CN1492805A - 改进的结构夹层板构件 - Google Patents

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Abstract

提供了各种可用于将结构夹层板构件连接在一起的带有焊接位置的轧制或挤压型材(1c，1d)，结构夹层板构件包括第一和第二外金属板(21)，以及以足够的强度与所述外金属板(21)粘合以便在它们之间传递剪力的弹性体芯件(22)。

Description

改进的结构夹层板构件
本发明涉及结构夹层板构件，其包括两块外金属板和塑料或弹性体材料的芯件，芯件以足够的强度与外金属板粘合，从而显著地提高构件的结构强度。
在通过引用结合于本文中的美国专利5778813和6050208中介绍了结构夹层板构件，其包括与中间弹性体芯件、如未发泡聚氨酯的芯件粘合在一起的外金属板，如钢板。这些夹层板系统可用于许多形式的结构中，以代替加强钢板并显著地简化所得结构，提高强度和结构性能(刚性、减振性能)，同时节约重量。在国际专利申请GB00/04198中介绍了这些结构夹层板构件的其它进展，此申请也通过引用结合于本文中。如这里所介绍的，可在芯层中结合泡沫模板以减轻重量，并且可增设横向金属薄板来提高刚性。
在上述文献中介绍的结构件通常为简单的平面构件，其可以是平直的或弯曲的(单曲率或双曲率)，并在现场焊接在一起以形成所需的结构，例如船只、海上建筑物或桥梁，或者其它土木工程结构。一般来说，用结构夹层板构件建造的船只、海上建筑物或土木工程结构将通过首先将实际上最大的部件的钢结构焊接在一起来制造，此部件例如为外壳模块，这样就包含了一个或多个内部的气密空腔。然后将弹性体注入到那些空腔中，并固化以制出复合部件。当将镶板、部件或模块相连以形成更大或完整的结构时，焊接边缘(无弹性体)必须被包括在内，以减轻或防止弹性体因焊接过程所产生的热量而受损。当将包含有结构夹层板构件的相邻模块的钢板焊接到一起时，焊接边缘形成了连接空腔。一旦所有的焊接均完成，就将弹性体注入到连接空腔中，以制成结构上连续的复合结构。这种建造方法将固化的弹性体放置在远离待焊接的部件或板的位置。虽然这种方法提供了令人满意的结果，然而希望能对这种建造方法进行一定程度的简化。
本发明的一个目的是提供一种结构夹层板构件，其能够更容易地装配到船只、船只部件、桥梁以及其它土木工程或海上建筑物中。
根据本发明，提供了一种结构夹层板构件，其包括：第一和第二外金属板；弹性体芯件，其以足够的强度粘合在所述外金属板上以在它们之间传递剪力；以及边缘构件，其由与所述第一和第二外金属板相连并安装在它们之间的轧制或挤压型材形成，并沿所述外金属板的至少一部分周边延伸，所述型材提供了适于将所述结构夹层板构件焊接到另一结构夹层板构件上的焊接位置。
本发明的结构夹层板构件的外金属板的材料、尺寸和一般性能可选择成符合使用了此结构夹层板构件的特定用途的需要，其通常可如美国专利5778813和6050208中所介绍的那样。钢通常以2到20毫米的厚度来使用，而在希望重量较轻的场合下可采用铝。类似地，弹性体可以是任何适当的塑料如聚氨酯，如美国专利5778813和6050208中所介绍的那样。
轧制或挤压型材可制成多种形式以结合到结构夹层板构件中，从而允许预制构件，并通过将构件在焊接位置或焊接件处与金属板焊接在一起(并不损害结构的完整性)而与较大结构形成一体，这就简化了现场施工。
根据本发明的型材可制成具有圆角、倒角、一定的尺寸和其它特征，以提供良好的抗疲劳的连接细部、具有可方便装配(连接构件的接合)的优良尺寸控制的连接，以及内部焊接坡口(完全或部分焊透的焊接坡口、支承杆(backing bar)和/或定位板)，以降低制造成本并便于现场焊接。
基于型材几何形状的焊接位置处于离芯件材料足够远的位置，使得可对预制构件进行焊接而不会损害芯件或对构件的结构性能产生不利影响。焊接位置还远离可能会承受疲劳问题的局部高应力区域。
刚性的边缘型材提供了用于连接较大部件或模块的尺寸控制，其可有利地消除与加强板结构有关的费时和昂贵的热处理(heat faring)工艺。沿结构夹层板构件之间的连接的增强抗弯刚度减轻了局部焊接变形，其简化了焊接的具体操作和过程，并降低了制造成本。
具有嵌入式抗剪槽、定位板和摩擦接头的型材可简化装配，从而降低了制造时间、人工和成本。
根据本发明的型材的几何形状已经发展成可为船只、海运、土木和海上建筑物的板构件之间的典型连接提供良好的结构情况。在这里，采用表明了连接类型的字母、之后用表示了关键尺寸和单位为千克每长度米的型材的大致质量的一对数字来标识型材。例如，E40×17是用于结构夹层板构件的典型边缘型材，其具有40毫米厚的芯件和17千克/米的质量。下表列出了一些代表性的型材类型，给出了简短描述并介绍了它们的用途或使用。
 型材类型                                 介绍/使用
E 用于连接较大部件或模块的边缘或周边型材，其要求沿最大为50米乘70米或重量最大为500吨的横截面上的匹配边具有±5毫米的平直度。
SM，SF 安装在结构夹层板构件的周边的凸、凹套接型材，其用于直接连接或通过SP或CP型材间接地连接板构件以形成较大的板构件。
P 板型材，其可结合于结构夹层板构件中，并用于连接横向和纵向大梁或舱壁的全金属腹板。
    TT 整体式贯穿厚度的板型材，用于直接通过结构夹层板构件来传递力。
S 间隔型材，用于连接和适当地隔开指定芯件厚度的金属板，以形成结构夹层板构件。间隔型材提供了用于焊接板缝的连接板组合支承杆。
SP 夹层板型材，其通常用于将结构夹层板构件连接在一起以形成较大的部件或模块，例如甲板到侧板或外壳结构到舱壁。
CP 用于连接多个结构夹层和金属板构件的复式型材。其几何形状对给定应用来说是特定的。典型的例子包括：内底/底开口/大梁；底开口/侧板/框架肋骨；和底座/内壳/横向地板连接。
T 过渡型材，用于将现有金属板连接到结构夹层板构件上，或作为结构搭接的过渡部分。
根据本发明的结构夹层板构件可包括应用和方法所需的一个或多个空腔以及一种或多种类型的型材，结构夹层板构件可通过它们而连接(焊接)在一起，以形成完整的船只或结构。
本发明的结构型材、形状或部件通常由钢轧制形成或由铝挤压形成，它们几乎总是采用与用于形成结构夹层板构件的外板的相同金属来形成，它们也形成为结构夹层板构件的一部分。型材通常为伸长的，并在与它们相连的结构夹层板构件和/或金属板的基本上所有周边、长度和/或宽度上延伸。
应当注意的是，根据本发明的各种型材可与如上述引用文献中所介绍的结构夹层板构件以及根据本发明的结构夹层板构件一起使用。
下面将参考代表性实施例和附图来介绍本发明，在附图中：
图1A到C是根据本发明的用于结构夹层板构件的边缘型材的剖视图；
图2A和B是显示了图1C所示边缘型材可用于连接由根据本发明的结构夹层板构件构成的模块或结构夹层板构件的两种方式的剖视图；
图3A和B是显示了根据本发明的较深凸、凹套接型材及其使用方式的剖视图；
图4A和B是显示了根据本发明的较浅凸、凹套接型材及其使用方式的剖视图；
图5A到D是显示了用于将结构夹层板构件连接到垂直金属板上的各种板型材的剖视图；
图6是显示了用于直接力传递的贯穿厚度的板型材的剖视图；
图7A和B是显示了根据本发明的用于构造结构夹层板构件的两种间隔型材的剖视图；
图8A到G显示了用于将多种预制结构夹层板构件连接在一起的各种结构夹层板型材及其使用方式，这些预制结构夹层板构件例如为用于形成散装货船、集装箱船、油轮等的甲板和船侧板连接以及舱壁与外壳连接的构件；
图9A到J是根据本发明的各种复式型材的剖视图及其使用方式，其可用于将多个结构夹层板构件和金属板或多个结构夹层板构件以锐角和钝角相连；
图10A到D是用于在结构夹层板构件和传统的加强金属板之间进行过渡连接的过渡型材的剖视图；
图11是采用了根据本发明的结构夹层板构件构建的成品油油轮的中间舱(mid-tank)的剖视图，并标明了不同型材的类型和位置；
图12是图11所示成品油油轮的中间舱的纵向部分；
图13是显示了图11所示成品油油轮的中间舱部分的结构件的分解视图；
图14是带有放大部分的局部分解透视图，显示了具有根据本发明的整体式结构型材的结构夹层板构件及其与纵向直立金属腹板的连接；和
图15是图11所示成品油油轮的两个中间舱的局部剖开的透视图，显示了用于连接两个舱部模块的边缘型材及其使用方式。
在各幅图中，相似的标号表示相似的部件。
图1A到C显示了边缘型材1a到c，其通常形成结构夹层板构件的外边缘，使得当许多这种板构件形成为一个较大部件或模块时，此模块的外边缘主要由可通过在相邻模块的外边缘上的焊接位置处进行焊接来装配并连接的边缘型材构成。通常来说，边缘型材包括内部支承杆和完全或部分焊透的坡口焊的坡口，以避免需要在现场提供或制作这些部分。这些部件可由轧制形成，或由标准形状的钢板制成。或者，它们可由铝挤压形成，用于希望重量较轻的应用如旅游船的上甲板，或用于快速船的船型。当然，如果需要的话也可采用其它金属，并且可与不同金属的结构型材一起使用，以形成根据本发明的结构夹层板构件。
如作为侧视图的图1A所示的边缘型材1a包括大致平面的部分(长凸缘)11，其形成了结构夹层板构件的一个外板的一部分，并具有足够的长度，其尖端可偏开(例如最高达5毫米)以与相邻模块对齐。在此部件的一个边缘向内设置了直立腹板12，其在结构夹层板构件的厚度上延伸。在直立腹板12的末端设置了短凸缘13，其平行于长凸缘11并朝向其中心处延伸。短凸缘13为用于完成结构夹层板构件的金属板提供了连接面(landing surface)。在长凸缘11的边缘处设有焊透坡口焊的坡口14，用于使相邻的板或边缘型材可从外部焊接到此边缘型材上。从下述介绍中可以看到，可能的焊接位置包括焊透坡口焊的坡口14和短凸缘13的端部。
图1B显示了与图1A类似的另一边缘型材1b，其同样包括板部分(长凸缘)11、直立腹板12和短凸缘13。在这种情况下，长凸缘11的焊接坡口14使得相邻板或类似部件可从内部焊接到此边缘型材1b上。图1C显示了另一边缘型材1c，其同样由可执行与图1A和B中的部件1a，1b相同功能的(长凸缘)板部分11、直立腹板12和短凸缘13构成。在图1C所示的边缘型材1c中，直立腹板12位于长凸缘11的一个侧边的附近。另一侧的边缘焊接坡口14设置成可如图所示地从外部进行焊接，或如预期制造工序所需地从内部进行焊接。在直立腹板12的底部设有的小突出部分17，其下表面与长凸缘11的内表面对齐，以用作支承杆来容纳相邻的板。从下面的介绍中可以看到，可能的焊接位置包括小的突出部分17、焊接坡口14和短凸缘13。
应当注意的是，在上述和下面的介绍中，用语“内部”和“外部”用来指明相对于其在结构中的预期位置的优选焊接方向。在图1A到C中，型材外表面为下表面，而内表面为上表面。
图2A和B显示了采用如图1C所示的型材来连接由结构夹层板构件构成的大部件或模块的两种不同方式。
在图2A所示的设置中，两个部件或模块2a，2b由结构夹层板构件制成，其包括通过弹性体芯件22而粘合在一起的外金属板21，弹性体芯件22显著地增强了构件的结构强度。部件2a，2b的边缘被边缘型材1c所封闭，一个部件2a具有朝下的边缘型材1c的长凸缘11(如所示)，而另一部件2b具有朝上的平面部分11(如所示)。两个部件2a，2b装配在一起，各边缘型材1c的长凸缘11的自由端由另一边缘型材1c的短凸缘13支撑。采用焊透坡口对焊4b将相邻模块于焊接位置处焊接在一起。然后在新形成的空腔5中注入弹性体，从而使结构形成为一个整体。如果需要的话，可以改变一个部件的短凸缘13和另一部件的长凸缘11之间的重叠程度，以调节与制作模块有关的装配中的正常误差。
在图2B所示的设置，同样采用了与图1C所示类似的两个相似的边缘型材1d。在这种情况下，边缘型材1d定位成使得它们的长凸缘11位于同一侧。图2B所示的焊接坡口允许从内部在焊接位置处进行精整对焊4b。之后将厚度最好与模块2a，2b的外板21相同的板6焊接4b到焊接位置处以封闭空腔5，同时短凸缘13用作连接面和支承杆。然后在空腔5中注入弹性体，从而制成了连接板分段式组合件。这种在模块之间进行连接的方法允许比图2A所示方法更大的对准误差。
在图2A和2B以及如下所述的各幅图中，先于结构夹层板构件的弹性体浇铸进行的对焊在标号4a处显示。将结构型材和板构件相连的精整焊接在标号4b处显示，但并未完全显示出。
图3A和B显示了较深凸、凹套接型材以及将它们用于对准和连接相邻结构夹层板构件的使用。
如图3A所示，凸套接型材71和凹套接型材72具有可相配的互补U形形状，提供了连接预制结构夹层板构件之间的对准和剪切能力。凸、凹套接型材71，72的腹板的整体深度等于它们所要安装到其边缘上的夹层板构件的芯件厚度。如图所示，两个结构夹层板构件具有相同的厚度，但套接型材可以变化以将不同厚度或不同金属板厚度的结构夹层板构件连接在一起。套接型材可在结构夹层板构件的边缘的一部分或最好是全部长度上延伸，并通过如图3B所示的角焊4a而焊接到金属板21上，从而形成具有封闭的气密空腔的金属盒体。其它型材也可结合到空腔中或沿此边缘来施加。在这些空腔中注入弹性体22，在固化后形成结构夹层板构件。通过如图3B所示地沿相邻板构件的边缘在焊接位置处将凸、凹套接型材71，72装配起来，并通过焊接对焊接缝(未示出)使它们形成一体，从而可制出较大部件。较深的套接型材不必完全地进行对焊，如图3B所示，然而可在型材之间设有间隙以调节板构件的平面内的不对准。
图4A和B显示了较浅的凸、凹套接型材73，74，其形成了结构夹层板构件的一个或多个边缘，并以与较深的套接型材71，72相同的方式来使用。
图5A到D显示了各种板型材，其可结合于结构夹层板构件中，并用于连接通常与金属腹板垂直的结构夹层板构件。
图5A显示了板型材81的基本形式。型材81的下部的形状类似于工字梁，并具有上、下凸缘811，812。腹板在上凸缘之上延伸。凸缘811，812用作连接面和支承杆，以允许结构夹层板构件2a，2b的外金属板21通过对焊或焊透坡口焊4a而焊接到板型材81上。在上凸缘811之上延伸的腹板用作连接垂直金属腹板的焊接位置。
在将所有边缘和整体型材焊接到板21上之后，在空腔中注入弹性体22，形成结构夹层板构件2a，2b。在焊接位置处通过焊透坡口焊或对焊4b将传统的金属板或腹板61焊接到板型材81上，焊接位置离芯件足够远，以便不会因焊接工艺而造成损坏。
在图5B，5C和5D中显示了具有不同尺寸、内置焊接坡口、支承杆和定位板设置的各种板型材。如图5B和5C所分别显示的板型材82和83被简化，并具有一组用于内部板21的连接面/支承杆。型材角焊到外部板21上，并通过单面焊透坡口焊或双面部分焊透坡口焊在焊接位置处焊接到腹板61上。图5D所示的板型材84与型材82类似，但其具有另外的支承杆定位板842，以促进腹板61在焊接位置处的焊接。
图6显示了贯穿厚度的型材85，其可用于通过结构夹层板构件来直接传递力。贯穿厚度的型材85包括恒定厚度的板，从中突出了两对间隔开的凸缘851，852。这些凸缘851，852用作板21的连接面和支承杆，以便形成其将焊接到板21上的结构夹层板构件2a，2b的外板。腹板或其它传统的金属板可在建造期间于焊接位置处焊接到预制结构夹层板的贯穿厚度的型材85上。
图7A和7B所示的间隔型材91和93可用作连接面和用于制作板缝的支承杆92，并且可将形成结构夹层板构件的外板的板21隔开。间隔型材91和93分别为I形和T形。各型材首先通过角焊而焊接到外板上，然后在焊接板缝时于焊接位置处焊接到内板上。
在图8A中显示了用于连接相互垂直的结构夹层板构件的各夹层板型材101到107的剖视图，而在图8B到8D中显示了这些型材的使用方式。这些夹层板型材也可称为节式型材。
在图8B中三个预制夹层板构件连接在一起，其中两个对齐而第三个与它们垂直，它表示典型的甲板到侧板的连接细部。用于实现此连接的节式型材101为轧制成型或挤压的金属部件，其具有朝向待连接的结构夹层板构件的方向的套节。整体形状为H形，由凸缘形成的第三套节位于H的一个直边上。形成了预制结构夹层板构件的边缘的凸套接型材102插入到节式型材101中，并在焊接位置处焊接以形成一个整体结构，如图8C所示。精整焊接(未示出)使得此接头形成一体。可进行局部焊接而不影响接头的结构完整性。
图8D和8E显示了使用两个节式型材103和104的方法，其可用于连接两个预制结构夹层板构件，并同样表示了典型的甲板到侧板的连接细部。节式型材103和104提供了分别具有方形外角部和倒角外角部的直角连接。在这两种情况下，型材大致为U形，在形成第二套节的一个支脚的外表面上设有小的垂直板突起。
图8F显示了用于将四个预制结构夹层板构件相连的夹层板型材107的使用方法，其表示了典型的内壳-底座-舱壁的连接。
图8G显示了夹层板型材106的使用方法，其可结合于一个结构夹层板构件中，并随后通过在焊接位置处与其它两个预制结构夹层板构件焊接而形成一体。同样，在这里为清晰起见而略去了精整焊接。在这种情况下，节式型材106基本上为一个结构角钢，其具有与角钢支脚的外表面垂直的内部小板突起。小板提供了用于容纳两个预制结构夹层板构件的对准、套接和焊接构件。
虽然图8中的型材未示出，然而可以改变型材的几何形状，以将预制结构夹层板构件的对准从垂直变化到任何其它的角度。而且，在图8A到G的所有设置中，最好使精整焊接能使接头得到光滑的外表面，填满外板21和节式型材的凸缘之间的间隙。
在图9A到J中显示了用于将成角度的结构夹层板构件相互连接并与其中至少一个板构件以斜角相连的传统板相连的设置。图9A到G所示的连接代表底开口、内船底和纵向大梁之间或侧板、底开口侧板和纵桁之间的连接。图9H，I和J所示的设置可用于底开口到内船底到底座的连接。图9A到E显示了在注入弹性体之前结合于钢制造工艺中的复式型材及其使用方式，而图9F和9G显示了可连接预制结构夹层板构件的复式型材。
构成连接的所有板构件的工作线路(working line)或质心均对齐以通过相同点，使得在型材上不会作用有偏心力。
图9A显示了复式型材110的基本形式，其可用于连接倾斜结构夹层板构件、水平结构夹层板构件和垂直金属板。复式型材110基本上包括垂直板部分，其与垂直金属板对齐并对焊在焊接位置上。四个凸缘111-114从垂直板部分上延伸出一段距离，其足以使到外板61的连接焊缝处于低应力范围区域(以实现更佳的抗疲劳性)，这四个凸缘相互隔开并定位成与倾斜和水平的结构夹层板构件的外板21对齐。结构夹层板构件的外板21对焊在凸缘111-114的各末端。垂直金属板的穿过结构夹层板构件的芯件深度的延伸部分可传递与倾斜结构夹层板构件的垂直力分量相关的贯穿厚度的作用力。
图9B，9C和9D是包括不同焊接坡口的复式型材的基本形式的变型。图9B和9C中的复式型材120和130的凸缘121-124和131-134的凸缘末端被切成斜角以进行焊透坡口焊，以分别从外部或全部从上方形成。图9D中的复式型材120具有整体式支承杆145，其提供了用于从优选方向在外板21和复式型材140之间进行对焊所必需的连接面和对齐。图9E中的复式型材150是复式型材140的一种变型，其包括具有侧面152的朝向结构夹层板构件的实心芯件151，以及可与支承杆起相同作用的轧制槽口153。
图9F和9G显示了图9A中的复式型材的基本形式的两个其它变型，其可用于将预制结构夹层板构件与传统的金属板相连。图9G显示了使用作为另一凸套接件构件与U形型材连接的实心金属块或杆107以及与图9E所示相同的实心芯件的变型171。虽然未示出，然而复式型材可设置成结合于一个或多个结构夹层板构件中，并设有一个或多个套节以与一个或多个预制结构夹层板构件相连。
图9H，I和J显示了用于典型的底开口到内船底到底座的连接的各种复式型材180，190，200，以及其用于连接预制结构夹层板构件和传统金属板的使用方式。在任一情况下，设置了适当定位和间隔开的凸缘181，182，191，192，201，202以形成套节，从而可容纳位于结构夹层板构件末端的凸套接构件102，105，腹板183，193，203可传递贯穿厚度的作用力。
图10A到C显示了过渡型材210，220，230，其可用于将结构夹层板构件与对齐的传统金属板或腹板相连。
如图10A所示，过渡型材210基本上包括两个板部分211，212，它们在一侧连接在一起，并在焊接位置处焊接在传统的金属板73上。上板部分211与传统的金属板73平行且对齐，而下板部分212是倾斜的，因此在板部分213，214的端边处它们间隔开一段距离，此距离等于外板21将焊接到的结构夹层板构件的厚度。板部分212的末端部分213平行于另一板部分211，并平行于其将连接的结构夹层板构件的外板。板部分211，212的末端部分还设有支承杆214，以帮助将结构夹层板构件的外板21焊接在过渡型材210上。
图10B所示的过渡型材220与图10A所示的过渡型材210十分相似，但上连接构件221缩短，使得板部分221，222之间的连接点和结构夹层板构件的各外板21并不垂直地对齐，并且还包括有另外的支承杆构件，以促进将过渡型材于焊接位置处焊接到金属板73上。
图10C所示的过渡型材230用于现有板74延伸以形成结构夹层板构件中的一个外板构件的情况，如同结构层叠的情况一样。下板部分231放在板74上，并且在其边缘处焊在板74上。上板部分232在一个边缘处连接到下板部分231的一个边缘上，并向上抬起以与下板部分231间隔开，以便与形成结构夹层板构件的外板的板21相连。
在图10D中显示了第四过渡型材240，其比轧制形式更简单。过渡型材240包括头部241、主倾斜板242和尾部243。头部在焊接位置处具有支承杆244和焊接坡口245，用于连接现有金属板73以及台肩246，以容纳结构夹层板构件的一个外金属板21。尾部243具有用于接受另一外金属板21的支承杆247，而主倾斜板242形成了从现有金属板73到结构夹层板构件的整个厚度的过渡。
应当理解，在本发明型材的介绍中，方向性用语如“上”、“之上”和“水平”等通过参考图中所示各部分的定位来使用。当然，各部分也可如所需地用于其它定位。还应当理解，各型材可被轧制或挤压成各种形状、尺寸和焊接坡口，以便满足结构和经济方面的考虑。
在图11到15中显示了40000载重吨位的成品油轮300的中间舱部分，作为根据本发明的结构夹层板构件和结构型材的一个使用例子。图11是油轮300的一个中间舱横截面，其左边部分显示了纵向框架，而右边部分显示了典型的横向框架。图12是沿纵向框架的一部分舱的纵向剖视图。图13是典型舱部分的等角分解视图。图14是具有放大部分的部分分解视图，显示了根据本发明的型材将结构夹层板构件如内或外船壳的形成部分连接到垂直板如纵向或横向框架板上的使用。图15是具有放大部分的两个船壳部分的透视图，显示了根据本发明的边缘型材用于连接模块的使用。
对于此特定示例来说，甲板311、外壳302，303，310，314和内壳304，305，316，317由结构夹层板构件构成。波形舱壁315、纵向框架306，307，312和横向框架308，309，313将由金属板构成。采用如上述和图1到10中所介绍的根据本发明的型材来连接这些构件。所有构件通过焊接形成一体，并且根据本发明，可以预制数量众多的结构夹层板，并之后就地将它们焊接在焊接位置处。
特别是，图5A到D所示的板型材81，82，83，84可用于将纵向或横向框架板306，307，308，309，312，313连接到结构夹层板构件2d上，形成内壳或外壳302，303，304，305，310，314，316，317的一部分。在图14中详细显示了纵向框架板的连接的一个例子。从这里可看出，结构夹层板构件2d由三块细长钢板21a，21b，21c制成，其中最大的板21a形成了外壳的最外层或内壳的最内层。边缘型材1a，1b或1c沿板21a的短边缘焊接，这些边缘将形成其中结合有结构夹层板构件2d的船壳部分的边缘，并方便上述船壳部分的连接。沿板21a的长边缘焊接了套接型材71，72，以促进结构夹层板构件2d与船壳部分中的相邻构件的连接。板型材81，82，83或84沿板21a的中心线焊接。然后将板21b和21c焊接在边缘型材1a，1b，1c或1d、套接型材71，72和支撑了板21b，21c的板型材81，82，83或84的支承杆上。在板21b，21c就位后形成了两个气密空腔，然后在这些空腔内注入弹性体，以完成结构夹层板构件。然后将框架板306，307于焊接位置处焊接到板型材81上，焊接位置从结构夹层板构件2d上伸出一段较远距离，以便防止焊接热量损坏弹性体。应当理解，结构夹层板构件2d的构造以及纵向框架板306，307的连接可在工厂而不是在船坞中进行，这就能通过良好固化的弹性体和良好的焊接来提高尺寸精度并得到高质量的结构。
根据本发明的型材在图11到15中的船只中使用的其它例子为：
·复式型材110，120，130，140，150，160，170，其用于连接内船底305到底开口318到纵向框架板307或内侧板304到底开口318到纵向框架板306；
·夹层板型材101到107，其用于连接甲板311到侧板304；和
·复式型材180，190，200，其用于连接底开口318到内船底305到底座316。
如上所述，根据本发明的边缘型材可用于促进外壳部件或其它结构的模块的连接，允许模块或部件可在其它场地中建造，以实现方便性并提高尺寸精度。这显示于图15中，图中显示了船只300的两个外壳模块401，402的连接。模块401，402构造成使得形成部件边缘的结构夹层板构件的边缘设有边缘型材1c。当将两个模块401，402放在一起，边缘型材1c的长凸缘11的自由边可根据需要而移动，以便与其它部分上的边缘型材1c的短凸缘端部对齐。通过内部焊接坡口的辅助将长凸缘于焊接位置处简单地焊接在短凸缘上，就可连接这两个部件并形成空腔5，之后在空腔内注入弹性体，形成复合结构。
虽然已经介绍了本发明的代表性实施例，然而应当理解，此说明并不是限制性的，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的前提下，可对这里介绍的实施例进行各种变化和更改。

Claims (38)

1.一种结构夹层板构件，包括：第一和第二外金属板；弹性体芯件，其以足够的强度粘合在所述外金属板上以在它们之间传递剪力；以及边缘构件，其由与所述第一和第二外金属板相连并安装在它们之间的轧制或挤压型材形成，并沿所述外金属板的至少一部分周边延伸，所述型材提供了适于将所述结构夹层板构件焊接到另一结构夹层板构件上的焊接位置。
2.根据权利要求1所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述边缘构件包括基本上与所述第一外金属板共面的第一凸缘、从所述第一凸缘上直立伸出的腹板，以及从所述腹板末端上平行于所述第一凸缘伸出并至少部分地靠在所述第二外板上的第二凸缘。
3.根据权利要求2所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述腹板从所述第一凸缘的一个边缘上直立伸出。
4.根据权利要求3所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述边缘构件还包括第三凸缘，其基本上平行于所述第一凸缘并从所述腹板上沿着与所述第一凸缘相反的方向延伸出，所述第三凸缘定位成用作将所述第一外板焊接到所述边缘构件上的支承杆。
5.根据权利要求2到4中任一项所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述第一凸缘的至少一个边缘设有用于对焊到另一凸缘或板上的坡口。
6.根据权利要求2到5中任一项所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述第二凸缘延伸超过所述第二外板的边缘，从而用作将另一板或凸缘焊接到所述结构夹层板构件上的支撑。
7.根据权利要求1所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述边缘构件为U形截面，其具有基部和两个臂，所述臂为U形，其基本上平行于且至少部分地靠在所述第一和第二外板上。
8.根据权利要求7所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述边缘构件的基部从所述第一和第二外板的边缘上向外伸出，以便可在套节中接合。
9.根据权利要求7所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述边缘构件的基部从所述第一和第二外板的边缘上向内间隔开，以便形成套节。
10.根据权利要求1所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述边缘构件包括倾斜的凸缘，其与所述第一外金属板形成锐角，并在第一和第二边缘处分别与所述第一和第二外金属板相连。
11.根据权利要求10所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述边缘构件还包括与所述倾斜凸缘的所述第一边缘相连的头部，所述头部具有焊接坡口，用于对焊在与所述第一外金属板对齐的另一板或凸缘上。
12.根据权利要求11所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述倾斜凸缘通过所述头部连接在所述第一凸缘上。
13.根据权利要求12所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述边缘构件还包括另一凸缘，其基本上平行于所述第一外板并在第一边缘处与所述头部相连。
14.根据权利要求13所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述另一凸缘在其第二边缘处对焊在所述第一外板上，使得所述倾斜凸缘通过所述头部和所述另一凸缘与所述第一外板相连。
15.根据权利要求13所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述另一凸缘重叠在所述第一外板上。
16.根据权利要求15所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述第一外板是将用结构夹层板构件来改型的某一结构的现有金属板。
17.根据权利要求10到16中任一项所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述倾斜凸缘具有位于其第二边缘处的尾部，其基本上平行于所述第二外板。
18.根据上述权利要求中任一项所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述结构夹层板构件包括多个相似或不同的边缘构件，其沿所述外金属板的周边的各个部分延伸。
19.根据上述权利要求中任一项所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述边缘构件沿所述外金属板的基本上整个周长延伸。
20.一种结构夹层板构件，包括：第一和第二外金属板；弹性体芯件，其以足够的强度粘合在所述外金属板上以在它们之间传递剪力；以及连接构件，其由轧制或挤压型材形成并连接在所述第一和第二外金属板之间。
21.根据权利要求20所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述连接构件包括腹板，其与所述第一外板邻接并延伸穿过所述第二外板。
22.根据权利要求20所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述连接构件包括延伸穿过所述第一和第二金属板的腹板。
23.根据权利要求21或22所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述连接构件还包括至少一个从所述腹板上延伸出的凸缘，其可用作将一个所述外板焊接到所述腹板上的支承杆。
24.根据权利要求21，22或23所述的结构夹层板构件，其特征在于，延伸穿过一个所述外金属板的所述腹板的一个边缘具有用于对焊到共面金属板上的坡口。
25.根据权利要求20所述的结构夹层板构件，其特征在于，所述连接构件包括工字梁或T形梁，其正交于所述第一和第二金属板并在它们之间延伸。
26.一种包括至少第一和第二结构夹层板构件的结构部分，各所述结构夹层板构件包括第一和第二外金属板以及弹性体芯件，其以足够的强度粘合在所述外金属板上以在它们之间传递剪力，它们通过由轧制或挤压的细长型材形成的连接件相连。
27.根据权利要求26所述的结构部分，其特征在于，所述连接件包括具有从中延伸出的第一到第四凸缘的板部分，所述第一到第四凸缘分别与所述第一和第二结构夹层板构件的所述第一和第二外板中的一个共面。
28.根据权利要求26所述的结构部分，其特征在于，所述连接件包括具有第一和第二表面的实心部分，所述第一和第二表面具有斜边，所述第一和第二结构夹层板构件的外板连接在所述斜边上。
29.根据权利要求28所述的结构部分，其特征在于，所述连接件还包括从所述实心部分而不是从所述第一或第二表面上延伸出的板部分。
30.根据权利要求27或29所述的结构部分，其特征在于，所述板部分的一个边缘设有用于对焊到另一板或凸缘上的焊接坡口。
31.根据权利要求26所述的结构部分，其特征在于，所述第一和第二结构夹层板构件中的至少一个包括边缘构件，其由轧制或挤压型材形成，并延伸到所述外金属板的边缘之外；并且所述连接件包括至少一个套节以容纳所述边缘构件。
32.根据权利要求26到31中任一项所述的结构部分，其特征在于，所述第一和第二结构夹层板构件不平行。
33.一种船只、海上建筑物或土木工程结构、部件或模块，其包括根据权利要求1到25中任一项所述的至少一个结构夹层板构件，或根据权利要求26到32中任一项所述的结构部分。
34.一种用于与结构夹层板构件一起使用的边缘构件，包括：第一和第二外金属板；弹性体芯件，其以足够的强度粘合在所述外金属板上以在它们之间传递剪力；所述边缘构件由轧制或挤压型材形成，适于安装在所述第一和第二外金属板之间，并沿所述外金属板的至少一部分周边延伸且设有焊接位置。
35.根据权利要求34所述的边缘构件，其特征在于，所述边缘构件在所述焊接位置处设有焊接坡口，用于帮助将所述外金属板焊接到所述边缘构件上。
36.一种用于与结构夹层板构件一起使用的连接构件，所述结构夹层板构件包括：第一和第二外金属板；弹性体芯件，其以足够的强度粘合在所述外金属板上以在它们之间传递剪力；所述边缘构件由轧制或挤压型材形成，适于在所述第一和第二外金属板之间进行连接。
37.一种用于连接至少第一和第二结构夹层板构件的连接件，各所述结构夹层板构件包括：第一和第二外金属板；弹性体芯件，其以足够的强度粘合在所述外金属板上以在它们之间传递剪力，所述边缘构件由轧制或挤压型材形成，并具有焊接位置。
38.一种参考附图并基本上如上所述地构造成的结构夹层板构件。
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