒径、沙子粗细度、质量、含泥量、人工搅拌的均匀度、捣固密实度、负力面筋的位置维护、浇灌后的护养等等。一系列繁杂的监管，在混凝土建筑中都完全不可缺少，稍微有一环疏忽，就会对质量有所影响，而且不易弥补。因而，无论建筑行业管理如何强化再强化，世界各地都仍然有大小事故不断发生。这关键的原因，是由于这种建筑自身的弱点所造成，材料现场湿作业和工序的繁杂以及质量的不稳定性，大大造成了行业管理的复杂。只有当建筑得以简化以后，建筑的行业管理才可以被简化。也只有在钢塑轻建筑被确立以后，这种简化才成为可能；(11)钢塑轻建筑由薄壁轻钢及泡沫塑料组成，与钢筋混凝土建筑比较，有着许多独特的优良性能：①重量减轻。钢筋混凝土的容重约为主2800kg/m3，泡沫塑料的容重约为10～20kg/m3，后者只为前者的1/280～1/140，连薄壁轻钢在内也不超过1/40；②强度增强。钢塑轻建筑的各构件，主要靠薄壁轻钢及内部的泡沫塑料气囊来受力，气囊使封闭薄壁轻钢构件的受力性能得到很大的加强。由于钢塑轻建筑将其所承受的力转化为以薄壁轻钢筒壁的拉力为主。而钢的抗拉强度比混凝土的抗压强度要高出15-50倍；③物料用量减少。若按材料强度提高30倍，重量减少20倍计，钢塑轻建筑的综合材料用量与钢筋混凝土建筑相比，已可减少600倍；④体积减小。由于材料用量减少，肥梁大柱不再存在，结构所占的体积也可大大减少。例如，□100mm×100mm的钢塑柱与300mm×300mm钢筋混凝土构造柱的承压能力基本相同，而截面积却减少至只有1/9，按3000mm长度计算，体积可减少为1/27；⑤造价降低。由于物料用量大量减少，构件性能极大提高，有可能出现极其良好的经济性能。比方说，  容重为20kg/m3的聚胺脂泡沫塑料的目前综合造价约2400元/m3，约为混凝土成型综合价的2-3倍。但在总体建筑物中所用的泡沫塑料比同等建筑中所用的混凝土的立方数量却要减少几十倍。因而所需材料及造价也只会减少和降低；⑥建造安装方便。钢筋混凝土建筑是以混凝土为主，把一条条钢筋加到混凝土里面协同受力。而钢塑轻建筑却是以一根根空心薄壁轻钢为主，把泡沫塑料灌注到薄壁轻钢构件之封闭内腔高压成型以共同受力。钢塑轻建筑的构件，根据建筑的类型由工厂定型加工，生产容易。联接件也在专门工厂生产，与各种构件配套。备齐了构件和联接件，安装工作十分方便。也可以预制造好一间间的钢塑轻建筑单元，运到现场组合安装，非常方便。

下面对说明书附图进一步说明如下：图1为钢塑轻建筑的整体结构示意图；图2为上柱接头的结构示意图；图3为下柱接头的结构示意图；图4为多筒上柱接头结构示意图；图5为多筒下柱接头结构示意图；图6为双梁斗的结构示意图；图7为单梁斗的结构示意图；图8为正交双梁斗的结构示意图；图9为单柱座结构示意图；图10为组合柱座的结构示意图；图11为梁柱卡的结构示意图；图12为L形梁卡的结构示意图；图13为T形梁卡的结构示意图；图14为十字梁卡的结构示意图；图15为L形梁柱卡结构示意图；图16为T形梁柱卡的结构示意图；图17为十字形梁柱卡的结构示意图；图18为边阁栅卡结构示意图；图19为中阁栅卡的结构示意图；图20为刚性斜撑角马结构示意图；图21为十字马结构示意图；图22为柔性角马结构示意图；图23为柔性斜拉杆交点U形扣示意图；图24为柱梁卡结构示意图；图25为柱梁卡的两种安装方法示意图；图26为梁间加竖杆的示意图；图27为带地下室建筑的地架示意图；图28为阶梯地建筑的地架示意图；图29为檐口骨架示意图；图30为预应力拉杆定位法——楼盖阁栅与阁栅联接示意图。各图中：1为柱构件、2为上柱接头、3为双梁斗、4为下柱接头、5为单梁斗、6为柱座、7为楼梁构件、8为窗顶梁、9为窗台梁、10为塑面板、11为楼面阁栅、12为张拉杆、13为注塑楼面、14为梁柱卡、15为竖杆构件、16为柱梁卡、17为地架、18为斜撑(刚性斜撑、柔性斜拉杆)、19为基底板、20为弹性垫层、21为地基地表层、22为阵列石灰桩、23为柔性拉索及地锚。

本发明的实施方式如下：(1)按图1所示，并按上面说明书所述的钢塑轻建筑的结构组成，首先制造各主要构件：①上柱接头2的结构如图2所示，它由一块挖有圆孔的厚钢板作底板，于其上焊有外壁尺寸比薄壁轻钢柱构件的内壁尺寸略小约0.1mm的薄壁短筒套组合而成，也可用整体精密铸钢的方式进行生产加工；柱接头中钢短套筒的长度，可根据设计对剪切力的特殊要求而择定，一般可作成100～500mm的统一规格件，则可满足常规钢塑轻建筑的不同要求；下柱接头4的结构如图3所示，下柱接头除长度可与上柱接头不一样外，其余尺寸、规格及制造方法与上柱接头完全相同。若按设计确定为上、下伸入长度一样，则上柱接头和下柱接头可上下反转互用，安装起来更为方便。如支力柱系多筒组合柱，则须采用相应的多筒柱接头，如三筒柱接头、四筒柱接头等；多筒柱接头的上柱接头结构示意图如图4所示，多筒柱的下柱接头结构示意图如图5所示；②双梁斗3的结构示意图如图6所示，单梁斗的结构示意图如图7所示，正交双梁斗结构示意图如图8所示。梁斗能把薄壁轻钢柱构件和薄壁轻钢梁构件作90°的联接，同时确保梁柱各自的受力性能及其力的互相传递，并确保梁、柱中的薄壁轻钢腔体得以上下左右贯通。梁斗由上平板和三角斗两部分组成，上平板的形状、孔洞大小、位置和尺寸等大致与上、下柱接头的底板相同，厚度按设计需要可有不同。靠梁的一侧或二侧或三侧，联接着三角斗，三角斗由竖板、底板以及两侧的连接竖板和底板的三角侧板所组成。梁斗的竖板内，预留有适当的管线孔洞及安装螺栓孔，可以方便准确地联接管线、定位、安装。梁斗安装在下柱接头与上柱接头之间，梁斗的上平板和上、下柱接头平板的尺寸及孔洞、螺栓孔的位置完全相同，将三块平板的四个或多个螺栓孔位置上下对齐后，用自压螺栓将上、下柱接头及梁斗上平板等三块钢板紧固联接成一个受力整体。梁斗的上平板由2mm厚以上钢板与其下之三角斗以焊接或冲、铸等方法制造而成。上平板与柱接头的平板部分的孔洞大小、位置完全相同，只是面板的宽度尺寸须增大三角斗方向的竖板厚度。如若加接横梁时，只须在上、下柱接头之间加入此梁斗。若只在柱的单侧加梁，则采用单梁斗，如须在柱的二侧加梁，则采用双梁斗。若要在柱的三侧面加梁(T字梁)则可采用三梁斗。也可加一个双梁斗后另于垂直方向再叠放一个单梁斗，但两个梁斗叠置后，如要保持梁底的标高一致，则须选用梁斗深度不同的梁斗，其深度应比先放梁斗要增加一个顶板的厚度。也可在设计中以调整梁面标高等方法去进行全面的考虑处理。同理，若要在柱的四侧加梁(十字梁)，则可选用四梁斗，或以两个直交双梁斗沿垂直方向叠放，或以两个正交双梁斗叠加安装。但两个方向应注意选用不同深度的梁斗，才能使安装后两个方向的梁底标高相同。如无梁底标高持平的要求，则可选用随意的梁斗，只要三角斗内净空尺寸与梁薄壁轻钢构件外壁的尺寸相同，则可轻而易举地密楔安装；③柱座6的结构示意图分别如图9和图10所示。柱座由6mm厚以上的钢底板及略小于薄壁轻钢柱件内壁尺寸的钢短筒组合而成。用膨胀地脚螺栓锚固于地架的钢板面上，薄壁轻钢柱构件恰好严密地套插在柱座之上，柱座的短钢筒也恰好卡牢着薄壁轻钢柱件的内管壁，柱座短筒的侧壁与套插下来的薄壁轻钢柱构件的侧壁，以自压螺栓相联。如考虑永久和较大的受力要求，还可以在柱座及轻钢柱构件的接口处加以点焊或全焊。如作铰支的处理，则不必作任何焊接已完全可确保整体受力的构造要求。根据建筑物的规模和受力要求，柱座可以是单个的或多个的组合。如果是单条薄壁轻钢支力柱，则采用单柱座(图9)与之联接：如果是多条薄壁轻钢构件的组合支力柱，则采用组合柱座(图10)与之相联。用膨胀螺栓把柱座与地架相联后，即可把套在柱座短筒上的组合柱体的外围侧壁，连同柱座的短筒壁一起，以自压螺栓联接固定，必要时还可适度加焊，或施用可靠的建筑粘胶与管壁接触面预先粘合，再加自压螺栓最后固牢；④梁柱卡14的结构示意图分别如图11～图17所示，梁柱卡的下部为加长的垫板，两侧有垂直竖板弯下，像倒扣的槽钢，按梁构件的相应尺寸严密地卡在梁构件上，可按特定的螺栓孔位置，将梁柱卡和梁构件紧固联接。梁柱卡的上部则为一柱座短筒(图11)。在楼面梁上按轴线位置准确无误地安装好梁柱卡后，把上柱的薄壁轻钢柱构件套接在梁柱卡上，并用自压螺栓紧接或施焊固牢。一般的楼面梁均是在同一个水平标高上，梁与梁相交，一般多为T字和十字形式。如系L字梁相交，可用L梁卡联结件(图12)，如系T字梁相交，可采用T字梁卡联接件(图13)，如系十字梁相交，可采用十字梁卡联接件(图14)。T交梁或十交梁处，其上又支承着一条悬空柱，是楼面插柱中常会遇到的结构形式。这种情况就须采取梁柱卡和T梁卡及十交梁卡的综合办法来进行联接，当L梁上遇柱时，可采用L梁柱卡(图15)，当T梁上遇柱时，可采用T梁柱卡(图16)来联接，当十交梁上遇柱时，可采用十梁柱卡(图17)进行联接。其安装方法和加强的措施均与梁柱卡、T梁卡及十梁卡基本相同；⑤梁与楼面阁栅11的联接用阁栅卡进行联接，阁栅卡的结构示意图如图18、图19所示，楼面阁栅的两端支承在楼盖梁上，用阁栅卡进行联接，安装时，只须在楼梁上按设计间距预先安装好阁栅卡并检查无误后，即可逐条安装阁栅，最后在阁栅之间安装张拉杆12，阁栅卡按位置有中梁和边梁之分，如在边梁，阁栅卡只能安装在梁的单侧，则采用边阁栅卡(图18)，如在中梁，两侧均须支承阁栅，阁栅卡须设在梁的中央，则可采用中阁栅卡(图19)。不论边阁栅卡或中阁栅卡，只要在楼梁上安装定位好，安装阁栅的工作就十分容易了。只要把阁栅套在阁栅卡上就可定位，可大面积地由普通工人同时分段进行安装，操作十分简单。楼梁及阁栅通过阁栅卡以粘、焊及自压螺栓联接成一体。⑥在钢塑轻建筑中，无论集合单元或集合体，都是通过在结构骨架内，加设稳定斜杆来得以实现。稳定斜杆可作成刚性支撑，也可以作成柔性拉撑。刚性支撑的作用是在结构可能发生变形时，起到稳定拉固的作用。根据受力变形的方向承受压力及拉力，通过自身的内应力来抗衡结构的变形，维护结构的稳定状态。刚性支撑与结构中的各种构件通过以下构件和办法进行联接，角马用于梁柱交接的阴角处的支撑端位与骨架的联接。它由一段截面为直角的薄壁轻钢板，外侧加焊一块厚钢板挡板组合而成(图20)。先在需设置斜杆的阴角处安装好角马，用自压螺栓固紧于梁底及柱侧，以作斜杆的安装定位点。竖挡板向外，是为了安装斜杆时，可一步到位，免因把斜杆移进移出的定位操作误差而影响安装的速度效率及安装时可能的意外事故的发生。对于中间交汇的斜杆，采用十字马来进行联接，可确保各杆的受力点通过十字马中心点(图21)。安装中间交汇的交叉式斜杆，可在安装好区格阴角内的四个角码之后。应用十字码先安装好下三角形两腰腰的斜杆，加以完全固定后，再在十字马上接着安装上面倒三角形的下两腰斜杆。如上、下两楼层均为平行的民用楼面，则斜杆应把区格分为上、下两个等腰三角形。两三角形的顶点应为矩形区格对角线的交汇点，即十字马的位置。斜杆与角马及十字马的接口倾角，应于地盘按实际角度开切，如施工大样图准确无误。当然，可在工厂内预先整批加工，现场直接安装即可。在斜杆安装定位未施焊之前，应调节好角马和十字卡挡板上螺栓的准确位置，然后把斜杆与角马及十字马焊牢。原来的安装螺栓于定位后收紧即可，不必拆除。柔性支撑又称柔性斜拉杆，在具备周边稳定的条件之下，为了节省材料和施工简捷，可采用柔性斜拉杆代替刚性支撑，设立在该区间内，使其四个角点的位置不得改变，从而把平面区间的非集合单元改造成为集合单元。柔性斜撑角马与刚性斜撑的角马的不同点，是柔性斜撑角马的竖板设在中央直接受力(图22)，而刚性斜撑角马的竖板则设在外侧成为安装挡板。柔性斜撑的角马应安装于四阴角的正中，先用自压螺栓安装定位后，与主体焊牢并根据受力的程度施以足够的焊缝长度，按对角线的方向，在四个角马的中板上各焊接一根一头带螺口的钢张拉杆，光头在焊，螺纹头在外留空，伸出一个长度接法兰。钢张拉杆直径应为10mm以上，另备两条直径相同、两头均有罗口的钢张拉杆，与焊于四个角马上的张拉杆外伸出的罗口段，分别用法兰螺丝上、下斜角对接相联，在斜向张拉杆的交汇处，组成一个交叉点。在此交叉位，套入互相扣锁的U形扣，互相用螺栓压紧，把斜拉杆的交点扣牢(图23)。然后调节钢张拉杆上的四个法兰，使四段斜张拉杆被绷紧后敲击出的音调基本相同，即其拉力分担基本均匀。法兰调节应尽量把钢拉杆张紧，角马螺栓和焊缝长度应按设计要求。由于张拉斜杆的张紧，将对该区格的四个边框施加了预应力，在这个平面区间内形成了一种强劲的抗变形内御力，以抗御外力造成的意外变形，亦即构成了一个集合单元。⑦在钢塑轻建筑中，除结构主骨架和集合单元内的稳定斜杆外，还须根据门窗洞位置及内外墙板构件安装等等的各种使用功能的要求，增设若干附加构造骨架。构造骨架有时也可以同时起到对结构主骨架辅助增强的功能。由于薄壁轻钢构件，不宜过多地直接施焊，故各个附加骨架与主骨架的联接，仍须通过特定的联接件去得以实现。楼板梁与窗顶梁之间，一般会有一段高度距离，以隐藏室内的各种空调、水、电管道设备，以及留给天花造型的内部凹位空间等等之必须，同时也作窗顶梁之用。窗顶梁位于外墙，可与边梁一起组成整体承受外力的组合梁。可预先考虑采用单梁斗及双梁斗，以加插辅助梁的方法去联接组成。也可以单独作为附属的横杆，于主骨架完成后，在柱间的局部高度位置以柱梁卡(图24)联接的方法临时插入，组成后加的辅助梁。柱梁卡是卡在柱的特定位置来承担附加梁的联接件。根据附加梁的方案，柱梁卡与主骨架的联接安装有两种办法(图25)：有的柱身由于结构构造等限制，在须加横梁的特定标高位置以下，恰有障碍物阻挡，要在此标高以下安装支承梁的柱梁卡已无位置，就可以在此处安装开口向上的柱梁卡，称正装柱梁卡。相反，如果柱的特定标高以上位置，已无法安装柱梁卡，则可把柱梁卡反过来向下放置，这样，梁斗向下，所加装之附加梁就需要由下向上套入柱梁卡的梁斗内作悬挂梁式安装。最后将柱梁卡与附加梁视不同情况施加粘、焊、螺接，成为梁柱结构的整体。把梁构件在柱梁卡的梁斗内悬挂安装的方式，称反装柱卡。对于反装的挂梁，在许多构造的措施中也很合适，例如在挂梁下要安装铝合金窗时，铝合金窗的外框中还有立柱等，还可以起到增加附加梁中间支承点的作用，所以附加梁两头的联接方式，无论正反，都不会影响装修工程中的各种要求。如果需要上下梁联合受力，组成一个空腹式桁架或组合梁时，则可以方便地以柱梁卡进行上下联接。只要把上下梁当作柱，把须架立之竖杆当作附加梁，按设计位置安装好上下横杆的柱梁卡后，将所有竖杆插入以粘、焊、螺接，一个强劲的多竖杆式空腹梁即告成功(图26)。按相同的办法还可以添加斜杆，组成空腹桁架梁；⑧基底板19是钢塑轻建筑特有的形式，是一种由薄壁轻钢骨架、钢板网、薄钢板连通箱体和泡沫塑料共同组成的薄壁轻钢泡塑平底板块，上面与地架相联，是直接放置于地基之上的刚性结构层。基底板的四周外围或支力柱的下面有地锚及柔性拉索与地下的深土层或石层锚结；⑨地基是经处理过的地球表土层，地基处理的基本方法，是施打阵列石灰桩，把建筑物基底下面二米左右的土层逼实，并埋下密插其内的短石灰桩。石灰桩所用的主要材料是石灰粉、活性炭及其它的掺合物，按配方配合使用。天长日久，石灰桩将逐渐吸收土中的二氧化碳，起化学作用而变成为坚硬的石灰石，与整个土层结成为坚硬的整体地基持力层。钢塑轻建筑的地基，力求使整座建筑物的基底以上部分尽可能地与整个地壳得以分开，基底只与地表作普通的支承，并配以地锚及柔性拉索，把基底拉结于地下深处，并接于弹性接口，使得即使发生巨大地震上下抛动之时，整个建筑物各部分仍可以拉结于地层不被抛离。由于建筑物主体与地壳深处完全没有固接的牵连，因而在地震中即使产生最危险的水平震波的水平力反复作用之下，持力层也可与地壳面作相对的滑动，化解地震力对建筑物的直接冲击，以保护基底以上的建筑物不受该处地震的危害；制造好各主要部件后，按上面说明所述的各部件部位及相互连接方法进行联接，便能实现本发明的钢塑轻建筑。

(2)在上述的连接实施过程中，还要注意下述几个方面：①地架是一个薄壁轻钢结构空间，设在钢塑基底板之上，由足够的集合单元和集合体所组成，形成一个空腹的整体空间构架。这个薄壁轻钢结构层之规模须视建筑物的规模而定。其高度可以设置一、二米，也可为数层楼之高。笨重的设备，各种功能的基本设施，尽可能放在这个地架层之内，由此引出各种线路管道通至以上各层。对于地面有坡度或成阶梯状的地基，应分段设置不同标高的基底板和整体地设置空间地架，把各段基底联为一个整体。如图27、图28所示，某建筑的地面，有几段不同的标高。按钢塑轻建筑的设计理论，须将其地基削为几个台阶，在分段的地基上设置分段的基底板。然后在各段基底板上设立整体的空间地架层。地架的下部与基底板固结，上面持平，作上部主体结构的支持平台。地架内的不同层，可辟为设备房或地下室，如为临街，还可作铺面。在这个二层高的地架内，必须合理设置足够数量的钢塑集合体。②钢塑轻建筑檐口和女儿墙可采用如图29所示的檐口骨架方式；③对楼面阁栅之间的联接，采用预应力拉杆定位法，把C形钢薄壁腹板的二维受力状态改变为三维受力状态，使整个楼盖结构变成为一个空间的三维受力联合体，令阁栅的薄壁腹板绝对稳定。这种施加相反预应力定位法，是通过在薄壁腹板一定间隔中段沿其垂直方向加入受力方向相反的两道张拉杆而得以实现。如图30所示，其办法为沿阁栅长度每1～2米左右的相应距离，于腹板的上下部位(如小跨度所用的小型号C型钢，只须在腹板中线的一个部位)各预加工上下二对拉杆孔。整个楼面的阁栅按设计的距离安装好以后，将钢拉杆带罗口的两头上好内螺帽及垫圈后，分别从相反的方向穿进两根阁栅的预留张拉孔内，并于腹板的另一侧上好垫圈和螺帽。即穿在腹板每一对预留孔内的张拉杆，在腹板的两侧均各有一个螺帽，可从腹板的两边按不同的方向把腹板紧紧压牢。钢拉杆的大小可按设计要求，一般用6mm以上的圆钢加工而成，此张拉杆的长度以略长于阁栅间距，50～100cm，钢拉杆两头内螺帽的间距，即为C形钢阁栅的间距。张拉杆在相邻的两孔内一根向左，一根向右，分别用垫片和螺帽上好，每两根阁栅的相应预留孔内联结一支钢拉杆，所有阁栅的薄壁腹板每隔1～2米的相应距离，都被张拉杆拉结着。全部安装好张拉杆后，调节各螺帽的进退松紧，令各段阁栅的腹板的每一对预留孔部位，都分别受到与腹板垂直的两个不同方向的拉力的作用，两个相反方向的应力同时施加于腹板上的大致同一位置；④钢塑轻建筑中的主体受力骨架内，均须于现场灌注聚苯乙烯自熄硬质泡沫塑料或聚胺脂(聚胺基甲酸乙酯)泡沫塑料。可发性聚苯乙烯泡沫塑料是由石油的副产品苯与乙烯合成为苯乙烯，再经过聚合成小颗粒状的聚苯乙烯，然后加入戊烷或异戊烷作发泡剂，再加入溴化物即成为自熄性聚苯乙烯泡沫塑料。所谓自熄性，并不是绝对不能燃烧，而只是直接接触火焰才能燃烧，并离开火焰后2秒钟内能自行熄灭。聚苯乙烯泡沫塑料的优点是隔热保温性能好、憎水性较好、抗压强度好、不会腐烂变质、不招鼠虫蛀蚀，可在现场按设计容重直接先将散颗粒注入密封的空腔后(按要求位置留发泡气孔)，即可现场直接成型，并可牢固的吸附内壁，与内壁粘结成一个整体。围护泡沫塑料成型的外壁，必须对塑料的发泡膨胀向外扩张具有足够的抵御承受力。不然，施工中所产生的热量和膨胀张力将会把不够牢固的外壁撑破或发生变形。万一外模发生了变形，很快凝固硬化定型以后，就极难补救了。对于薄壁轻钢内腔的注塑，由于腔壁强劲牢固，有足够的抗拉力，在注塑成型过程中，当然会毫无问题。但是，对于天花或内外墙间隔的成型注塑，就必须考虑其两侧成型维护体的相互均匀拉结。除加以必要的刚性联接之外，另加以铁丝或固定距离的拉紧件，将发泡腔外侧的成型体按一定的间距紧密拉固，以确保发泡成型后的任何尺寸不受发泡膨胀力造成变形或破坏；⑤钢塑轻建筑的所有构件，均由专业厂家制造，安装之前已预作了镀锌处理。对不作施焊处理的建筑物所采用之构件，还可以在镀锌面上增喷塑料保护膜，可确保构件经久不受腐蚀变化。也可在全部构件安装完毕后，整体以塑料保护膜全封闭处理；⑥地锚是外套有软塑料保护管的柔性钢索，钢索入地的底端，连接着一个可分瓣打开的倒扣地锚。地锚靠塑料保护套杆送入到钻孔底，把锚索向上拉起，锚瓣打开即卡紧钻孔壁，拉力越大，卡得越牢。地锚的上端与基底板相联接，根据设计，可加法兰拉结后作不同的固接、铰接、扣接或弹性联接。地锚还可直接增设于建筑外围的主力柱下，使在主力柱承受最大的拉力时，借助于地锚把拉力直接传至持力层以下的地层深处，把主力结构柱紧紧地和基底板一起栓牢；⑦地基处理的关键技术是施打阵列石灰桩。石灰桩的设计和施工须解决以下几个问题：视土质及建筑物的基底厚度而定。建筑物重量大，基底板的相应厚度较大，其下地基的持力层也需要相应加深。一般以2米左右为宜。对于荷载不特别巨大的一般居住建筑物，密桩φ250mm＠1000m，h＝2000mm，已可足够。由于石灰桩入土深度较浅，可用专用带震动注入管之冲压孔桩机。如果地基为石头，视建筑物的情况，须将如在2m之内之较大石块挖除。如地基全为坚固之岩石层，则不宜在其上建钢塑轻建筑。如一定要建，则应在其上填加较匀质之土层，厚度不少于2m，大型建筑应不小于4m。填土压实后再施打石灰桩。地基的周围须作好特殊的加固处理，以确保地基成为整个过渡持力层，免使建筑物造成直接的破坏。并且在安装基底板之前，首先铺设好分隔垫层，以便可以更有效地缓解地震时从地面上直接传来的对基底板的震动撞击力。石灰桩施打时，应确保各石灰桩内密度基本保持一致。已施桩之范围，应注意紧接着填土覆盖、均匀压实和加盖保护地膜，以免突受雨水之侵蚀。对未施桩的地段，应在施工前作好场地的保护工作，如果土层含水量过大，则不宜施工。如含水量各处不均匀，则须调整桩孔和桩距，可于湿度大处适当增加灰桩密度及适当调整灰体的配合比等等，以确保地基持力层密实、匀质和对建筑物的基底板保持受力的均匀。对于处在地下水位以下的土层，不可直接作阵列石灰桩持力层，须于地基的四周预先作好断水和疏水改造处理。或于地下水之上源头处，采取引流分流措施，断绝地下水源的继续入侵，降低地下水位，疏去持力层内过于饱和的含水量后，才可以进行阵列石灰桩的施工；⑧基底板是与地架联在一起的薄壁轻钢泡沫塑料板块。上部结构及地架传来的重量都由基底板全部支承，然后传递给地基的持力层。对于集中荷载特别大之局部，应从设计上采取错施，使其上部荷载力传递到基底板面上时，与其它的各部分不重复叠加，基本上分布均匀。各种地下水池、污水池、排污管道等均须设置于基底板面上及地架之内与地架同时施工安装。其与外界的接口，也尽可能采用独立的接口与之联接，确保即使接口受到意外破坏，也不致牵连着建筑物内部的管道系统受到破坏；⑨钢塑轻建筑的安装顺序为：(a)安装地锚；(b)地基处理；(c)基底板安装及注塑成型；(d)安装地架柱座，按设计的轴线要求，将柱座固于基底板面上，安装地架；(e)安装首层柱座，在地架的相应标高平面上，按设计的轴线要求，将柱座对号入座，安装锚固于地架面上。再在地架的柱座上安装首层垂直支力柱构件；(f)安装支力柱、楼面梁、开口润栅、窗顶梁、窗台梁及相应的空腹组合梁；(g)安装开口构栅张拉杆；(h)安装同层有关设备线路管道；(i)安装塑面板及楼底天花板；(j)楼面注塑成型；(k)安装上层柱，最后安装外墙及注塑，外墙饰面、女儿墙等也可于该层楼板做好后，即安装该层外墙及有关主要部位的注塑成型。各层全部完成后，再一层一层地向上施工。可以实现做好一层使用一层。充分发挥建筑物的效益；(l)安装天面、檐口、女儿墙。