CN109983187A - 四v形面板组件 - Google Patents

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Abstract

本申请公开的四V形面板组件的实施例包括多个支柱、轨道和顶点板。四V形面板组件的各个部件、连接和位置是标准化的。此外，该四V形面板组件包括提供强度增强的多个V形支架支柱，使得该四V形面板组件可承受因风或地震活动而产生的显著横向力。

Description

四V形面板组件
相关申请的交叉引用
本申请是于2016年6月29日递交的美国临时申请序列号No.62/356,390，名称为“QUAD v-panel Assembly”的非临时专利申请，并要求该美国临时申请的权益，该美国临时申请的内容以引用的方式全文结合于本文中。
背景技术
壁板被使用在住宅和商业建筑物的结构中，以提供墙壁结构和对屋顶的支撑。现有的壁板实施可能需要现场工程和组装，这可能导致建筑物建造中的延迟和成本增加。此外，壁板的实施可能无法提供足够的强度以承受由于地震活动、风或其它力而产生的力。
发明内容
本概述的提供目的是以简单的方式引入对概念的选择，这些概念下面在具体实施方式中进一步描述。本概述不意图标明要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意图用于限制要求保护的主题的范围。根据下面不同实施方式的更具体的书面的详细描述和如附图中进一步示出并在所附权利要求书中限定的实施方式，要求保护的主题的其它特征、细节、效用和优点将是显而易见的。
本申请公开了一种包括四V形面板组件的标准化壁板。本文公开的四V形面板组件的实施方式包括多个支柱、V形支架支柱、轨道和顶点板。
附图说明
图1示出了示例性四V形面板组件的示意图。
图2示出了示例性四V形面板组件的示例性三维视图。
图3示出了示例性四V形面板组件的示例性三维视图，其中具有双顶点板连接的展开图。
图4示出了示例性四V形面板组件的示例性三维视图，其中具有中心支柱和水平轨道交叉区域的展开图。
图5示出了向示例性四V形面板组件的力的传递。
图6示出了示例性四V形面板组件的另一示意图。
图7示出了用于制造四V形面板组件的示例性操作。
具体实施方式
壁板使用在住宅和商业建筑物的结构中，以提供墙壁结构和对屋顶的支撑。现有的壁板实施可能需要现场工程和组装，这可能导致建筑物建造中的延迟和增加成本。此外，壁板的实施可能无法提供足够的强度以承受由于地震活动、风或其它力而产生的力。
本文公开的壁板的实施例提供了一种使用标准化部件的四V形面板组件。此外，在此描述了一种制造四V形面板组件的方法。四V形面板组件的各种部件及四V形面板组件中的它们的布置的标准化允许使用冷轧成形机制造四V形面板组件。在本文所公开的实施方式中，接头的长度、深度、角度等是标准化的。这样的标准化降低了对四V形面板组件的重复的工程设计和分析的需要。此外，标准化还降低了制造四V形面板组件的成本。本文所公开的四V形面板组件可组合地用于商业和住宅建筑物中的墙壁结构，其可改进因强风和/或地震活动而产生的横向力的强度和阻力。
图1示出了示例性四V形面板组件100的示意图。在四V形面板组件中使用框架构件的两个轮廓(例如，轮廓180和182)，支柱(例如，轮廓182)和轨道(例如，轮廓180)。支柱和轨道基本上类似，因为它们都包括后腹板(webbing)部分184，并且具有基本上垂直于后腹板部分184延伸的壁。支柱和轨道的不同之处在于，支柱包括从壁向内垂直延伸的凸缘，而轨道不包括这些向内指向的凸缘。因此，轨道是“U”形的，而支柱是“U”形的，但具有从“U”形的顶部向内延伸的凸缘。四V形面板组件100包括外部支柱102和104、内部支柱106和108、中心支柱110、V形支架支柱112-126、底部轨道128、顶部轨道130、和水平轨道132与134(也称为中间轨道)、以及构架组件140。四V形面板组件100的各种部件使用诸如螺栓或螺钉的紧固件和焊接槽彼此连接。此外，V形支架支柱112-126使用顶点板(例如，顶点板150-168)、紧固件和焊接槽连接到顶部轨道130、水平轨道132和134以及底部轨道128。
外部支柱102和104、内部支柱106和108以及中心支柱110基本上彼此平行并且具有基本上类似的长度。此外，外部支柱102和104、内部支柱106和108以及中心支柱110延伸穿过顶部轨道130的槽以形成构架组件140的结构部件。内部支柱106和108以及中心支柱110延伸穿过水平轨道132和134的贯通开口。
V形支架支柱112-126的长度基本上相似。V形支架支柱112-126与顶部轨道130、水平轨道132和134以及底部轨道128之间的角度是标准化的。例如，V形支架支柱112和底部轨道128、V形支架支柱118和水平轨道132以及V形支架支柱122和顶部轨道130之间的角度可以是基本相似的。在示例性实施方式中，外部支柱102和V形支架支柱112之间的角度在30度和80度之间。V形支架支柱各自使用一个紧固件(例如，铰链连接)和焊接槽连接到它们各自的顶点板。一个紧固件的使用允许V形支架支柱在受力时旋转并且将这些力传递到系统的结构柱。在替代的实施方式中，可以使用多于一个紧固件来将V形支架支柱固定到顶点板。
水平轨道132和134(例如，两个中间轨道)被定位成背对背(例如，腹板到腹板)，其被称为双水平支架。水平轨道132和134、顶部轨道130和底部轨道128使用紧固件和/或焊接槽连接到外部支柱102和104、内部支柱106和108以及中心支柱110。类似地，构架组件140的底部弦杆144(例如，轨道)和顶部轨道130可形成双水平支架。
四V形面板组件100的构架组件140包括顶部弦杆142、底部弦杆144和多个内部支架146。构架组件140使用外部支柱102和104、内部支柱106和108以及中心支柱110作为构架组件140的支撑结构。因此，底部弦杆144和顶部轨道130包括内部支柱106和108穿过的贯通开口。在多个实施方式中，顶部弦杆142和底部弦杆144可以是轨道。多个内部支架146可以是使用顶点板、紧固件和焊接槽连接到顶部弦杆142和底部弦杆144的支柱。此外，内部支柱106和108可使用邻接板(例如，邻接板148)、紧固件和焊接槽连接到顶部弦杆142。
使用至少两个紧固件和每个轨道或支柱上的焊接槽将顶点板连接到它们各自的轨道和支柱(不包括V形支架支柱)。例如，顶点板156利用两个紧固件170和焊接槽172连接到内部支柱106。
支柱和轨道中的每一个可包括贯通孔或开口，其可用于包含一个或多个四V形面板组件100的建筑物的电线或其它部件。这些孔在下面参照图3示出。
每个轨道、支柱和顶点板可以由镀锌钢形成，例如使用冷轧机和压力机的冷轧镀锌钢。例如，为了制造V形支架支柱，将一卷镀锌的冷钢切割成与V形支架支柱的长度相等的预定长度。随后，冷轧钢的切割长度形成为V形支架支柱的形状。贯通孔或开口、用于紧固件的导向孔、和焊接槽可在形成V形支架支柱之前或之后被冲压、切割或蚀刻到镀锌的冷钢的切割长度中。
在一些示例性实施方式中，构架组件140包括用于附接地板和/或天花板构架的构架悬挂件。例如，构架悬挂件可以附接到或形成为邻接板148的一部分。构架悬挂件被配置为在Z方向上延伸并附接到另一四V形面板或其他结构的另一构架悬挂件的底板和/或天花板构架。例如，地板/天花板构架的顶部弦杆可以附接到邻接板148处的构架悬挂件，并且地板/天花板构架的底部弦杆可以附接到顶点板176处的构架悬挂件。其它构架悬挂件可以附接到或者形成为诸如顶点板174、178等的其它板的一部分。
图2示出了示例性四V形面板组件200的示例性三维视图。四V形面板组件200包括如上关于图1所描述的多个支柱、轨道和顶点板。如在图2中可以看到的，四V形面板组件200包括在四V形面板组件的相反侧上的顶点板。四V形面板组件200包括四个V形面板(例如，四重V形面板组件200(“quad”v-panel assembly 200))。例如，四V形面板组件200包括V形面板202，V形面板202包括外部支柱204的一部分、V形支架支柱206和208(例如，每个V形面板两个V形支架支柱)、内部支柱210的一部分、底部轨道212的一部分、中间轨道214的一部分和内部中央支柱216。各种部件使用顶点板连接。例如，顶点板218用于将V形支架支柱206和208连接到内部支柱210和中间轨道214。各种部件可以使用紧固件和/或焊接(例如，经由焊接槽)连接到顶点板。在一些示例性实施方式中，使用单个紧固件(以及有时的焊接)将V形支架支柱连接到顶点板，从而允许V形支架支柱相对于顶点板和其它部件枢转。例如，使用紧固件(例如，螺母/螺栓)将V形支架支柱206和208连接到顶点板218，所述紧固件允许V形支架支柱206和208相对于顶点板218、中间轨道214和内部支柱210枢转。
在一些示例性实施方式中，两个相应的V形支架支柱之间的角度可以是彼此相距二十(20)度和一百六十(160)度之间的预定角度。例如，角度220可以从大约20度到大约160度。在一些示例性实施方式中，V形支架支柱和水平轨道之间的角度可以是从大约十(10)度到大约八十(80)度的预定角度。例如，V形支架支柱224和水平轨道228之间的角度226可以从大约10度到大约80度。
图3示出了示例性四V形面板组件300的示例性三维视图，其具有双顶点板连接306的展开图(例如，视图A和视图B)。视图A示出了从箭头302的角度来观察的双顶点板连接306。视图B示出了从箭头304的角度来观察的双顶点板连接306。
现在参考视图A，双顶点板连接306包括顶点板310和360。使用用于每个V形支架支柱312的单个紧固件320连接顶点板310到V形支架支柱312。顶点板310利用两个紧固件320连接到内部支柱330和水平轨道332和334。同样地，使用用于每个V形支架支柱314的单个紧固件连接顶点板360到V形支架支柱314。因此，V形支架支柱可枢转地附接到顶点板。因此，当力施加到V形面板组件时，V形支架支柱314可以在力作用下弯曲和枢转并在整个V形面板组件上传递力。在一些示例性实施方式中，V形支架支柱还使用焊接槽通过焊接来附接到顶点板。例如，V形支架支柱314使用焊接点和焊接槽(诸如焊接槽322)附接到顶点板360。其它部件(例如，V形面板组件300的各种轨道和支柱)可以使用焊接点和焊接槽连接到各种顶点板。
顶点板360通过两个紧固件连接到内部支柱330和水平轨道332和334。应当理解的是，可以使用多于两个紧固件将顶点板附接到支柱和轨道。应当理解的是，四V形面板组件300的其他顶点板，诸如顶点板348，被配置为类似于顶点板310和360。类似地，在四V形面板组件300的相反侧上的顶点板被配置为类似于顶点板310和360。
水平轨道332和334是附接到外部支柱336和338两者的连续件。此外，内部支柱330是附接到底部轨道340和顶部轨道342两者的连续件。因此，水平轨道332和334包括冲孔开口，内部支柱330穿过该开口。水平轨道332和334使用紧固件320和焊接槽322附接至内部支柱330。
在该特定实施方式中，四V形面板组件的支柱、轨道和顶点板是由使用专用轧制成形器的14规格镀锌钢辊轧制形成。此类轧制成形器可通信地连接到机器上，所述机器被构造成接收具有指令的宏文件，所述指令用于以预定距离和预定角度切割钢辊，使得其可被轧制成形以产生四V形面板组件的各种部件。此外，这种轧制成形机还被配置成接收来自宏文件的关于放置、冲孔、蚀刻或切割紧固件所用的导向孔、焊接槽和贯通开口的指令。导向孔和焊接槽允许将弦杆放置在要被连接到支架的专用组装夹具中。
此外，导向孔、焊缝焊接槽和贯通开口的标准化还实现支柱、轨道和顶点板的计算机化机器人焊接。当焊接的接头强于轻形规格材料时，这样的焊接接头增加了四V形面板组件300的总体强度，从而消除了支柱、轨道和顶点板之间的连接点处的失效。另外，焊接的接头不会像机械紧固件一样松开，因此增加了四V形面板组件300的强度。
现在参考视图B，双顶点板连接用顶点板310和360示出。如可以看到的，水平轨道332和334包括冲孔开口344，其可以用于建筑物的电线或其它结构部件。水平轨道332和334包括内部支柱330延伸穿过的贯通开口。
图4示出了示例形四V形面板组件400的示例形三维视图，其具有中心支柱和水平轨道交叉区域的展开图(例如，视图A)。视图A示出了从箭头410的角度的交叉。水平轨道402和404包括贯通开口，使得中心柱406可以穿过水平轨道402和404。中心支柱406使用穿过导向孔420插入的紧固件(未示出)附接到水平轨道402和404。
图5示出了向示例性四V形面板组件500的力的传递。横向力502作用在四V形面板组件500上。示例性横向力包括因风、地震活动等引起的力。当横向力502作用于四V形面板组件时，四V形面板组件可向右移位(由虚线510和514示出)，并且该力可通过四V形面板组件500的各个部分传递。例如，由于横向力502，V形支架支柱504可以挠曲或弯曲到虚线506所示的位置。类似地，V形支架支柱512可以弯曲或挠曲到由虚线514所示的位置。应当理解的是，虚线510、506和514是用于说明性的目的，并且移位、挠曲或屈曲的量可以比虚线幅度更大或者更小。其它V形支架支柱516和518可以由于横向力502而纵向拉伸。因此，当横向力502作用时，V形支架支柱504提供压缩强度，并且当横向力502作用时，V形支架支柱516和518提供拉伸强度。由于作用在顶点板上的力，顶点板可以旋转。例如，由于横向力502，顶点板520可在箭头522所示的方向上旋转。
拉伸V形支架支柱、挠曲V形支架支柱和旋转顶点板的组合为四V形面板组件500提供增强的强度特性。四V形面板组件的结构允许四V形面板组件经受显著且变化的力。应当注意，由于与横向力502相反的横向力，四V形面板组件500将提供类似的强度特征。因此，四V形面板组件500在多个方向上提供张力和压缩强度特征。
图6示出了连接到立柱602和604的示例性四V形面板组件600的示意图。该示意图示出了可用于在立柱602和604之间连接四V形面板组件的各种连接部件。在多个实施方式中，可以使用立柱或柱状物连接一个或多个四V形面板600。在其他实施方式中，四V形面板600可以彼此直接连接。立柱602和604可以是形成建筑物的内部结构部件的结构柱。结构柱可以被定位在相距彼此的标准化距离处、在房间的拐角处、在地板的拐角处等。
图7说明用于制造本文中所揭示的四V形面板组件的实例操作700。具体地，图7示出了本文公开的制造四V形面板组件的自动实施的各种操作700。操作702在轧制成形机处接收宏文件，用于产生四V形面板组件的部件。在一个实施方式中，这样的宏文件可以从基于架构图生成宏文件的软件应用接收。在操作704，钢辊定位在轧制成形器中。在操作706，轧制成形器解译来自宏文件的指令以轧制形成用于四V形面板组件的支柱。在操作708，轧制成形器解译来自宏文件的指令轧制形成用于四V形面板组件的轨道。类似地，操作710根据来自宏文件的指令，轧制形成用于四V形面板组件的顶点板(和构架组件的邻接板)。在操作712中，用于构架组件的支架支柱被轧制成形。还有，在操作712，在支柱、轨道、顶点板和邻接板中冲压导向孔，而在操作714，根据来自宏文件的指令切割焊接槽。一旦配置了各种部件，在操作716，这些部件被组装以配置四V形面板组件。操作718确定是否需要制造更多四V形面板组件，并且根据需要重复上述操作中的一个或多个。
以上说明、示例和数据提供了对本发明的示例性实施例的结构和使用的完整描述。由于在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出本发明的许多实施例，所以本发明存在于所附权利要求中。此外，不脱离所记载的权利要求的前提下，不同实施例的结构特征可以在又一实施例中组合。尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。上文所描述的实施方案及其它实施方案在所附权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种四V形面板组件，包括：
至少四个V形面板，所述四个V形面板中的每一个包括两个V形支架支柱；
多个水平轨道，其包括至少两个中间轨道、顶部轨道和底部轨道；以及
多个顶点板，每个所述V形支架支柱使用一个或多个所述顶点板连接到所述至少两个中间轨道中的一个中间轨道和顶部轨道的组合，或者使用所述顶点板中的一个或多个连接到所述中间轨道和所述底部轨道的组合。
2.根据权利要求1所述的四V形面板组件，其中，每个V形面板的所述两个V形支架支柱彼此成20度和160度之间的预定角度。
3.根据权利要求1所述的四V形面板组件，其中，所述V形支架支柱中的每一个与它们各自的水平轨道形成基本上在10度和80度之间的角度。
4.根据权利要求1所述的四V形面板组件，还包括：
构架组件，所述构架组件包括顶部弦杆和底部弦杆以及多个内部支架，所述构架组件定位在所述顶部轨道上。
5.根据权利要求4所述的四V形面板组件，其中，所述构架组件的所述底部弦杆和所述顶部轨道形成双水平支架。
6.根据权利要求1所述的四V形面板组件，其中，所述多个水平轨道中的至少两个水平轨道形成双水平支架。
7.根据权利要求1所述的四V形面板组件，还包括：
多个竖直支柱，所述多个竖直支柱包括至少两个外部支柱和至少一个内部中心支柱，所述多个竖直支柱使用所述多个顶点板连接到所述多个水平轨道。
8.根据权利要求7所述的四V形面板组件，其中，所述多个竖直支柱还包括内部中心支柱和至少两个其它的内部支柱，所述至少两个其它的内部支柱中的每一个定位在所述至少两个外部支柱的外部支柱和所述内部中心支柱之间，并且延伸通过所述至少两个中间轨道的贯通开口并且连接到所述顶部轨道和所述底部轨道。
9.根据权利要求1所述的四V形面板组件，其中，所述V形支架支柱中的每一个使用一个或多个紧固件枢转地附接至所述顶点板中的一个或多个。
10.根据权利要求1所述的四V形面板组件，还包括：
用于支撑地板/天花板构架的至少一个构架悬挂件。
11.一种四V形面板组件，包括：
至少四个V形面板，所述四个V形面板中的每一个包括两个V形支架支柱；
多个水平轨道，其包括至少两个中间轨道、顶部轨道和底部轨道；
多个竖直支柱，其包括至少两个外部支柱和至少一个内部中心支柱，所述至少一个内部中心支柱延伸穿过所述至少两个中间轨道的贯通开口并且连接到所述顶部轨道和所述底部轨道。
12.根据权利要求11所述的四V形面板组件，还包括：
多个顶点板，所述V形支架支柱中的每一个使用所述顶点板中的一个或多个连接到所述顶部轨道和所述至少两个中间轨道的一个中间轨道的组合，或者使用所述顶点板中的一个或多个连接到所述中间轨道和所述底部轨道的组合。
13.根据权利要求11所述的四V形面板组件，其中，所述多个竖直支柱还包括至少两个其它的内部支柱，所述至少两个其它的内部支柱延伸穿过所述至少两个中间轨道的贯通开口并且连接到所述顶部轨道和所述底部轨道。
14.根据权利要求11所述的四V形面板组件，还包括：
构架组件，所述构架组件包括顶部弦杆和底部弦杆以及多个内部支架，所述构架组件定位在所述顶部轨道上，所述构架组件的所述顶部弦杆和所述底部弦杆连接到所述至少两个外部支柱。
15.根据权利要求14所述的四V形面板组件，其中，所述构架组件的所述底部弦杆和所述顶部轨道形成双水平支架。
16.根据权利要求11所述的四V形面板组件，其中，所述至少四个V形面板中的每一个V形面板的所述两个V形支架支柱彼此成20度和160度之间的预定角度。
17.根据权利要求11所述的四V形面板组件，其中，所述V形支架支柱中的每一个与它们各自的水平轨道形成基本上在10度和80度之间的角度。
18.根据权利要求11所述的四V形面板组件，其中，所述至少两个中间轨道形成双水平支架。
19.根据权利要求11所述的四V形面板组件，其中，所述V形支架支柱中的每一个使用一个或多个紧固件枢转地附接至所述顶点板中的一个或多个。
20.根据权利要求11所述的四V形面板组件，还包括：
用于支撑地板/天花板构架的至少一个构架悬挂件。
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