KR20080091806A

KR20080091806A - 모듈러 보강 구조 빔 및 연결 부재 시스템

Info

Publication number: KR20080091806A
Application number: KR1020087019726A
Authority: KR
Inventors: 람 나본
Original assignee: 람 나본
Priority date: 2006-02-12
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2008-10-14
Also published as: JP2009526150A; IL173661A0; ZA200806918B; EP1989364A1; EA014454B1; EA200801830A1; US20090007520A1; CA2640189A1; CN101384777A; WO2007091274A1

Abstract

모듈러 보강 구조 빔 및 연결 부재 시스템은 두 개의 반대로 배향된 삼각형의 폐쇄된 헤드 부분들 및 상기 두 개의 폐쇄된 헤드 부분들 사이에 삽입된 횡방향으로 연장하는 웹을 가지며, 상기 두 개의 부재들의 대응하는 헤드 부분들이 다른 부재 내에 하나의 부재가 겹쳐 쌓여 배치되고 상기 두 개의 부재들 중 인접한 요소들이 상호 안정적으로 접촉되도록 두 개의 분리된 부재들로 구성된 빔들 각각이 배열되어 있는, 하나 이상의 합성 빔을 포함한다. 다수의 연결 부재들은 상기 합성 빔들 중 하나 및 다른 구조적 요소에 연결되어 힘 전달 접촉하게 된다.

Description

모듈러 보강 구조 빔 및 연결 부재 시스템{MODULAR REINFORCED STRUCTURAL BEAM AND CONNECTING MEMBER SYSTEM}

본 발명은 구조적 빔들의 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은, 삼각형 헤드 부분들을 가진 새로운 경량 빔에 기초한, 연결 부재들을 포함하는 모듈러 보강 구조 빔 시스템에 관한 것이다.

가공된 목재 거더들(girders), 적층된 목재 빔들, 보강 콘크리트 빔들, 및 강제 빔들(steel beams)을 포함하는, 여러 가지 타입들의 구조적 빔들이 상업용 및 주거용 건축에 사용되고 있다. 강은 빔들에 대해 가장 통상적으로 사용되는 재료이고, 이러한 빔들은 I자형, H자형, C자형, Z자형 및 채널 섹션 형태로 되어 있다. 구조적 강제 빔들의 여러 가지 형태들은 가장 통상적으로 열간 또는 냉간 압연 과정들에 의해 제조되며, 일반적으로 주어진 부하 지지 용량에 대해 비교적 무거운 빔으로 되어 있다.

I자형 빔들은 그들의 비교적 고부하 지지 용량 및 관성 모멘트로 인해 구조적 강제 프레임들의 구조적 빔의 가장 통상적으로 사용되는 타입이다. 이러한 빔들은, 그들에 인가되는 정부하들(static loads)을 안전하게 지지하도록, 두 개 이상의 빔들을 연결하기에 적합한 다수의 요소들, 및 다수의 빔들과 연관되어 또는 개 별적으로 사용되도록, 웹 및 상기 웹에 수직하고, 상기 웹에 대향하는 에지들에, 한 쌍의 플랜지들을 가진다. 하나 이상의 빔 또는 지주, 다수의 빔들 또는 지주들, 다수의 연결 부재들로 구성된 조립체를 이하에서 "빔 시스템"이라 한다.

I자형 빔들은 빌렛(billet)에서 용융된 철의 주조에 이어지는 열간 압연 과정에 의해 형성된다. 건설 현장에 전달되는 대부분의 I자형 빔들은, 예컨대 6 또는 12m의 표준 치수를 가지며, 원하는 치수의 빔을 얻기 위한 하나 이상의 웹들 또는 하나 이상의 플랜지들의 절단 및 용접하고, 상기 빔에 연결 요소를 용접하고, 용접된 정션 지점들을 매끄럽게 하고, 빔 또는 빔 시스템을 페인팅 또는 아연 도금하여, 프레임 구조물에 빔 또는 빔 시스템을 조립함을 포함하는, 주어진 건축 프로젝트의 건축적 및 공학적 상세들에 상기 빔들이 주문 제작되도록 다른 건설 과정들을 겪게 된다. 이들 다른 건설 과정들은 시간 소모적이고 비용이 들게 된다.

본 발명의 목적으로서, 구조적 특성을 손상시키지 않고 빔 시스템의 제조 및 조립 비용을 감소시키는 것이 바람직하다.

I자형 빔보다 강을 덜 필요로 하면서 동일 부하 지지 용량을 제공하는, 시트 강으로 제조된 수많은 구조적 빔들이 종래 기술에 알려져 있다. 예컨대, 브룩스의 미국 특허 제991,603호 및 던 등의 미국 특허 제3,698,224호는 상부 및 하부에 중공 플랜지들을 형성하도록 구부려진 재료의 단일 피스로 형성된 금속제 모조의 I자형 빔을 개시하고 있다. 본 발명의 동일 발명자에게 허여된 미국 특허 제5,553,437호는 삼각형 헤드 부분, 웹 부분, 웹 플랜지, 및 테일 플랜지를 가진 두 개의 대향하게 배향되어 상호 배치된 모조의 I자형 빔을 개시하고 있다. 헤드 플랜지의 삼각 형상은 2축 대칭으로 인해 종래의 I자형 빔들에 대해 개선된 측면 안정성을 제공한다.

삼각형 헤드 부분들을 갖는 이러한 종래의 경량의 구조적 빔들은 자동 과정에 의해 즉각적으로 형성 가능하지 않다. 먼저, 상기 빔들은 시트 금속이 그의 재결정 온도 아래에서 다수의 쌍들의 로울러들을 통과하고, 어닐링되어 원하는 형상으로 구부려지는 냉간 압연 과정에 의해 형성된다. 삼각형의 두 개의 꼭지점들이 형성된 후, 공급된 금속 시트는 그의 접근의 어려움으로 인해 제3 꼭지점을 형성하도록 적절하게 지지될 수 없다. 또한, 구조적 빔의 원하는 길이는 종종 15m이고, 삼각형 헤드 부분들을 갖는 구조적으로 강한 빔으 제조를 위해 요구되는 시트 금속의 필요한 두께는 8mm정도이고, 이 두께는 대부분의 상업적 냉간 압연기들이 처리할 수 있는 것보다 크다.

미국의 버틀러 제조사는 ,http://www.butlermfg.com/building_systems/structural.asp에 기재된 바와 같은, 모듈러 빔 시스템들을 제조하고 있다. 이 빔 시스템들은, 제2 구조적 부재들인, 삼각형 헤드 부분들이 없는 솔리드-웹 기본 I자형 빔 프레임들, 미리 뚫려진 오픈-웹 트러스 중도리, 및 로드 지주 등의 여러 가지 부품들을 이용하고 있다. 이 시스템들에서, 상기 빔 시스템 부품들은, 그들이 제조되어 함께 용접된 후, 아연 도금된다. 따라서, 제조 및 조립 비용이 비교적 고가이다. 또한, 연결 요소들은 플랜지에 용접되고 웹에는 용접되지 않는다. 따라서, 플랜지에 응력이 집중되어, 상기 부품들을 더욱 크고 무겁게 하고 비용이 더 들게 된다.

본 발명의 목적은 삼각형 헤드 부분을 가진 빔에 기초한 모듈러 빔 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용접할 필요 없이 모든 부품들이 조립되는 형태로 된 모듈러 빔 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 빔의 웹 부분에 부착된 연결 요소들이 제공된 모듈러 빔 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 I자형 빔과 동일한 부하 지지 용량을 갖지만, 4mm미만의 두께를 가진 시트 금속으로 제조된 빔을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 아연 도금된 시트 금속으로 삼각형 헤드 부분을 갖는 구조적 빔을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술의 구조적 빔 제조 방법보다 빠르고 경제적인 삼각형 헤드 부분을 갖는 구조적 빔을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술의 빔 시스템 조립 방법보다 빠르고 경제적인 빔 시스템을 조립하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적들 및 장점들은 이하의 설명에서 명백하게 될 것이다.

본 발명은, 두 개의 반대로 배향된 삼각형의 폐쇄된 헤드 부분들 및 상기 두 개의 폐쇄된 헤드 부분들 사이에 삽입된 횡방향으로 연장하는 웹을 가지며, 상기 두 개의 부재들의 대응하는 헤드 부분들이 다른 부재 내에 하나의 부재가 겹쳐 쌓여 배치되고 상기 두 개의 부재들 중 인접한 요소들이 상호 안정적으로 접촉되도록 두 개의 분리된 부재들로 구성된 빔들 각각이 배열되어 있는, 하나 이상의 합성 빔; 및 두 개 이상의 연결 부재들이 상기 합성 빔들 중 하나 및 다른 구조적 요소에 연결되어 힘 전달 접촉하게 되는, 다수의 연결 부재들을 포함하는, 모듈러 보강 구조 빔 및 연결 부재 시스템을 제공한다.

본 명세서에서, "빔"은, 각 단부에 지지되며 수평 배향, 지주(post)로서 작용할 때의 수직 배향, 및 리지 빔(ridge beam)으로서 작용할 때의 경사 배향을 포함하는, 임의의 편리한 배향으로 배치된, 단단하고 기다란 구조적 부재이다. "횡" 방향은 빔의 길이를 따른 방향을 의미한다. "길이" 방향은 빔의 두 개의 삼각형 헤드 부분들 사이의 방향을 의미한다. "측면" 방향은 빔의 두 개의 웹 부분들 사이의 방향을 의미한다.

일반적으로 비교적 두꺼운 시트 금속인 연결 부재는, 콜드 파스너들(fasteners) 및 용접 등의 적절한 수단에 의해, 기술적 고려 사항들에 따라 보강을 필요로 하는 빔의 영역에서, 합성 빔에 연결된다.

합성 빔의 각 부재는 제1 헤드 부분, 제2 헤드 부분, 및 상기 제1 헤드 부분 및 제2 헤드 부분 사이에 삽입된 길이방향으로 배치된 웹 부분을 포함하고, 상기 제1 및 제2 헤드 부분은 측면으로 배치된 대응하는 플랜지, 상기 플랜지의 제1 측면 단부에서 웹 부분으로 연장하는 경사 요소, 및 상기 플랜지의 제1 측면 단부에서 연장하며 상기 경사 요소보다 상당히 짧은 길이를 갖는 경사 립(lip)을 가지는 형태로 되어 있다.

폐쇄된 삼각형 헤드 부분의 제1 측면이 두 개의 합성 빔 부재들의 두 개의 플랜지들을 각각 포함하고, 그의 제2 및 제3 측면들은 합성 빔 부재들 중 하나의 경사 요소 및 다른 합성 빔 부재의 립(lip)을 포함한다. 폐쇄된 헤드 부분의 제2 및 제3 측면들에 대해, 상기 경사 요소 및 그의 대응하는 플랜지 사이의 공간의 각도는 상기 립(lip) 요소 및 그의 대응하는 플랜지 사이의 공간의 각도와 동일하다.

제1 부재의 헤드 부분의 꼭지점들이 제1 부재의 헤드 부분이 겹쳐 쌓여 배치되는 제2 부재의 헤드 부분에 의해 보강된다.

바람직한 실시예에서, 폐쇄된 삼각형 헤드 부분의 인접한 측면들은 60도의 각도로 떨어져 각져 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 각 빔 부재는 냉간 압연된다. 따라서, 합성 빔은, 다수의 냉간 압연기들을 통해 아연 도금된 시트 금속을 공급하고; 연결 부재 또는 공기 조절 장치로의 연결 또는 전기 케이블들이 통과하도록 시트 금속에 구멍들을 천공하고; 제1 부재를 형성하도록 원하는 형상 및 치수로 시트금속을 구부리고; 제2 부재를 형성하도록 상기 단계들을 반복하고; 제1 및 제2 부재들의 대응하는 헤드 부분들이 서로 겹쳐 쌓여 배치되고, 제1 및 제2 부재들의 인접한 요소들이 상호 안정적으로 접촉하고, 제1 및 제2 부재들의 대응하는 횡방향 에지들이 정렬되도록 적어도 상기 제2 부재를 변위시킴에 의해 자동으로 제조된다.

일 양태에서, 상기 빔 부재들 중 하나의 상대적인 횡방향 변위를 방지하도록, 제1 및 제2 빔 부재들의 대응하는 플랜지들을 결합하기 위한 수단을 더 포함한다.

일 양태에서, 빔 시스템은 상기 제1 및 제2 빔 부재들의 대응하는 웹(web) 부분들을 결합하는 수단을 더 포함한다.

일 양태에서, 빔 부재의 제1 헤드 부분의 플랜지는 제2 플랜지 부분의 플랜지보다 더 긴 측면 치수를 갖는다.

일 양태에서, 제1 및 제2 부재들이 동일하며, 상기 제2 부재는 그의 제1 헤드 부분이 제1 부재의 제2 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치되고 제1 부재의 제1 헤드 부분이 제2 부재의 제2 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치되도록 제1 부재와 반대 방향으로 되어 있다.

일 양태에서, 빔 부재의 상기 제1 헤드 부분의 플랜지는 제2 플랜지 부분의 플랜지와 동일한 측면 치수를 가진다. 상기 제2 부재의 제1 헤드 부분이 제1 부재의 제1 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치되고 제2 부재의 제2 헤드 부분이 제1 부재의 제2 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치된다.

일 양태에서, 상기 제2 부재의 제1 헤드 부분이 제1 부재의 제1 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치되고 제2 부재의 제2 헤드 부분이 제1 부재의 제2 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치된다.

일 양태에서, 상기 경사 요소 및 제1 부재의 웹 부분 사이의 정션 및 상기 경사 요소 및 제2 부재의 웹 부분 사이의 정션이 대응하는 플랜지들에 대해 평행한 평면상의 동일 평면상에 있다.

일 양태에서, 상기 연결 부재 및 빔에 뚫려있는 대응하는 정렬된 구멍들과 결합 가능한 콜드 파스너들에 의해 연결 부재가 합성 빔에 연결된다. 따라서, 연결 부재는 용접을 필요로 하지 않고 빔에 연결될 수 있고, 빔 시스템을 조립하는 건설 노동자들은 특별한 훈련을 필요로 하지 않게 된다.

각 빔 및 연결 부재는 강, 금속들, 합금들, 플라스틱 재료들, 및 합성 재료들로 된 그룹에서 선택된 재료들로 제조될 수 있다.

상기 연결 부재는 콜드 파스너들에 의해 현장에서 연결되는 기성품이다.

일 양태에서, 빔 시스템은 함께 용접된 하나 이상의 요소를 포함한다.

일 양태에서, 상기 빔에 내부적으로 부착된 반작용 판 인서트(reaction plate insert) 및 콜드 파스너들에 의해 연결 부재가 합성 빔에 연결된다.

일 양태에서, 연결 부재는 선택된 횡방향, 길이방향 및 측면방향 치수들을 갖는 슬리브 형태이고, 상기 선택된 치수들을 갖는 합성 빔 외주의 일 부분을 완전하게 둘러싸고 그 부분과 상호 안정적으로 접촉된다.

일 양태에서, 슬리브는 종래 기술의 빔 시스템들의 빔들보다 버팀대를 덜 필요로 하고 상당히 더 긴 거리를 스팬(span)할 수 있는 증가된 횡방향 길이를 갖는 비교적 경량의 결합 빔을 제조하도록, 두 개의 동일 평면의 빔들에 연결된다. 결합된 빔의 횡방향 길이가 현장의 간격과 다르면, 건설 노동자는 결합된 빔의 하나 또는 두 개의 빔들을 슬리브에 대해 미끄럼 이동시키거나 또는 슬리브 및 대응하는 빔의 정렬된 구멍들을 연결함에 의해 결합된 빔의 신축 자재한 조정을 실행한다. 구멍들이 정렬되지 않는 경우, 다른 구멍들이 뚫려진 후 콜드 파스너들이 그 정렬된 구멍들과 결합된다.

일 양태에서, 상기 슬리브는 함께 용접되는 두 개의 냉간 압연 요소들을 포함한다.

일 양태에서, 상기 슬리브는, 인접한 두 개의 에지들이 함께 용접되는, 단일의 요소를 포함한다.

일 양태에서, 상기 슬리브는 빔의 두 개의 측면들에 각각 연결된 두 개의 인접한 절반부 슬리브들을 포함한다.

일 양태에서, 상기 연결 부재는 하나의 웹만 가지도록 형성된다.

일 양태에서, 상기 연결 부재의 웹은 그 연결 부재가 부착되는 빔의 웹보다 짧다.

일 양태에서, 상기 연결 부재는 빔의 웹 또는 플랜지와 힘 전달 접촉되는 판(plate)을 포함한다.

일 양태에서, 상기 연결 부재는 두 개의 각을 이루어 떨어져 있는 판들 및 상기 두 개의 판들에 대해 경사지게 그 판들 사이로 연장하는 요소를 포함한다.

일 양태에서, 상기 연결 부재는 하나 이상의 립(rib)을 더 포함한다.

일 양태에서, 상기 연결 부재는 모멘트 연결과 같은 형태로 되어 있다.

도1은 서로 겹쳐 쌓여 배치되어 있는 합성 빔의 두 개의 부재들의 사시도,

도2는 두 개의 빔 부재들이 교대로 겹쳐 쌓여 배치되어 있는 합성 빔의 측면도,

도3은 웹 및 플랜지에 뚫려있는 구멍들을 나타내는, 합성 빔의 사시도,

도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 합성 빔의 측면도,

도5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 합성 빔의 측면도,

도6은 슬리브로서 형성된 연결 부재의 측면도,

도7은 도2의 빔을 둘러싸고 상호 안정적인 접촉 상태로 있는 도6의 연결 부재의 측면도,

도8은 하나의 웹을 가진 연결 부재의 측면도,

도9는 연결되어 지는 빔의 웹보다 상당히 짧은 하나의 웹을 가진 연결 부재의 측면도,

도10은 횡방향으로 떨어져 있는 두 개의 빔들을 연결하게 되는 연결 부재의 사시도,

도11은 길이방향으로 떨어져 있는 두 개의 빔들을 연결하게 되는 연결 부재의 사시도,

도12는 빔을 평면 상의 구조적 요소에 연결하게 되는 연결 부재의 사시도,

도13은 모멘트 연결부 형태로 된 연결 부재의 사시도,

도14a는 모멘트 연결부 형태로 된 연결 부재의 다른 실시예의 사시도,

도14b는 도14a의 A-A평면의, 반작용 판 인서트의 수직 단면도,

도14c는 도14a의 B-B평면의, 코너 슬리브의 수평 단면도이고 도14b의 반작용 판 인서트의 평면도를 나타내는 도면,

도15는 빔을 거더에 연결하는 연결 부재의 사시도,

도16은 리지 연결부로 되는 연결 부재의 사시도,

도17은 나란한 관계로 빔에 지주를 연결하는 연결 부재의 사시도,

도18은 수직으로 떨어져 있는 빔에 지주를 연결하는 연결 부재의 사시도,

도19는 다른 길이방향 치수들의 두 개의 상호 수직한 빔들을 연결하는 연결 부재의 사시도,

도20 및 21은 케이블 연결기로서 사용되는, 연결 부재들을 나타낸 도면,

도22-26은 대응하는 도리들보(purlin)로 연결되는, 연결 부재들을 나타낸 도면,

도27은 판 형태로 된, 연결 부재의 측면도,

도28은 연결 부재의 또 다른 실시예의 평면도,

도29는 도27의 두 개의 연결 부재들에 연결된 빔의 측면도,

도30a는 반작용 판 인서트에 연결된 합성 빔의 측면도,

도30b는 도30a의 빔의 정면도,

도30c는 도10의 연결 부재에 의해 연결된 두 개의 빔들의 정면도,

도31은 모멘트 및 리지 연결이 제공된 빔 시스템의 정면도,

도32는 두 개의 기둥 부착 빔들을 연결하는 빔 시스템의 정면도,

도33은 종래 기술의 빔 시스템의 레이아웃과 유사한, 다수의 빔들 및 연결 부재들을 이용하는 빔 시스템의 사시도,

도34는 본 발명의 빔들 및 연결 부재들을 이용하여 실현될 수 있는 지주들 사이의 증가된 스팬을, 도33의 레이아웃에 대해, 나타내는, 다수의 빔들 및 연결 부재들을 이용하는 다른 빔 시스템의 사시도,

도35는 빔을 벽에 연결하는 연결 부재의 수평 단면도,

도36a는 두 개의 삼각형 헤드 부분들을 가진 슬리브를 형성하도록 함께 용접되는 두 개의 동일하지만 다르게 배향된 부분들을 포함하는 연결 부재의 측면도, 및

도36b는 도36a의 부분들 중 하나의 측면도이다.

본 발명은 종래의 I자형 빔들에 관한 중량비에 대해 강도 및 측면 안정성을 증가시킨 두 개의 삼각형 헤드 부분들을 가진 새로운 경량의 구조 빔을 제공한다. 일부 종래 기술의 빔들이 냉간 압연 과정에 의해 제조된 삼각형 헤드 부분들을 갖는 형태로 되어 있지만, 이 헤드 부분들은 폐쇄된 삼각형들이고, 폐쇄된 삼각형을 형성하도록 구부려질 때 공급된 시트 금속을 지지해야 할 로울러들의 무능력 및 그시트 금속의 접근 불가능함으로 인해, 헤드 부분의 제3 측면이 빠르고 자동으로 형상화될 수 없다. 대조적으로, 본 발명의 빔(beam)은 두 개의 분리되어 반대로 배향된 부재들로 된 합성 빔이고 상기 두 개의 부재들의 대응하는 헤드 부분들은 서로 겹쳐 쌓여 배치되도록 배열된다. 각각의 헤드 부분은 불완전한 삼각형이고, 따라서 부재의 립(lip), 즉 말단은 형상화될 부재의 요망되는 형태를 허용하도록 로울러들로 충분하게 접근 가능하게 된다. 일 부재의 헤드 부분이 다른 부재의 대응하는 헤드 부분 내로 겹치게 배치될 때, 이층(two-layered)으로 되어 강화된 꼭지점들을 가진 폐쇄된 삼각형이 제조된다. 후술되는 바와 같이, 상기 두 개의 부재들의 웹들(webs)을 연결하고 빔을 연결 부재에 연결하도록 콜드 파스너들(cold fasteners)이 사용된다. 용접은 불필요하고, 따라서 이러한 빔의 제조 및 본 발명의 하나 이 상의 빔들을 사용하는 빔 시스템의 조립은 종래 기술보다 신속하고 경제적이며, 사실상 동일한 부하 지지 용량을 가진다.

도1은 두 개의 횡방향으로 연장하는 부재들이 서로 겹쳐 쌓여 배치되어 있는 합성 빔(composite beam)의 상기 두 개의 부재들의 사시도를 나타내고 있다. 빔(10)은 반대 방향으로 배향된 두 개의 동일한 부재들(5,15)을 포함하고 있다. 이하의 설명은 부재(5)에 관한 것이며, 부재(15)도 유사한 형태인 것임을 이해하게 될 것이다.

부재(member,5)는 제1 헤드 부분(first head portion,2), 제2 헤드 부분(second head portion,12), 및 상기 제1 헤드 부분(2)과 제2 헤드 부분(12) 사이에 삽입된 길이방향으로 배치된 웹 부분(web portion,7)을 가진다. 제1 헤드 부분(2)은 측면으로 배치된, 즉 길이방향으로 배치된 웹 부분(7)에 수직한 플랜지(flange,6), 상기 플랜지(6)의 하나의 측방 단부에 횡방향으로 연장하는 제1 헤드 부분 정션(junction,4)에서 정션(8)으로 연장하는 경사 요소(oblique element,3), 및 그의 다른 횡방향 단부에 플랜지(6)의 정션(11)에서 기울어지게 연장되는 립(lip,13)을 가진다. 립(lip,13)은 정션(4)으로 향하지만; 그의 길이는 경사 요소(3)보다 상당히 짧다. 제2 헤드 부분(12)은 제1 헤드 부분(2)의 플랜지(6)보다 긴 측면 치수를 가진 측면으로 배치된 플랜지(16), 상기 플랜지(16)의 하나의 측방 단부에 횡방향으로 연장하는 제2 헤드 부분 정션(14)에서 정션(18)으로 연장하는 경사 요소(23), 및 그의 다른 측방 단부에 플랜지(16)의 정션(26)에서 기울어지게 연장되는 립(lip,27)을 가진다. 립(lip,27)은 정션(14)으로 향하지만; 그의 길이는 경사 요소(23)보다 상당히 짧다.

제1 헤드 부분(2)의 플랜지(6) 및 립(lip,13) 사이의 각도는 제2 헤드 부분(12)의 플랜지(16) 및 경사 요소(23) 사이의 각도와 근본적으로 동일하다. 제2 헤드 부분(12)의 플랜지(16) 및 립(lip,27) 사이의 각도는 제1 헤드 부분(2)의 플랜지(6) 및 경사 요소(3) 사이의 각도와 근본적으로 동일하다. 제2 헤드 부분(12)의 정션(14)에서 플랜지(16)까지의 길이방향 치수는 제1 헤드 부분(2)의 정션(4)에서 플랜지(6)까지의 길이방향 치수 및 플랜지(6)의 두께의 합과 사실상 동일하다. 따라서, 부재(5)의 제1 헤드 부분(2)이 부재(15)의 제2 헤드 부분(12) 내에 겹쳐 쌓여 배치되고, 부재(15)의 제1 헤드 부분(2)이 부재(5)의 제2 헤드 부분(12)(이하, "제1 및 제2 헤드 부분들은 교대로 겹쳐 쌓이도록 배열" 되는 것으로 간주함) 내에 겹쳐 쌓여 배치될 때, 부재(5) 및 부재(15)의 대응하는 요소들은 상호 안정적으로 접촉되며, 부재(5)의 요소가 부재(15)의 대응하는 요소에 물리적으로 접촉되어 안정화되거나, 또는 반대로, 외부 힘이 빔(10)에 가해질 때 부재(15)에 대한 부재(5)의 아주 작은 상대 이동을 야기하게 된다. 서로 안정적으로 접촉된 두 개의 요소들은 필연적으로 제1 및 제2 헤드 부분들이 교대로 겹쳐 쌓이도록 배열되는 바와 같이 상호 물리적으로 접촉할 필요는 없지만, 상기 두 개의 요소들은 외부 힘의 인가 중에 물리적으로 접촉할 수 있다. 따라서, 상호 안정적인 접촉은 변위된 요소의 더 이상의 변위를 방지할 것이다. 도시된 바와 같이, 부재들(5,15)의 각각의 웹 부분(7), 및 경사 요소(3) 및 립(27), 및 경사 요소(23) 및 립(13)의, 각각의 대응하는 쌍의 플랜지들(6,16)이 상호 안정적으로 접촉하게 된다. 빔은 부재들(5,15)의 대응하는 요소들 사이에 상호 안정적인 접촉을 제공하기 때문에, 시트 강의 두께는 단지 4mm로 될 수 있고, 상대적으로 간단한 냉간 압연기를 필요로 하면서, 8-mm 두께 시트 강의 구조적 강도를 제공한다.

또한, 합성 빔(10)은 제1 및 제2 헤드 부분들이 교대로 겹쳐 쌓이도록 배열될 때 꼭지점들의 보강을 증진시키게 된다. 제1 및 제2 헤드 부분들이 불완전한 삼각형들이지만, 그들이 겹쳐 쌓이도록 배열될 때 본질적으로 폐쇄된 삼각형이 형성된다. 따라서, 하부 합성 헤드 부분을 참조하면, 플랜지들(6,16)로 구성된 이층 기부, 부재(5)의 경사 요소(23)인 제1 측면, 및 부재(15)의 경사 요소(3)인 제2 측면에 의해 폐쇄된 삼각형이 형성된다. 부재(15)의 제1 헤드 부분이 부재(5)의 제2 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓이도록 배열될 때, 부재(15)의 제1 헤드 부분의, 정션 부근의 두 개의 인접한 요소들을 연결하는 꼭지점들 또는 둥글려진 부분들이, 그들과 상호

접촉되어 있는, 부재(5)의 제2 헤드 부분의 꼭지점들에 의해 보강된다. 합성 헤드 부분의 폐쇄된 삼각형은, 다른 각도들의 조합을 갖는 폐쇄된 삼각형도 적합하지만, 등변 삼각형(equilateral triangle)임이 바람직하다.

합성 헤드 부분에 의한 폐쇄된 삼각형의 형성에 의해 제공되는 다른 장점은, 제1 및 제2 헤드 부분 요소들의 치수 차로 인해, 각 쌍의 제1 헤드 부분 정션(4) 및 제2 헤드 부분 정션(14)이 플랜지들(6,16)에 평행한 평면 상의 동일 평면상에 있다는 것이다. 제1 헤드 부분 정션(4) 및 제2 헤드 부분 정션(14)이 본 발명에 대조적으로 플랜지들(6,16)에 평행한 평면 상의 동일 평면상에 있지 않게 되는 경우, 두 개의 웹 부분들(7)의 영역들이 상호 안정적으로 접촉하지 않게 된다. 예컨대, 상기 하부 합성 헤드 부분을 참조하면, 부재(5)의 정션(14)이 부재(15)의 정션(4) 아래에 놓이게 되어, 부재(15)의 정션(4) 아래의 부재(5)의 웹 부분(7)의 영역을 지지하지 않도록 되며 따라서 충분히 강한 힘이 인가될 때 구부려지기 쉽게 된다. 따라서, 본 발명의 합성 헤드 부분의 폐쇄된-삼각형 형태는 강한 바람 또는 지진에 노출될때 더욱 중요하게 되는, 빔의 측면 안정성을 증가시키게 된다.

도2는 도1과 다르게 배향된, 합성 빔(10)의 측면도를 나타내고 있다. 부재들(5,15)의 상대적인 횡방향 변위는, 예컨대 나사, 볼트, 너트, 및 리벳 등의, 콜드 파스너들(41)에 의해 상부 및 하부 합성 헤드 부분들 각각의 한 쌍의 플랜지들(6,16)을 연결함에 의해 방지된다. 블라인드 리벳들은, 대응하는 플랜지들을 통과한 후, 빔 헤드 부분 내로의 그들의 접근 불가능성 때문에, 플랜지 파스너들로서 바람직한 선택이 된다. 또한, 콜드 파스너들(41)은, 하나의 플랜지에서 다른 플랜지로의, 장력 및 압축력, 및 모멘트들의 전달도 가능하다. 두 개의 인접한 플랜지들은, 조립 시의 용이함 때문에 콜드 파스너들이 바람직하지만, 스폿 용접 및 레이저 용접 등의 임의의 다른 적절한 연결 수단에 의해 서로 연결될 수 있음을 이해하기 바란다. 부재들(5,15)의 두 개의 웹들(7)은 각각 콜드 파스너들(42), 또는 임의의 다른 적절한 연결 수단에 의해 서로 연결되며, 이로써 하나의 웹에서 다른 웹으로 전단력(shear forces)들도 전달될 수 있을 것이다.

도3은, 후술되는 바와 같이, 연결 부재들, 또는 콜드 파스너들을 빔에 부착시키게 되어 있는, 빔(10)에 뚫려있는 구멍들의 예시적인 위치들을 나타내고 있는, 합성 빔(10)의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 웹 구멍들(32)은 그의 전방 및 후방 횡방향 에지들(34,34) 근방의 웹(7)에 뚫려있다. 플랜지 구멍들(36)은 그의 전방 및 후방 횡방향 에지들(38,39), 명료화를 위해 상부 쌍의 플랜지들만이 도시됨, 근방의 상부 및 하부 쌍들의 플랜지들(6)(도2) 및 (16)에 뚫려있다. 웹 구멍들(32) 및 플랜지 구멍들(36)은 빔(10)에 부착된 연결 부재의 타입에 따라, 다른 위치들에도 뚫려질 수 있다. 임의의 주어진 위치에 뚫려지는 구멍들의 수는, 시트 금속의 두께, 빔의 치수들, 및 상기 위치의 응력 집중 등의, 기술적 고려 사항들에 따라 결정된다.

본 발명의 합성 빔은 횡단 방향이 수평 또는 경사지도록 배향되어 있을 때의 빔으로서 뿐만 아니라, 횡단 방향이 수직으로 되도록 배향되어 있을 때의 지주로도 사용될 수 있음을 이해하기 바란다. 이하의 설명은 수평 횡단 방향을 가진 빔으로서 적용되고 있지만, 다른 모든 빔 배향들도 적용 가능함을 추정할 수 있을 것이다.

도1에 참조로 나타낸 바와 같이, 부재들(5,15)이 동일하지만, 상기 두 개의 부재들은 동일의 냉간 압연 과정에서 불완전한 삼각형을 특징으로 하는 제1 및 제2 헤드 부분들(2,12)은 아연 도금 시트 금속으로 형성되어 제조될 수 있다. 용접된 열간압연 I-빔의 제조 비용은, 여러 가지 빔 요소들의 용접 시에 포함되는 시간 및 비용에 더하여, 제조된 빔이 아연 도금될 필요가 있기 때문에 상당히 더 비싸다. 합성 빔(10)은 부재들 중 하나를 전도시킴에 의해 제조된다. 예컨대, 도1의 배향에 있어서, 부재(15)는 제1 하부 헤드 부분(2)보다 큰 상부 제2 헤드 부분(12)을 가지며, 부재(5)는 하부 제2 헤드 부분(12)보다 작은 상부 제1 헤드 부분(2)을 가진다. 그 후, 부재(15)는 그의 하부 제1 헤드 부분(2)이 부재(5)의 하부 제2 헤드 부분(12)에 수용되어 그의 상부 제2 헤드 부분(12)이 부재(5)의 상부 제1 헤드 부분(2)을 둘러쌀 때까지 약간 상승된다. 다음에, 상기 부재(15)는 부재들(5,15)의 전방 및 후방의 횡단 에지들(38,39)(도3)이 정렬되어, 부재들(5,15)이 교대로 겹쳐 배열되는 상태로 상호 안정적으로 접촉하게 될 때까지 횡방향으로 미끄럼 이동하게 된다. 두 개의 부재들이 교대로 겹쳐 배열된 후, 또는 이와 다르게, 주어진 기술적 고려 사항들에 따라, 냉간 압연 과정 중에, 웹 및 플랜지 구멍들이 뚫려질 수 있다. 합성 빔(10)을 제조하기 위해 필요한 전술한 모든 단계들은 컴퓨터화된 공급 및 인덱싱 장비에 의해 자동으로 실행될 수 있다.

도4는, 두 개의 부재들(44,54)이 동일하지 않지만, 부재(44)의 상부 및 하부 헤드 부분들(46,48)이 각각 부재(54)의 상부 및 하부 헤드 부분들(56,58)이 동일한, 합성 빔(40)의 측면도이다. 부재(54)의 헤드 부분들은 부재(44)의 것들보다 작고, 부재(54)의 헤드 부분(56)이 부재(44)의 헤드 부분(46) 내에 겹쳐 쌓여 배치되고, 부재(54)의 헤드 부분(58)이 부재(44)의 헤드 부분(48) 내에 겹쳐 쌓여 배치되고, 부재들(44,54)의 대응하는 요소들이 상호 안정적으로 접촉됨으로써, 보강된 꼭지점들을 생성하는 겹쳐 배열된 형태로 되어 있다. 상기 두 개의 부재들(44,54)은 두 개의 분리된 냉간 압연 과정에 의해 각각 제조된 후, 부재(54)는 헤드 부분들(56,58)이 부재(44)의 헤드 부분들(46,48)에 각각 수용될 때까지 약간 상승된다. 그 후, 부재(54)는 부재(44)와 횡방향으로 정렬될 때까지 변위된다.

도5는 두 개의 부재들(64,74)이 동일하지 않고 다른 크기의 상부 및 하부 헤 드 부분들을 가진 합성 빔(60)의 측면도이다. 부재(74)의 상부 헤드 부분(76)은 부재(64)의 상부 헤드 부분(66)에 겹쳐 쌓여 배치되고, 부재(74)의 하부 헤드 부분(78)은 부재(64)의 하부 헤드 부분(68)에 겹쳐 쌓여 배치된다.

본 발명의 합성 빔의 두 개의 부재들이 상호 안정적으로 접촉하고, 상하부 합성 헤드 부분들의 꼭지점들이 보강되며, 각 쌍의 제1 및 제2 헤드 부분들의 정션들은 대응하는 플랜지들에 평행한 평면 상의 동일 평면에 있기 때문에, 본 발명의 빔은 동일 부하 지지 용량을 제공하면서 동일 스팬에 대해 종래 기술의 빔들보다 더 적은 강을 필요로 하게 된다.

아래의 표 I-III은 본 발명의 빔(이하, "발명"이라 함)을 종래 기술의 여러 가지 I자형 빔들에 대해 중량 및, 주어진 관성 모멘트(MOI)에 대한, 최대 편향도("%"로 나타냄)의 항들로 비교하고 있다.

표 I

15미터 스팬- 중심 위 8미터- 허용된 Def. L/250- 요구되는 MOI 27204cm⁴- 정하중 25kg/m². 활하중+윈드 40kg/m².

빔	발명 520x120x4	INP 400	HEB 320	HEA 340	IPE 450	일본 I-빔 400x150
스팬	15m	15m	15m	15m	15m	15m
kg/meter	57	92.4	127	105	77.6	95.8
%	100	162	222	184	136	168

표 II

20미터 스팬- 중심 위 4미터- 허용된 Def. L/250- 요구되는 MOI 32242cm⁴- 정 하중 25kg/m². 활하중+윈드 40kg/m².

빔	발명 550x120x4	INP 425	HEB 340	HEA 360	IPE 450	일본 I-빔 400x175
스팬	20m	20m	20m	20m	20m	20m
kg/meter	58.9	104	134	112	77.6	91.7
%	100	177	228	190	131.7	155.6

표 III

20미터 스팬- 중심 위 8미터- 허용된 Def. L/250- 요구되는 MOI 64484cm⁴- 정하중 25kg/m². 활하중+윈드 40kg/m².

빔	발명 730x120x4	INP 500	HEB 450	HEA 500	IPE 550	일본 I-빔 600x190
스팬	20m	20m	20m	20m	20m	20m
kg/meter	70.1	141	171	155	106	169.4
%	100	201	244	221	151.2	241.6

도시된 바와 같이, 본 발명의 빔은 동일 스팬 및 요구되는 MOI에 대한 종래의 I자형 빔보다, 약 55% 적은, 상당히 적은 중량을 가진다. 또한, 본 발명의 빔에 대한 최대 편향도는 상당히 적다.

지금까지, 빔은, 지붕 지지부 또는 금속 데크를 지지하기에 적합한, C자형 또는 Z자형 도리들보 등의 다른 구조적 부재들에 용접에 의해 연결될 때 고 응력 집중을 받게 되었다. 집중된 부하로 인해, 빔들은 각각의 응력 집중부에, 예컨대 립들에 의해 보강될 필요가 있었다. 보강 부재들은 용접에 의해 도리들보 및 빔에 연결되어야 해서, 비용, 노동력 및 조립 과정의 시간 소모를 더욱 증가시키게 된다.

본 발명의 빔 시스템은 콜드 파스너들에 의해 빔에 부착 가능한 사전 제조된 연결 부재를 제공함에 의해 빔 시스템을 조립함으로써 비용, 노력 및 시간을 크게 감소시킨다. 또한, 상기 연결 부재는 다른 구조적 요소에 부착되며, 따라서 하나의 구조적 요소로부터 다른 요소로 힘 또는 모멘트를 전달하기에 적합하다. 연결 부재들이 부착되는, 구멍들은, 도3에 도시된 바와 같이, 합성 빔의 제조 중에 시트 강에 뚫려진다. 상기 구멍들은 원형, 장방형 및 타원형 구멍들을 포함하는 임의의 편리한 형상을 취할 수 있다. 이와 다르게, 상기 구멍들은 현장에서 뚫려질 수 있다. 상기 구멍들은, 기술적 고려 사항에 따라, 플랜지 또는 웹 등의, 시트 강의 임의의 편리한 영역에 뚫려질 수 있다. 따라서, 상기 빔 시스템은 동일 빔이 많은 다른 응용들에 사용될 수 있고, 또한 제1 연결 부재로부터 분리되어 제2 연결 부재에 부착될 수 있는 모듈러 형태로 된다. 본 발명의 빔 시스템의 다른 장점은 연결 부재가, 예컨대 산업용 공기 조화기 등의 구조물 상에 새롭게 장착된 구조물에 의해 인가되는 부하를 분배하도록, 용접을 필요로 하지 않고 현존 구조물의 빔에 부착될 수 있는 점이다. 대조적으로, 종래 기술의 빔 시스템에서는, 상기 구조물은 새롭게 장착된 조립체에 의해 부여되는 집중된 응력을 감소시키기 위해, 버팀대 및 용접을 포함하는, 리노베이션을 필요로 하게 된다.

도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 부재(80)의 측면도이다. 연결 부재(80)는 선택된 횡단 길이를 가진 슬리브(sleeve) 형태이며, 상기 선택된 횡단 길이를 가진 합성 빔 외주(perimeter)를 완전하게 둘러싸고 그의 일부분과 상호 안정적으로 접촉하게 되어 있다. 상기 슬리브는, 두 개의 대칭 요소들과 같은, 두 개 이상의 냉간 압연 요소들을 함께 용접함에 의해, 또는 단일 요소의 두 개의 인접한 에지들을 함께 용접함에 의해 형성될 수 있다. 이와 다르게, 도15의 연결 부 재(80A)에 의해 나타낸 바와 같이, 슬리브는 빔의 두 개의 측면들에 각각 연결되는 두 개의 인접한 절반부 슬리브들로 구성될 수 있다.

도시된 바와 같이, 연결 부재(80)는 상부 삼각형 헤드 부분(82), 하부 삼각형 헤드 부분(84), 및 상부 삼각형 헤드 부분(82) 및 하부 삼각형 헤드 부분(84) 사이로 길이방향으로 연장하는 평행하게 떨어져 있는 웹 부분들(86,87)을 가진다. 헤드 부분(82)은 플랜지(91), 및 상기 플랜지(91)로부터 웹 부분들(86,87)로 각각 연장하는 두 개의 경사 요소들(93,94)을 가진다. 유사하게, 헤드 부분(84)은 플랜지(95), 및 상기 플랜지(95)로부터 웹 부분들(86,87)로 각각 연장하는 두 개의 경사 요소들(97,98)을 가진다. 상기 웹들 및 플랜지들에는, 연결 부재(80)가 콜드 파스너들에 의해 합성 빔에 부착되도록 허용하기 위해, 소정의 위치들에 구멍들이 뚫려있다. 연결 부재(80)는 그가 둘러싸고 있는 합성 빔의 대응하는 외부로 향하고 있는 요소들과 편리한 상호 안정적인 접촉을 제공하는 적절한 형태 및 적절한 치수로 형성된다.

도7에서, 연결 부재(80)는 합성 빔(10)의 부재들(5,15)을 둘러싸고, 그 부재들과 상호 안정적으로 접촉하도록 도시되어 있다. 도1,2 및 6을 더 참조하면, 연결 부재(80)는 집중된 부하를 받도록 예상되는 그의 선택된 영역 배치될 때까지 빔(10)을 따라 횡방향으로 배치된다. 대응하는 정렬된 플랜지 구멍들을 통해 빔(10) 및 연결 부재(80)의 대응하는 플랜지들에 콜드 파스너들(71)이 부착되고, 대응하는 정렬된 웹 구멍들을 통해 빔(10) 및 연결 부재(80)의 대응하는 웹들에 콜드 파스너들(72)이 부착 후, 빔 및 연결 부재의 요소들이 힘 전달 상태로 되고 상호 안정적으로 접촉하게 된다. 예컨대, 연결 부재(80)의 플랜지(91)는 부재(5)의 플랜지(16)와 접촉하고, 연결 부재(connecting member,80)의 경사 요소(oblique element,98)는 부재(15)의 립(lip,27)과 접촉하게 된다.

플랜지 파스너들(flange fasteners,71)은 일반적으로 블라인드 리벳들이고, 웹 파스너들(72)은 일반적으로 정렬된 웹 구멍들을 통과하여 대응하는 너트들과 나사 결합되는 볼트들의 쌍들이다. 또한, 플랜지 파스너들(71)은, 더 강한 부착력을 제공하도록, 반작용 판 인서트(176)(도14b)와 나사 결합 가능한 볼트들로 될 수 있다. 반작용 판 인서트(176)는, 예컨대 횡방향 일 단부에서 에지들(176,177)이 동일 평면 상에 있게 되는 방식으로, 함께 용접되는 짧은 판(172) 및 긴 판(174)으로 구성된다. 인서트(176)는 판들(172,174) 내에 형성된 내측 나사 구멍들(171)을 통과하는 파스너들에 의해 대응하는 쌍의 빔 플랜지들에 부착된다. 따라서, 선택된 연결 부재의 플랜지는, 긴 판(179)에 형성된 내측 나사 구멍들(179)과 결합되는, 플랜지 파스너들(71)에 의해, 빔 플랜지에서 떨어져 있는, 긴 판(174)에 부착될 수 있다.

도8에서, 연결 부재(100)는 하나의 웹(104) 만을 가지며, 따라서 합성 빔의 측면에만 힘 전달 접촉되도록 되어 있다. 또한, 연결 부재(100)는 웹(104)의 상부 및 하부 단부들로부터 동일 측면 방향으로 연장하는 경사 요소들(101,103), 및 경사 요소들(101,103)로부터 꼭지점들(111,112)을 통해 연장하는 상부 및 하부 플랜지들(107,109)을 가진다. 플랜지들(107,109)은 연결 부재(100)가 부착되는 빔의 플랜지들과 사실상 동일한 측면 치수를 가진다. 그러나, 플랜지들(107,109)은 기술적 고려 사항에 따라, 합성 빔의 대응하는 플랜지들보다 상당히 작은 측면 치수를 가지도록 될 수 있다. 따라서, 연결 부재(100)는 빔의 두 개의 헤드 부분들과 힘 전달 접촉되기에 적합하다.

도9에서, 연결 부재(110)는, 그의 일 측면 단부에서, 빔의 상부 부분과 힘 전달 접촉하기에 적합하도록 되어 있다. 연결 부재(110)는 그것이 부착되는 빔의 웹보다 짧은 웹 부분(114)을 가진다. 경사 요소(101)는 웹 부분(114)의 상단부에서 연장하며, 플랜지(107)는 경사 요소(101)에 인접한 꼭지점(111)에서 연장한다.

도27에 도시된 바와 같이, 연결 부재(45)는 빔의 웹 또는 플랜지와 힘 전달 접촉할 수 있는, 예컨대 판으로 될 수 있다. 도29는 부재들(5,15)의 웹에 연결된 판들(45A,45B)을 포함하는 빔을 나타내고 있다. 이러한 빔은 3개 또는 4개의 부재들, 즉 부재들(5,15), 및 판들(45A) 및/또는 (45B)로써 제조될 수 있다. 이와 다르게, 빔은 판들 없이 제조될 수도 있고, 판형 연결 부재들이 현장에서 웹에 연결될 수 있다.

도28을 참조하면, 평면도로 도시된 연결 부재(55)는 두 개의 구조 요소들과 부분적인 힘 전달 접촉될 수 있다. 연결 부재(55)는, 각도를 이루어 떨어져 있는, 예컨대 도시된 바와 같이 서로 수직으로 배치된 두 개의 판들(57,59), 및 그 판들(57,59) 사이에서 그들에 대해 경사지게 연장하는 요소(61)를 포함한다. 따라서, 판들(57,59)은 두 개의 각도를 이루어 떨어져 있는 다른 요소들에 연결된다.

도36a-b는, 합성 빔과 상호 안정적 접촉을 행하도록, 두 개의 삼각형 헤드 부분들(431,432)을 가진 슬리브를 형성하도록 함께 용접된, 두 개의 동일한 다르게 배향된 부분들(425,428)을 포함하는 연결 부재(420)를 나타내고 있다. 부분(425)에 대해, 부분(428)은 역전되어 뒤집혀 있다.

도36b의 배향으로 도시된 바와 같이, 부분(428)은 웹 부분(421), 상부 및 하부 플랜지 부분들(426,427), 플랜지 부분(427)의 측면 단부에서 웹 부분(421)의 하부 길이방향 단부(422)로 연장하는 경사 요소(423), 웹 부분(421)의 상부 길이방향 단부(432)에서 플랜지(426)의 측면 단부(439)로 연장하며 경사 요소(423)에 대칭한 경사 요소(434), 및 플랜지(427)의 측면 단부(442)에서 연장하며 플랜지(426)에 대한 경사 요소(434)의 각도와 같은 각도로 플랜지(427)에 대해 배치된 경사 립(lip,438)으로써 형성된다. 경사 요소들(434,438)의 길이는, 하나는 부분(425)에서 그리고 다른 하나는 부분(428)으로부터 연장됨, 부분(428)이 부분(425)에 대해 역전되어 뒤집혀 질 때, 도36a에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 경사 요소들(434,438) 사이에 용접 스폿들(435-B)의 인가를 허용하도록, 그들이 겹쳐지도록 선택된다. 각 쌍의 플랜지들(426,427)은 플랜지 파스너들에 의해 상호 힘 전달 접촉하게 될 것이고, 또한 연결 부재(420)에 연결된 합성 빔의 대응하는 플랜지들에 뚫려진 구멍들에 결합할 것이다.

도10-26 및 35는 본 발명의 빔에 콜드 파스너들에 의해 부착될 수 있는 예시적인 연결 부재들을 나타내고 있다. 일반적으로 자체 조립되는 이 연결 부재들은 도6에 도시된 바와 같이, 빔의 두 개의 측면 단부들과 힘 전달 접촉되거나, 또는 도8에 도시된 바와 같이, 빔의 일 측면 단부와만 접촉될 수도 있다. 연결 부재는 상기 빔의 부분에 유사하게 형성되어, 상기 빔과 힘 전달 접촉되고, 콜드 파스너들 및/또는 용접에 의해 상기 빔에 부착될 때 합성 빔에 "연결"되는 것으로 한다. 도시된 부재들과, 다른 형상, 배향, 치수, 두께, 파스너들의 수, 및 파스너들의 위치 등이 다르게, 임의의 연결 부재들이 형성될 수 있음을 이해하기 바란다.

도10은 동일한 프로파일들, 즉 동일의 길이방향 및 측면 치수들을 가진 두 개의 빔들(122a,122B)을 연결하도록 이용되는 연결 부재(120)를 나타내고 있다. 이송 장치의 사이즈 및 무게 제한으로 인해, 상당히 긴 횡단 길이, 예컨대 20m,를 가진 빔은 통상 경제적으로 이송될 수 없다. 따라서, 두 개의 짧은 빔들이 건설 장소로 이송되고, 그 후 현장에서 연결 부재(120) 및 콜드 파스너들(71,72)에 의해 함께 신속하게 결합되어, 결합된 빔의 횡단 길이가, 지금까지의 종래 기술에서 실시된 것과 같은, 용접의 필요성 없이 증가될 수 있다. 플랜지 파스너들(71)은 연결 부재의 상부 및 하부 플랜지들(122,124)을 빔의 대응하는 상부 및 하부 플랜지들 각각에 연결한다. 웹 파스너들(72)은 전단 연결(shear connection)을 생성하도록 연결 부재의 하나 이상의 웹들(126)을 빔의 대응하는 웹들에 연결한다. 콜드 파스너들(71,72)의 4개의 컬럼들(columns)이 사용되며, 그중 두 개의 컬럼들은 빔(122A) 및 연결 부재(120)의 정렬된 구멍들에 부착되며, 나머지 두 개의 컬럼들은 빔(122B) 및 연결 부재(120)의 정렬된 구멍들에 부착된다.

어떤 이유로 빔 및 연결 부재(120)의 구멍들이 정렬되지 않은 경우, 본 발명의 빔 시스템의 모듈성은 연결 부재 및 빔이 연결됨을 보장하는 방식으로 빔 또는 연결 부재를 재배치하도록 건설 작업자에게 충분한 융통성을 제공한다. 예컨대, 상기 빔이 그의 구멍들이 연결 부재(120)의 다른 구멍들과 정렬될 때까지 신축자재한 형태로 횡방향으로 변위될 수 있다. 이와 다르게, 연결 부재(120)의 구멍들은, 상기 빔이 횡방향으로 약간 변위될 때, 상기 연결 부재 구멍의 다른 부분이 빔 외주에 의해 덮혀 있더라도 콜드 파스너가 대응하는 빔 구멍을 통과하여 결합하게 허용하도록 대응하는 부재의 구멍의 일부가 노출되도록, 타원형을 가지는 등으로, 적절하게 형성될 수 있다. 빔 구멍들이 연결 부재 구멍들과 정렬될 수 없는 경우, 빔 외주에 다른 구멍들이 뚫려질 수 있다. 이하에 설명되는 다른 연결 부재들도 빔 및 선택된 연결 부재를 신속하고 쉽게 연결하도록 현장에서 재배치될 수 있음을 이해하기 바란다.

이와 다르게, 도30a-c에 도시된 바와 같이, 연결 부재(120)는 상부 및 하부 반작용 판 인서트들(127,128)에 의해 빔들(122A,122B)을 연결하도록 이용될 수 있다. 도30a는 인서트들(127,128)에 의해 빔(122A)에 연결된 연결 부재(120)의 측면도이다. 조립 전에, 인서트들(127,128)은, 도30b에 도시된 바와 같이, 플랜지 파스너들(71)에 의해 빔(122A)의 플랜지들에 부착된다. 그 후, 연결 부재(120)는, 도30c에 도시된 바와 같이, 인서트들(127,128) 및 기다란 플랜지 파스너들(181), 및 연결 부재(120)의 웹에 뚫려진 구멍(129) 및 빔(122A)의 웹에 뚫려진 구멍(32)을 통과하는 웹 피스너들(도시 안됨)에 의해 빔(122A)에 부착된다. 다음에, 빔(122B)은 연결 빔(120) 내에 삽입된 후 빔(122A)에 매우 인접하게 배치되며, 그 후 연결 부재(120)가 기다란 파스너들(181) 및 웹 파스너들에 의해 인서트들(127,128) 및 빔(122B)의 플랜지들에 부착된다. 빔들(122A,122B)은 연결 부재(120)가 두 개의 빔들 위로 미끄럼 이동되어 연결되기 전에 매우 근접하게 배치될 수 있다.

도11은, 두 쌍의 인접한 빔들이 횡방향으로 연결되고 두 쌍의 인접한 빔들은 연결 부재(130)에 의해 길이방향으로 연결되는, 4개의 빔들을 연결하도록 이용되는 연결 부재(130)를 나타내고 있다. 연결 부재(130)는 도10의 연결 부재(120) 및 연결 부재(120)의 상부 및 하부 플랜지들(122,124) 각각에 연결된 두 개의 판들(132,134)을 포함한다. 플랜지 파스너들(71)은 상부 및 하부 판들(132,134), 연결 부재(120)의 상부 및 하부 플랜지들(122,124), 및 횡방향으로 연결된 두 개의 빔들의 각각의 상부 및 하부 플랜지들을 연결하도록 이용된다. 두 쌍의 인접한 빔들은 연결 부재(120)에 대해 상기한 바와 같이 횡방향으로 연결된다. 두 쌍의 인접한 빔들은 플랜지 파스너들(71)에서 측면으로 떨어져 있는 판들의 정렬된 구멍들(137)을 통과하는 콜드 파스너들에 의해 하부 연결 부재(130)의 상부 판(132)과 상부 연결 부재(130)의 하부 판(134)을 연결함에 의해 길이방향으로 연결된다.

도12는, 예컨대 토대 또는 기둥 등의, 구조적 요소(148)에 부착된 빔에 의한 연결 부재(140)를 나타내고 있다. 연결 부재(140)는 빔(145)의 횡방향 단부에 연결된 슬리브형 연결 부재(80)를 포함한다. 연결 부재(80)의 길이방향 자유 에지들, 즉 빔(145)에서 멀리 연장하는 에지들,은 빔(145)의 웹(7)에 수직한 구조적 단부 판(146)에 용접된다. 그 후, 판(146)은 구조적 요소(148)와 접하는 관계로 배치되며 빔(145)에 가해질 모든 예상되는 힘들 및 모멘트들에 견디도록 충분한 구조적 강도를 갖는 연결 수단(149)에 의해 부착된다. 본 발명의 빔 시스템은 구조적 요소에 부착되도록 연결 부재(140)를 불변하게 이용함을 이해하기 바란다.

도13은 모멘트 연결(moment connection)에 의해 수직 빔(154) 및 수평 빔(158)을 연결하는 연결 부재(150)를 나타내고 있다. 연결 부재(150)는, 예컨대 블라인드 리벳 등의 플랜지 파스너들(71), 및 예컨대 볼트 및 대응하는 너트 등의 웹 파스너들(72)에 의해 각각 빔들(154,158)에 연결된 두 개의 코너 슬리브들(152,153)을 포함한다. 코너 슬리브들(152,153)은, 말단 에지(161), 즉 코너에서 먼 에지가 길이방향으로 배치되고, 기부측 에지(163), 즉 코너에 가까운 에지가 말단 에지에 대해 경사지게, 즉 약 45도의 각도로 배향되도록 된 두 개의 떨어져 있는 삼각형 웹들(159)을 가진다. 또한, 코너 슬리브들(152,153)은 말단 에지(161)에서 기부측 에지(163)로 연장하는 짧은 플랜지(166) 및 긴 플랜지(164)를 가진다. 경사 단부 판들(167,168)은 코너 슬리브들(152,153) 각각의 기부측 에지(163) 및 플랜지들(164,166)에 접하게 배치되어 용접된다. 다음, 두 개의 경사 단부 판들(167,168)은 함께 볼트 체결된다. 코너 슬리브의 기부측 에지에서 그것과 힘 전달 접촉하는 대응하는 빔의 기부측 횡방향 에지까지의 코너 슬리브 내의 체적은 중공(hollow)으로 되어 있다.

도14a-c는 모멘트 연결에 의해 수직 빔(154) 및 수평 빔(158)을 연결하도록, 반작용 판 인서트(176)가 제공된, 연결 부재(170)를 나타내고 있다. 연결 부재(150)(도13)와 유사한 형태로 된 연결 부재(170)는 반작용 판 인서트(176)의 대응하는 내부 나사 보어들(171,179)과 결합 가능한 기다란 플랜지 파스너들(181) 및 웹 파스너들(72)에 의해 빔들(154,158)에 연결된 두 개의 코너 슬리브들(182,183)을 포함한다. 인서트(176)의 짧은 판(172)은 연결 부재(170)의 긴 플랜지(184)에 인접한, 대응하는 빔의 플랜지들(6,16)에 부착된다. 인서트(176)의 긴 판(174)은 짧은 판(172)의 기부측 에지에서 기부측으로 연장하며, 연결 부재(170)의 플랜지(184)의 일 부분이 보유될 빔의 플랜지들과 접하지 않게 되도록 허용한다. 따라서, 연결 부재(170)는 그에 노출되는 비교적 큰 힘을 견딜 수 있다. 코너 슬리브들(182,183)은, 더 긴 횡방향 치수이지만, 도13의 웹(159)과 유사한 형태로 된 두 개의 떨어져 있는 삼각형 웹들을 가진다.

도15는, 예컨대 외주 빔 또는 리지 빔 등의 거더(girder,195)에 빔(194)을 연결하도록 된 연결 부재(190)를 나타내고 있다. 연결 부재(190)는 빔(194)의 횡방향 단부에 연결된 슬리브(80A), 거더(195)의 중간 부분에 연결되며 사실상 슬리브(80A)에 수직한 슬리브(80B), 슬리브(80A)의 두 개의 웹들에 용접되어, 그들 사이로 측면으로 연장하는 단부 판(197), 및 단부 판(197) 및 슬리브(80B)의 인접한 웹의 중앙에 용접되어, 그로부터 횡방향으로 연장하는 판(198)을 포함한다.

도16은 지붕의 최상부 등의 구조물의 정점에서, 리지 연결되기에 적합한 연결 부재(200)를 나타내고 있다. 연결 부재(200)는 함께 볼트 체결되는 두 개의 단부 판들(201,202), 판들(201,202)에 각각 용접되는 두 개의 대칭 슬리브들(204,205), 및 두 쌍의 대칭의 삼각형 립들(ribs,207,208)을 포함한다. 립들(207,208)은, 필수적은 아니지만, 일반적으로, 그들의 하부 에지들(217,218)이 각각 하측 지표면에 평행하게 되도록 배향된다. 슬리브들(204,205)의 기부측 횡방향 단부는 소정 각도로 절단되며, 기부측 에지들은 대응하는 단부 판에 인접하는 관계로 배치되어 그 판에 용접된다. 연결 부재(200)를 보강하기에 적합한, 각 립(207,208)은 상기 립의 짧은 다리가 단부 판에 접촉하고 긴 다리가 연결 부재 플 랜지에 접촉하도록 대응하는 연결 부재 플랜지 및 대응하는 단부 판에 용접된다. 다음에, 빔들(212,214)은 슬리브들(204,205) 내로 각각 삽입되어 연결된다. 연결 부재(200)를 이용하면, 빔들(212,214) 사이의 각도는 소정 값으로 됨을 보장하게 될 수 있고 리지 연결의 구조적 완전성이 유지될 수 있다.

도17을 참조하면, 연결 부재(220)는 빔(228)에 지주(225)를 연결하도록 이용된다. 연결 부재(220)는 단부 판(146), 도28의 두 개의 연결 부재들(55), 및 미리 용접된 다수의 립들(ribs,229)이 제공된 도12의 연결 부재(140)를 포함하고 있다. 연결 부재(140)는 빔(228)의 횡방향 단부에 연결되며, 각각의 연결 부재(55)는 지주(225)의 대응하는 측면 단부에 연결된다. 지주(225)의 각각의 측면 단부에서, 판(59)은 콜드 파스너들에 의해 지주(225)의 웹에 연결되며, 요소(61)는 지주(225)의 헤드 부분의 대응하는 경사 요소에 접하며, 판(57)은 콜드 파스너들에 의해 단부 판(146)(도28)에 연결된다. 수평으로 배치된 다수의 립들(229)은, 예컨대 도시된 바대로 3개, 판들(57,59)에 용접된다.

도18은 지주(post,225)를 빔(228)에 연결하도록 이용되는 연결 부재(230)를 나타내고 있다. 도17의 연결 부재(220)에 의해 연결된 지주 및 빔은 나란한 관계이지만, 연결 부재(230)는 수직으로 떨어져 있는 지주 및 빔을 연결하도록 되어 있다. 즉, 연결 부재(230)는, 다른 배향을 갖지만, 연결 부재(220)에 동일하며, 도12의 부재(140), 도28의 두 개의 연결 부재(55), 및 미리 용접된 다수의 립들(ribs,229)이 제공된다.

도19는 다른 길이방향 치수들을 갖는 서로 수직한 빔들(242,244)을 연결하도 록 이용되는 연결 부재(240)를 나타내고 있다. 연결 부재(240)는 도8의 싱글-웹 연결 부재(100) 및 변할 수 있는 형상의 평면 요소(245)를 포함하고 있다. 변할 수 있는 형상의 요소(245)는 빔(242)의 웹에 연결된 장방형 부분(246) 및 연결 부재(100)의 횡단 중앙선에서, 상기 연결 부재(100)에 용접된 기다란 부분(248)을 가진다. 즉, 변할 수 있는 형상의 요소(245)의 횡방향 에지는 경사 요소들(101,103) 및 연결 부재(100)의 웹(104)에 용접된다.

도20 및 21은 케이블 연결기로서 이용되는 연결 부재(250,260)를 나타내고 있다. 도20에서, 연결 부재(250)는 도8의 싱글-웹 연결 부재(100), 연결 부재(100)의 웹의 중앙선을 따라 길이방향으로 연장하고 그 부재에 용접된 보강 요소(251), 및 보강 요소(251)에 대해 대칭이고 웹(104)에서 측면으로 연장하는 동일 평면상의 판들(253,254)을 포함하고 있다. 판들(253,254)은 웹(104) 및 보강 요소(251)에 용접되고, 윈드 보강 케이블들(256,257) 각각의 후크형 단부(259)가 결합 가능한 단일의 대응하는 구멍이 뚫려있다. 도21에서, 연결 부재(260)는 빔(252)의 웹에 연결된 L자형 요소(265)를 포함한다. 상기 요소(265)의 다리(267)는 빔(252)의 웹에서 측면으로 연장하며 케이블들(256,257)의 후크형 단부(259)가 각각 결합 가능한 두 개의 구멍들이 뚫려있다.

도22-26은 대응하는 도리들보(purlin)에 연결된 연결 부재들을 나타내고 있다. 임의의 원하는 수의 도리들보들이 대응하는 수의 연결 부재들에 의해 빔에 연결될 수 있다.

도22에서, 연결 부재(270)는 빔(272)에 연결된 도6의 연결 부재, 및 연결 부 재(80)의 웹(86)의 중앙선을 따라 길이방향으로 연장되며 그에 용접된 보강 요소(278)를 포함한다. C자형 도리들보(275)의 웹(274)은 그의 일 횡단 에지(279)가 연결 부재(80)의 웹(86)과 접하는 관계로 되도록 보강 요소(278)에 연결된다.

도23에서, 연결 부재(280)는 L자형 요소이고 다리(286)가 빔(282)의 웹에 연결된다. 다리(286)와 동일 사이즈이고 그에 대해 수직한 다리(287)가 C자형 도리들보(275)의 웹(274)에 연결된다.

도24는 빔(292)의 두 개의 측면 단부들에 연결된 도9의 두 개의 연결 부재들(110)을 포함하는 연결 부재(290)를 나타내고 있다. 판(295)은 대응하는 연결 부재(110)의 웹(114)과 동일한 길이방향 치수를 가지며, 그에 수직으로 용접된다. 웹(114) 및 판(295)의 하부 에지에 삼각형 립(rib,298)이 용접된다. 따라서, 두 개의 동일 평면상의 C자형 도리들보(275)는 연결 부재(290)에 연결될 수 있고, 이로써 도리들보(275)의 웹(274)이 대응하는 판(295)에 연결되며 웹(114)에 접하게 된다.

도25에서, 연결 부재(300)는 빔(302)에 연결된 도9의 연결 부재(110), 삼각형 립(rib,303), 및 장방형 판(45)을 포함한다. 립(303)의 다리(304)는 연결 부재(110)의 플랜지(107)에 용접되며, 립(303)의 다리(307)는, 플랜지(107)에 용접되어 있는, 판(45)에 용접된다. 다음에, 판(45)은 Z자형 도리들보(305)의 웹(309)에 연결된다.

도26에서, 연결 부재(310)는 도27의 두 개의 서로 수직한 판들(45C,45D), 및 상기 판들(45C,45D)에 용접된 삼각형 립(303)을 포함한다. 판(45C)은 빔의 플랜지 들에 연결되고, 판(45B)은 Z자형 도리들보(305)의 웹(309)에 연결된다.

도35에 도시된 바와 같이, 연결 부재(450)는 합성 빔(10) 및 벽(455) 둘 다에 연결될 수 있다. 연결 부재(450)는 두 개의 대칭 부분들(460,465)을 포함한다. 각 부분은 웹 파스너들(72)에 의해 빔(10)의 인접한 웹(7)에 연결된 웹 부분(462), 콜드 파스너들(457)에 의해 벽(455)에 연결된 벽과 접한 판(466), 및 경사 요소 또는 빔(10)의 립(lip)과 상호 안정적으로 접촉하는 상태로 웹 부분(462)에서 벽과 접한 판(466)으로 연장하는 경사 요소(464)를 포함한다.

본 발명의 빔 시스템에 의해 지지되는 구조를 설계하는 건축가 및 토목 기사는 다양한 선택의 가능성들을 향유할 수 있다. 상기한 빔들 및 연결 부재들의 여러 가지 조합들이 설계된 부하 및 응력 집중에 기초하여 선택될 수 있다. 또한, 빔 시스템의 부하 지지 용량은 빔 또는 연결 부재가 제조된 시트 금속의 두께, 또는 빔 및 연결 부재를 연결하도록 이용되는 콜드 파스너들의 수 및 위치를 변경함에 의해 변경될 수 있다.

예컨대, 도31에 도시된 빔 시스템(350)에서, 모멘트 연결을 제공하는, 연결 부재(150)(도13)의 코너(355) 부근에서 가장 큰 응력 집중이 발생된다. 연결 부재(150)는 지주(154) 및 리지 빔(214)에 연결되고, 지주(154)는 토대에 부착된 연결 부재(140)에 연결된다. 두 개의 리지 빔들(212,214)은 연결 부재(200)(도16)에 의해 연결된다. 연결 부재(150)에서의 응력 집중은 연결 부재(150)가 포함되는 시트 금속의 두께를 증가시킴에 의해 감소될 수 있다. 대조적으로, 종래 기술의 모멘트 연결에서, 상당히 더 긴 전체 리지 빔들의 두께는 모멘트 연결에서의 응력 집중 을 감소시키도록 필수적으로 증가하게 되어, 조립 작동들의 시간 집약 및 비용을 요구하게 된다. 또한, 연결 부재(150)에서의 응력 집중은 그의 코너 슬리브들의 횡단 치수를 증가시킴에 의해 감소될 수 있다. 상기 응력 집중은 인접한 리지 빔을 연결하는 파스너들이 모멘트 연결의 코너(355)에 근접할수록 증가하게 되어, 더 많은 수의 파스너들을 필요로 하게 된다. 따라서, 콜드 파스너들이 노출되는 응력 집중은 코너 슬리브들의 횡방향 치수를 증가시킴에 의해 감소된다.

연결 부재(140)(도12)에 의해 두 개의 기둥들(도시 안됨)에 각각 연결되는, 두 개의 빔들(10)에 연결된 연결 부재(120)(도10)를 나타내는, 도32에 도시된 빔 시스템(360)에서, 두 개의 빔들(10) 사이에 삽입될 때 연결 부재들(120)에서 가장 큰 응력 집중이 발견되었다. 상기 응력 집중은, 종래 기술의 빔 시스템에서 지금까지 실시되었던 바와 같이, 빔들(10)의 두께를 증가시키는 것이 아닌, 연결 부재(120)의 두께를 증가시킴에 의해 감소될 수 있다.

도33은 상기한 많은 빔들 및 연결 부재들로부터 조립된 예시적인 빔 시스템(380)을 나타내고 있다. 다른 적절한 빔들 및 연결 빔들도 사용될 수 있음을 이해하기 바란다. 시스템(380)의 레이아웃은 종래 기술의 빔 시스템과 유사하지만; 사용되는 강의 량 및 시스템(380)과 관련된 조립 비용은 본 발명의 합성 빔들 및 연결 부재들의 사용으로 인해 종래 기술의 시스템들에 비해 상당히 낮아지게 된다.

빔 시스템(380)은 L의 스팬 만큼 떨어져 있는 일부 및 2L의 스팬 만큼 떨어져 있는 일부 등, 다수의 지주들(225)을 포함한다. 전방 열은 6개의 지주들로 구성되고, 중앙 열(384)은 5개의 지주들로 구성되며, 가장자리의 측면 열(386)은 5개의 지주들로 구성되어 있다. 각 지주(225)는 대응하는 연결 부재(140)(도12)에 의해 토대에 연결되어 있다. 리지 빔(212) 또는 (214)은 연결 부재(150)(도13)에 의해 실시되는 모멘트 연결에 의해 지주(225)에 연결된다. 연결 부재(200)(도16)는 한 쌍의 리지 빔들(212,214)을 연결하며, 한 쌍의 리지 빔들은 다수의 리지 빔들이 서로 평행하게 되도록 각각의 측면 열을 따라 배치되어 있다. 연결 부재(200)를 대응하는 중앙 지주(225C)에 연결하도록, 수평으로 배향된 판이 연결 부재(200)를 보강하는 립들(207,208)(도16)의 하부 에지에 용접된다. 그 후, 연결 부재(140)는 그의 판(146)이 상방으로 향하여 립들(ribs,207,208)에 용접된 판에 콜드 파스너들에 의해 부착되도록 중앙 지주(225C)의 최상부 부분에 연결된다. 다수의 도리들보들(305)이 금속 데크를 지지하도록 다수의 리지 빔들에 수직하게 배치된다. 연결 부재(300)(도25)는 도리들보(305)가 가로질러 연장하며 그에 의해 지지되는 리지 빔에 상기 도리들보(305)를 연결하도록 이용된다. 도리들보가, 예컨대 전방 열(382)을 따라 모멘트 연결에 부착될 때, 상기 도리들보(305)의 웹(309)에 연결된 판(45)에 용접된, 립(rib,303)(도25)을 코너 슬리브(153)(도13)의 플랜지(164)에 용접하도록, 연결 부재(150)를 포함하는, 연결 부재(381)가 이용된다. 가장자리의 측면 열(386)을 따라 배치된 것과 같은 횡방향 빔(10)은 지주에 연결된 제1 연결 부재(80)(도6), 상기 횡방향 빔에 연결된 제2 연결 부재(80), 및 제1 연결 부재의 대략 횡방향 중앙선 및 제2 연결 부재의 대략 길이방향 중앙선에 용접된 수평으로 배치된 판(198)(도15)을 포함하는 연결 부재(389)에 의해 각 지주(225)에 연결된다. 윈드 보강 케이블들이 연결 부재(260)(도21)와 결합된다.

도34는 도33의 시스템(380)에 사용된 동일한 많은 빔들 및 연결 부재들로부터 조립된 예시적인 빔 시스템(390)을 나타내고 있다. 종래의 I형 빔에 대한 본 발명의 합성 빔들의 중량 비에 대해 증가된 측면 안정성 및 강도, 및 빔들과의 힘 전달 접촉되는 연결 부재의 사용으로 인해, 적절한 두께의 시트 금속, 예컨대 4mm, 으로 된 빔은 종래 기술의 빔들의 최대 자유 스팬, 예컨대 25m보다 훨씬 긴 거리를 버팀대 또는 받침목 없이 스팬할 수 있게 된다. 도시된 바와 같이, 빔 시스템(390)은, 도33의 빔 시스템(380)과 같이, 그의 전방의 열(382)을 따라 동일 개수의 지주들(225), 즉 6개를 갖지만, 그의 중앙 열(384)은 두 개만으로 구성되며, 가장자리 측면 열(386)은 3개만의 지주들로 구성된다. 따라서, 가장자리 측면 열(386)을 따른 스팬은 4L과 같이 크게 될 수 있다. 또한, 횡방향 빔은 불필요하다.

본 발명의 일부 실시예들이 예시적으로 설명되었지만, 본 발명은, 특허청구의 범위를 초과하거나 또는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고, 당업자의 범위 내인다른 해결들 또는 많은 등가물들을 이용하여, 많은 수정, 변화 및 개조들을 행하여 실행될 수 있음을 이해하기 바란다.

Claims

a) 두 개의 반대로 배향된 삼각형의 폐쇄된 헤드 부분들 및 상기 두 개의 폐쇄된 헤드 부분들 사이에 삽입된 횡방향으로 연장하는 웹을 가지며, 상기 두 개의 부재들의 대응하는 헤드 부분들이 다른 부재 내에 하나의 부재가 겹쳐 쌓여 배치되고 상기 두 개의 부재들 중 인접한 요소들이 상호 안정적으로 접촉되도록 두 개의 분리된 부재들로 구성된 빔들 각각이 배열되어 있는, 하나 이상의 합성 빔; 및

b) 두 개 이상의 연결 부재들이 상기 합성 빔들 중 하나 및 다른 구조적 요소에 연결되어, 힘 전달 접촉하게 되는, 다수의 연결 부재들을 포함하는, 모듈러 보강 구조 빔 및 연결 부재 시스템.
제1항에 있어서,

상기 합성 빔의 각 부재는 제1 헤드 부분, 제2 헤드 부분, 및 상기 제1 헤드 부분 및 제2 헤드 부분 사이에 삽입된 길이방향으로 배치된 웹 부분을 포함하고, 상기 제1 및 제2 헤드 부분은 측면으로 배치된 대응하는 플랜지, 상기 플랜지의 제1 측면 단부에서 웹 부분으로 연장하는 경사 요소, 및 상기 플랜지의 제1 측면 단부에서 연장하며 상기 경사 요소보다 상당히 짧은 길이를 갖는 경사 립(lip)을 가지는 형태로 되어 있는 빔 시스템.
제2항에 있어서,

폐쇄된 삼각형 헤드 부분의 제1 측면이 두 개의 합성 빔 부재들의 두 개의 플랜지들을 각각 포함하고, 그의 제2 및 제3 측면들은 합성 빔 부재들 중 하나의 경사 요소 및 다른 합성 빔 부재의 립(lip)을 포함하는 빔 시스템.
제3항에 있어서,

폐쇄된 헤드 부분의 제2 및 제3 측면들에 대해, 상기 경사 요소 및 그의 대응하는 플랜지 사이의 공간의 각도는 상기 립(lip) 요소 및 그의 대응하는 플랜지 사이의 공간의 각도와 동일한 빔 시스템.
제3항에 있어서,

폐쇄된 삼각형 헤드 부분의 인접한 측면들은 60도의 각도로 떨어져 각져 있는 빔 시스템.
제2항에 있어서,

상기 각 빔 부재는 냉간 압연되는 빔 시스템.
제2항에 있어서,

상기 빔 부재들 중 하나의 상대적인 횡방향 변위를 방지하도록, 제1 및 제2 빔 부재들의 대응하는 플랜지들을 결합하기 위한 수단을 더 포함하는 빔 시스템.
제7항에 있어서,

상기 플랜지 결합 수단은 콜드 파스너들인 빔 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 및 제2 빔 부재들의 대응하는 웹 부분들을 결합하는 수단을 더 포함하는 빔 시스템.
제9항에 있어서,

상기 웹 결합 수단은 콜드 파스너들인 빔 시스템.
제2항에 있어서,

제1 헤드 부분의 플랜지는 제2 플랜지 부분의 플랜지보다 더 긴 측면 치수를 갖는 빔 시스템.
제11항에 있어서,

제1 및 제2 부재들이 동일하며, 상기 제2 부재는 그의 제1 헤드 부분이 제1 부재의 제2 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치되고 제1 부재의 제1 헤드 부분이 제2 부재의 제2 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치되도록 제1 부재와 반대 방향으로 되어 있는 빔 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 헤드 부분의 플랜지는 제2 플랜지 부분의 플랜지와 동일한 측면 치수를 가지는 빔 시스템.
제13항에 있어서,

상기 제2 부재의 제1 헤드 부분이 제1 부재의 제1 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치되고 제2 부재의 제2 헤드 부분이 제1 부재의 제2 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치되는 빔 시스템.
제11항에 있어서,

상기 제2 부재의 제1 헤드 부분이 제1 부재의 제1 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치되고 제2 부재의 제2 헤드 부분이 제1 부재의 제2 헤드 부분 내에 겹쳐 쌓여 배치되는 빔 시스템.
제1항에 있어서,

제1 부재의 헤드 부분의 꼭지점들이 제1 부재의 헤드 부분이 겹쳐 쌓여 배치되는 제2 부재의 헤드 부분에 의해 보강되는 빔 시스템.
제16항에 있어서,

상기 경사 요소 및 제1 부재의 웹 부분 사이의 정션 및 상기 경사 요소 및 제2 부재의 웹 부분 사이의 정션이 대응하는 플랜지들에 대해 평행한 평면상의 동일 평면상에 있는 빔 시스템.
제2항에 있어서,

상기 연결 부재 및 빔에 뚫려있는 대응하는 정렬된 구멍들과 결합 가능한 콜드 파스너들에 의해 연결 부재가 합성 빔에 연결되는 빔 시스템.
제18항에 있어서,

상기 연결 부재는 콜드 파스너들에 의해 현장에서 연결되는 기성품인 빔 시스템.
제19항에 있어서,

상기 연결 부재는 함께 용접된 하나 이상의 요소를 포함하는 빔 시스템.
제18항에 있어서,

상기 빔에 내부적으로 부착된 반작용 판 인서트(reaction plate insert) 및 콜드 파스너들에 의해 연결 부재가 합성 빔에 연결되는 빔 시스템.
제18항에 있어서,

연결 부재는 선택된 횡방향, 길이방향 및 측면방향 치수들을 갖는 슬리브 형 태이고, 상기 선택된 치수들을 갖는 합성 빔 외주의 일 부분을 완전하게 둘러싸고 그 부분과 상호 안정적으로 접촉되는 빔 시스템.
제22항에 있어서,

상기 슬리브는 함께 용접되는 두 개의 냉간 압연 요소들을 포함하는 빔 시스템.
제22항에 있어서,

상기 슬리브는, 인접한 두 개의 에지들이 함께 용접되는, 단일의 요소를 포함하는 빔 시스템.
제22항에 있어서,

상기 슬리브는 빔의 두 개의 측면들에 각각 연결된 두 개의 인접한 절반부 슬리브들을 포함하는 빔 시스템.
제19항에 있어서,

상기 연결 부재는 하나의 웹만 가지도록 형성되는 빔 시스템.
제26항에 있어서,

상기 연결 부재의 웹은 그 연결 부재가 부착되는 빔의 웹보다 짧은 빔 시스템.
제20항에 있어서,

상기 연결 부재는 빔의 웹 또는 플랜지와 힘 전달 접촉되는 판을 포함하는 빔 시스템.
제28항에 있어서,

상기 연결 부재는 두 개의 각을 이루어 떨어져 있는 판(plates)들 및 상기 두 개의 판들에 대해 경사지게 그 판들 사이로 연장하는 요소를 포함하는 빔 시스템.
제20항에 있어서,

상기 연결 부재는 하나 이상의 립(rib)을 더 포함하는 빔 시스템.
제20항에 있어서,

상기 연결 부재는 모멘트 연결과 같은 형태로 되는 빔 시스템.