CN101426986A - 防火墙结构 - Google Patents

Abstract

防火墙结构包括槽形顶部导轨和底部导轨，每个顶部导轨和底部导轨具有沿其侧壁形成的阳突起。墙壁结构进一步包括与顶部导轨和底部导轨互连的至少一个支柱构件。支柱构件包括固定部分和滑动嵌套在所述固定部分内的滑动延伸部。阴凹部形成在滑动延伸部和固定部分中每一个的末端上并且适合于与顶部导轨和底部导轨的阳突起嵌套。形成在滑动延伸部内的槽容纳从嵌板构件穿入的紧固件，其穿过固定部分的侧壁并伸入所述槽内以允许滑动延伸部和支柱构件之间的相对滑动。以重合关系布置在顶部导轨上的顶盖包括用于滑动抵靠在嵌板构件上的阳突起。

Description

防火墙结构

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2006年3月8日、标题为＂防火墙结构＂的美国临时申请No.60/780,099的优先权，并且与提交于2002年5月14日、标题为＂结构构件及其连接结构＂的公开未审的美国专利申请No.09/979,214和提交于2005年6月7日、标题为＂具有夹持特征的结构构件及其连接结构＂的美国专利申请No.11/146,534相关，每个申请的全部内容在此引入作为参考。

相关声明：全联邦范围内发起的研究/进展

不适用

技术领域

本发明通常涉及连接系统，更特别地涉及特殊构造的防火墙结构，其可以在例如隔墙和非承重幕墙的墙组件结构中使用并且特别适合于满足许多建筑规范中提及的防火等级规定。

背景技术

在建筑结构中，传统的墙壁制造技术使用以彼此间隔关系布置的上下横梁(header)。上下横梁连接到建筑结构的房顶和地面部分上并且与多个支柱构件相互连接，所述支柱构件以彼此间隔、平行的关系布置。支柱构件典型地利用如钉子、螺钉等的机械紧固件连接到顶部和底部横梁上。由上下横梁和支柱构件组成的框架可以为木质或金属结构。例如干饰面内墙、石膏板、石膏纤维板等的嵌板随后安装在框架的相对的侧面上，从而完成基本墙壁结构。令人遗憾的是，传统的墙壁结构具有几个缺陷，包括这种传统的墙壁结构建造方法的耗时性质和最终的高成本。

金属框架系统典型地使用轻质钢制成的支柱构件，其通常为槽形或U形。支柱构件可在相对端连接到水平方向的顶部和底部板构件上。顶部和底部板构件继而在与房顶和地面相邻的位置处固定到建筑结构上。在这方面，金属框架系统包括多个间隔布置的钢制支柱构件和墙板，所述钢制支柱构件接合到顶部和底部板构件上，所述墙板连接到金属框架系统的相对侧面上。

在传统的建筑方法学中，框架可以利用以间隔关系布置的顶部和底部板构件在地面上装配。支柱构件随后通过使支柱端部与螺钉或其它适当紧固件接合而连接到顶部和底部板上。因为金属框架系统取决于使支柱构件与顶部和底部板构件相互连接的紧固件，当支柱构件在紧固件安装之前最初接合到顶部和底部板构件上时，所述框架系统通常在结构上强度不足。框架系统直到墙板固定到框架上才实现全强度，从而直到插入紧固件后才提供足够的刚度。

将支柱构件固定到顶部和底部板上的另一种方法包括使用榫(tab)槽结构，其中，设置在顶部和底部板末端上的榫与支柱构件上的相应槽接合。这种结构通过手动促动(即，利用锤子)榫以使它们相对于支柱构件沿角度方位重新定向而变得方便，因此，所述接合将支柱构件锁定在顶部和底部板上。令人遗憾的是，这种将支柱构件连接到顶部和底部板上的方法需要附加的材料以形成顶部和底部板。而且，使榫重新定位或弯曲到锁定位置需要附加的劳力，因此相对耗时。虽然将支柱构件连接到顶部板和底部板上的榫槽方法通常有效地固定这种构件，对每个支柱构件总共四次弯曲榫所需的时间是明显的缺陷，其降低了这类金属框架系统的整体实用性。

由支柱构件和顶部板和底部板构造金属框架系统的另一种方法包括在每个部件内使用配合结构。所述配合结构由形成在相匹配的支柱构件和板的壁上形成的固定凹口组成。为了有利于支柱构件的定位，板构件的壁部包括形成在支柱构件与顶部板和底部板构件相配合位置处的上翻唇部。令人遗憾的是，形成这种唇部所需要的附加材料增大了总材料成本，并且必须使用进一步增加劳动力和装配成本的紧固夹。与这种连接方法相关的另一缺陷是由于配合部件之间的最小接合量造成框架系统的强度变低。更具体地，配合部件之间的有限接合使框架系统的总阻力降至最低以使支柱构件和顶部和底部板构件进行旋转、扭转和分离。

与现有技术的金属框架系统相关的另一问题是地面到房顶的高度不均匀。更具体地，在建筑结构中，不良的混凝土光洁度和/或房顶结构高度的不均匀性必须花费时间切割和安装单个支柱构件以放置于安装到屋顶和地面上的顶部板和底部板之间。理想地，地面和房顶结构之间的间隔恒定，使得支柱构件通常具有相同的长度。然而，经常会产生间隔不一致，使得支柱构件必须进行定制。而且，安装在许多墙壁结构中的窗和/或门要求支柱构件必须在试误法的基础上进行切割和安装，以便适应特定的窗尺寸和门尺寸。

虽然如上所述的现有技术的连接方法通常能制造出功能足够的金属框架系统，这种现有技术的连接系统具有耗时和装配繁重的重大缺陷。而且，榫和/或槽连接系统的性质限制支柱接合到沿上轨道的预定位置处。这种限制特征在例如干饰面内墙安装的许多应用中不受欢迎，所述干饰面内墙安装要求自由定位以允许工人克服经常遇到但无法预料的尺寸差异。这种尺寸差异是粗糙和不精确的混凝土墙壁浇灌的结果。

另外，现有技术的连接系统具有不能在具有变化的房顶到地面尺寸的应用中使用的另一重大缺陷。在这种情况下，典型地制造具有一系列(即，设定数量)预定长度的带连接端的支柱，使得房顶高度的变化弥补这种不可用的支柱。而且，在现有技术的建筑方法中，由于如上所述的房顶高度变化，具有连接端的设定长度支柱不适于使用。因为这种支柱是定制安装的支柱并且没有自动连接机构，技术工人承担了将这种单独的支柱连接到顶部和底部导轨上的繁重且耗时的任务，这是墙壁的结构完整性所需要的并且同样为安装电线等所必需。

令人遗憾的是，当安装电线时，支柱可以从其原始位置移开。在现有技术的防火墙的情况下，顶部导轨典型地整合有长于标准尺寸的凸缘以便卡住相接合的支柱。有意识地将支柱截短以便允许支柱在受热时向上膨胀和允许支柱向下收缩或运动。令人遗憾的是，这种系统不允许支柱和导轨之间的相对运动。同样，支柱必须保持未紧固状态并且只支撑在引起较低强度墙壁结构的导轨凸缘之间，所述墙壁结构必须重中地支撑在用于承重的墙板上。而且，支柱经常临时连接更近似于标准的墙壁结构，以便允许安装电线和进行其它应用。

现有技术的金属框架系统具有与内壁防火等级相关的其它缺陷。更具体地，许多建筑规范包括防火等级规定，其中，建筑内部必须能够阻挡火灾的热量、烟雾和火焰。在这个方面，墙壁结构优选地如此构造，以便防止热量、烟雾和火焰转移到邻近的房间。烟雾、热量和/或火焰的转移会危害相邻房间内的住户安全和/或个人财产安全。根据墙壁必须能够阻挡火灾及其影响转移到建筑相邻部分的持续时间或时间定义防火等级。典型的防火等级可以由例如1小时、2小时、4小时和以上的时间增量表示并且典型地应用于包括利用金属框架系统制造的墙壁结构在内的建筑结构的某些区域上。

与利用金属框架系统制造的墙壁结构的防火等级相关的另一缺陷在于，金属结构典型地在受热情况下以一定量进行膨胀，该膨胀量与墙板在同样受热情况下的膨胀量不成比例。金属框架系统和覆盖所述框架系统的墙板之间的膨胀差异可以导致墙壁结构产生裂缝或缺口。这种缺口会在房顶和墙壁结构之间的连接处或在墙壁结构上的其它位置处产生。金属框架使墙板拉伸时造成的墙板破裂或破坏也会产生缺口。

金属框架系统和墙板的膨胀差异是热膨胀系数不同的结果。更具体地，因为金属比墙板具有更大的热膨胀系数，房间温度增加导致竖直支柱构件内的金属框架的膨胀量大于墙板的膨胀量。与传统墙壁结构相关的另一缺陷是墙壁结构的刚性或非自适应性，其由于建筑物地基和/或建筑运动(例如由地震活动或承重横梁随时间蠕动引起)沉降而改变房顶高度。在房顶运动或建筑沉降中存在与框架系统和墙板之间相对运动相关的如上所述的相同缺陷。

应该明白，本领域存在对墙壁结构的需要，所述墙壁结构使用金属框架并且特别构造为提供希望的防火等级，而不管制造墙壁结构的部件机械性能(即，热膨胀系数)方面的差异如何。更具体地，本领域存在对防火墙结构的需要，所述防火墙结构包括膨胀接头，所述膨胀接头允许位于墙壁结构下面的金属框架响应于热量和/或建筑运动动态地运动，而不会危害覆盖钢结构的墙板的完整性，使得来自于火灾的有毒烟气、烟雾、火焰和/或热量不能通过墙板上产生的空隙或裂缝转移。最后，本领域存在对防火墙结构的需要，同样重要的是，存在对整合有自锁紧机构的防火墙结构的需要，所述自锁紧机构允许以最低的熟练程度对墙壁结构进行快速和经济的装配并且可以适应地面和/或房顶高度方面的不均匀性。

发明内容

本发明的防火墙结构明确解决和缓解了与现有技术的钢框架系统相关的上述缺陷和不足。更特别地，本发明的墙壁结构包括膨胀接头，其允许钢框架的金属部件和固定到钢框架上的非金属嵌板构件之间进行相对竖向运动。

从最广义的意义上说，墙壁结构包括顶部和底部导轨和至少一个支柱构件。顶部和底部导轨优选地以彼此平行隔开的关系布置并且可以安装到建筑的地面和房顶上。至少一个支柱构件连接到顶部和底部导轨上。如建筑结构领域所熟知的，支柱构件通常沿顶部和底部导轨隔开设置，以便提供将例如干饰面内墙的嵌板构件连接到墙壁结构上的装置。

每个顶部和底部导轨通常具有包括相对末端的槽形横截面。而且，每个顶部和底部导轨包括由一对相对的纵向边缘界定的平坦腹板。一对相对且向内的阳突起与相应的纵向边缘整体形成并沿着其连续延伸。阳突起优选地具有V形横截面。每个顶部和底部导轨还包括一对大体上扁平的侧壁，其优选地与相应的一个阳突起整体形成并由此向外伸出。侧壁优选地垂直于所述腹板定向。另外，顶部和底部导轨优选地定向为使侧壁彼此面对。

墙壁结构的支柱构件适合于横向连接到顶部和底部导轨上并通常以与其垂直的关系定向。与顶部和底部导轨的构造类似，支柱构件同样可以具有包括一对相对末端的槽形横截面。重要的是，支柱构件包括伸缩机构，所述伸缩机构包括与固定部分滑动接合的滑动延伸部。在这个方面，支柱构件包括滑动延伸部和固定部分。如前所述，伸缩机构适合于允许支柱构件长度方面的变化。更特别地，伸缩机构允许支柱构件伸长或缩短，以便适应已安装墙壁结构内的顶部和底部导轨之间间距的改变。在由顶部和底部导轨和支柱构件组成的金属结构和典型地由干饰面内墙和/或石膏板等组成的非金属嵌板构件的差温加热和/或冷却期间会产生这种改变。

每个滑动延伸部和固定部分优选地具有包括相对末端的槽形横截面。特定特征整合到每个滑动延伸部和固定部分的至少一个末端内以方便与顶部和底部导轨的接合。更具体地，滑动延伸部和固定部分的至少一个末端包括一对形成在滑动延伸部和固定部分的侧壁上的相对且向内的阴凹部。每个阴凹部优选地具有V形横截面，其与阳凹部的V形横截面互补地形成。这样，阴凹部适合于接收形成在顶部和底部导轨上的相应的一个阳突起。还可以安装机械紧固件以便将支柱构件的末端连接到顶部和底部导轨上。而且，固定部分46的腹板18可以包括至少一个开口48，其尺寸和构造设置成容纳通用导管以提供引导电线、吊线等穿过墙壁结构10的装置。

墙壁结构进一步包括以抵接关系固定到顶部导轨上的细长顶盖。顶盖优选地具有槽形横截面，其包括大体上扁平且平坦的腹板，其中，该腹板具有从所述腹板垂直向外延伸的侧壁。一对相对的阳突起优选地整体形成在顶盖的相应侧壁上。阳突起沿侧壁长度连续延伸并且优选地配置为V形横截面。顶盖优选地如此构造，使得其至少一个侧壁与顶部导轨的侧壁至少部分地重合并以与其隔开的关系进行布置。理想地，顶盖如此构造，使得阳突起以与嵌板构件的外表面接触的关系布置以便与其密封接合。顶盖优选地构造为单一结构，其中，腹板、侧壁和阳突起整体形成。

重要地，支柱构件构造为由于形成在滑动延伸部上的槽而允许墙壁结构的膨胀和收缩。更具体地，所述槽形成在滑动延伸部的至少一个侧壁上并且构造为允许紧固件伸入其中，使得滑动延伸部和固定部分之间可以进行自由的相对滑动。嵌板构件可以连接安装到底部导轨和固定部分上。重要地，嵌板构件通常布置成与滑动延伸部和顶部导轨成非连接重合关系，以便使嵌板构件、滑动延伸部和顶部导轨之间进行相对运动。

在这个方面，嵌板构件可以通过使用伸入底部导轨和固定部分的侧壁中的多个紧固件而固定到墙壁结构上。至少一个紧固件延伸穿过嵌板构件、伸入固定部分的侧壁并穿过所述槽。如前所述，形成在滑动延伸部上的槽允许滑动延伸部和支柱构件之间进行相对滑动，使得支柱构件可以伸长和缩短以适应顶部和底部导轨之间间距的改变。由火灾引起的加热和金属部件(即，由顶部和底部导轨和支柱构件组成)和非金属构件(即，嵌板构件)之间的热膨胀系数差会产生这种间距改变。

附图说明

在阅读附图的基础上，本发明的这些及其它特征将变得更加明显，其中：

图1是本发明的防火墙结构的透视图，显示了布置在所述防火墙结构的端部上的支柱构件；

图2是墙壁结构的透视图，显示了顶部导轨、底部导轨和由滑动延伸部和固定部分组成的支柱构件，并且进一步显示了固定到底部导轨和固定部分上的嵌板构件；

图3是墙壁结构的分解透视图，显示了支柱构件、顶部和底部导轨以及嵌板构件的相互连接；

图4是沿图3中的直线4-4剖开的墙壁结构的侧视图，显示了滑动延伸部和固定部分连接到顶部和底部导轨上，进一步显示了将嵌板构件固定于其上的紧固件；

图5是墙壁结构的一部分的平面图，显示了形成在滑动延伸部中的槽，并显示了延伸穿过支柱构件的固定部分且进入支柱构件的重合部分上的槽内的紧固件；

图6是墙壁结构的局部分解透视图，进一步显示了以重合关系安装到顶部导轨上的顶盖；

图7是墙壁结构的局部分解透视图，显示了安装在支柱构件上的支柱顶盖；

图8是安装在顶部导轨上的顶盖的局部放大侧视图，显示了形成在嵌板构件的上缘和顶盖之间的间隙；

图9是墙壁结构的局部放大侧视图，显示了具有一对V形阳突起的顶盖，所述阳突起构造为密封压靠嵌板构件；

图10是墙壁结构的透视图，显示了安装到支柱构件上的支柱顶盖的相互连接，进一步显示了形成在支柱顶盖侧壁上的孔，其中，紧固件可以延伸穿过所述孔；

图11是墙壁结构的局部平面图，显示了支柱顶盖及其在支柱构件上的相对定位，进一步显示了支柱顶盖的孔相对于形成在滑动延伸部上的槽的相对定位；和

图12是墙壁结构的侧视图，显示了支柱顶盖相对于支柱构件的滑动延伸部和固定部分的相对定位；

具体实施方式

现在参考附图，其中附图所示用于解释本发明的不同方面，但并非将本发明限制于此，附图显示了防火墙结构10，其尤其适合于补偿墙壁结构10的总高度的伸长或缩短，上述情况例如会在墙壁结构10由于建筑内部发生火灾而受热时发生。有利地，本发明的墙壁结构10允许覆盖墙壁结构10的嵌板构件62和钢框架的上部之间发生相对滑动，其中，嵌板构件62抵靠所述钢框架的上部。这样，墙壁结构10的上部可以相对于嵌板构件62膨胀。

尤其参考图1-3，以透视图方式显示了防火墙结构10，其具有如图所示的主要部件。更特别地，墙壁结构10广义上包括以彼此平行隔开方式布置的顶部导轨16和底部导轨14。图1-3进一步显示了单个的支柱构件34，其横向于顶部和底部导轨16、14定向且与所述顶部和底部导轨16、14相互连接。虽然图1-3显示了单个的支柱构件34，但是人们注意到，在典型的墙壁结构实践中，多个支柱构件34典型地沿顶部和底部导轨16、14以例如间距16＂和24＂的预定间距中心隔开。有利地，由于设置在支柱构件34的相对末端26上的独特结构特征以及形成在每个顶部和底部导轨16、14构件内的配合特征，支柱构件34可以方便地定位在沿顶部和底部导轨16、14构件的任何位置处。

共同拥有的标题为＂结构构件及其连接结构＂的美国专利申请No.09/979,214和共同拥有的标题为＂具有夹持特征的结构构件及其连接结构＂的美国专利申请No.11/146,534中显示和描述了支柱构件34与顶部和底部导轨16、14的特殊相互连接，每个申请的全部内容在此明确引入作为参考。更具体地，上述共同拥有的专利申请公开了上述形成在支柱构件34的末端26上的特征以及沿顶部和底部导轨16、14的侧壁24形成的某些配合特征，支柱构件34首先在不使用例如螺钉的紧固件64的情况下与顶部和底部导轨16、14接合。其后，当支柱构件34调节和定位到预定位置时，紧固件64可以延伸穿过顶部和底部导轨16、14的侧壁24和支柱构件34以便永久连接这类部件。

人们认识到，本发明的墙壁结构10可适合于制造不同类型的建筑墙壁，例如隔墙和非承重幕墙。然而，也可以利用本发明的墙壁结构10构造其它不同类型的墙壁。在这个方面，顶部和底部导轨16、14均适合于沿表面，例如沿相应的地面和房顶定位。如前所述，顶部和底部导轨16、14优选地以彼此间隔平行关系布置，其中，每个顶部和底部导轨16、14具有带相对末端26的槽形横截面。更具体地，每个顶部和底部导轨16、14包括扁平且大体上平坦的腹板18，其由一对相对的平行纵向边缘22界定。

一对相对、平行且向内的阳突起28与相应的纵向边缘22整体形成并沿着其连续延伸。虽然阳突起28可以具有任何横截面形状，但是每个阳突起28优选地具有V形横截面，如图4最佳显示的那样。在这个方面，每个阳突起28由共同形成V形凹口的上下倾斜面30、32组成。另外，每个顶部和底部导轨16、14还包括一对大体上扁平且平坦的侧壁24，其优选地与相应的阳突起28整体形成并由此向外伸出。如图4所示，侧壁24通常沿与腹板18垂直的关系定向。

与顶部和底部导轨16、14的相对定向相关，如图1-4和10所示，顶部和底部导轨16、14定向成使顶部导轨16的侧壁24面对底部导轨14的侧壁24。在这种定向情况下，支柱构件34可以方便地安装在顶部和底部导轨16、14的槽形横截面内。如前所述，支柱构件34适合于横向连接到顶部和底部导轨16、14上，并且优选地沿与其垂直的关系布置，但是，支柱构件34可以相对于顶部和底部导轨16、14以任何角度方位定向。与顶部和底部导轨16、14类似，支柱构件34同样具有带一对相对末端26的槽形横截面。

如图3最佳所示，支柱构件34包括伸缩机构36形式的膨胀接头12，所述伸缩机构由滑动延伸部38构成，所述滑动延伸部至少部分地嵌套和滑动接收在固定部分46内。在这个方面，滑动延伸部38和固定部分46都包括支柱构件34。由于滑动延伸部38在固定部分46内的滑动性质，支柱构件34适于允许支柱构件34长度方面的改变。更具体地，伸缩机构36适于允许支柱构件34伸长或缩短，以便适应顶部和底部导轨16、14之间间距的改变。如前所述，由于墙壁结构10受热产生这种间距改变，所述墙壁结构的受热继而使由顶部和底部导轨16、14和支柱构件34组成的金属框架受热和膨胀。

在这个方面，这样加热墙壁结构10会导致金属墙壁结构10的长度增加量与覆盖金属墙壁结构10的嵌板构件62的长度增加量之间的差异。众所周知，金属的热膨胀系数不同于制造嵌板构件62的墙板材料的热膨胀系数。更具体地，例如干饰面内墙和石膏板的常用嵌板构件62具有低得多的热膨胀系数。因此，当加热墙壁结构10时，金属结构比嵌板构件62的长度增量更大。容纳在支柱构件34中的伸缩机构36可适应这种差温加热，使得金属结构长度增加，而嵌板构件62保持永久固定到墙壁结构10的下部并且只滑动抵靠墙壁结构10的上部。

现在尤其参考图1-5，显示出支柱构件34由滑动延伸部38和固定部分46组成。如前所述，滑动延伸部38特别构造为滑动接收在固定部分46内。每个滑动延伸部38和固定部分46构造为槽形横截面并且均具有相对末端26。滑动延伸部38的末端26之一适于固定到顶部导轨16上。同样地，固定部分46的末端26之一适于固定到底部导轨14上。然而，滑动延伸部38和固定部分46的上述结构会触发，使得滑动延伸部38可以连接到底部导轨14上，而固定部分46可以连接到顶部导轨16上。

就其特定结构而言，每一滑动延伸部38和固定部分46通常包括大体上扁平且平坦的的腹板18，其由一对相对、平行布置的纵向边缘22界定。一对大体上扁平且平坦的侧壁24与腹板18整体形成，所述侧壁通常由腹板18沿纵向边缘22垂直向外延伸。每个侧壁24界定一对相对的侧边68，其通常垂直于纵向边缘22定向。一对向内的凸缘42设置在滑动延伸部38和固定部分46的每个侧壁24上。

如图3最佳显示，滑动延伸部38的侧边68中的至少之一包括一对相对、平行且向内的阴凹部52。滑动延伸部38的阴凹部52沿侧边68形成在侧壁24中。每个阴凹部52具有通常V形横截面，其适于接收形成在顶部和/或底部导轨16、14内的一个相应阳突起28。同样，固定部分46的末端26中的至少之一包括一对沿侧边68形成的相对且向内的阴凹部52。形成在固定部分46内的每一阴凹部52优选地具有V形横截面，其同样适于接收顶部和/或底部导轨16、14的一个相应阳突起28。如共同拥有的美国专利申请No.09/979,214中详细公开的那样，由于阴凹部52与阳突起28相配合，使得支柱构件34适合于与顶部和底部导轨16、14接合和相连。

现在简要参考图4和12，显示了墙壁结构10的侧视图，其中可以看到多个止动部件50形成在固定部分46的腹板18上。止动部件50通常显示为V形构造并且以彼此间隔关系布置。止动部件50构造为与支柱构件34的滑动延伸部38接合，以便保持与其相关的希望的轴向或纵向定位。止动部件50优选地与腹板18整体形成为向内延伸的凸出的突起，以便与滑动延伸部38的腹板18和/或滑动延伸部38的下部末端26接合。然而，人们注意到，止动部件50可以附加形成在滑动延伸部38上或者形成在滑动延伸部38和固定部分46两者上。图3中同样显示了榫40，其可以形成在滑动延伸部38的末端26中靠下的一个上，以便有助于滑动延伸部38在固定部分46内手动滑动。

现在简要参考图4、8-9和12，显示出阳突起28形成在顶部和底部导轨16、14的侧壁24上。同样显示了阴凹部52形成在固定部分46的末端26上。如图所示，每个阳突起28和阴凹部52具有V形横截面，其尺寸和结构构造为彼此嵌套。例如自攻丝螺钉的紧固件64或其它适当的紧固件64可以延伸穿过阳突起28并伸入阴凹部52，以便将支柱构件34永久连接到顶部和底部导轨16、14上。有利地，优选地使用埋头螺钉以便提供光滑、平齐且无阻碍的表面，嵌板构件62可以安装到墙壁结构10上以抵靠所述表面。在这个方面，阳突起28和阴凹部52的V形横截面有利于螺钉的这种平齐安装，以便完成墙壁结构10的金属框架部分的装配。

现在参考图1-3、5-7和11，显示了包括槽44的滑动延伸部38，所述槽44形成在侧壁24中的至少之一上。重要地，槽44构造为允许紧固件64(即，例如自攻丝螺钉)延伸到其中，以便允许支柱构件34的滑动延伸部38和固定部分46之间自由滑动。如图5所示，槽44可以是形成在滑动延伸部38的侧壁24的中心部分上的通常卵形切口。然而，可以想到的是，槽44可以包括形成在侧壁24上的任何数目的切口。例如，槽44可以具有通常矩形或正方形构造或通常圆形构造。

如图5所示，插入紧固件64(其将嵌板构件62的上部固定到支柱构件34的不可移动的固定部分上)以便穿过槽44的中心位置。这样，包括顶部导轨16和滑动延伸部38的墙壁结构10的上部可以相对于固定部分46向下移动，例如可以在极端寒冷温度下出现的情况。同样地，顶部导轨16和滑动延伸部38可以在不影响嵌板构件62的情况下向上移动。这种向上运动可以出现在极端加热金属结构期间，例如由邻近房间或房间内(墙壁结构10位于所述房间内)的火灾造成的情况。

现在更特别地参考图5，滑动延伸部38可以具有任何长度并且可以具有大约8＂的总长度，而槽44可以具有大约2.5＂的长度。槽44可以位于与滑动延伸部38的下部末端26相距大约1.5＂的位置处。然而，可以想到的是，槽44和滑动延伸部38的总长度可以具有多种尺寸和相对位置。对于将嵌板构件62安装到墙壁结构10上而言，紧固件64可以穿过墙壁构件并且沿嵌板构件62的下边缘插入下部导轨的侧壁24。同样地，紧固件64可以延伸穿过嵌板构件62并插入固定部分46的侧壁24中。

如图1、5-7和10-11所示，用于将墙板固定到墙壁结构10上的紧固件64中最上面的一个定位成延伸穿过槽44。在槽44的位置以上或以下的位置处将紧固件64安装到滑动延伸部38中会限制墙壁结构10的上部(即，滑动延伸部38和顶部导轨16)相对于墙壁结构10的下部(即，固定部分46和底部导轨14)的自由运动。在这个方面，嵌板构件62的上边缘只以非连接且重合的关系布置在滑动延伸部38和顶部导轨16上。这样，墙壁结构10允许滑动延伸部38和顶部导轨16相对于嵌板构件62运动，例如在加热墙壁结构10(例如，在火灾中)期间出现的情况。因此，嵌板构件62可连接地安装到底部导轨14上，但是，固定部分46非连接地抵靠滑动延伸部38和顶部导轨16。同样，槽44允许滑动延伸部38和支柱构件34之间进行相对滑动，使得支柱构件34可以伸长和缩短以适应顶部和底部导轨16、14之间间距的改变。

现在参见图6和8-9，显示了具有细长顶盖58的墙壁结构10，所述顶盖可以重合关系固定在顶部导轨16上。对顶部和底部导轨16、14进行与如上所述类似地构造，顶盖58由具有一对侧壁24的腹板18构成，所述侧壁从所述腹板通常垂直向外地延伸。每个侧壁24包括沿侧壁24形成在其与腹板18的纵向边缘22相对的边缘上的至少一个细长阳突起28。阳突起28优选地朝内并且也可以与顶盖58的侧壁24整体形成。阳突起28为通常V形形状并且沿相应的纵向边缘22连续延伸。

如图8和9最佳显示的那样，阳突起28形成在顶盖58的侧壁24上并且以重合关系向下延伸到顶部导轨16和/或嵌板构件62。重要地，由于顶盖58与嵌板构件62的重合关系会给墙壁结构10提供耐火性能。更特别地，由于顶盖58的阳突起28，使这种耐火性得以增强。更特别地，阳突起28构造为滑动抵靠嵌板构件62的外表面，以便避免烟雾和/或热量沿墙壁结构10的上部通过。优选地，顶盖58的腹板18、侧壁24和阳突起28整体形成，使得顶盖58包括通常细长构造的单一结构。

另外，顶盖58的侧壁24间隔布置，以便允许阳突起28抵靠嵌板构件62的外表面，所述嵌板构件安装在墙壁结构10的相对侧面上。图9显示了顶盖58的可选构造，其中，顶盖的侧壁24包括一对形成在侧壁24上的阳突起28。如图9所示，阳突起28通常具有V形横截面，以并排方式布置并且沿顶盖58的侧壁24的长度连续延伸。如前所述，顶盖58的尺寸和结构构造为使至少一个顶盖58的阳突起28滑动抵靠在嵌板构件62的外表面上。

仍然参考图6和8-9，嵌板构件62包括上边缘，其优选地以与顶盖58的腹板18隔开的关系布置。因此在顶盖58的腹板18和嵌板构件62的上边缘之间界定间隙70。有利地，这种间隙70允许支柱构件34相对于下部导轨收缩，例如在温度急剧降低时出现的情况。因此，间隙70防止嵌板构件62和顶盖58接触，所述接触会导致嵌板构件62翘曲和/或损坏，从而降低了墙壁结构10的密封性能。虽然可以设置任何间隙70，但是嵌板构件62的上边缘和顶盖50的腹板18之间的间隙70优选地为大约3/4＂。墙壁结构10的耐火性能可以通过在间隙70内填充化合物60得到进一步增强。虽然可以使用任何化合物60，但是化合物60优选地为耐火或阻燃化合物60以便耐热和允许金属框架构件适当膨胀。

如图8和9所示，顶盖58包括大体上扁平且平坦的腹板18，其界定了一对相对且平行的纵向边缘22。一对大体上扁平且平坦的侧壁24从腹板18垂直向外伸出，其优选地与腹板18整体形成。顶盖58还包括一对相对、平行且朝内的阳突起28，其整体形成在相应的侧壁24上。这种阳突起28以与相应的纵向边缘22隔开的关系沿侧壁24连续延伸。如前所述，每个阳突起28优选地具有V形横截面。

顶盖58优选地如此构造，使得至少一个侧壁24与顶部导轨16的侧壁24形成至少部分的重合部分66。而且，顶盖58优选地界定侧壁24之间的宽度，其与横跨相对嵌板构件62(其安装在墙壁结构10的每个侧面上)的宽度相适。更具体地，顶盖58优选地如此构造，使得侧壁24和顶盖58的阳突起28滑动抵靠在嵌板构件62的外表面上以提供墙壁结构10的密封。

现在参考图7和10-11，显示了墙壁结构10，其进一步包括可以安装到支柱构件34的固定部分46上的支柱顶盖54。如图所示，支柱顶盖54优选地以非连接重合关系布置在滑动延伸部38上，并且例如用机械紧固件64(即，自攻丝螺钉)只连接到固定部分46上。支柱顶盖54包括腹板18，其具有一对从所述腹板垂直向外延伸的侧壁24。在这个方面，支柱顶盖54通常具有槽形横截面。支柱顶盖54连接到支柱构件34的固定部分46上，更特别地，可以利用至少一个机械紧固件64使支柱顶盖54的侧壁24连接到支柱构件34的固定部分46的侧壁24上。

支柱顶盖54进一步包括在图7和10-11中显示为通常正方形切口的孔56。虽然孔56可以为任何形状，但是，孔56优选地相对于槽44进行尺寸和位置设定，使得紧固件64可以穿过固定部分46的侧壁24并伸入槽44。这样，支柱顶盖54可以牢固安装到支柱构件34上，而不会限制滑动延伸部38在固定部分46内的相对轴向运动。因此，相邻的嵌板构件62可以通过将紧固件64穿过嵌板构件62并插入侧壁24与支柱构件34相邻的部分中而紧固到嵌板构件62上，如图11所示。

现在参考附图描述防火墙结构10的装配和操作。顶部导轨和底部导轨14最初以彼此间隔的关系设置。在这方面，顶部和底部导轨16、14可以根据将要安装墙壁结构10的地面和房顶之间的尺寸沿例如地面的平坦表面定位。可选地，顶部导轨16和底部导轨14可以沿相应的地面和房顶安装并且通常彼此对齐。机械紧固件64可以延伸穿过顶部和底部导轨16、14的腹板18并伸入相应的地面和房顶中以便固定顶部和底部导轨16、14。

在装配和安装支柱构件34时，滑动延伸部38之一可以滑动插入固定部分46之一内，使得形成在支柱构件34的相对末端26上的阴凹部52可以与沿顶部和底部导轨16、14形成的阳突起28接合。优选地，支柱构件34通常横向或垂直于顶部和底部导轨16、14定向。由于滑动延伸部38相对于固定部分46的滑动性质，支柱构件34可以调节至顶部和底部导轨16、14之间特定的间隔，以便适应地面到房顶高度的变化，例如由结构缺陷和/或建筑设置引起的情况。

更具体地，整合在每一支柱构件34中的伸缩机构36允许滑动延伸部38相对于固定部分46伸出和缩回，以便将支柱构件34的长度调节到适合地面到房顶高度。在将支柱构件34安装在顶部和底部导轨16、14中时，如共同拥有的名称为＂结构构件及其连接结构＂的美国申请No.09/979,214中详述的那样，例如自攻丝螺钉的机械紧固件64可以插入与阳突起28相邻的区域，以便将顶部和底部导轨16、14的侧壁24固定到支柱构件34的侧壁24的相对末端26上。

优选地，顶盖58通常布置成与顶部导轨16邻接关系，使得相应的腹板18接触接合。嵌板构件62随后安装在墙壁结构10上，使得嵌板构件62的下边缘通过多个隔开的紧固件64固定到底部导轨14的侧壁24上。同样地，紧固件64可以延伸穿过嵌板构件62并伸入固定部分46的侧壁24中，以便将嵌板构件62非移动地固定到支柱构件34和底部导轨14上。另外，至少一个机械紧固件64可以延伸穿过嵌板构件62并穿过固定部分46的侧壁24，使得紧固件64伸入形成在滑动延伸部38上的槽44中。

理想地，嵌板构件62的尺寸和构造优选地设置成使其上边缘布置成与顶盖58的腹板18隔开。如图8-9所示，界定于嵌板构件62的上边缘和顶盖58的腹板18之间的间隙70使得耐火化合物60塞入其中。优选地，这种耐火化合物60还包括弹性特性以适应嵌板构件62的上边缘和顶盖58之间的相对运动。另外，顶盖58优选地具有这样的宽度，使得沿顶盖58的侧壁24形成的阳突起28布置成与嵌板构件62连续接触。

选择性地，在安装嵌板构件62之前，支柱顶盖54可以安装在支柱构件34上，如图7和10所示。在这种结构中，支柱顶盖54的孔56优选地与形成在滑动延伸部38上的槽44对准，使得延伸穿过孔56并伸入槽44的紧固件64不妨碍支柱构件34的滑动延伸部38和固定部分46之间的相对运动。

如图2所示，突出部分20可以选择性地设置在底部导轨14的腹板18上。这种突出部分20可以为形成在腹板18的暴露侧上的隆起或凸起形式，并且优选地构造为起到可与支柱构件34的上部和/或下部末端26接合的夹持特征的作用。突出部分20可以从腹板18的底侧冲出，但是，也可以使用其它金属成型方法制造突起。如名称为＂具有夹持特征的结构构件及其连接结构＂的共同拥有的美国专利申请No.11/146,534中描述的那样，这种突出部分20构造为防止支柱构件34的上部或下部末端26的滑动、滑移和/或一般偏移。在这个方面，可以想到的是，这种突出部分20还可以形成在顶部导轨16的腹板18上。人们注意到，可以调整每一单位面积上的突出部分20的高度、尺寸、间隔和数目，以便提供底部和顶部导轨14、16和支柱构件34之间希望的摩擦量和夹持作用。

本发明其它的改变和改进对于本领域的普通技术人员来说显而易见。因此，这里描述和显示的部件的特定组合只用于表示本发明的某些实施例，而不用于在本发明的精神和范围内限制可选装置。

Claims (21)

1.一种防火墙结构，包括：

以彼此平行隔开的关系布置的顶部导轨和底部导轨，每个顶部导轨和底部导轨包括：

腹板，其具有一对侧壁和一对阳突起，所述侧壁从所述腹板垂直向外延伸，所述阳突起沿相应的侧壁形成；和

至少一个支柱构件，其横向于顶部导轨和底部导轨定向并且包括固定部分和滑动嵌套在所述固定部分内的滑动延伸部，滑动延伸部和固定部分中的每一个包括：

腹板，其具有一对从所述腹板垂直向外延伸的侧壁，每个侧壁具有形成在所述侧壁的相对末端处的阴凹部，所述阴凹部适合于接收顶部导轨和底部导轨中相应的一个阳突起；

其中，所述滑动延伸部包括形成在其侧壁上的槽，所述槽构造为容纳穿过固定部分的侧壁并伸入槽内的紧固件，以便允许滑动延伸部和支柱构件之间的相对滑动，使得支柱构件能够伸长和缩短以适应顶部和底部导轨之间间距的改变。

2.如权利要求1所述的防火墙结构，还包括嵌板构件，其可连接地附接到底部导轨和固定部分上并以非连接重合的关系布置到滑动延伸部和顶部导轨上以便允许所述滑动延伸部和顶部导轨相对于嵌板构件的运动。

3.如权利要求1所述的防火墙结构，还包括延伸穿过嵌板构件且伸入底部导轨和固定部分的侧壁中的紧固件。

4.如权利要求3所述的防火墙结构，其中，延伸穿过嵌板构件并伸入固定部分的侧壁中的至少一个紧固件同样延伸穿过所述槽。

5.如权利要求1所述的防火墙结构，还包括固定到顶部导轨上的细长顶盖，所述顶盖包括：

腹板，其具有一对沿所述腹板垂直向外延伸的侧壁，每个侧壁具有沿其形成的阳突起。

6.如权利要求5所述的防火墙结构，其中，顶盖的腹板、侧壁和阳突起整体形成，使得所述顶盖包括单一结构。

7.如权利要求5所述的防火墙结构，其中，每个顶盖侧壁具有一对以并排关系布置的阳突起。

8.如权利要求5所述的防火墙结构，还包括：

嵌板构件，其可连接地安装到底部导轨和固定部分上并以非连接重合的关系布置到滑动延伸部和顶部导轨上以允许滑动延伸部和顶部导轨相对于嵌板构件自由运动；

其中，所述顶盖的尺寸和结构构造为使至少一个顶盖的阳突起滑动抵靠在嵌板构件上。

9.如权利要求8所述的防火墙结构，其中，嵌板构件的尺寸和构造设置成使其上边缘布置成与顶盖的腹板隔开以界定其间的间隙。

10.如权利要求9所述的防火墙结构，其中，所述间隙为大约3/4英寸。

11.如权利要求9所述的防火墙结构，还包括布置在所述间隙内的化合物。

12.如权利要求11所述的防火墙结构，其中，化合物为耐火的。

13.如权利要求1所述的防火墙结构，还包括支柱顶盖，所述支柱顶盖能够连接安装到固定部分上并以非连接重合关系布置在滑动延伸部上，所述支柱顶盖包括腹板，所述腹板具有一对从该腹板垂直向外延伸的侧壁，至少一个支柱顶盖侧壁与固定部分侧壁互相连接。

14.如权利要求13所述的防火墙结构，其中，所述支柱顶盖包括形成在其至少一个侧壁上的孔，所述孔的尺寸和位置与所述槽互补以容纳穿过所述固定部分的侧壁并伸入所述槽内的紧固件。

15.如权利要求1所述的防火墙结构，其中，每个阳突起和阴凹部具有尺寸和构造设置为彼此嵌套的V形横截面。

16.如权利要求1所述的防火墙结构，其中，所述固定部分的腹板包括至少一个开口，所述开口的尺寸和构造设置为容纳通用导管。

17.一种防火墙结构，包括：

细长的顶部导轨和底部导轨，每个顶部导轨和底部导轨适于沿一表面定位并以彼此平行隔开的关系布置，每个顶部和底部导轨具有槽形横截面和相对的末端，并且还包括

由一对相对、平行的纵向边缘界定的平坦腹板；

一对相对、平行且向内指向的阳突起，其与相应的纵向边缘整体形成且沿其连续延伸，每个阳突起具有V形横截面；

一对大体上扁平的平坦侧壁，其与阳突起中相应的一个整体形成并以与腹板垂直的关系从所述阳突起向外延伸，顶部导轨和底部导轨定向为使顶部导轨的侧壁面向底部导轨的侧壁；和

至少一个适于以与顶部导轨和底部导轨垂直的关系横向地互连于所述顶部导轨和底部导轨上的支柱构件，所述支柱构件具有槽形横截面和一对相对的末端，并且还包括：

伸缩机构，其包括至少部分地嵌套在一固定部分内的滑动延伸部并适合于允许支柱构件伸长和缩短以适应顶部导轨和底部导轨之间间距的改变；

滑动延伸部和固定部分中的每一个具有槽形横截面和相对的末端，滑动延伸部和固定部分中的每一个的末端之一固定到至少一个顶部导轨和底部导轨上，滑动延伸部和固定部分中的每一个包括：

大体上扁平的平坦腹板，其由一对相对且平行的纵向边缘界定；

一对大体上扁平且平坦的侧壁，其与所述腹板整体形成并沿纵向边缘从所述腹板垂直向外延伸，每个侧壁界定一对相对的侧边缘，所述侧边缘通常垂直于所述纵向边缘定向；

一对大体上扁平的平坦凸缘，其从相应的一个侧壁垂直向内延伸并彼此共面；

其中：

滑动延伸部包括形成在至少一个侧壁上的槽，所述槽的尺寸和构造设置成允许紧固件延伸到其中以允许滑动延伸部和固定部分之间的相对滑动；

固定部分包括多个形成在腹板上且以彼此隔开关系布置的止动部件，所述止动部件构造为与滑动延伸部接合以保持其相对于固定部分的希望轴向位置，所述止动部件与腹板整体形成为由此向内延伸的凸出的突起；

滑动延伸部和固定部分中的每一个包括一对沿侧边缘形成在侧壁的末端之一处的相对、平行且朝内的阴凹部，每个阴凹部具有适合于接收顶部导轨和底部导轨中一个相应阳突起的V形横截面。

18.如权利要求17所述的防火墙结构，还包括嵌板构件，其可连接地安装到底部导轨和固定部分上并以非连接重合的关系布置到滑动延伸部和顶部导轨上以允许滑动延伸部和顶部导轨相对于嵌板构件进行运动。

19.如权利要求17所述的防火墙结构，还包括多个紧固件，其延伸穿过嵌板构件且伸入底部导轨和固定部分的侧壁中。

20.如权利要求17所述的防火墙结构，还包括细长顶盖，其具有槽形横截面并以重合关系固定到顶部导轨的腹板上，所述支柱顶盖包括：

大体上扁平的平坦腹板，其由一对相对且平行的纵向边缘界定，所述顶盖的腹板布置成与顶部导轨的腹板抵靠接触；

一对大体上扁平且平坦的侧壁，其与所述腹板整体形成且由此垂直向外延伸；

一对相对、平行且朝内定向的阳突起，其整体形成在相应的侧壁上并以与相应的纵向边缘隔开的关系沿所述侧壁连续延伸，每个阳突起具有V形横截面，所述顶盖构造为使其至少一个侧壁与顶部导轨的侧壁至少部分地重合。

21.如权利要求20所述的防火墙结构，其中，顶盖的腹板、侧壁和阳突起整体形成，使得所述顶盖包括单一结构。

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