CN1436906A - 加强挤出梁系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新颖独特的改善和加强承载构件截面特性的方案，它特别但并非排它性地适用于游泳池、庭院和门廊隔护围栏的铝质挤出件。本发明使用一个或多个连接到如空心挤出梁的构件的加强插入片或狭板条，以提高狭板条作用区域的梁壁的有效厚度。

Description

加强挤出梁系统

技术领域

本发明涉及一种承载构件，尤其是涉及用于根据预期的荷载状况在需要时和在需要的部位提高结构梁截面特性的系统和方法。

背景技术

用于诸如游泳池、庭院和门廊围栏构造中的铝框构件一般包括空心铝质挤出件和背面开口挤出件，各挤出件固定在一起，可分开使用，也可用于一个系统。目前使用的空心挤出件具有顶壁、底壁和两个侧壁。其中一种使用情形，它们被用于隔护围栏，如梁、檩、栏杆、立杆以及其它类似结构。通常，围栏的面积越大，挤出件也必然越大、越强、越重，以满足建筑规范所要求的设计和结构荷载以及抗风压标准。新的建筑规范要求铝质围栏应做得比以前能够承受更高的风速、更大的设计压力和结构荷载。其结果就是，为达到相同的高跨标准，围栏必须具有比旧建筑规范更重、更大的梁构件。

下面所列的美国专利披露了几种加强构件：

美国专利号	公开日	发明人	发明名称
				5,758,456	98.6.2	Case	甲板支架
4,944,545	90.7.31	Simme	货车支柱
				3,345,794	67.10.10	Proud	框架构件的建造和拆除
5,921,053	99.7.13	Callahan	具有可穿孔的非金属构件的内部加强梁
				5,471,809	95.12.5	Frankel	塑质结构加强支承构件
3,070,197	62.12.25	Musselman	金属门建筑

然而，上述这些专利所公开的装置没有一种能够做到有效而经济地根据需要和在需要部位，有选择地对某些特定构件的部分或整体进行加强。针对加强构件领域所存在的上述严重缺陷，特提出本发明。

发明概述

本文所用术语，诸如“构件”和“梁”，包括能够承受由重力、风力和其它力产生的荷载的任意构件。

在铝质挤出梁和类似结构中，空心挤出件的一个或多个内或外表面具有一个或多个挤出导轨，该挤出导轨可与由狭板条所限定的一个或多个相应的细长狭缝形成连续的楔形榫状(燕尾槽)连接。

“狭板条”或“插入片”安装在梁或柱的顶壁和/或底壁上，它们的长度不同，并如有必要彼此互锁以满足所需的各种强度增加。此方法可用于现场施工设计，而不考虑建筑外观。

除了加强插入片，设计带内部桁架支承以及连接件的抗风梁以提供一个三维互锁框架，该框架可满足现有尺寸的梁跨度增加的要求。此系统具有目前的围栏不可能实现的稳定性。抗风梁比目前其它同尺寸的挤出件都要坚固，更符合空气动力学原理，更不易破碎，并且由于其小巧的尺寸而不影响视觉效果，另外，在用于隔护围栏时，能够将其置于一隔护屋顶内侧，使得安装更安全，还具有现有设计不能实现的结构优点。

本发明的优点颇多。该系统的使用可在采用小尺寸挤出件的条件下，使得隔护围栏的跨度更大、高度更高，同时仍能满足现有规范的要求。

在许多情况下，除了可与现有尺寸的挤出件相匹配外，隔护围栏还可与现行视觉设计的标准相匹配以用于维修，还能满足更高标准的规范要求。由于采用了更轻巧的挤出件，使其具有更加宜人的美学效果。

该系统由于采用了的较小挤出件来满足规范要求，因此更易于制作安装。挤出件的尺寸便于安全的安装。

该系统比目前广泛采用的为满足规范要求而增加梁的尺寸和重量的方法更加经济。此外，小尺寸挤出件意味着安装工费减少。

该系统采用小而轻的梁来满足规范规定。因此现有构件上的应力减小，使得旧建筑结构仍然能够满足新规范的规定。

因此，本发明的主要目的是提供一种用于加强承载构件的系统和装置。

本发明还有一个目的是提供一种用于加强挤出构件的系统和方法，它在需要时和需要的部位进行加强，从而最佳地利用所用的加强材料量。

本发明更进一步的目的是提供一种重量轻并易于进行加强的构件。

本发明另一个目的是提供一种可根据预期受力情况按需进行加强、并可装配在建筑物结构上的构件。

本发明进一步的优点是提供一种用于加强构件的系统，所述加强件限于在需要增加承载力的部位使用，节省了现有构件中并不需要加强的过加强区的加强费用。

本发明还有一个进一步的目的是提供一种加强用于制作建筑结构的构件的方法，包括以下步骤：提供一种最好是由金属制备的空心挤出梁，所述梁具有至少一个加强狭板条，该狭板条与整体连接到其上的导轨或凸块相连；提供一个最好也是由金属制备的加强插入片，其上具有一个适于与连接导轨或凸块相互接合的细长槽；将加强插入片可滑动地放置于导轨或凸块之上，根据确定梁的受力分布情况的工程计算结果确定加强插入片件的尺寸和相对于梁的位置；将若干这样的梁装配到建筑物结构中。

本领域技术人员而言，发明的这些及其他目的将通过下面对本发明的描述来展示。

附图简述

图1为现有技术中挤出梁的前视图。

图2A为本发明的一个实施例所给出加强梁分解的前视图。

图2B为本发明一个优化实施例的已装配的前视图。

图2C为本发明另一个改进的实施例的前视图。

图3为本发明庭院或游泳池隔护围栏结构梁所用的一个实施例的局部剖开、部分分解的透视图。

图4为图3所视的细部放大图。

图5为图3所视的细部放大图。

图6为图3所视的细部放大图。

图7a为新型撑杆的前视图。

图7b示出了用于将新型横向撑杆连接于构件之间的接合装置。

图8为本发明所给出部分结构的透视图，示出了所采用的新型加强撑杆的使用状态。

图9为本发明另一个改进的实施例的前视图。

优选实施例详述

用于庭院、游泳池、门廊等周围的支承隔护材料如挤出梁已为本领域公知，具有各种各样的形状。这种梁的其中一个结构如图1所示。梁10包括一对“C”型半梁12和14，它们沿着各自的上、下锯齿形界面22、24相连。该梁10具有与结构设计相匹配的任意长度。半梁12和14可以任意常规方式相连接，比如采用金属板螺钉(sheet metal screw)、铆钉或其它紧固件(未示出)。所述梁还包括用于容纳隔护断面卷边(未示出)的槽C。

该梁作为隔护围栏构件主要承受重力、风力、荷载或其它类似荷载力。随着目前隔护围栏和采用类似构件的其它结构的尺寸日益增长，并随着这种构件的建筑规范日益严格，需要提出一种能够经济、有效地加强该梁，并仅在所需的区域加强的装置、系统和方法。

根据图2A和2B，其中公开了一种本发明的改进梁30。如图1中的梁10一样，梁30包括一对半梁32、34，它们沿着锯齿形界面42、44相啮合，并可通过任何适当的方式紧固在一起。槽C的设置同图1。本发明的改进在于使用加强插入片50，该插入片与梁30的内表面相连。在图2B中，使用了上、下两个插入片50，尽管其中一个或另一个可以去掉不用，和/或也可在所示的插入片之上安置另外的插入片50。

在图2C中，两个插入片50连接于半梁32的内部。由此可以看出，可采用任意数量的插入片50，或是设在梁30的顶部、或底部、或两个位置都设。

插入片50可采用任意适合的方式与梁30连接。仅为示意而无限制之意，与半梁32和34一体形成有长形导轨36、38，所述导轨与加强插入片50上的相应沟槽37、39相互接合。

插入片50可滑动地安装在与右半梁32连接的导轨36、38之上，和/或置于与左半梁34一体连接的导轨46、48之上。

为了采用本发明对梁进行加强，可采用例如有限元分析的方法来计算由梁30组成的结构的预期荷载，确定需要加强的部位以及所需加强的量。继而，在工厂或施工现场将插入片50滑入导轨36、38和/或46、48。所需加强的量和部位决定了连接到梁30上的加强插入片50的数量和长度。插入片50可以是任意长度-取决于特定情况下所需的加强参数。

可以理解，某些特别建筑结构场合可能要求加强插入片50沿着梁的侧壁走，而不是沿着顶壁和底壁走。更进一步，加强插入片可能与梁沿着外表面相连，而不是与图中所示实施例的内表面相连。

另外，图中所示的特殊连接结构，亦即楔形榫状连接，并非要限定本发明的保护范围，而仅为示例。可以想到的其他连接类型也属于本发明的保护范围，例如各种形状的导轨或非连续形导轨，该非连续形导轨由独立凸块形成，各凸块彼此之间连成直线，从而加强插入片可在其上滑动。

现在，利用本发明就可以设计出各种复合梁，以便在所需部位、并且仅在所需部位加强该梁的截面性能。从此，材料费大大降低，整个结构的准确加强可得以实现。

图4至6示出了插入片50的就位情形、或是即将安进梁30和一个安装在其间的隔护S断面的情形。

参见图7和8，图中示出了本发明公开的结构类型的另一种加强结构，是一种横向连接在相邻的构件70之间的抗风撑杆80的结构形式。构件70可以与或不与图1-6所示的梁10或30类似。撑杆80为一长形挤出件，它可以是方形或其他横截面形式，具有一与其一体成型的内部对角连接板83，以提高强度。可用U型托架82以及任意适合的紧固件，比如具有与工具相配套的头部92和相应连接件如螺母94的贯通螺栓90，将撑杆80连接于相邻构件70之间。可用任意合适的装置，如金属板螺钉、常用铆钉(pop rivet)等，将托架82装在梁70上。很显然，对于本领域技术人员来说，图示和在此描述的撑杆80的使用增加了建筑结构的静定性。

本发明采用的梁可以是任意特定的构形，或是一、两片，或是任意片组成梁的主体。所要求的唯一特征就是该梁必须具有用于连接加强件的一些装置(结构)，从而增加梁壁的有效厚度，增强梁的断面特性。

本发明还提供了一种加强用于制作建筑结构构件的方法，包括以下步骤：提供一种最好是由金属制备的挤出空心梁，所述梁具有至少一个加强狭板条，该狭板条与整体连接到梁上的导轨或凸块相连；提供一个最好也是由金属制备的加强插入片，其上具有一个能与所述连接导轨或凸块相互接合的长形槽；将加强插入片可滑动地置于导轨或凸块之上，根据确定梁的受力分布情况的工程计算结果，确定加强插入片的尺寸和相对于梁的位置；将若干这样的梁装配到建筑物结构中。

图9示出一种实施本发明加强插入片的变形结构。在此实施例中，左右梁部132、134分别包含与每个半梁132、134一体成型的长形导轨136、138，它们能与加强插入片150上的相应的沟槽137、139相互接合。正如图2-6所示的实施例一样，在图9所示的插入片之上可安装另外的插入片150。

可以理解，在此公开的发明并不限于所示和所描述的结构，可以考虑属于由下面的权利要求保护范围所限定的本发明的实质范围内的各种变化。

Claims (16)

1.一种结构梁构件，可组装成建筑结构框架，包括：

一长形挤出承载件，具有构成一空腔的一组内壁；

一可滑动地连接于至少一个所述多个内壁的长形加强狭板条；

至少一个固定连接在所述至少一个所述多个内壁的长形凸块，所述狭板条通过所述至少一个凸块连于所述至少一个所述多个内壁上。

2.根据权利要求1所述的构件，其特征在于：所述梁具有一个大致为矩形的横截面。

3.根据权利要求1所述的构件，其特征在于：所述加强狭板条由金属制成。

4.根据权利要求1所述的构件，其特征在于：所述狭板条具有至少一个容纳一附加加强狭板条的附加凸块。

5.一种用于制作建筑框架的构件，所述构件包括：

一具有一组外壁的长形构件；

至少一个所述的外壁限定至少一个锚固件；

一与所述锚固件连接的加强狭板条；所述狭板条限定至少一个接收装置，以接纳所述至少一个锚固件。

6.根据权利要求5所述的构件，其特征在于：所述构件具有一个大致为矩形的横截面。

7.根据权利要求6所述的构件，其特征在于：所述加强狭板条由金属制成。

8.一种可组装成建筑结构框架的支承构件，包括：

一大致为矩形的长形空心梁；

一加强插入片，其延伸长度小于或等于所述梁的延伸长度；

至少一个整体设于所述梁的内壁上的长形连接导轨；

一由所述加强构件限定的与所述导轨相互接合的长形槽。

9.根据权利要求8所述的构件，其特征在于：所述梁具有一个大致为矩形的横截面。

10.根据权利要求8所述的构件，其特征在于：所述导轨和槽在其横截面上形成楔形榫状连接。

11.根据权利要求10所述的构件，其特征在于：所述加强构件由金属制成。

12.根据权利要求11所述的构件，其特征在于：所述梁由金属制成。

13.一种可装配形成一建筑结构框架的支承构件的加强方法，包括：

提供一种空心挤出梁，所述挤出梁具有至少一个与其整体相连的凸块；

提供一种加强插入片，该插入片具有与所述凸块相互接合的沟槽；

通过所述凸块在所述沟槽中的相互接合将所述插入片连接至所述梁上，根据确定所述梁受力分布情况的工程计算结果确定加强插入片的尺寸和相对于梁的位置。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：还包括将多个所述梁安装到一建筑结构上的步骤。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述加强插入片由金属制成。

16.一种挤出撑杆构件包括一矩形支柱，所述支柱具有可形成一内部空间的四个壁，各壁在一角部相交，和一横向连接板从一个角部相交位置沿对角线方向延伸至另一个角部相交位置。

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