CN1216081A - 复合结构构件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合结构构件(60),其包括一个坯体部分(61)和多个安装于坯体(61)之上并被其分隔的刚性板条(62)。坯体(61)由一个具有基本上平的平行面和相对的棱的芯构成,相对的棱上覆盖有刚性板条(62)。例如,芯由石膏制成而板条由金属板制成。刚性板条(62)可使螺纹紧固件被固定于结构构件之上。芯的平面上优选覆盖有支撑板。
Description
发明领域及背景
本发明涉及主要用于构建房屋或其它建筑物的结构构件。
典型的建筑,如房屋,包括多个不同的结构或构架构件。其实例有壁骨、地板和天花板托架、椽子、隔墙壁骨等。尽管近些年来金属板壁骨的应用在增加,但这些构件传统上仍由木材制成。
虽然木材性能不错,它也有缺点,如短缺日益严重和由此导致的较高的成本,而且它也易于遭到火灾、昆虫和腐败的破坏。而另一方侧面,金属板结构构件会将热(或冷)导过墙体,而且当暴露于高温时有些金属结构构件易于变形。此外,很多建筑工人对使用金属进行建筑所需的技术也不熟悉。
本发明的主要目的是提供一种避免以上缺点的复合结构构件,该结构构件具有木制壁骨的感觉、较低的成本、较低的导热性。
发明简述
依据本发明所构建的复合结构构件包括一个坯体部分和多个安装于该坯体之上并被其分隔的刚性板条。所述坯体由一个具有基本上平的平行面以及相对的棱的芯构成,且所述相对的棱上覆盖有刚性板条。例如,芯由石膏制成,而板条由金属板制成。可将加固用纸板固定于所述平面上。
附图简述
从以下参考附图对发明的详细描述可更好地理解本发明,其中:
图1是一个包括有依据本发明所构建的结构构件的墙的局部透视图;
图2为图1所示墙的侧视图;
图3为放大的沿图2中线3-3获取的局部剖视图;
图4为显示图3所示结构构件的进一步放大的剖视图;
图5为一类似于图4的视图,但表示另一种构造;
图6为进一步说明图4所示结构构件的透视图;
图7、8和9为显示其它结构构件构造的局部剖视图;
图10为本发明又一形式的局部剖视图:
图11为说明图10所示结构构件之制造的视图;
图12和13为类似于图10和图11的视图,但说明本发明的又一形式;
图14和15为说明本发明又一实施方案之制造的视图;
图16为说明本发明另一实施方案的视图;
图17、18和19为说明本发明另一实施方案的制造步骤;
图20为图17至19所示结构构件的一部分的视图;
图21为本发明另一实施方案的视图;
图22为本发明又一实施方案的剖视图;
图23为一包括本发明结构构件的建筑物的示意图;
图24为依据本发明构建的桁架的视图;
图25为包括本发明结构构件的另一建筑物的剖视图;
图26为本发明另一结构构件的视图。
发明详述
首先参考图1至3,其中显示了一个可作为如房屋或其它建筑物隔墙的墙体30。墙30中包括多个沿垂直方向安置的复合壁骨31,壁骨31按本发明方法构建并在水平方向上相互分隔。在该实施例中,壁骨31在其底端通过C-形金属地板槽32固定,并在其顶端通过C-形金属天花板槽33固定。槽和壁骨31的一侧面被板34覆盖而另一侧面则用板35覆盖,由于壁骨31相互分隔并支撑板34和35,从而构成了一个中空的墙。在本发明的这个特殊实施例中,板34和35都为石膏墙板。
具体参考图3和4,其中显示了一个壁骨31,壁骨31包括一个主体41和二个刚性板条42和43。主体41包括一个由例如石膏构成的芯44以及固定于芯44的两平面之上的盖板或支撑板45和46。主体41包括两个被刚性板条42和43覆盖的棱47。这两个刚性板条42和43优选由金属板制成,而且在本发明图1-4所示的实施方案中,两板条42和43覆盖棱47,并各包括弯折或延展至支撑板45和46之上的缘翼48。板条42和43被牢固地固定于主体41之上,通过螺纹紧固件49将板34和35固定于构件31之上。紧固件49穿过板34和35并自攻螺纹穿过刚性板条42和43,将板34和35牢固地固定于板条之上。反过来说,由于板条固定于主体41之上,板34和35被壁骨31分隔并固定在其上。
作为本发明的一个特殊实施例,芯44由石膏制成并且其平面上覆盖有通常用于覆盖常规石膏墙板类型的支撑板45和46。壁骨31的深度,换而言之板34和35相邻侧面之间的距离基本上等于3-5/8”,而壁骨的厚度(板45和46之的距离)基本等于1-1/4”。这些尺寸为常规壁骨中所最常用的。板条42和43优选用最小厚度为0.0179英寸的金属板制成,缘翼48的长度约为1/4”。
依据本发明所构建的壁骨31有多种优点。其成本要低于相近尺寸的木制或金属壁骨。主体41是相对防火的并且不易在板34和35之间导热。金属板条42和43覆盖并保护了芯44的端表面,同时它们也构成了供带缧纹紧固件牢固固定的构件。壁骨具有木制壁骨的尺寸和感觉,并且可采用基本上与木制壁骨相同的技术进行应用。
图3和4所示的壁骨构造可包括一个由单层石膏杆状衬里所构成的主体,通常约1”厚。加上缘翼48后,壁骨的总厚度约为1-1/32”。或者,图3和4中所示的壁骨也可由具有标准壁骨尺寸的单个芯构成,其厚度为1-1/4”,宽度为3-5/8”。
图5显示一个优选的构造,其中壁骨51的主体由两层5/8”石膏板52和53构成。板52和53的两平面均覆盖有支撑板54,其棱由延伸至两层石膏板上的刚性板条55覆盖。两层石膏板52和53的相邻支撑板54可用粘合剂固定在一起,并可用粘合剂将板条55固定于两层板52和53之上。
图6至13显示不同的将刚性板条固定于主体之上的方法。在各实施例中,如图4所示主体可由单层芯材和支撑板构成,或如图5所示由两层板构成。
首先参考图6,其中所显示结构构件60包括一个主体61和两个棱部板条62。各棱部板条62均包括前述的缘翼63,而且通过位于结构构件66长度方向上并间隔开的弯边或凹口64将缘翼63固定于主体61之上。弯边或凹口64可现场或另外地制成在板条和芯以及主体61支撑板间的粘合剂上。
图7显示了一个包括主体芯66和棱部板条67(仅显示一个)的结构构件,其中棱部板条67的缘翼68通过数字69所示的、沿结构构件长度方向间隔开的杆状物固定于主体66之上。
图8显示了一个类似于图6中构件60的结构构件71。但它是由两层板72和73而非一层板、以及刚性棱部板条74构成的。棱部板条74通过类似于图6所示结构中的弯边75固定于两层板72和73之上。两层板72和73优选被粘合在一起,并且可用粘合剂将它们固定于棱部板条74之上。
图9显示一个包括主体78和二个棱部板条79的结构构件77。每个棱部板条79包括两个挤压而相互靠近并进入主体78之平面81内的缘翼80,从而将棱部板条与主体固定在一起。
接下来参考图10和11,两个棱部板条82(在图10和11中仅显示了一个)被固定于主体83之上。每个棱部板条82具有两个缘翼84,每个缘翼上具有在其上预先间隔构成的尖头物85。尖头物85可通过冲压操作被预制。如图11中所示,为将一棱部板条82安装于主体83之上,将棱部板条82的中间部分置于主体的一个棱上,然后将缘翼84向下并向里弯折使尖头物85进入到主体83中,从而将棱部板条固定于主体83之上。
参考图12和13,主体88之上安装有棱部板条89。每个棱部板条89包括有缘翼90,缘翼具有被向内弯折构成缘翼唇边91的边缘部分。主体88具有沿平面93靠近主体棱部所形成的凹槽92,图13中明确显示缘翼90被向内弯折使缘翼唇边91折叠进凹槽92中。优选地,唇边91与缘翼90的相邻部分基本构成直角,而凹槽92被成形成可勾住唇边91的形状。因此,每个凹槽具有一个表面94,它与平面93构成直角并被唇边91勾住,而另一表面95则为倾斜的或成一定角度的,当缘翼90被向内弯折时为唇边91提供一通路。
图14和15显示了一种构造,其中将一支撑板材覆盖于棱部板条上,由此将棱部板条固定于主体之上。结构构件101由两层板102构成,且每层板的两平面上均覆盖有支撑板103。将由刚性材料制成的平的板条104置于主体101的棱105之上,板条104的宽度与主体101的总厚度基本相等。将一覆盖板条106置于板条104之上,板条106的宽度足以使其弯折盖住板条104的边缘以及层102的外平面上。折叠部分107通过粘合剂牢固固定于支撑板材103之上,从而将棱部板条104固定于主体101之上。如前所述,棱部板条104和板条106沿主体101的棱放置。覆盖板条106可由支撑纸板或其它板状材料制成。
图16显示的结构构件包括主体111和固定于主体相对的棱之上的棱部板条112。在该实施例中,两层板112被固定在一起构成主体。每个棱部板条112包括向下弯折的缘翼114,而粘合剂层115将缘翼114固定于层113外部支撑板上。在该实施例中,各棱部板条的中部(即位于两缘翼114之间的板条部分)可不固定于主体111之上。
在本发明上述的实施方案中,当芯材成形后,棱部板条被固定于一层或多层芯材之上。通常将芯材板切割成或构成长条。在图17至22中所示的实施方案中,主体的芯材可在其固化前被现场挤压或模塑成形并固定于支撑板和棱部板条之上。首先参考图17至19,结构构件120由芯121、两个支撑板122和123以及两个刚性棱部板条124构成。芯121可用如石膏制成,可现场模塑或挤压成图17所示的形状。当芯121已由石膏浆成形但石膏尚未经干燥步骤固化时,将两个刚性板条124置于棱表面126上,接着将支撑板122折叠于芯的一平面127、和两个刚性板条124、以及芯另一平面128的至少一部分上。接着将第二块支撑板123置于平面128之上并覆盖住板122的折叠的边缘部分。当部件被安装好并处在图19所示状态后,将组件通过一个烘干窑以制备成品结构构件。支撑板122也可宽至完全包住芯121,从而不需使用第二个板123。
参考图20,刚性棱部板条124优选包括多个沿板条排列的通孔129。通孔129允许用于构成芯121的浆状物通过并粘附支撑板122,而且构件棱部与支撑板构成更好的连接。
图21和22也显示了二个实施方案,其中在成芯浆状物最终固化前将支撑板和末端板条固定于芯和支撑板之上。在图21中,把如石膏浆制成的芯成形并将支撑板136折叠包住芯的一平面、棱以及另一平面的一部分。接着将第二块支撑板137置于芯的另一平面之上。当然,支撑板为类似于图17-19中所示的。沿芯的棱为两个具有缘翼142的刚性棱部板条141。缘翼142向内弯曲并伸进芯135以及支撑板136的凹口143中,从而在棱部板条141和芯135间构成牢固的连接。在成芯浆状物被倒于支撑板中之前如图21所示可将缘翼事先向内弯折,或在成芯浆状物被倒入之后将缘翼向内弯折并构成凹口143。除二块支撑板136和137外,也可采用单块其宽度足以使棱相互重叠并包裹住芯的支撑板。
图22显示了类似于图21所示的结构构件,其包括一个芯146,芯146相对的平面上有支撑板147,相对的棱上有棱部板条148。当然,图22所示的结构构件类似于图21所示结构构件,只是支撑板未延伸至芯的棱并处于刚性板条之下。
图23、24和25显示了本发明包括的其它结构构件。对于图23,它显示了一个安装于地基154之上的房屋153的剖视图。房屋包括承重的地板托架156、天花板托架157、壁骨158和椽子159、以及构成内部隔段的壁骨160。所有组件156-160均可用本发明复合结构构件制成。优选地,地板和天花板托架以及椽子159的横截面应增加,从而足以应付置于其上的结构应力。
图24显示了一个可特别地用于建造如房屋的桁架166。如图3所示,桁架166由形成主体167的单层板所构成。主体167的周边棱固定有刚性棱部板条168,使得可将结构的其它部件通过螺纹紧固件固定于桁架166之上。虽然如图所示主体167未被穿孔,它也可包括如用于导管和导线的开孔。应注意的是在此所描述的壁骨以及其它结构构件可包括穿过其主体用于接受导线等的开孔。
图25显示一个相当大的建筑的一部分,其中包括垂直柱171和水平地板和天花板172和173。悬墙174被安装于该建筑的外表面。参考数字175和176指示包括依据本发明构建的壁骨177的隔墙。由于墙175和176是用于在建筑物地板上分开或分隔内部空间的,其上并未承重,结构构件的芯可采用相对轻质的材料如轻质石膏制成。承重指平行于壁骨长度方向上的负荷;通常这些壁骨也承受横向的负荷,即,基本上与壁骨长度垂直的负荷。悬墙174也不承重而且也可依据本发明方法制造。
在本发明前述的实施方案中,结构构件的主体包括一个至少其一部分被至少一个支撑板所覆盖的芯。图26显示了本发明的一个实施方案,其中构成主体的芯181具有足够的结构整体性而不需外部支撑板。例如,芯181可由石膏-水泥组合物制成,或者是由石膏及纤维填料和粘合剂制成。在图26中,数字182指示常用于上述支撑板中的一种纤维束如纸纤维束。在这种情况下,支撑板包括在主体中并被复合进芯材中。芯181被固定于如用金属板制成的棱部板条183之上。棱部板条183包括向内弯折的缘翼184。图26中所示的构件优选通过将芯181模塑于缘翼184之间而制成。
本发明所包括的结构构件可具有由多种材料如石膏、石膏-水泥组合物制成的芯。例如可采用标准重或轻质石膏芯、或再生石膏芯、或防潮石膏芯。也可包括多种填料如木片和/或火山材料。支撑板也可由多种材料制成,只要这些材料具有好的抗剪切性,如纸、或防潮处理的纸、纺织纤维布等。棱板条可不必由金属制成,例如也可由硬塑料制成,只要它们可帮助向结构构件上安装紧固件即可。
本发明的结构构件有很多优点。除与木制或金属构件相比具有低成本之外,该结构构件还有好的抗热或冷传导的能力。虽然棱部板条由优良的热导体金属构成,但是处于构件相对的平面之上的棱部板条被热导性低的材料所分隔,从而减弱了热或冷从一侧面传向另一侧面。此外,芯作为一个吸热器(它吸收热量),热量使芯材如石膏中的湿气散发并且因而也分散了热量。用于将板34和35固定于壁骨之上的螺纹紧固件埋于板和壁骨的芯材之中,因而使其免于过热。
通过芯材、支撑板和刚性板条的组合,结构构件具有足够的强度和刚度。芯用于将支撑板固定于正好平行的平面上,支撑板赋予构件以强度和刚度。棱部板条添加更多刚性和强度。支撑板提供对抗横向力(即,垂于支撑板平面的力)所需的强度。
由于支撑板和刚性板条提供强度,芯可用相对低价的材料如轻质石膏、再生石膏、或含低价位填料的组合物制成。
由于结构构件具有相对强的刚度并可用螺纹紧固件固定,它可按类似于木制产品的方法进行应用。
Claims (23)
1、一种结构构件,其包括非导热芯组件,所述芯组件具有相对的平面和空间上分隔开的棱,而且基本上刚性的棱部板条覆盖于所述棱上,所述棱部板条被所述芯组件分离并空间上分隔。
2、如权利要求1所述的结构构件,其中,所述芯组件包括石膏。
3、如权利要求1所述的结构构件,其进一步包括至少一块固定于所述芯组件之上并覆盖至少一个所述相对平面的支撑板。
4、如权利要求1所述的结构构件,其中,所述棱部板条包括紧靠所述支撑板的缘翼,并进一步包括将所述缘翼固定于所述支撑板之上的粘合剂。
5、如权利要求3所述的结构构件,其中,所述支撑板覆盖一个所述平面,并被折叠盖住所述棱部板条,而且在另一所述平面上留有折叠的边缘部分。
6、如权利要求5所述的结构构件,其进一步包括置于所述另一所述平面上的第二块支撑板并覆盖所述边缘部分。
7、如权利要求1所述的结构构件,其中,所述棱部板条由金属板制成。
8、如权利要求1所述的结构构件,其中,各所述棱部板条包括一个盖住一个所述棱的中心部分和抓住所述平面的缘翼。
9、如权利要求8所述的结构构件,其中,所述缘翼的至少一部分被压进所述平面中。
10、如权利要求9所述的结构构件,其中,所述缘翼的所述部分是分隔开的凹口。
11、如权利要求8所述的结构构件,其中,所述缘翼基本上伸展于所述平面的整个长度之上,而且所述缘翼在所述整个长度上伸展进所述平面中。
12、如权利要求8所述的结构构件,其中,所述平面具有在其上形成并与棱相邻的凹槽,而且所述缘翼伸进所述凹槽中。
13、如权利要求1所述的结构构件,其中,所述芯组件包括至少一个由石膏芯和支撑板构成的石膏板。
14、如权利要求13所述的结构构件,其中,所述芯组件包括两个用粘合剂固定在一起的石膏板。
15、如权利要求1所述的结构构件,其中,所述棱部板条抓住所述芯组件,而且其进一步包括一个位于其上并盖住所述棱部板条的覆盖板。
16、如权利要求15所述的结构构件,其中,所述棱部板条在其中有通孔。
17、如权利要求3所述的结构构件,其中,所述支撑板位于所述棱之上,并且所述棱部板条伸展于所述支撑板之上并盖住在所述棱上的所述支撑板。
18、如权利要求1所述的结构构件,其中,所述构件依一定尺寸制成壁骨。
19、如权利要求1所述的结构构件,其中,所述构件依一定尺寸制成托架、椽子、或桁架。
20、如权利要求1所述的结构构件,其进一步包括穿过并牢固固定所述棱部板条的螺纹紧固件。
21、一种制造复合壁骨的方法,其包括以下步骤:模制低导热材料的芯组件,将支撑板折叠盖于所述芯构件的平面和棱之上,然后在所述芯组件相对的棱上安装相互分离的棱部板条。
22、如权利要求21所述的方法,其中,所述棱部板条抓住所述芯组件,并且所述支撑板位于所述棱部板条之上。
23、如权利要求21所述的方法,其中,所述棱部板条位于所述支撑板之上。
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