CN1040242A - 防水屋顶的紧固装置 - Google Patents

Abstract

一种将柔性防水板紧固到支承屋顶的紧固装置及其紧固方法。这装置包括一个有本体和底部的细长托架，本体有一个直立中心部分和一对从中心部分的相对侧横伸的翼部。各有一个位于底部上方的外翼梢，形成板容纳槽。这装置还包括一细长的帽件，它有一个顶部和一对相对相连的凸缘，每一凸缘有外缘，可在托架的第一展开位置和第二收缩位置之间运动，在第二收缩位置，外缘处于板容纳槽内，防水板层夹紧在帽件和翼部之间，获得防水密封。

Description

本发明涉及防水屋顶，更具体地说是涉及在支承屋顶结构上紧固柔性防水板的紧固装置。

一般来说，屋顶是用片状板料防水的。这些板由支承屋顶结构上的防水材料构成，并采用一些细长的紧固装置将其紧固在支承屋顶结构上。这些紧固装置沿支承屋顶结构间隔布置。过去曾采用过各种紧固装置，并注意到下列美国专利，这些专利公开了将板料紧固到支承结构的紧固装置。这些美国专利是：

专利号    发明者

4，234，799    Eason

3，323，819    Barker

3，574，985    Pierce

3，895，468    Bernstein

4，231，141    Derrick等人

4，246，735    Herzfeld

4，366，656    Simpson

4，502，256    Hahn

4，506，479    Matthison-Hansen

4，519，172    Ristow

4，534，145    Yang等人

4，566，236    Pound

4，586，301    Hickman

4，631，887    Francovitch

4，694，543    Conley

上述专利说明了穿透式和非穿透式板料紧固装置。Ristowr的专利属于穿透式，它实际上是将紧固件穿过板件将板固定在一定位置。在实践中，业已发现刺穿板件的装置是不可取的，因为起着防水作用的板件被刺穿就破坏了它的功能，与要求是矛盾的。Bernstein的专利和Derrick等人的专利说明了非穿透式紧固装置，其中采用一个面夹（overlying    Clip）将板件固定到下面的支承结构而无须穿透板料。

紧固屋顶防水板的紧固装置也应该紧固到下面的支承结构，以此提供均匀载荷，消除因为风升力引起装置的变形和永久变形。错列侧联接，例如Ristow专利所采用的，在严重的上升风载荷时，会随力矩和杠杆的变化产生不均匀载荷，使紧固装置产生永久变形和变形。而且，采用Ristow所示的方式，将底部（base    member）联接到支承屋顶可能会导致螺栓松动和松脱，这样不仅危及装置的结构整体性而且也刺穿了构件，或者会导致在严重的载荷条件下，其螺钉头实际上被底部折断。出于美观或功能上的原因，上述任何一种情况都会要求进行更换。

本发明提供一种在支承屋顶结构上紧固柔性防水板的紧固装置。这紧固装置包括一个细长的安装托架，该托架有底部和本体部分。本体部分包括一个与底部相连并从底部直伸出来的中心部分，以及一对从本体中心部份的相对侧横向延伸的翼部，每个翼部包含一个在底部上方相间隔的外翼梢，其间形成板容纳槽。这紧固装置还包括将安装托架联接到支承屋顶结构的联接装置和将柔性防水板安装到该托架的细长帽件。这帽件包括一对相对相连的凸缘部分，每个凸缘部分包含外缘，这些外缘可随凸缘部分围绕托架本体部分的第一展开位置和第二收缩位置之间运动。在第二收缩位置时，外缘被放置在由托架形成的板容纳槽内，以便将该板夹在帽件和翼部之间，使该板被压紧在其中，并利用该板紧靠着翼部产生防水密封。

在一种形式中，底部包括一对相对横向延伸的腿部。本体的中间部分包括一对直立相间并下端与腿部相连、上端与翼部相连的侧壁。该直立侧壁提供了支承螺钉联接件的刚性结构，因而防止了螺钉在严重的负荷条件下从底部脱出，在一定程度上，这类似于工字梁（I-beam）的强度对单层金属板材的强度。而且翼部的翼梢以下壁与本体中心部分的一侧壁联成整体，也与翼部的上壁彼此相连，翼部上壁最好是拱形或园顶形的。

帽件也可以包括与柔性板连接的对接装置，以便当帽件处于收缩位置时，迫使柔性板紧紧地靠着翼部的上壁，使帽件和上壁之间获得纵向密封。这帽件也包括防止螺纹联接件从托架脱出的制动装置。在理想的情况下，这种对接装置和制动装置包括一个连续V型槽部分，它位于相对相连的凸缘部分之间并互连成一体。当使用本紧固装置以搭接方式联接两相邻的板件时，可以在底部帽件卷边之前，沿底部（base    member）翼梢之间上壁的任何位置，在板件之间放进一种诸如粘结剂之类的密封装置，以在板件之间获得一种隐蔽、保护性的连续粘结。

在一实施例中，紧固装置包含一个仅与托架相联的螺钉，螺钉头部紧靠在翼部的上壁，并穿过本体的中心部分进入支承屋顶结构，在另一实施例中，托架是利用穿过底部腿的螺钉将其联接到支承屋顶结构的角上。

本发明的另一方面是提供一种在支承屋顶结构上固定柔性防水板的方法。这方法包括：提供一种上述型式的紧固装置;将紧固装置的托架安装到支承屋顶结构;将柔性防水板置于托架体的翼部上;将柔性板卷入其中一个由托架确定的板容纳槽;将帽件的其中一个凸缘部分的外缘插入一个板容纳槽;将帽件翻转在托架上;最后将帽件的凸缘部分彼此卷边直至凸缘部分的外缘置于板容纳槽内，以便将防水板层叠并固定在其中，并通过防水板紧靠着该翼部，沿板容纳槽获得防水密封。在卷边步骤的同时将帽件的V型槽顶部对着翼部的上壁往下压，使帽件顶部和翼部上壁之间获得纵向密封。

因此，本发明提供了一种非穿透式的紧固装置，它不仅提供了沿该装置顶部的全部连续防水密封，而且也为该装置的两侧提供了密封。此外，帽件包括了防止将托架固紧到支承屋顶结构的联接件产生松动并从原位脱出的制动装置，因而避免了刺穿防水件的可能性。

利用托架固定到支承屋顶结构的螺钉中心线的联接，可获得对风升力的均匀载荷，因而提供了固有的均匀强度，消除和减少了即使在极端载荷下产生装置变形的可能性。沿托架上壁顶部以规则的间隔作出凹槽，可获得托架对支承屋顶结构的有效联接，以获得用最少数螺钉联接件达到一预定设计的最大升力强度。当采用有关材料时，其决定因素是材料的型号和/或规格以及螺钉联接件的拉拔强度。在另一方面，如果联接件不足以将托架紧紧地压在基底上或支承屋顶结构上，一经装配，这种装置就防止了螺钉联接件刺穿或破坏防水件。换言之，螺钉联接件被锁定在组合件之间，即被锁定在托架和帽件之间，使螺钉不可能与托架或帽件有相对运动，因而消除了和/或减少了变形和永久变形，因为托架和帽件的连续密封连接消除了这些零件之间的任何运动。这设计也提供了支承螺钉联接件的刚性结构，并消除了在严重的载荷条件下螺钉联接件从底部脱出。

各图示出了目前考虑的实施本发明的最好方式。其中：

图1说明装有按照本发明制成的紧固装置的防水屋顶局部透视图。

图2是图1沿2-2线的屋顶局部剖面图。

图3是类似于图2的剖面图，说明帽件安装到紧固装置托架的方式。

图4是图1所示屋顶角的局部剖面图。

现在参考各图，图1用标号1表示紧固装置，它用来固定支承屋顶结构的柔性防水板或件2。在一个典型的屋顶设施中，沿支承屋顶结构范围以规则的间隔平行放置一组紧固装置1，以此提供将防水板2紧固到支承屋顶结构的装置。

图2表示得很清楚，支承屋顶结构一般可以是水平的（如图1所示），或倾斜或园顶的。支承屋顶结构的外形和风升力的考虑决定了紧固装置1的布置和间隔。如图所示，支承屋顶的结构一般包括一个由木板件3和支承绝缘体4组成的基体，紧固装置1设置在绝缘体4上。但是，木板件3也可以用其它刚性材料组成，如较薄或厚的金属板材。

防水板2一般是弹性的，以便提供一种柔性防水件，防止水通过屋顶结构渗漏。板2可以用乙烯丙烯二氧甲烷（EPDM）或聚氯乙烯（PVC）或任何其它适于作弹性防水件的材料制成，其材料的选择取决于所要求的防水屋顶的条件。必要时板2也可以用网状物（未示出）增强。

板2通常包括若干块，它们沿支承屋顶结构的范围以规则的间隔平行布置。图2说明包括两块这种板5、6，每块分别包括边缘7、8。如图2所示，边缘7、8通常重叠，以利于用紧固装置1将它们连接在支承屋顶结构上。

如图2所示，每个紧固装置1包括一个细长的安装托架。该托架有一底部和一本体，底部包括一对相对横向延伸的腿9、10。本体包括一联接到底部并从底部直伸出来的中心部分。中心部分有一对直立设置的侧壁11、12。在其下端分别与腿9、10成为一整体。本体还包括一对从直立中心部分的相对侧横向延伸的翼部。每一翼部包括分别位于腿9、10上方的外翼梢13、14，分别形成一对细长的板容纳槽15、16。如图所示，翼部的翼梢13、14经下壁17、18与中心体部分的侧壁11、12联成一体，又与园形的上壁19彼此相联。凹槽20是沿上壁19的整个范围以规则的间隔形成（图2仅示出一个）。凹槽20容纳联接件的头部，一般为螺钉21，使螺钉21的头部沉入上壁19的外表面。如图所示，螺钉21的颈部穿过直立侧壁11、12之间的空间，通过绝缘体4，进入屋顶件3。

紧固装置1还包括一细长刚性帽件22，用于将板件5、6安装到托架件。帽件22包括一对相对相联的凸缘部分23、24，每一凸缘部分在它们的下端分别有外边缘25、26。凸缘部分23、24在它们的上端或顶部通过连续V型槽件27互相连接。如图2清晰所示，当装配帽件22时，将板件5、6夹在帽件22的内表面和托架件的外表面之间。为了实现这一点，帽件22的凸缘部分23、24可围绕托架件和板件5、6的第一展开位置和第二收缩位置之间运动。在第二收缩位置时，外边缘25、26置于板容纳槽15、16以内，使板件5、6被压紧在其中。利用板件5、6紧密地靠在板容纳槽15、16的翼部下壁17、18，获得沿托架件每一侧的防水密封。当帽件处于它的收缩位置提供上壁19顶部的纵向密封时，利用起着对接作用的槽部分27的下缘和连接板件6，迫使板件6、5紧靠着翼部的上壁19，可获得额外的密封。V型槽部27也起到防止螺钉21松动和从件3脱出的制动件作用。如图3所示，在板件5、6之间可以加进一些密封材料36。必要时，这种密封材料36可以连续方式在翼梢13、14之间的任何位置加进去，以便在板件5、6之间获得一种隐藏的保护性连续粘结。

如图3清楚所示，为了将板件5、6固定到支承屋顶结构上，首先要利用一些螺钉21通过件3将安装托架固定到支承屋顶结构上。此后，将板件5、6以搭接关系放置在托架体的翼部上，并将板件5、6的一边卷进板容纳槽15中去。然后将凸缘部分23的外缘25沿其整个长度插进板容纳槽15，并按图3箭头28所示方向，翻转在托架件上。在此位置，帽件22处于展开位置。然后将凸缘部分23、24沿其纵向长度卷曲到图2所示的收缩位置。这样，凸缘部分23、24的外缘25、26彼此靠拢，直至它们出现在板容纳槽15和16内，将板件5、6层压和紧固在其间，并利用板件5、6紧靠在槽15、16内的翼部下壁17和18，获得沿槽15、16的防水密封。在卷曲凸缘部分23、24的同时，将V槽部27的下缘对着翼部上壁19往下压，可获得帽件22和翼部上壁19之间的纵向密封。如图所示，装配时，帽件22还防止了螺钉21从图2所示位置上松动和脱出。

以上述方式装配了第一个紧固装置1后，以平行关系按一定间隔装配第二个紧固装置（未示出），以保证以上述相同的方式将相邻板件的搭接边进行紧固。这种方法消除了可能引起防水板过早撕裂或失效的任何拉伸现象。这种板料拉伸现象的消除带来了优越于现有的紧固装置的重大优点，正如所指出的，它特别消除了防水板的过早失效。

图4说明紧固装置1的另一实施例。在这实施例中，紧固装置1用在屋顶结构的角上。在这实施例中，紧固装置1是利用穿过托架件的腿部31、32延伸出去的螺钉29、30，将其安装到支承屋顶结构。如图所示腿部31、32除了较长和为了容纳螺钉29、31布置的角度稍大以外，它们类似于第一实施例的腿部9、10。在所有其它方面，图4所示紧固装置的结构与图2所示的紧固装置相同。请注意，螺钉30必须穿过绝缘体33的上层进入构件34，因此需要比直接拧入支承屋顶结构的构件35中的螺钉29长些。

将防水板紧固到支承屋顶结构以获得防水屋顶的紧固装置业已作了图解和叙述。应注意到，本文所述和图示的具体部份都可以在不离开本发明的范围进行各种修改和/或取代。例如，组合体的具体材料可以随所要求的用途而改变。

Claims (14)

1、一种将柔性防水板紧固在支承屋顶结构的紧固装置，其特征在于它包括：

一个细长的安装托架，该托架有一底部和一本体，本体包括一个联接到所述底部并从该底部直立伸出来的中心部分，该本体还包括一对从该本体中心部分的相对侧横向延伸的翼部，每一所述翼部包括一个位于所述底部上方间隔的外翼梢，该翼梢用于形成板容纳槽，

将该安装托架紧固到支承屋顶结构的联接装置；以及

一个细长非常刚硬的帽件，用于将柔性防水板紧固到所述托架上，该帽件包括一对相对的凸缘部分，每一凸缘包含外缘，所述凸缘部分可围绕所述本体的第一展开位置和第二收缩位置之间运动，在第二收缩位置时，上述外缘置于所述板容纳槽内，以便将该板件夹在所述帽件和翼部之间，使该板被压紧在其间，并利用该板紧靠着所述翼部获得防水密封。

2、如权利要求1所述紧固装置，其特征在于该联接装置仅与所述托架相连，并紧靠着所述翼部，通过所述本体的中心部分进入支承屋顶结构。

3、如权利要求2所述紧固装置，其特征在于该联接装置包括一螺钉。

4、如权利要求2所述紧固装置，其特征在于所述帽件还包括制动装置，用于防止所述联接装置从所述托架脱出。

5、如权利要求4所述紧固装置，其特征在于该制动装置有一布置在所述相对凸缘部分之间并互联的V型槽部分。

6、如权利要求1所述紧固装置，其特征在于该底部包括一对相对横向延伸的腿部，所述本体的中心部分有一对其下端与所述腿部、其上端与所述翼部联成整体的直立间隔侧壁。

7、如权利要求6所述紧固装置，其特征在于该翼部的每一翼梢通过下壁与所述中心体部分侧壁之一联成整体，并与上壁彼此相联。

8、如权利要求7所述紧固装置，其特征在于该上壁是园顶形的。

9、如权利要求7所述紧固装置，其特征在于该帽件还包括可与所述柔性板连接的对接装置，使得当帽件处于所述收缩位置时，迫使该柔性板靠着所述上壁，使所述帽件和上壁之间获得纵向密封。

10、如权利要求9所述紧固装置，其特征在于该对接装置包括一个位于相对凸缘部分之间并互相连接的V形槽部分。

11、如权利要求1所述紧固装置，其特征在于该一对柔性防水板被夹在所述帽件和翼部之间，并包括置于该对柔性防水板之间的密封装置。

12、如权利要求11所述紧固装置，其特征在于该密封装置包括密封用化合物。

13、一种支承屋顶结构上紧固柔性防水板的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

提供一个紧固装置，该紧固装置包括一细长安装托架和一细长帽件，所述托架有一底部和一本体，该本体包括一个联接到所述底部并从该底部直立伸出来的中心部分，该本体部分还包括一对从该本体中心部分的相对侧横向延伸的翼部，每个所述翼部包括一个位于所述底部上方相隔的外翼梢，该翼梢用于形成一个板容纳槽，所述帽件包括一个顶部和一对相对相连的凸缘部分，每凸缘部分包含一外缘;

将该托架联接到支承屋顶结构上;

将柔性防水板置于所述托架体的翼部上;

将所述柔性板卷进其中一个所述板容纳槽;

将所述帽件的其中一个凸缘部分的外缘插入所述一个板容纳槽;

将所述帽件翻转在托架件上;以及

将所述帽件的凸缘部分彼此卷边，直至该凸缘部分的外缘置于所述板容纳槽内，以便将所述板层压和固定在其中，并通过所述板紧靠着所述翼部，获得沿所述板容纳槽的防水密封。

14、如权利要求13所述方法，其特征在于在该卷边步骤的同时，将所述帽件顶部对着所述翼部往下压，以使帽件顶部和翼部之间获得纵向密封。