一種結構件的製作方法
2024-02-11 05:00:15 1
專利名稱：一種結構件的製作方法
發明的領域本發明涉及一種用於建造建築物，例如房屋的結構件。本發明特別適用於，但不是專門用於，作為建築物的屋頂桁架的弦杆。
已有技術金屬的屋頂桁架一般是用箱形截面的弦杆和C形截面的腹板構件組成的。箱形的弦杆是用兩根各自軋製成形的C形型鋼，然後通過焊接、鉚接、衝孔和用螺栓或螺釘把這兩根C形型鋼封閉起來，用波紋成形進行定位和/或固定進一步加工而成。這種型鋼的製造是一種專門的工序使弦杆的製造增加了附加費用和時間。
開口的型鋼一般要比製造用兩根C形型鋼拼成的箱形型鋼更快，也更便宜，但是它缺乏弦杆所需要的強度和剛度。因此，只要把開口的型鋼，例如槽鋼和Z形型鋼，用於製造建築構架和屋頂桁架，就必須採取諸如使用超大尺寸的型鋼，或者增設附加的結構支撐件那樣的預防措施，以補償其先天強度缺陷。這樣當然就增大了許多用這種型鋼製成的結構的成本。
此外，實施頂部弦杆與底部弦杆之間以及腹板構件與弦杆之間的連接，大部分需要用於焊接的專門的連接構件或進行專門的成形，這些也增大了費用，而且還使結構複雜化了。
本發明總括本發明的目的是提供一種適合於形成桁架或其他結構件的弦杆的可供選擇的結構件。
本發明的一個方面廣泛涉及一種長形的開口結構件，它的橫斷面包括一段短翼緣，一段長翼緣和一塊連接上述兩個翼緣的腹板，該腹板有一根與該結構件的縱軸線成直角，並通過上述兩翼緣的斷面軸線，並且其中上述腹板包括一段基本上與上述斷面軸線重合的直線段部分，和一段向上述斷面軸線的一側延伸的岔開部分；上述短翼緣向上述斷面軸線的一側延伸；上述長翼緣從上述岔開部分向上述斷面軸線的相反一側延伸；並且上述斷面的輪廓是這樣的，即，一個倒過來而且反向的這樣的開口結構件能卡在上述開口結構件中，並且它們的相應的直線段部分互相併排，並且各短翼緣以靠壓的關係定位在相鄰的長翼緣的內面。
上述直線段部分可以是任何合適的長度，但最好該直線段部分在兩個翼緣之間沿著端面軸線的主要部分延伸。上述術語「合適」的意義應該由該開口結構件的具體使用情況來限定，並且此時使用一個相應的構件，其直線段部分的長度(必須)能合適地讓這兩個構件的直線段部分或它們的各部分重疊。
上述岔開部分可以是任何形狀。該岔開部分可以是弧形，直線形，或者由一系列直線段組成。在一個優選實施例中，這種岔開部分是簡單的直線段部分，並且上述長翼緣與該岔開部分成銳角。
上述直線段部分的與岔開部分相對的一端與短翼緣連接。通常，短翼緣以基本上呈90度的角度從直線段部分延伸出去。或者，上述直線段部分可以包括一段延伸到短翼緣去的第二岔開部分。上述第二岔開部分可以是弧形的，直線形的，或者由一系列直線段組成。
短翼緣一般比長翼緣短，並且在大多數情況下比長翼緣在斷面軸線與遠離岔開部分的長翼緣的端部(下文中稱之為長翼緣的「自由端」)之間的那一段距離還短。通常，長翼緣大致在它的中間與斷面軸線相交。
通常，兩個翼緣基本上是平坦的，或者至少兩者的基本上與斷面軸線在對角線上相對的那部分基本上是平坦的。一般，兩個翼緣，或者至少它們的平坦部分基本上是平行的。
通常，這種開口的結構件包括限制裝置，以限制它沿著端面軸線相對於被連接的構件的斷面軸線作橫向運動。一般，這種限制裝置是沿著長翼緣的自由端延伸的折回翼緣。
上述長翼緣和/或短翼緣的端頭一般都在折回翼緣上。這種折回翼緣一般折回成基本上與端面軸線平行。通常，長翼緣的折回翼緣離開端面軸線的距離要比短翼緣的自由端離開斷面軸線的距離遠，這樣，倒過來而且反向的相應的開口結構件才能卡在上述結構件內。
這種開口結構件的形狀一般是非對稱的，並且能讓一個倒過來而且反向的相應的開口結構件卡在裡面，其中的一個開口結構件的短翼緣定位在另一個開口結構件的長翼緣內，而兩者的直線段部分重疊。
本發明的另一個方面廣泛涉及一種長形開口結構件，它有一段短翼緣，一段長翼緣和一塊連接上述兩個翼緣的腹板，該腹板還有一段與長、短翼緣成直角地延伸的平面的腹板部分，並且其中上述腹板包括一段延伸到上述平面部分的一側的岔開部分；上述短翼緣延伸到上述平面部分的一側；上述長翼緣從上述岔開部分延伸到上述平面部分的相對的一側；上述短翼緣和上述長翼緣各有一沿著它們相應的自由端的折回翼緣，並且其中上述開口結構件的斷面形狀是這樣的，即，一個倒過來而且反向的相應的開口結構件可以定位在它上面，並且它的平面部分靠在上述結構件的平面部分的旁邊，並且，包括其折回翼緣在內的各短翼緣可定位在由上述長翼緣的相鄰折回翼緣所形成的範圍內。
本發明的另一個方面涉及一種用於桁架的弦杆構件，上述桁架的各弦杆構件是一種如上所述的開口結構件，並且，這種弦杆構件可以布置成讓它的長翼緣在最外面，而兩根交叉的弦杆構件之間的連接點，是由把一根交叉的弦杆構件的腹板和短翼緣越過另一根弦杆構件的腹板和短翼緣來形成的，並且兩塊腹板互相疊加在一起，使得能通過固定連接在一起。在這種結構中，兩塊腹板在連接點處重疊，以便用螺栓、螺釘或焊接互相連接起來，而且，如果需要還可以把它們的短翼緣卡在另一根弦杆構件的長翼緣中。
上述桁架的弦杆用桁架構件來連接也是很好的，這種桁架構件可以是適合於兩端連接在頂部弦杆構件和底部弦杆構件的腹板上，用於腹板與腹板的連接的，開口的型鋼構件。
用開口的結構件形成帶有C形端面的桁架構件的裝配成的桁架一般具有凸出於桁架構件的弦杆構件，從而能讓裝配成的桁架堆疊起來，並且在運輸堆疊的桁架時，桁架構件沒有被重疊起來的弦杆構件所損壞的危險。相反，普通的箱形斷面弦杆具有在平坦的表面上連接起來的C形斷面的桁架構件，從而使得這些桁架構件凸出於折線弦杆構件，因而在堆疊和運輸的過程中使桁架構件露出來而損壞。
本發明的又一個方面廣泛涉及一種把兩根如上所述的開口的結構件，以倒過來而且相反的方向互相卡在一起所形成的複合梁，其一個構件的短翼緣定位在另一個構件的長翼緣內，並重疊兩個平面部分，並且用緊固裝置把兩根開口的結構件連接在一起。
這些開口的結構件可以用緊固裝置來防止它們相互之間的橫向相對移動，但最好是在這些結構件上包括沿著長翼緣的自由邊緣的折回翼緣，這種折回翼緣限制了開口結構件相互之間的橫向相對移動。
通常，如上所述的卡在一起的開口的結構件形成了兩個封閉的斷面，從而提高了梁的強度。
附圖之簡要說明下面，參照附圖詳細描述本發明的幾個典型實施例。附圖中
圖1是一根長的開口結構件的端視圖；圖2、3、4是這種構件的立體圖；圖5是兩根構件在互相倒過來而且反向的方向上卡在一起的端視圖；圖6a是用開口的結構件作為頂部和底部弦杆構件的裝配好的桁架的正視圖；圖6b-6g表示圖6a中所示的桁架上的不同的連接點；圖7a-7c是兩根開口的結構件的連接點的圖；圖8a-8c是C形斷面的桁架構件連接在弦杆上的各種不同的方式；圖9a-9c表示弦杆與桁架構件之間的各種可替換的連接點；以及圖10表示幾種可替換的結構件。
優選實施例之詳細說明請參閱圖1、2、3和4，圖中表示了一根長形的開口結構件10，它有一段短翼緣12和一段長翼緣13，兩者用一塊腹板14分開。圖2中表示了構件10的一根縱軸線11b。腹板14有一段直線段部分17和一段岔開部分18。一根斷面軸線11a與上述直線段部分17重合。
短翼緣12從直線段部分17成90度地延伸出來。該短翼緣12有一段折回翼緣15。這段折回翼緣15與斷面軸線11a平行。
岔開部分18從斷面軸線11a以銳角(圖中所示的α角)岔開來。該岔開部分18與上述長翼緣13連接。長翼緣13有一條寬的平面翼緣部分19，該部分與岔開部分連接，形成一個呈銳角的夾角。長翼緣13還有一段與斷面軸線平行的折回翼緣20。
如圖5所示，兩根如上所述的長的開口結構件30、31能卡在一起，其中的一根構件向著倒過來而且反向的方向。要卡在一起，短翼緣32a和32b要分別定位在長翼緣33b和33a內，並且靠緊。在這個位置上，兩個相應的腹板部分34a、34b的一部分互相重疊，從而能用緊固件連接兩根構件30、31，以防止橫向的移動。相應的翼緣32a、32b、33a、33b互相之間的靠緊關係防止了沿斷面軸線的移動。這兩根長構件卡在一起形成了兩個封閉的斷面35、36，這給這種組合構件增加了強度和剛度。
如圖6a-6g中所示的屋頂桁架40是用形成頂部和底部弦杆41、42的長的開口結構件和C形斷面的桁架構件建成的。圖6f中表示了頂部弦杆41與底部弦杆42的連接。頂部和底部弦杆41和42的長翼緣44、45分別出在最外面。頂部弦杆41的短翼緣46局部定位和限制在長翼緣45內。頂部弦杆41的向後的平坦側面47有一部分與底部弦杆42的向前的平坦側面48重疊。圖中表示了一塊在側面47與48之間的中間連接板49。這塊連接板49用螺栓50、51連接在底部弦杆42上，而用螺栓50、52連接在頂部弦杆41上。圖9c中表示了另一種連接方式，其中，頂部弦杆60在62處用螺栓固定在底部弦杆61上。
桁架構件43與弦杆構件41、42的連接示於圖6c、6d、6f中。在圖6d中，桁架構件43壓扁並用螺栓70連接在頂部弦杆41上。在圖6e中，桁架構件43用螺栓72連接在底部弦杆42上。支承用的桁架構件至少要壓扁，以適應連接的要求。圖6c中所示的連接方式是用螺栓71把桁架構件43連接在底部弦杆42上。在桁架40中，弦杆41、42凸出於桁架構件43。
桁架40的尖頂80示於圖6f、6g中。尖頂板81用螺栓82連接在頂部弦杆41上。尖頂板81上有凹進去的肋條83以增大它的剛度。尖頂板81上還有一個為C形斷面的桁架構件43定位用的凹槽84。C形斷面的桁架構件43用螺栓85連接在尖頂板81上。另一種尖頂的連接方式示於圖9a和9b。圖9中，頂部弦杆63和C形斷面的桁架構件64用螺栓65連接。同樣，在圖9b中，頂部弦杆66和C形斷面的桁架構件67用螺栓68連接。
在圖7a-7c中表示了弦杆90、91，它們的長翼緣92、93在最外面，而短翼緣94有一部分定位在長翼緣92內。
圖8a-8c中，表示了壓扁了的C形斷面的桁架構件95用螺栓97與長的開口結構件弦杆96的連接。這種C形斷面的桁架構件95的壓扁了的端頭98呈現出一個平坦的表面99，可用於與弦杆96連接。上述平坦表面99連接在對著短翼緣101的腹板部分100的側面上。
以上所描述的實施例具有許多優點，其中包括用於弦杆的製造的高效率的軋製成形；提供了一種堅固的剛度較大的開口斷面的弦杆構件，其最外面的長翼緣的方向合適；在使用前能對具有開口斷面的整個弦杆，或組合梁，或桁架進行處理或塗覆；由於弦杆凸出於桁架的腹板構件，桁架能緊湊地疊起來，使得桁架構件在運輸過程中的損壞減少到最少，同時降低了運輸和儲存的費用；弦杆在連接時可以一根一根疊起來搭接，使搭接的弦杆保持一條直線，以便使桁架對稱，並且便於在端頭上固定在一起。
應該理解，以上雖然用舉例的方式說明了本發明，但，所有這些說明以及其他對於本技術領域的技術人員顯而易見的改進和變型，都應該被認為落在本發明的構思和保護範圍內。
權利要求
1.一種長形的開口結構件，它的橫斷面包括一段短翼緣， 一段長翼緣和一塊連接上述兩個翼緣的腹板，該腹板有一根與該結構件的縱軸線成直角並通過上述翼緣的斷面軸線，其中上述腹板包括一段基本上與上述斷面軸線重合的直線段部分，和一段向上述斷面軸線的一側延伸的岔開部分；上述短翼緣向上述斷面軸線的一側延伸；上述長翼緣從上述岔開部分向上述斷面軸線的相反一側延伸；並且上述斷面的輪廓是這樣的，即，一個倒過來而且反向的相應的開口結構件能卡在上述開口結構件中，並且它們的相應的直線段部分互相併排，並且各短翼緣以靠壓的關係定位在相鄰的長翼緣的內面。
2.如權利要求1所述的長形的開口結構件，其特徵在於，上述直線段部分沿著上述兩段翼緣之間的斷面軸線的主要部分延伸。
3.如權利要求1所述的長形的開口結構件，其特徵在於，上述直線段部分沿著上述兩段翼緣之間的斷面軸線的主要部分延伸，並且上述長翼緣從上述岔開部分成銳角地延伸出來。
4.如權利要求1所述的長形的開口結構件，其特徵在於，上述短翼緣比上述長翼緣的、在斷面軸線與長翼緣上遠離上述岔開部分的那一端之間延伸的一段要短。
5.如權利要求1所述的開口結構件，其特徵在於，上述翼緣基本上是平坦的，或者至少它的基本上在對角線上相對於斷面軸線的那兩部分基本上是平坦的。
6.如權利要求1所述的開口結構件，其特徵在於，上述構件包括限制被連接的構件沿著上述斷面軸線作相對於斷面軸線的橫向運動的限制裝置。
7.如權利要求1所述的開口結構件，其特徵在於，上述構件包括限制被連接的構件沿著上述斷面軸線作相對於斷面軸線的橫向運動的限制裝置，並且，其中的上述限制裝置包括一段在長翼緣內的折回翼緣。
8.如權利要求1所述的開口結構件，其特徵在於，上述構件包括限制被連接的構件沿著上述斷面軸線作相對於斷面軸線的橫向運動的限制裝置，並且，其中的上述限制裝置是一段沿著上述長翼緣的自由端延伸的折回翼緣。
9.一種長形開口結構件，它的橫斷面有一段短翼緣，一段長翼緣和一塊連接上述兩個翼緣的腹板，該腹板還有一段與長、短翼緣成直角地延伸的平面的腹板部分，並且其中上述腹板包括一段延伸到上述平面部分的一側的岔開部分；上述短翼緣延伸到上述平面部分的一側；上述長翼緣從上述岔開部分延伸到上述平面部分的相對的一側；上述短翼緣和上述長翼緣各有一沿著它們相應的自由端的折回翼緣，並且其中，上述開口結構件的斷面形狀是這樣的，即，一個倒過來而且反向的相應的開口結構件可以定位在它上面，並且它的平面部分靠在上述結構件的平面部分的旁邊，並且，包括其折回翼緣在內的各短翼緣可定位在由上述長翼緣的相鄰折回翼緣所形成的範圍內。
10.如權利要求9所述的開口結構件，其特徵在於，上述短翼緣以靠壓的關係定位在相鄰的長翼緣的下面。
11.一種桁架上的弦杆構件，其特徵在於，該桁架的各弦杆構件是一種如權利要求1或9所述的開口的結構件，其中這種弦杆構件可以設置成讓它的長翼緣在最外面，而各交叉的弦杆構件之間的連接點是由把一根交叉的弦杆構件的腹板和短翼緣越過另一根弦杆構件的腹板和短翼緣來形成的，並且兩塊腹板互相疊加在一起，使得能通過固定連接在一起。
12.一種包括由權利要求1或9所述的長形開口結構件所形成的弦杆的桁架。
13.一種包括由權利要求1或9所述的長形開口結構件所形成的弦杆的桁架，其中，在互相連接的結點上重疊的腹板，以及構件中的一根構件的短翼緣，有一部分被限定和限制在另一根弦杆構件的長翼緣內。
14.一種包括由權利要求1或9所述的長形開口結構件所形成的弦杆的桁架，其中，在互相連接的結點上重疊的腹板，以及構件中的一根構件的短翼緣，有一部分被限定和限制在另一根弦杆構件的長翼緣內，並且，上述構件用適當的緊固件在它們重疊的腹板部分連接起來。
15.一種可與頂部弦杆連接的尖頂板，上述頂部弦杆是如權利要求1或9所述的長形的開口結構件，並且在該尖頂板上有一個用於與一根桁架構件連接的凹槽。
16.一種包括如權利要求1或9所述的長形開口結構件的弦杆和桁架腹板構件的裝配的桁架，其中上述弦杆凸出於上述桁架腹板構件。
17.一種把兩根如上所述的開口的結構件，以倒過來而且相反的方向互相卡在一起所形成的複合梁，其一個構件的短翼緣定位在另一個構件的長翼緣內，並重疊兩個平面部分，並且用緊固裝置把兩根開口的結構件連接在一起。
全文摘要
本發明涉及一種用於製造形成建築物的屋頂桁架(40)的弦杆(41、42)的結構件(10)。本發明的一個方面廣泛涉及一種長形的開口結構件(10),它的橫斷面包括:一段短翼緣(12),一段長翼緣(13)和一塊連接上述兩個翼緣的腹板(14),該腹板有一根與該結構件的縱軸線(11b)成直角,並通過上述兩翼緣的斷面軸線(11a),並且其中:上述腹板(14)包括一段基本上與上述斷面軸線(11a)重合的直線段部分(17),和一段向上述斷面軸線(11a)的一側延伸的岔開部分(18);上述短翼緣(12)向上述斷面軸線(11a)的一側延伸;上述長翼緣(13)從上述岔開部分(18)向上述斷面軸線(11a)的相反一側延伸;並且上述斷面的輪廓是這樣的,即,一個倒過來而且反向的這樣的開口結構件能卡在上述開口結構件(10)中,並且它們的相應的直線段部分(17)互相併排,並且各短翼緣(12)以靠壓的關係定位在相鄰的長翼緣(13)的下面。
文檔編號E04C3/09GK1254394SQ98804645
公開日2000年5月24日 申請日期1998年4月30日 優先權日1997年4月30日
發明者K·W·威克斯 申請人:威克斯孔雀優質房屋私人有限公司