CN1102690C - 台阶前端部分面层结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种台阶前端部分面层结构(1)，包括一个由弹性材料制作的功能件(2)、一个水平紧固件(4)和一个垂直紧固件(3)，两个紧固件分别连接到功能件(2)的后端(6)和底面(5)。工件厚度H和制作工件所用的弹性材料的弹性模量E满足如下关系式：H＞h+h₁，E≤H×k，其中h是台阶水平面表面材料的厚度(米)，h₁是水平紧固件的厚度(米)，k是等于10¹¹[n/m³]。

Description

台阶前端部分面层结构

技术领域

本发明涉及建筑物台阶前端部分的面层结构。

背景技术

关于台阶前端部分面层结构的一个例子，已在1990年公布的专利号为德国专利No.3,907,959，国际分类号为E04F 11/16的德国专利中描述过。在此公开的专利中，其面层结构包括一个Γ形工件和一个连接到该工件底面的垂直锚杆。在该发明中，工件和锚杆均由弹性材料制作。

为了保证得到这种面层结构，该发明采用了一个附加的紧固件，紧固件是一个带有一纵向槽的金属弯角，该槽用以放置台阶前端可移动面层结构中的垂直锚杆。此外，必须在台阶水平面上作一个特殊平台，来满足上述台阶前端部分面层结构中Γ形工件的安装需求。因此，安装这种台阶前端部分面层结构是相当费工时的。

这种台阶前端部分面层结构还有如下一些缺点：由于工件较薄，根本不可能保证这种面层结构有较长的工作寿命；有行人重量作用时，这种结构也不能使覆盖在台阶表面的冰层马上溶解。此外，由于仅有单一的垂直方向紧固件设计，这种面层结构不能提供可靠的安全性。

另一个关于台阶前端部分面层结构的例子是1994年公布的法国专利，专利号为法国专利No.2,694,585，国际分类号为E04F11/16。从实现的操作和结构特点综合看来，该发明是与本发明最为接近的现有技术。从此项公开的发明来看，该发明包括一个Γ形工件、一个水平紧固件和一个垂直紧固件，这些零件均由弹性材料制作。所说的两个紧固件相互连接，并通过一个附加的连接件连接到面层结构中的Γ形工件上。

该台阶前端部分面层结构的一个缺陷，存在于它的交叉连接形式太复杂，在制作时需要复杂的附件。并且，必须在台阶水平面上作一个特殊平台，来满足台阶前端部分面层结构中Γ形工件的安装需求。换句话说，工件的厚度要求比较苛刻，这就使得安装面层结构的工作变得复杂，从而增加了工程成本。

该台阶前端部分面层结构的另一个缺陷，是由于工件不够厚，根本不可能保证这种面层结构有较长的工作寿命；有行人重量作用时，这种结构也不能使覆盖在台阶表面的冰层马上溶解。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种台阶前端部分面层结构，该结构中的工件由于其特殊的构造不仅使得面层结构制作和组装过程变得简单，并由此而降低土木工程的费用，而且可使得工作参数得以改善；一方面该结构有较长的使用寿命；另一方面在有行人重量作用下，在工件和冰的界面可产生较为集中的应力，使该工件成为“融冰工件”而使冰融化。

本发明通过以下台阶前端部分面层结构设计来达到上述目标：该结构由一个由弹性材料作成的工件、一个水平紧固件和一个垂直紧固件组成；工件制成梁的形状，其后端和底面分别与水平紧固件和垂直紧固件连接；工件厚度H和制作工件所用的弹性材料的弹性模量E满足如下关系式：

H＞h+h₁              (1)

E≤H×k               (2)

其中：

h——台阶水平面表面材料的厚度(米)

h₁——水平紧固件的厚度(米)

k——系数，等于是10¹¹[n/m³]

建议制作紧固件的材料与制作工件的材料相同，因而可作成一个整体。

若用于制作紧固件的材料的弹性模量，比制作工件的材料的弹性模量至少大一个数量级，将是非常有利的。

这样制作的台阶前端部分面层结构，可使制作过程变得较为简单，因为不需要连接件，同时紧固件之间没有相互连接而是各自连接到体积较大的工件之上。此外，本发明所使用的台阶前端部分面层结构，可使组装过程变得简单，因为不需要给台阶面层材料提供一个特殊的平台。换句话说，同样厚度的普通方板，不用再对其前端经过特殊处理就可使用。

采用本发明所设计的台阶前端部分面层结构，可进一步得到一个结论。若满足了上述关系式(1)和(2)，台阶的边缘就有了弹性。这样一来，当行人重量作用在冰或冰层上时，工件和冰层之间的界面上就会产生应力，该应力可满足室外台阶边缘的“自融效应”。

附图说明

对照附图参考下列对于附图的详细说明，就会更清楚的了解本发明的各种目的、优点及独到的特征。

图1是本发明的台阶前部结构总体剖面图；

图2是本发明台阶前端部分面层结构中的紧固件的侧视图。所说的紧固件用一种弹性材料制成并与工件成一整体；

图3是发明台阶前端部分面层结构中的金属紧固件的一实施例的侧视图。

具体实施方式

参见图1，台阶1前端部分面层结构由一个梁形工件2，一个垂直紧固件3和一个水平紧固件4组成。工件2的底面5及后端表面6与垂直紧固件3和水平紧固件4各自相连。

本发明的最佳实施例中，工件2的上表面安装了齿槽7。水平紧固件4置放在台阶1的水平面表面材料8之下。垂直紧固件3置放于台阶1的垂直面表面材料9之下。瓷砖、大理石之类的板材可用做材料8和材料9。台阶前端部分面层结构与混凝土台阶1及与表面材料8和9的结合通过胶粘剂10来完成，在本发明的最佳实施例中采用了一种抗冻的“Atlas Plus”牌胶粘剂。

再参见图1，建议水平紧固件4与工件2的底面5安装平齐，这样做会利于简化安装。

参见图1和图2，水平紧固件3和4可采用制作工件2的同种材料来制作，特别是可整体制作。但在有些情况下，建议紧固件3和4采用更硬的材料，如铝合金来制作(见图3)。

为保证冰和冰层的“自融效应”，工件2的厚度H和所用材料的弹性模量E必须满足关系式(1)和(2)。

在面层结构的工件2的内部，可制作一些圆形、方形或三角形的通孔11。当工件材料的弹性模量不能满足关系式(1)和(2)时，这些通孔可使工件仍然实现上述的“自融效应”，从而使工件的适用性得到增强。

如果紧固件3和4由更硬的材料制得(该材料的弹性模量至少比工件2弹性材料的弹性模量大一个数量级)，就可以将它们制成不同的断面形状，如角状的Γ形结构(见图3)。

台阶前端部分面层结构的安装按如下顺序进行：首先清除掉台阶表面和垂直表面上的脏物和灰尘，然后涂上一层胶粘剂10。在此基础上，安装台阶后端部分面层结构。接下来，在水平紧固件4的上表面和工件2的后端表面6涂上一层胶粘剂10，再安装台阶水平面的表面材料8。使用表面材料9的台阶垂直面采用同样的安装办法。由于工件2的厚度H超过了水平表面材料8的厚度h与水平紧固件4的厚度h₁之和，这样就可通过调整胶粘剂10的厚度，来实现表面层各部件所规定的安装要求，如平齐安装。这种台阶前端部分面层结构，由于将工件2和紧固件3及紧固件4直接连接到台阶1，整个结构的可靠性和长期寿命就得到了保证。

整个结构在使用时，冰或冰层会在工件2的表面形成。在行人的重量作用之下，工件2产生弹性应力，该应力将作用于工件与冰之间的界面，并且该应力的大小将足以融化冰层。通过这种方式，在台阶最危险的部分就可产生“自融效应”。

台阶前端部分面层结构可用于制造室外台阶，以及行人地下通道台阶。这种结构制作和安装较为简单，在使用时可产生冰或冰层的“自融效应”。

虽然本发明是在前面图示的基础上加以说明的，但本发明并不局限于这些细节。与本发明有关的不同变化和修改(稍有技巧的人都可作到)，都应落在本发明的实质、范围和考虑之中，这些将在以下的权利要求中进一步定义。

Claims (4)

1.一种台阶前端部分面层结构，包括一个由弹性材料制作的工件、一个水平紧固件和一个垂直紧固件，其特征在于工件制作成梁的形式，其后端和底面分别与所述的水平紧固件和垂直紧固件连接，工件厚度H和制作工件所用的弹性材料的弹性模量E满足如下关系式：

H＞h+h₁

E≤H×k

其中：

h——台阶水平面表面材料的厚度，单位为米

h₁——水平紧固件的厚度，单位为米

k——系数，等于10¹¹，单位为n/m³。

2.如权利要求1所述的面层结构，其特征在于制作紧固件的材料与制作工件的材料相同。

3.如权利要求2所述的面层结构，其特征在于紧固件与工件被制作成一整体。

4.如权利要求1所述的面层结构，其特征在于制作紧固件的材料的弹性模量比制作工件的材料的弹性模量至少大一个数量级。

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