CN101680225A - 木屋顶桁架 - Google Patents

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CN101680225A CN200880016019A CN200880016019A CN101680225A CN 101680225 A CN101680225 A CN 101680225A CN 200880016019 A CN200880016019 A CN 200880016019A CN 200880016019 A CN200880016019 A CN 200880016019A CN 101680225 A CN101680225 A CN 101680225A
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    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
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    • E04C3/12—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members
    • E04C3/17—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members with non-parallel upper and lower edges, e.g. roof trusses
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/38—Arched girders or portal frames
    • E04C3/42—Arched girders or portal frames of wood, e.g. units for rafter roofs

Abstract

揭露了一种弯曲的木屋顶桁架(1)，其包括两截下部弦杆2(a，b)、第一上部弦杆(3)、第二上部弦杆(4)，以及一系列腹杆(5)，所述一系列腹杆(5)延伸在下部弦杆2(a，b)和上部弦杆(3)之间，并通过板(6)将下部弦杆2(a，b)和上部弦杆(3)连接在一起。腹杆(5)具有将下部弦杆(2)和/或上部弦杆(3)限制成弯曲轮廓的尺寸。

Description

木屋顶桁架
本发明涉及一种木屋顶桁架。尤其地，它涉及一种其中上部弦杆和下部弦杆均可以弯曲的木屋顶桁架。
贯穿这个说明书，除非清楚地以相反方式表示，否则，在参考或讨论文献、行为或知识项目的地方，这种参考或讨论并不是要承认：这些文件、行为或知识项目或任何它们的组合可在优先权日由公众得知、为公众所知、是一般常识的一部分，或与试图解决和该说明书所涉及的问题相关。
屋顶桁架，尤其是用于支撑住宅结构屋顶的桁架，通常由木材建造而成，并且包括上部弦杆和下部弦杆，上部弦杆和下部弦杆由延伸在它们中间的腹杆(web)连接。这样的桁架是简单的三角形状，其使用设置在边缘上的标准的木材截段以及腹杆，从而创建了较小的三角形的组合来提供所需要的刚度；上部弦杆延伸超过它们与下部弦杆汇集的地方，以提供任何所需要的屋檐悬垂部分。
这样的桁架有许多的缺点，包括：(a)不可能容易地创建弯曲的天花板轮廓或弯曲的屋顶轮廓，因为需要三角形的复杂组合来达到所需要的形状；(b)实现平滑的曲线是困难的，因为支撑压条必须在现场用各种弯曲模板个别地调整；(c)在建筑施工过程中，桁架几乎没有横向刚性或垂直稳定性，且因此必须提供临时的十字支撑，直到所有的压条都安装好；(d)随着桁架部件被设置在边缘上，仅仅有限的宽度可被用来安装压条，在组装时，其可能需要特殊的关照，或额外的安装，尤其在对接处，以避免弱化结构；(e)这个最小的宽度也阻止了工业标准的系紧螺栓的使用，因此需要使用更复杂的金属带和/或金属支架来组装桁架；(f)对于较宽的屋檐，或者对于强风地带的建筑，需要非标准的屋顶弦杆或其它加强方法。所有上述缺点均导致建筑成本的增加。
在现有技术中，已经通过以下方式做出一些努力来弥补上面的一些缺点：(a)使用特别制造的独特的木梁，或(b)用由金属制造的桁架，尤其是钢桁架和铝桁架来替换木桁架。然而，金属桁架需要相对精密的机器来制造和安装成所需要的形状，这尤其不利于环保，并且仍然需要上面相对于木桁架所讨论的相似的截段来模拟曲线。因此，这些现有技术方案通常被限制为用在昂贵的客户定制的家。
因此，本发明的一般目的是克服，或者至少改善，一个或多个上述缺点。
根据本发明的第一方面，提供了一种由木材制造的屋顶桁架，所述桁架包括：
下部弦杆；
至少一个上部弦杆；以及
腹杆，其延伸在所述下部弦杆和相应的所述上部弦杆之间，并将所述下部弦杆和相应的所述上部弦杆连接在一起；
其特征在于，所述下部弦杆和/或所述上部弦杆中的至少一个具有弯曲结构。
优选地，用于所述下部弦杆和上部弦杆的所述木材被设置在平面上(set on the flat)。
优选地，每一个所述下部弦杆和每一个所述上部弦杆都具有弯曲结构。
优选地，当每一个所述下部弦杆和所述上部弦杆都具有弯曲结构时，每一个所述下部弦杆和所述上部弦杆包括多个木材层压板。
可选地，在所述上部弦杆和所述下部弦杆汇合处，结合了附加的层压板，以给所述桁架提供附加的强度。
可选地，所述下部弦杆是多个截段，并结合在一起，以形成连续的弦杆。
所述木材层压板可使用选自包括钉子、螺丝钉、波浪钉(ripple pin)和粘合剂的组中的一个或多个固定装置层压在一起。
将所述下部弦杆和相应的所述上部弦杆连接在一起的所述连接是通过钉板(nail plate)来实现的。
作为本发明的第二方面，提供了一种制造前面所描述的桁架的方法，所述方法包括：
提供所述下部弦杆；
提供至少一个所述上部弦杆；以及
用所述腹杆将所述下部弦杆和相应的所述上部弦杆连接在一起，所述腹杆的尺寸使得能将所述下部弦杆和/或所述至少一个上部弦杆限制成弯曲轮廓。
本发明的第三方面提供了一种屋顶结构，其包括：
多个如前面所描述的桁架，其被组装以提供屋顶的框架；以及
一个或多个压条，其附着在所述上部弦杆中的至少一个的上表面上，以支撑其上的板材。
所述屋顶结构还可以包括附着在所述下部弦杆的下表面上的一个或多个压条，以支撑其上的板材。
可选地，所述屋顶结构可适合于采用系紧螺栓或类似物来安装。
现将参考附图来描述本发明的一个优选的实施方式，其中：
图1是结构的示意图，其中包括根据本发明建造的桁架；
图2是图1中的结构沿着线A-A的截面视图；以及
图3是图1中的结构沿着线B-B的截面视图。
桁架(1)包括两截下部弦杆2(a，b)、第一上部弦杆(3)、第二上部弦杆(4)、一系列连接腹杆构件(5)，以及连接板(6)。
每一个弦杆(2，3，4)和腹杆构件(5)包括两层直的木材，这两层直的木材用任何现有技术中已知的传统的固定装置层压在一起，例如用钉子、螺丝钉、波浪钉和类似的机械设备或粘合剂。木材被设置在平面上。
每一个连接板(6)是任何合适的钉板，或本领域中已知的类似的连接板。
每一弦杆(2，3，4)以及腹杆构件(5)的尺寸选择成使得，在组装以形成桁架(1)时，所述两个截段2(a，b)能对接形成连续的下部弦杆，且每一弦杆(2，3，4)由合适长度的适当的腹杆构件(5)限制成弯曲轮廓，腹杆构件(5)通过使用连接板(6)而保持到相应的弦杆(2，3，4)上。在下部弦杆2(a，b)和相应的上部弦杆(3，4)相接触之处，所得到的四层层压板(7，8)可用附加的机械设备固定在一起。
在弦杆(2，3，4)的半径大约是10米的地方，(a)：弦杆(2，3，4)的四层层压板(7，8)的联接处使得能创建大约1.4米的外部屋檐；(b)桁架的间距是1800毫米或2400毫米，而不是传统三角形的木桁架的900毫米或1200毫米；以及(c)常规的平的屋顶板材可通过使用木材压条(9)来容易地连接到弦杆(2，3，4)的弯曲的表面，而无需进行进一步的改装来跟随这些弯曲的表面。
对于组装的桁架(1)来说，如果需要额外的强度，例如在多气旋区域，则这个额外的强度可通过以下方式容易地达到：通过在弦杆(2，3，4)的结构中使用额外的层压板，和/或通过垂直贯通弦杆(2，3，4)来钻孔，并且使用本领域中公知的带螺纹的系紧螺栓(10)。
另外，额外的层压板，无论是相应的弦杆(2，3，4)的全部长度的层压板，还是被夹在弦杆(2，3，4)的两个全部长度的层压板之间的较短的层压板，都可被结合到该结构中，以在上部弦杆和下部弦杆汇合处提供增加的强度，这个增加的强度使得能够形成较宽的屋檐，和/或在对整个屋顶结构的垂直支撑的实际定位中提供更多的柔韧性。
因此，本发明提供了许多的优于现有技术的优势，其包括：
桁架较宽的间距使得能够在构造时进行更自由的设计，如大的凸窗；
可用标准的木材切割来创建连续弯曲的结构，无论是作为外部屋顶还是内部天花板；
上部弦杆和下部弦杆的汇集提供了桁架的增加的总强度，其使得能够：(i)建造较宽的外部屋檐，以及(ii)在对任何给定跨度的屋顶结构的垂直支撑的定位中提供柔韧性；
对于给定的结构所使用的木材总量与更传统的三角形木桁架所使用的木材总量大约相同；
可容易地适用于高压区域，例如用于多气旋气候区域；以及
提供弯曲的桁架，所述弯曲的桁架可容易地由能轻易得到的标准的部件组装而成。
可以理解，上面描述的实施方式仅仅是对本发明的各方面的举例，并且可以对其做出修改和变化而不背离由所附权利要求所宽泛地定义的本发明概念。

Claims (14)

1.一种由木材制造成的屋顶桁架，所述桁架包括：
下部弦杆；
至少一个上部弦杆；以及
腹杆，其在所述下部弦杆和相应的所述上部弦杆之间延伸，并将所述下部弦杆和相应的所述上部弦杆连接在一起；
其特征在于，所述下部弦杆和/或所述上部弦杆中的至少一个上部弦杆具有弯曲结构。
2.如权利要求1所述的桁架，其中，用于所述下部弦杆和上部弦杆的所述木材被设置在平面上。
3.如权利要求1或2所述的桁架，其中，每一个所述下部弦杆和每一个所述上部弦杆均具有弯曲结构。
4.如权利要求1至3中任一项所述的桁架，其中，当每一个所述下部弦杆和所述上部弦杆均具有弯曲结构时，每一个所述下部弦杆和所述上部弦杆包括多个木材层压板。
5.如权利要求1至4中任一项所述的桁架，其中，在所述上部弦杆和所述下部弦杆汇合处，结合了附加的层压板。
6.如权利要求1至5中任一项所述的桁架，其中，所述下部弦杆是结合在一起的多个截段，以形成连续的所述下部弦杆。
7.如权利要求4所述的桁架，其中，所述木材层压板通过使用选自包括钉子、螺丝钉、波浪钉和粘合剂的组的一个或多个固定设备层压在一起。
8.如权利要求1至7中任一项所述的桁架，其中，将所述下部弦杆和相应的所述上部弦杆连接在一起的每一个所述连接是通过钉板来实现的。
9.一种制造方法，其用于制造如权利要求1至8中任一项所述的桁架，所述方法包括：
提供所述下部弦杆；
提供至少一个所述上部弦杆；以及
用所述腹杆将所述下部弦杆和相应的所述上部弦杆连接在一起，所述腹杆的尺寸使得能将所述下部弦杆和/或所述至少一个上部弦杆限制成弯曲轮廓。
10.一种屋顶结构，其包括：
多个如权利要求1至8中任一项所述的桁架，其被组装以提供屋顶的框架；以及
一个或多个压条，其附着在所述上部弦杆中的至少一个的上表面上，以支撑其上的板材。
11.如权利要求10所述的屋顶结构，其包括附着在所述压条上的板材。
12.如权利要求10或11所述的屋顶结构，其包括附着在所述下部弦杆的下表面上的一个或多个压条。
13.如权利要求12所述的屋顶结构，其包括板材，所述板材附着在所述下部弦杆的所述下表面上的所述压条上。
14.如权利要求10到13中任一项所述的屋顶结构，其中，所述桁架中的至少一个或多个桁架适合于使得能够采用系紧螺栓或类似物来安装。
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