CN100422472C - 一种梁 - Google Patents
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Abstract
一种滚轧成形梁(10),该梁基本上是矩形横截面,由一整体金属件形成。该梁包括基本上平行相对的第一(44)和第二(46)壁,由所述金属件的至少三个相邻层(44a、b、c和46a、b、c)形成。该梁还包括在第一(44)和第二(46)壁之间、基本上平行相对的第三(48)和第四(5)壁,所述第三(48)或第四(50)壁中之一具有一个连接所述金属件的两个相对的纵向边缘的接口(52)。还公开了一种滚轧成形一个梁(4)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种滚轧成形的梁以及一种滚轧成形梁的方法。
本发明主要是为了提供一种重量比较轻、基本上为矩形横截面的梁,它可用于住宅和建筑,尤其是用于房屋的扩建,这将在本申请的下文中描述。但是,应当意识到,本发明不限于这种特殊的应用领域。
背景技术
一种已知的轻质结构梁,如在房屋扩建使用的梁,是通过将两个滚轧成形的C形横截面的槽钢合在一起而形成矩形横截面的梁。
与这种已知梁有关的一个缺点是这两个槽钢彼此间可相对的滑动,这将导致梁的扭曲、强度损失和/或发出吱吱作响的噪声。在极端情况下,两个槽钢会纽结在一起和/或彼此分开,这通常会导致梁的损坏。这种已知梁的另一个缺点是其生产至少是两步骤、两人的操作,包括:滚轧成形两个C形槽钢;以一定压力定位两个槽钢;然后用一个压制操作将两个槽钢压合在一起。
发明内容
本发明的目的是克服或至少改善上述现有技术的一个或多个缺点。
相应地,第一方面,本发明提供一种由一整体金属件成形的、基本上是矩形横截面的滚轧成形梁,该梁包括:
基本上平行相对的第一和第二壁,由所述金属件的至少三个相邻层形成;和
在第一和第二壁之间、基本上平行相对的第三和第四壁,所述第三或第四壁中之一具有一个连接所述金属件的两个相对的纵向边缘的接口。
优选地,所述相对的第一和第二壁由所述金属件的三个相邻层形成。
在一种方式中,所述三个层跨越了第一和第二壁的整个宽度。在另一种方式中,在第一和第二壁内的所述三个层优选由两个跨越第一和第二壁大约一半宽度的金属层和一个跨越第一和第二壁整个宽度的层形成。在一个实施例中,所述两个半宽度层形成在梁外部。在另一个实施例中,所述两个半宽度层形成在梁内部。
所述梁优选在其四个角的区域还包括所述金属件的至少两个、优选三个相邻层,并朝向离开所述第一和第二壁。
所述梁优选在第三和第四壁内还包括多个从外部凹入的凹槽。在一个优选的方式中,所述梁在第三和第四壁的每一个壁上都包括三个等间距的凹槽,这些凹槽中的一个是由所述接口形成。
优选地,所述第一和第二壁比第三和第四壁小。
第二方面,本发明提供一种滚轧成形梁的方法,该梁基本上是矩形横截面,由一个基本上为平板的整体金属件形成,该方法包括如下顺序的步骤:
在所述金属件内形成一对间隔开的扁平部分,所述扁平部分包括至少三个金属层;
在靠近所述扁平部分的最外侧末端处,相对于所述扁平部分以近似直角弯折所述金属件的外缘;
在靠近所述扁平部分的最内侧末端处,相对于所述扁平部分以近似直角弯折所述金属件的已弯折外缘;和
在所述金属件的邻近的最外侧纵向边缘之间折叠出一个连接接口。
在一种方式中,所述扁平部分优选通过如下方法形成:在所述金属件内形成一对间隔开的槽道,每一个槽道具有一个底壁和两个侧壁;将所述槽道底壁平贴在所述金属件的余部上,所述侧壁位于所述槽道底壁和金属件余部之间。
在另一种方式中,所述扁平部分优选通过如下方法形成:在所述金属件内形成一个槽道,该槽道具有一个底壁和两个侧壁;将所述槽道侧壁平贴在所述槽道底壁上。
优选地,所述槽道底壁是通过将每一个槽道的侧壁的远离底壁的边缘拉在一起而被平贴的。
优选地,沿所述被平贴的槽道底壁长度的大约15%、相对于所述被平贴的槽道底壁以近似直角弯折所述金属件的外缘。优选地,沿所述被平贴的槽道底壁长度的大约15%、相对于所述被平贴的槽道底壁以近似直角弯折所述金属件的已弯折外缘。
优选地,沿所述被平贴的槽道底壁长度的大约15%、相对于所述被平贴的槽道底壁以近似直角弯折所述金属件的外缘。优选地,沿所述被平贴的槽道底壁长度的大约15%、相对于所述被平贴的槽道底壁以近似直角弯折所述金属件的已弯折外缘。
优选地,在相对于所述被平贴的槽道底壁弯折所述金属件的外缘之前,该方法还包括在金属件内形成多个(最优选5个)凹槽。在一个优选的方式中,在所述被平贴的槽道底壁之间弯折形成三个凹槽,每个被平贴的槽道底壁的外侧的金属件中都弯折形成一个凹槽。
附图说明
现在将参照附图仅通过实例来描述本发明的优选实施例,其中:
图1是按照本发明的第一实施例的梁的端视剖面图;
图2~37是图1所示梁在各个顺序滚轧成形步骤中的端视剖面图;
图38是对应图2~21所示步骤的滚轧成形花图式;
图39是对应图22~37所示步骤的滚轧成形花图式;
图40是按照本发明的第二实施例的梁的端视剖面图;
图41~76是图1所示梁在各个顺序滚轧成形步骤中的端视剖面图;
图77是对应图41~76所示步骤的滚轧成形花图式;
图78是按照本发明的第三实施侧的梁的端视剖面图;
图79~113是图1所示梁在各个顺序滚轧成形步骤中的端视剖面图;
图114是对应图79~97所示步骤的滚轧成形花图式;
图115是对应图98~113所示步骤的滚轧成形花图式;
图116是按照本发明的第四实施例的梁的端视剖面图。
具体实施方式
首先参见图1~39,它们示出了按照本发明的第一实施例的辊轧成形梁40,该辊轧成形梁40基本上是矩形横截面,并且是由一整体金属件42成形。
在图1中看得最清楚,梁40具有平行的第一壁44和第二壁46,它们分别由所述金属件42的三个相邻层44a、44b和44c以及46a、46b和46c形成。通常,将梁40安装成这样,即壁44和46在使用时分别用作梁40的顶壁和底壁。梁40还具有相对的基本上平行的第三壁48和第四壁50,在使用时,它们用作梁40的侧壁。壁48包括一折叠接口52,折叠接口52连接金属件42最外侧的纵向边缘42a和42b,这在下面将会更详细的描述。
梁40的侧壁48内成形有三个从外部凹入的凹槽54a、54b和54c。凹槽54b是接口52的副产品。侧壁50具有三个相似的凹槽56a、56b和56c。
三层结构的顶壁44和底壁46由一个内层44c和两个半层44a和44b形成,其中,内层44c横跨在两个侧壁48和50之间,每个半层44a和44b横跨两个侧壁48和50之间大约一半的距离。顶壁44和底壁46的三层结构增大了梁40的强度。该三层结构还从顶壁44和底壁46朝着侧壁48和50的方向围绕着梁40的角延伸。这使得每一个侧壁48和50都在区域58被加强了,区域58大约占每一个侧壁48和50的全长的百分之十五。
梁40的高度为110mm(也就是壁48和50的长度),宽度为60mm(也就是壁44和46的长度),并且用诸如“BHP Steel Limited”公司生产的0.55mm厚的钢制造而成。梁的另外两个优选尺寸为:160×60×0.75mm和210×60×1.00mm。
梁40是在一个滚轧成形机(未示出)上用滚轧成形工艺加工而成的。滚轧成形机的配置和操作是本领域的技术人员所熟知的,在此不再进一步详述。
图2~37示出了为了成形梁40,金属件42顺序经历的滚轧成形步骤。图38示出了与图2~21所示的滚轧成形步骤等价的滚轧成形花图式。图39示出了另一个与图22~37所示的滚轧成形步骤等价的滚轧成形花图式。虽然滚轧成形图和花图式本身都是显而易见的,下面还是对滚轧成形操作作总体上的描述。
首先,平板金属件42被滚轧成形为图11所示的形状,其中,它具有一对间隔开的槽道60,每一个槽道60带有一个底壁60a和两个侧壁60b。然后,通过折叠底壁60a下的侧壁60b,槽道的底壁60a被平贴在金属件42的余部上,而侧壁60b位于它们之间(参见图21),从而形成三层结构的扁平部分62。然后,在靠近扁平部分62的外缘处,金属件42的外缘64相对于扁平部分62以近似直角弯折,以形成图30所示的形状。然后,在靠近扁平槽道部分62的内缘处,金属件42的被弯折的外缘64再次被弯折,以形成如图36所示的基本上为矩形的构造。然后,金属件42的两个纵向边缘42a和42b被折叠为接口52(在图1中看得最清楚),以形成如图37所示的矩形梁40。
图40~77示出了第二实施例的梁70和滚轧成形该梁的方法。与第一实施例的梁10相同的特征用相同的参考数字表示。梁70与梁10的区别在于,三层结构的底壁72和顶壁74分别由整个宽度的外层72a、74a以及两个中间半层72b、74b和内半层72c、74c形成。
图78~115示出了第三实施例的梁80和滚轧成形该梁的方法。与第一实施例的梁10相同的特征用相同的参考数字表示。梁80与梁10的区别在于,三层结构的底壁82和顶壁84分别由三个整个宽度的外层82a、82b、82c和84a、84b、84c形成。
图116示出了第四实施例的梁90。与第一实施例的梁10相同的特性用相同的参考数字表示。梁90与梁10的区别在于,该三层结构(参见图1的区域58)没有围绕其内角延伸。
前述的梁的各个实施例比公知的两部件梁有非常多的优点。首先,虽然这些梁稍微更重一些,但是这些梁能比对应尺寸的两部件梁跨越更长50%~100%的距离。第二,这些梁比对应尺寸的公知两部件梁提高了扭转刚性。第三,这些梁能通过单人单个滚轧成形操作制造,这就导致更低的人力成本、工厂成本并减少人工操作。第四,这些梁能用多种材料制造,其中包括不需要进一步表面精加工的预涂覆金属产品。最后,这些梁的凹槽用于仿作钢梁或木梁的外观并掩饰接口,这会令人感到审美上的愉悦。
尽管是用具体例子来描述本发明,本领域的技术人员将会意识到本发明可以包括多种其他方式。
Claims (15)
1. 一种滚轧成形梁,该梁是矩形横截面,由一整体金属件形成,该梁包括:
平行相对的第一和第二壁,由所述金属件的至少三个相邻层形成;和
在第一和第二壁之间、平行相对的第三和第四壁,所述第三或第四壁中之一具有一个连接所述金属件的两个相对的纵向边缘的接口;
其中,所述相对的第一和第二壁由所述金属件的三个相邻层形成;
其中,在第一和第二壁内的所述三个层由两个跨越第一和第二壁一半宽度的金属层和一个跨越第一和第二壁整个宽度的层形成;
其中,所述两个半宽度层形成在梁外部。
2. 根据权利要求1所述的梁,其中,所述梁在其四个角的区域还包括所述金属件的至少两个相邻层,并朝向离开所述第一和第二壁。
3. 根据权利要求2所述的梁,其中,所述梁在其四个角的区域包括所述金属件的三个所述相邻层。
4. 根据权利要求1所述的梁,其中,所述梁在第三和第四壁内还包括多个从外部凹入的凹槽。
5. 根据权利要求4所述的梁,其中,所述梁在第三和第四壁的每一个壁上都包括三个等间距的凹槽,其中,这些凹槽中的一个是由所述接口形成。
6. 根据权利要求1所述的梁,其中,所述第一和第二壁比第三和第四壁小。
7. 一种滚轧成形梁的方法,该梁是矩形横截面,由一个为平板的整体金属件形成,该方法包括如下顺序的步骤:
在所述金属件内形成一对间隔开的扁平部分,所述扁平部分包括至少三个金属层;
在靠近所述扁平部分的最外侧末端处,相对于所述扁平部分以直角弯折所述金属件的外缘;
在靠近所述扁平部分的最内侧末端处,相对于所述扁平部分以直角弯折所述金属件的已弯折外缘;和
在所述金属件的邻近的最外侧纵向边缘之间折叠出一个连接接口。
8. 根据权利要求7所述的方法,其中,所述扁平部分通过如下方法形成:在所述金属件内形成一对间隔开的槽道,每一个槽道具有一个底壁和两个侧壁;将所述槽道底壁平贴在所述金属件的余部上,所述侧壁位于所述槽道底壁和金属件余部之间。
9. 根据权利要求7所述的方法,其中,所述扁平部分通过如下方法形成:在所述金属件内形成一个槽道,该槽道具有一个底壁和两个侧壁;将所述槽道侧壁平贴在所述槽道底壁上。
10. 根据权利要求8所述的方法,其中,所述槽道底壁是通过将每一个槽道的侧壁的远离底壁的边缘拉在一起而被平贴的。
11. 根据权利要求7所述的方法,其中,沿所述被平贴的槽道底壁长度的15%、相对于所述被平贴的槽道底壁以直角弯折所述金属件的外缘。
12. 根据权利要求11所述的方法,其中,沿所述被平贴的槽道底壁长度的15%、相对于所述被平贴的槽道底壁以直角弯折所述金属件的已弯折外缘。
13. 根据权利要求7权利要求所述的方法,其中,该方法还包括:在相对于所述被平贴的槽道底壁弯折所述金属件的外缘之前,在金属件内形成多个凹槽。
14. 根据权利要求13所述的方法,其中,该方法还包括形成5个所述凹槽。
15. 根据权利要求13所述的方法,其中,在所述被平贴的槽道底壁之间弯折形成三个凹槽,每个被平贴的槽道底壁的外侧的金属件中都弯折形成一个凹槽。
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