CN1125224C - 三维等构架结构其构造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种每单位重量具有增强的负载承受能力的结构件(10)，结构件具有多个围绕一纵轴(14)的螺旋件(12)。螺旋件具有以一螺旋构形端-端刚性相连的直段(32)。在一基本的重复单元中，三个螺旋件(12)具有一共同的倾斜方向，一公共的纵轴(14)，并且以等间距彼此间隔开。另外三个反置螺旋件(12)也具有一共同的倾斜方向，一公共的纵轴(14)，并且以等间距彼此间隔开，但倾斜方向相反。当沿轴线看去时，由于直段(12)，这六个螺旋件(12)形如一三角形。另外六个螺旋件(12)如上构造，但相对于开始六个零件(12)转动，这样当从轴线看去时，部件(10)形如一六角星。

Description

三维等构架结构及其构造方法

本发明涉及一种每单位质量具有增强的负载承受能力的三维结构件。更具体地，本发明涉及具有多个围绕一纵轴的螺旋件的结构件，其中零件具有端-端刚性连接的直段。

在民用建筑、机械及航空领域中追求结构上有效的结构是一个迫切的课题。一种有效的构架结构具有高的强度/重量比以及/或刚度/重量比。有效的构架结构还具有成本相对低、容易构造及安装，而不浪费材料的优点。

构架通常为固定的、完全夹紧的结构，设计成可以支撑负载。它们包括直的部件，在每个部件的端部用接头连接起来，这些部件是二力部件，使力沿部件作用。二力部件可以只在部件中产生轴向力，如张力和压力。构架通常用在桥梁和建筑结构中。构架设计成可以承受在构架平面中作用的负载。因此。构架经常做为二维结构处理和分析。最简单的二维构架包括三个部件，在其端部连接形成一三角形。通过顺序地将两个部件以及一个新接头加入此简单结构中，可以得到较大的结构。

最简单的三维构架包括六个部，在其端部连接以形成一四面体。通过顺序地将三个部件加入四面体以及加入一个新接头，可以得到较大的结构。此三维结构称为一空间构架。

框架也通常为固定的完全夹紧的结构，但与构架相反具有至少一个多力部件，使力不沿部件作用。机构是包含移动件的结构，并设计成可以传送并修正力。同框架一样，机构包含至少一个多力部件。一多力部件可以不仅产生张力和压力，而且产生剪切和弯曲。

传统的结构设计限制为一维或二维分析，用于抵抗一单一载荷形式。例如，I字梁最优于抗弯，而管件最优于抗扭。将设计分析限为二维简化了设计步骤，但忽视了组合载荷。三维分析很困难，因为难以分析和计算三维载荷和结构。实际中，许多结构必须要抗多重载荷。目前已使用计算机来对更复杂的结构建模。

在过去20年中在许多场合已使用了先进的复合结构。一种典型的复合结构包括一由连续的高强度、高硬度定位的纤维增强的基质。纤维可以定位成在所需方向和平面中获得优化的强度和硬度。一种适当设计的复合结构比相似的金属结构具有几种优点。复合材料具有显著较高的强度/重量比以及硬度/重量比，从而使结构较轻。制作方法例如细丝缠绕已用来形成一结构如一罐槽或塔柱，这比用金属构造更快。一复合材料由于加工柔性，可代替好几种金属零件。

1979年1月30日授权给Mayes等人的美国专利4,137,354公开了一种圆柱形“等格栅”结构，具有通过轴向及螺旋缠绕纤维而形成的一重复的同轴三角形。但格栅是管形的而不是平的或直的。换句话说，部件是弧形的。这样同一直部件相比减少了部件的抗弯强度。

因此，研制开发一种每单位质量具有增强的负载承受能力并能承受多重载荷的结构件就很有必要。

本发明的一个目的是提供一种每单位质量具有增强的负载承受能力的三维结构件。

本发明的另一个目的是提供一种能承受多重载荷的结构件。

本发明的还一个目的是提供一种适用于增强混凝土的结构件。

本发明的再一个目的是提供一种适用于结构应用场合如梁杆、悬臂梁、支撑件、塔柱、跨距等的结构件。

本发明的又一个目的是提供一种适于建筑应用场合的结构件。

本发明的另一个目的是提供一种适用于机械应用场合如驱动轴的结构件。

本发明的这些和其他目的及优点在一种包括多个围绕一纵轴的螺旋件的结构件中实现。螺旋件具有直段，以一种螺旋构形端-端刚性连接。

在优选实施例中，结构件具有至少十二个螺旋件。有一个方向上至少三个螺旋件围绕轴线，而在相反的方向上另外至少三个反置螺旋件围绕轴线。第一组至少三个螺旋件具有相同的倾斜方向并以等间距彼此间隔开。反置螺旋件同样设置，但倾斜方向相反，这些零件在部件的周边的外节点以及在内节点处相交。当从轴线看去时，零件的直段形如一三角形。其余六个零件同开始六个零件一样设置，但相对于开始六个零件转动。当从轴线看去时，部件形如两个三角形，其中一个三角形相对于另一个三角形转动，或形如一六角星。部件还形如多个三角形，多个三角形绕部件周边与轴线间隔开并在部件内部形成一多面体。零件相交以形成外和内节点。在此实施例中，所有零件都共享一公同轴线。

可以在此结构中加入另外的部件。内轴向部件在内节点与零件相交并平行于轴线。外轴向部件在外节点与零件相交并且也平行于轴线。周边部件在相邻的外节点之间延伸垂直于轴线。对角线周边部件在相对于轴线的一对角线上在外节点之间延伸。

在优选实施例中，三个直段形成为一个螺旋件并绕轴线整体转动，这样当沿轴线看去时形如一三角形。或者，螺旋件可以形成另外的段，而当沿轴线看去时形如其他的多边形。在一变化的实施例中，当从轴线看去时，二十四个螺旋件形成两个六边形，其中一个六边形相对于另一个六边形转动。六个螺旋件围绕一个方向，而另六个反置螺旋件围绕另一个方向。其余十二个零件同样构形，只是相对于开始十二个转动。

在另一个变化的实施例中，一杆部件同优选实施例具有相似的构造，但开始六个零件的轴线同后面六个零件的轴线偏置。

尽管部件可以用任何材料构成，但螺旋构形适用于复合材料。纤维可以围绕通常符合部件的螺旋图形的一卷轴。这样增加了部件的强度，因为一零件的段由连续的纤维形成。

通过在节点连接部件可以将两个或更多部件连起来。另外，部件可以用一种材料涂盖，以形成实体结构的外形或保护部件或其中的物件。

通过结合附图理解本发明的以下的详细描述，本领域的技术人员可以清楚本发明的这些以及其他目的、特征、优点和变化的方面。

图1是本发明结构件的一优选实施例的一立体图。

图2是本发明结构件一优选实施例的一后视图。

图3是本发明结构件一优选实施例的一正视图。

图4是本发明结构件一优选实施例的一侧视图。

图5是带有一着重突出的单个螺旋的本发明的结构件的一前视图。

图6是带有一着重突出的单个螺旋的本发明的结构件的一侧视图。

图7是本发明结构件的一优选实施例的基本结构的一立体图。

图8是带有另一个螺旋的本发明结构件的一优选实施例的基本结构的一立体图。

图9是带有三个螺旋件和一个反置的螺旋件的本发明结构件的一优选实施例的一立体图。

图10是本发明结构件一变化实施例的一立体图。

图11是本发明结构件一变化实施例的一侧视图。

图12是本发明结构件一变化实施例的一立体图。

图13是本发明结构件一变化实施例的一后视图。

图14是本发明结构件一变化实施例的一立体图。

图15是本发明结构件一变化实施例的一立体图。

图16是本发明结构件一变化实施例的一立体图。

图17是本发明结构件一变化实施例的一立体图。

图18是本发明结构件一变化实施例的一后视图。

图19是本发明结构件一变化实施例的一立体图。

图20是本发明结构件一变化实施例的一后视图。

图21是本发明优选实施例的两个结构件连在一起的一立体图。

图22是本发明优选实施例的两个结构件连在一起的一侧视图。

下面参见附图，其中本发明的各种部件用标号标出，并且描述本发明以使本领域普通技术人员可以制成并使用本发明。

如图1至4所示，在一优选实施例中示出本发明的一结构件10。结构件10是一三维构架或立体构架。结构件10由多个沿部件10的长度或纵轴14以重复图案设置的元件或部件12组成。

两个或多个单个的元件12在接点16连接或交叉。元件12可以刚性连接、柔性连接或只是在接点16交叉。在交叉元件连接处形成一节点。在交叉元件12与部件10周边相交处形成一外节点18。在交叉元件12与部件10内部相交处形成一内节点20。

由在纵轴14方向中测得的一重复和单元或图形形成的一凹处22。凹处22包含由元件12形成的一单个图形。部件10可以包括任何数量的凹处22。另外，凹处22的长度可以变化。

由一四面体的两个相应的元件12形成的一平面和由同一四面体的相对元件形成的一平面构成一内角24。

结构件10的优选实施例的结构和几何形状可以以各种方式描述。重复的图形可以描述为多个三角形或四面体。三角形和四面体具有各种不同的尺寸，其中较小的三角形和四面体在较大的三角形和四面体之间散置。

在结构件10的优选实施例中，三角形或四面体由具有60°内角的平面形成。内角取决于涉及到的应用场合可以变化。可以相信60°的内角对多重负荷最佳。而且45°的内角对扭转场合也很适用。

优选实施例的结构件10可以认为是两个三角形截面的虚管件，相互重迭以形成一单个的虚管件，带有类似六角星的截面，如图2所示。或者，当从后面或纵轴14看去时，部件10具有多个与纵轴14间隔开并绕一周边定位的三角形的外形，以在部件10内部形成具有多边形截面的一虚管件。在优选实施例中，六个等边三角形绕纵轴间隔开，以在部件10内部形成具有六边形截面的一虚管件。

另外，当从后面或轴14看去时，可以限定平行于轴14的六个平面。平面以六角形构形在特定的节点18之间延伸。这些平面以60°内角相对于轴14定位。

此外，在一凹处22中形成一个三角形格栅环，三角形格栅具有很强的结构特性。此三角形格栅环在凹处中心环绕部件10的内部，如图1、3和4所示。可以认为此强度是由于大量的连接。

此外，优选实施例的部件10可以被构造成和描述成多个围绕纵轴14并具有形成部件10的元件12的直段32的螺旋件30。参见图5和图6，用黑线体示出一单个的螺旋体30。当螺旋件围绕轴14时它至少形成三个直段32。螺旋件30可以无限连续形成任何数量的直段32。直段32相对于轴14成一角度。直段32以一种螺旋构形端部与端部刚性连接。

如图7所示，本发明优选实施例的部件10的基本结构40具有至少两个螺旋件42以及至少一个反置螺旋件44围绕住轴14。例如螺旋件42在顺时针方向围住轴14，而反置螺旋件44则逆时针方向围住轴14。每个螺旋件42和44都形成直段32。螺旋件42的直段具有一共同的倾斜定位以及一公共轴14。反置螺旋件44的直段具有同螺旋件42的直段相似的一构形，但倾斜方向相反。当从后面或轴14看去时，此基本结构40形如具有三角形截面的一虚管件。

反置螺旋件44与两个螺旋件42在外节点18和内节点20处相交叉。在此优选实施例中，外接点18和内接点20形成刚性接头或刚性相联。

如图8所示，在上述图7的基本结构40的基础上，一增强型的部件10的基本结构50具有三个螺旋件42以及至少一个反置螺旋件44。三个螺旋件42的直段32具有一共同的倾斜方向、一公共轴14，并且以等间距彼此间隔开。参见图9，由三个螺旋件42以及一个反置螺旋件44组成的此增强型基本结构50在优选实施例的部件10上用黑体示出。

如图1所示，在此优选实施例中，部件10具有多个螺旋件60：三个螺旋件62，三个反置螺旋件64，三个转动的螺旋件66，以及三个转动的反置螺旋件68。这样，在此优选实施例中部件10总共有十二个螺旋件60。

如上所述，三个螺旋件62的直段具有一共同的倾斜方向，一公共轴14，并且以等间距间隔开。同样，三个反置螺旋件64的段具有一共同的倾斜方向，一公共轴14，并且以等间距彼此间隔开。但三个反置螺旋件64的直段具有同三个螺旋件62的段的倾斜方向相对的倾斜方向。而且，当从后面或轴14看去时，此结构形如具有三角形截面的一虚管件，如图2所示。

三个转动的螺旋件66的直段具有一共同的倾斜方向，一公共轴14，并且以等间距彼此间隔开。这同螺旋件62一样。三个转动的反置螺旋件68的直段同反置螺旋件64一样具有一共同的倾斜方向，一公共轴14，并且以等间距彼此间隔开。但三个转动的反置螺旋件68的直段具有同三个转动的螺旋件66的直段的倾斜方向相反的倾斜方向。

转动的螺旋件66和转动的反置螺旋件68相对于螺旋件62和反置螺旋件64转动。换句话说，当从后面或轴14看去时，此结构形如具有三角形截面的一虚管件，但如图2所示相对于由螺旋件62和反置螺旋件64形成的虚管件转动。当从轴14看去时，螺旋件、反置螺旋件、转动的螺旋件以及转动的反置螺旋件一起形如具有一如图2所示的六角星截面的虚管件。

螺旋件62在外节点18与反置螺旋件64交叉。同样，转动的螺旋件66在外节点18处与转动的反置螺旋件68相交。

螺旋件62在内节点20处与反置螺旋件68交叉。同样，转动的螺旋件66在内节点20处与反置螺旋件64交叉。

螺旋件62与转动的螺旋件66不相交。同样，反置螺旋件64和转动的反置螺旋件68不相交。

除了多个螺旋部件60外，部件10的优选实施例还具有六个内轴向部件70，位于部件10内部内在内节点20处与多个螺旋部件60相交。轴向部件70与纵轴14平行。

反置螺旋件64在外节点18处与螺旋件62相交，而转动的反置螺旋件68在外节点18处与转动的螺旋件66相交。当从轴14看去时，如图2所示外节点18形成六角星的顶点。

反置螺旋件64在内节点20处与转动的螺旋件66相交，而转动的反置螺旋件68在内节点20处与螺旋件62相交。当从轴14看去时，如图2所示这些内节点20形成六边形的顶点。

在此优选实施例中，外节点18和内节点20形成刚性接头，或者这些零件刚性地连接在一起。另外，轴向部件70在内节点20处刚性地联接在这些零件上。在优选实施例中，这些零件由一种复合材料制成。部件10的螺旋构造使其特别适用于复合结构。这些零件联接在一起，使各种零件的纤维彼此交迭。纤维可以以一种螺旋形式根据部件的螺旋构形绕一卷轴缠绕。这样能提供极高的强度，因为这些零件的段由连续的纤维股形成。元件或零件可以是在一基质如环氧树脂或乙烯基酯中的纤维，如玻璃纤维，碳、硼或凯夫拉尔纤维(kevlar)。

或者，部件10可以用任何适当的材料构成，如木材、金属、塑料或陶瓷等。部件的元件可以由预制件构成，预制件在节点18处用接头连接在一起。接头形成有凹部以容接元件。凹部定位成可以获得部件10所需的几何形状。

从优选实施例的部件10的基本结构40中可以增加另外的部件而成为几个变化的实施例。参见图10和11，外轴向部件还可以位于部件10的周边并在外节点18处与多个螺旋部件60相交。轴向部件72平行于纵轴14。参见图12和13，周边部件74可以绕周边位于节点18之间，节点18位于垂直于纵轴14的一平面中。当从轴14看去时，周边部件74形成图13所示的一多面体。

参见图14，对角线周边部件76可以绕部件10的周边相对于纵轴14位于一对角线上的节点18之间。这些对角线周边部件76可以由围绕多个螺旋件60的周边的段或另外的螺旋件形成。对角线周边部件76可以如图14所示在相邻的节点18之间延伸，或如图15所示延伸至另外的节点18。

如图16所示，可以将许多另外的部件组合在一起，如内轴向部件70和外轴向部件72、周向部件74，以及对角线周向部件76。

当然可以理解另外的部件可以在内节点20以及外节点18之间延伸。

如图17和18所示，示出了一杆部件80的变化的实施例。此实施例同优选实施例相似之处在于部件80具有至少三个螺旋件82，至少三个反置螺旋件84，至少三个转动的螺旋件86以及至少三个转动的反置螺旋件87。这样，部件80总共具有至少十二个螺旋件。

三个螺旋件82的直段具有一共同的倾斜方向，一公共纵轴90，并且以等间距彼此间隔开。同样，三个反置螺旋件84的段具有一共同的倾斜方向，一公共的纵轴90，并且可以等间距彼此间隔开。但三个反置螺旋件84的直段具有与三个螺旋件82的段的倾斜方向相反的倾斜方向。而且当从后面或轴14看去时，此结构形如具有三角形截面的一虚管件。

同螺旋件82一样，三个转动的螺旋件86的直段具有一共同的倾斜方向，一公共的转动的纵轴92，并且以等间距彼此间隔开。同反置螺旋件84一样，三个转动的反置螺旋件88的段具有一共同的倾斜方向，一公共的转动的纵轴92，并且以等间距彼此间隔开。但三个转动的反置螺旋件88的直段具有同三个转动的螺旋件86的段的倾斜方向相反的倾斜方向。

转动的螺旋件86以及转动的反置螺旋件88相对于螺旋件82和反置螺旋件84转动。换句话说，当从后面或轴线14看去时，此结构形如一具有三角形截面的虚管件，但相对于由螺旋件82和反置螺旋件84形成的虚管件转动。

但在此实施例中，通过在与螺旋件82和反置螺旋件84的纵轴90相对的方向中使螺旋件82和反置螺旋件84的纵轴90与部件轴线14偏置以及使转动的螺旋件86和转动的反置螺旋件88的纵轴92与部件轴线14偏置而可以形成杆部件80。换句话，当从轴线14看去时，杆部件80形如一具有如图18所示截面的虚管件。

如图19和20所示，示出部件100的一变化的实施例。此实施例同优选实施例相似之处在于部件具有多个螺旋件102：六个螺旋件，六个反置螺旋件，六个转动的螺旋件，以及六个转动的反置螺旋件。这样，部件总共具有二十四个螺旋件。

当多个螺旋件102围绕纵轴14时，同优选实施例中的三个相比，在此实施例中螺旋件形成六个直段。当从后面或轴14看去时，此部件100形如两个具有六边形截面的虚管件，其中一个六边形相对于另一个转动，或者形如一具有一十二角星截面的虚部件，如图20所示。对优选实施例，可以以各种构形加入任意数量的部件，包括内和外轴向部件，径向部件，以及对角线径向部件。

在所有的实施例中，一部件具有一内部，内部没有材料同时保持很强的结构特性。结构件可以有效地承受轴向、扭转以及弯曲载荷。这种可以承受不同种类载荷的能力使结构件可以应用于许多具有多重以及动态负载的场合，如一风车。另外，其轻的重量使其可以用于其它轻重量和强度很重要的场合，如飞机或空间结构。

这种敞开设计方式使结构件特别适用于需要较小风力阻力的场合。

部件的几何形状使其适用于空间结构。部件可以设有非刚性连接件，这样部件可以在运输时折叠，而在使用时张开。

部件还可以用于加固混凝土，即将部件嵌入混凝土中。由于此开放式设计，混凝土自由地通过结构流动。多负载承受能力使水泥柱和杆更有效地设计。

结构件的外形还可以用于建筑场合。部件具有一现代化的或空间时代的外形。

部件还适用机械应用场合。部件由于其扭转强度可用做驱动轴。

部件还可以用外层裹住形如实心体。一种外层可以是镀有金属的聚酯薄膜。外层可以用于外形，或者用于保护部件以及装在部件中的物体，如管，导管，灯或电子元件。

如图21和22所示，优选实施例的两个结构件10可以连接以形成一所需的结构。当两个部件10连起而轴14竖直时，一个部件10的外节点18可以连到另一个部件10的外节点18上。

可以理解本发明所述的实施例只是示意性的，本领域的普通技术人员可以对其修改。相应地，本发明不受公开的实施例的限制，而是只受权利要求的限定。

Claims (26)

1.一种每单位质量具有增强的负载承受能力的结构件，此结构件包括：

至少两个螺旋件，每个零件具有至少三个以螺旋构形刚性地端-端相连的细长直段，所述至少两个螺旋件具有一共同的倾斜方向，一公共纵轴，并以大约相等的间距彼此间隔开，所述至少两个螺旋件都具有连续的纤维股；

至少一个反置螺旋件，同所述至少两个螺旋件相似具有至少三个以螺旋构形刚性地端-端相连的细长直段，并具有与所述至少两个螺旋件共同的一纵轴，但倾斜方向相反，所述至少一个反置螺旋件具有连续的纤维股；以及

用于在相交位置将所述至少两个螺旋件与所述至少一个反置螺旋件联结的装置，用于联结螺旋件和反置螺旋件包括使螺旋件和反置螺旋件中的纤维在一基质中交迭的装置；以及

其中所述至少两个螺旋件和所述至少一个反置螺旋件限定基本没有材料的一中空内部；以及

所述至少两个螺旋件和所述至少一个反置螺旋件在其之间限定一开口。

2.如权利要求1所述的结构件，其特征在于，用于联结螺旋件和反置螺旋件的装置包括具有定位和设置成可以容接零件端部的凹座的接头。

3.如权利要求1所述的结构件，其特征在于，进一步包括：

至少一个与所述至少两个螺旋件和所述至少一个反置螺旋件联结的轴向零件，所述至少一个轴向零件基本平行于纵轴。

4.如权利要求3所述的结构件，其特征在于，所述至少一个轴向零件在外节点与所述至少两个螺旋件联结而与所述至少一个反置螺旋件联结。

5.如权利要求3所述的结构件，其特征在于，所述至少一个轴向零件在内节点与所述至少两个螺旋件联结而与所述至少一个反置螺旋件联结。

6.如权利要求1所述的结构件，其特征在于，进一步包括：

至少一个另外的联结在相邻节点之间的零件。

7.如权利要求6所述的结构件，其特征在于，所述另外的零件是在垂直于纵轴的一平面中联结在两个节点之间的一周边部件。

8.如权利要求6所述的结构件，其特征在于，所述另外的零件是联结在两个节点之间并相对于纵轴成一角度的一对角线周边部件。

9.如权利要求1所述的结构件，其特征在于，所述至少两个螺旋件以及所述至少一个反置螺旋件的段形成具有三角形截面的虚管件。

10.如权利要求1所述的结构件，其特征在于，所述至少两个螺旋件以及所述至少一个反置螺旋件的段形成具有多边形截面的虚管件。

11.一种每单位质量具有增强的负载承受能力的结构件，此结构件包括：

至少两个螺旋件，每个零件具有至少三个以螺旋构形刚性地端-端相连的细长的直段，所述至少两个螺旋件具有一共同的倾斜方向，一公共的纵轴，并且以大约等间距彼此间隔开；

至少一个反置螺旋件，同所述至少两个螺旋件相似具有至少三个以螺旋构形刚性地端-端相连的细长直段，并具有与所述至少两个螺旋件共同的一纵轴，但倾斜方向相反；以及

用于在相交位置处将所述至少两个转动的螺旋件和所述至少一个转动的反置螺旋件联结的装置；

至少两个转动的螺旋件，每个零件具有至少三个以螺旋构形刚性地端-端相连的细长的直段，所述至少两个转动的螺旋件具有一共同的倾斜方向，一公共的转动的纵轴，并且以大约等间距彼此间隔开，所述至少两个转动的螺旋件的段相对于所述至少两个螺旋件转动；

至少一个转动的反置螺旋件，同所述至少两个转动的螺旋件相似具有至少三个以螺旋构形刚性地端-端相连的细长直段，并具有与所述至少两个转动的螺旋件共同的一纵轴，但倾斜方向相反，所述至少一个转动的反置螺旋件的段相对于所述至少一个螺旋件转动；以及

用于在相交位置处将所述至少两个转动的螺旋件和所述至少一个转动的反置螺旋件与所述至少两个螺旋件和所述至少一个反置螺旋件联结的装置。

12.如权利要求11所述的结构件，进一步包括：

至少一个联结所述至少两个螺旋件、至少一个反置螺旋件、至少两个转动的螺旋件以及至少一个转动的反置螺旋件的轴向零件，所述至少一个轴向零件基本平行于转动的纵轴。

13.如权利要求12所述的结构件，其特征在于，所述至少一个轴向件在外节点与所述至少两个螺旋件、至少一个反置螺旋件、至少两个转动的螺旋件以及至少一个转动的反置螺旋件联结。

14.如权利要求12所述的结构件，其特征在于，所述至少一个轴向件在内节点与所述至少两个螺旋件、至少一个反置螺旋件、至少两个转动的螺旋件以及至少一个转动的反置螺旋件联结。

15.如权利要求11所述的结构件，进一步包括，纵轴和转动的纵轴同心，而所述至少两个螺旋件、至少一个反置螺旋件、至少两个转动的螺旋件以及至少一个转动的反置螺旋件的段形成具有一六角星截面的虚管件。

16.如权利要求11所述的结构件，进一步包括，纵轴和转动的纵轴同心，而所述至少两个螺旋件、至少一个反置螺旋件、至少两个转动的螺旋件以及至少一个转动的反置螺旋件的段形成具有一六角星截面的虚管件；两个多边形的虚管件，其中两个多边形具有一公共轴，但一个多边形相对于另一个多边形转动。

17.如权利要求11所述的结构件，进一步包括，纵轴和转动的纵轴同心，而零件的段在段的端部相交以形成外节点，多个平面在选择的外节点之间延伸，这些平面平行于纵轴和转动的纵轴，所述各段设置在多个平面中，多个平面中的三个定位成形成具有三角形截面的一第一虚管件，而多个平面中的另三个定位成形成具有三角形截面的一第二虚管件，第一虚管件和第二虚管件具有一公共轴，第二虚管件相对于第一虚管件绕此公共轴转动。

18.如权利要求11所述的结构件，进一步包括，纵轴和转动的纵轴平行并间隔开，所述零件的段在段的端部相交以形成外节点，多个平面在选择的外节点之间延伸，所述平面平行于纵轴和转动的纵轴，所述各段设置在多个平面中，多个平面中的三个绕纵轴定位以形成具有三角形截面的一第一虚管件，而多个平面中的另三个绕转动的纵轴定位以形成具有三角形截面的一第二虚管件。

19.如权利要求11所述的结构件，进一步包括，所述零件通过将一纤维绕在一卷轴上形成。

20.如权利要求11所述的结构件，其特征在于，零件是一基质中的纤维。

21.如权利要求11所述的结构件，其特征在于，零件是一基质中的纤维，而用于联结螺旋件与反置螺旋件的装置包括螺旋件纤维和反置螺旋件纤维在基质中的交迭。

22.如权利要求11所述的结构件，其特征在于，用于联结螺旋件和反置螺旋件的装置包括具有定位和设置成可以容接零件端部的凹座的接头。

23.如权利要求11所述的结构件，其特征在于，进一步包括：

至少一个另外的联结在相邻节点之间的零件。

24.如权利要求23所述的结构件，其特征在于，所述另外的零件是在垂直于纵轴的一平面中联结在两个节点之间的一周边部件。

25.如权利要求23所述的结构件，其特征在于，所述另外的零件是联结在两个节点之间并相对于纵轴成一角度的一对角线周边部件。

26.一种形成每单位质量具有增强的负载承受能力的结构件的方法，此方法包括以下步骤：

(a)提供一卷轴；

(b)绕卷轴缠绕一纤维，以形成至少两个螺旋件，每个零件具有至少三个细长直段，所述至少两个螺旋件具有一共同的倾斜方向，一公共纵轴，并且以大约其间距彼此间隔开；

(c)绕卷轴缠绕一纤维，以形成至少一个反置螺旋件，同所述至少两个螺旋件相似，反置螺旋件具有至少三个细长直段，并具有与所述两个螺旋件共同的一纵轴，但倾斜方向相反；

(d)向纤维加入一基质；以及

(e)加工处理基质。

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