TWI502118B - 階梯形結構 - Google Patents

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Description

階梯形結構
本發明係關於諸如一階梯形豎板抑或用於(例如)大型運動場或其他娛樂現場之一座位豎板的一種階梯形結構。
為了增加來自運動及其他事件之收入，可期望最大化在一運動場或其他現場中容納觀眾之數量。為此，有必要提供額外之座位階層，而這通常會造成上方拱形座位之一相當大的部分懸垂在其他結構上方之結構。相應地，支撐該座位之豎板之重量應經最小化以縮減該支撐結構之尺寸及成本。為了縮減與運動及娛樂事件相關之暫態及共振振動，該等豎板必須係剛性且具有足夠質量，或利用具有良好阻尼特性之材料加以建構。座位豎板之現存設計係由預應力或預製混凝土或鋼製成。因混凝土具有0.2之一阻尼係數、良好抗火性及相對較低之維修費用，故熟知之豎立部通常係由慮及經合理振動控制之撐桿之間的長淨跨(典型地係12,200mm)的混凝土所建構。混凝土構造之主要劣勢係豎立部之一兩階層豎板之重量係(例如)10T，且自身重量(恒載)等於該設計再加上使用及佔用之活載。因此，有必要提供更重、更堅固、更硬及更昂貴之上部結構及用以支撐該等豎立部之基礎(尤其用於較大懸臂座位部)。
為了最小化自身重量(並進而縮減上部結構及基礎之成本)，該等豎立部可利用由中間撐桿及一輔助鋼結構加以支撐之摺疊鋼板而建構。典型地，用於此類型之建構的最大跨度係約6100mm，且自身重量約為一等效混凝土結構之40%。然而，鋼豎板係更易於受聲音及振動問題(具有0.1之一阻尼係數)之影響，並具有與中間撐桿及輔助鋼結構之產製及架設相關的額外成本。
美國專利案第US 5,778,813號及第US 6,050,208號描述結構夾層板，該等文獻係以引用之方式併入本文中，並包括與一中間(例如無發泡聚氨基甲酸酯)彈性體芯體結合之外部金屬(例如鋼)板。該等夾層板系統(通常稱為SPS結構)可以多種建構形式使用以替代剛性鋼板、型鋼板、強化混凝土或複合鋼-混凝土結構，並極大地簡化所形成之結構，進而在重量不變之同時改良力(及結構)效能(例如，硬度、阻尼特性)。WO 01/32414中亦描述該等結構夾層板部件並以引用之方式併入本文中。如該文獻中之描述，發泡體形式或嵌件可經併入芯體層中以縮減成本及/或重量，且可添加橫向金屬剪力板以增進硬度。
根據WO 01/32414之教示，發泡體形式可係空心或實心的。空心形式產生一較大重量縮減且係有利的。該文獻中所描述之形式並非被限制為由輕重量發泡體材料製成，並亦可由其他材料(諸如木材或鋼箱、塑膠推擠型及空心塑膠球)製成。
GB 2,368,041揭示包括具有頂部金屬板、底部金屬板及一結合至該兩金屬板之一塑膠或聚合材料之中間層以傳遞剪力至(例如)一SPS結構之間的一種階梯形豎板。該等板係被預先彎折為所期望之階梯形豎板形狀並被焊接在一起，從而中間層被注入該兩板之間之階梯形豎板狀之孔穴中。形成階梯形豎板所使用之夾層結構板相較於相當厚度之鋼板係已增加了硬度，並避免(或降低)提供剛性元件之需要。此導致具有少量焊接之一相當簡單之結構而實現簡化之製造且減少易受疲勞或腐蝕影響之區域兩者。然而，注入彈性體之結構係易彎曲的且難於組裝。
本發明之一目標是用以提供一種改良之結構部件。
本發明提供包括複數個獨立延展部之一種階梯形結構，其中該複數個獨立延展部之至少一者包括頂部薄片及底部薄片，其中每一薄片具有一向下彎折之前縱向端部及一向上彎折之後縱向端部，以及介於該頂部薄片與該底部薄片之間之一芯體。
此明顯地簡化一階梯形豎板及組件之產製。而且，階梯形結構可僅以約90°(例如90.6°)之彎折製成，藉此容許不需要特製彎折設備即可製成該階梯形結構。頂部薄片及底部薄片可係同一外形，以使得一單一薄片彎折線可被用以製造兩薄片。此外，所需用於製造一階梯形結構(可視需要具有夾層板系統(SPS))之焊接點數量保持低數量。此不僅縮減焊接成本，而且消除一潛在之易疲勞細部結構。同樣地，本設計藉此避免更可能之焊接變形。而且，藉以製成該階梯形結構之各元件係較易於運送的，且複數個獨立延展部可被堆疊。同樣可簡化固定該等獨立延展部於一起並固定至一構架之過程。該等獨立延展部可於一製造廠中加以製造，並被運送至裝配場所。
本發明之芯體及金屬薄片的材料、尺寸及常規性質可視需要針對階梯形豎板所要設置之特定使用來予以選擇。通常地，其等可如美國專利案第US-5,778,813號及US-6,050,208號所描述：芯體係由聚合或塑膠材料組成。鋼或不銹鋼通常以厚度0.5mm至20mm(較佳地係3-5mm)加以使用，且鋁可以所期望之輕重量加以使用。類似地，如美國專利案第US-5,778,813號及US-6,050,208號所描述，芯體可係塑膠(或聚合)材料(較佳地係緻密材料，即未經發泡之材料)並可係任意合適材料(例如，諸如聚氨基甲酸酯之一彈性體)。如WO 01/32414所描述，亦可包括輕重量之形式或嵌件。第一金屬薄片可被塗覆，或具有經應用以改良牽引力之一不同之表面處理。
根據本發明之一種階梯形結構可經設計以符合相關適用性標準及相對於振動與撓曲控制、板處理之建構約束。所形成之結構係輕的、剛性的，並經由塑膠或聚合材料之固有阻尼特徵而提供優於利用加勁鋼板及滾軋部分(輔助鋼結構)建構或利用鋼筋混凝土所建構之豎板之經改良的結構及振動回應效能。
 第一實施例
圖1顯示橫向穿過根據本發明之一獨立延展部1的一截面圖。該獨立延展部1可被用於形成一階梯形結構100(見圖2)(例如一劇院或小型運動場等之一座位豎板)。
座位之一截面典型地具有介於5米與15米之間之一寬度並由可懸掛於運動場之其他部分上的撐桿樑於每一端部處來予以支撐。座位隨後被置於該階梯形結構之延展部1上。該延展部1係大致上呈水平，且該等延展部1之間之階梯被稱之為豎立部2，該豎立部係大致上呈垂直。該階梯形結構可現場裝配或可被部分或全部地預裝配。
自圖1中可看出，結構元件中之獨立延展部1(其可自縱向拉伸)係由一頂部薄片10及一底部薄片20製成。頂部薄片10及底部薄片20係由第一金屬板及第二金屬板組成，除鋼板以外之其他材料係較佳地適用。例如，薄片10、20可由纖維強化塑膠或除鋼以外之金屬(例如鋁)製成。
頂部薄片10及底部薄片20之厚度可係(例如)處於自0.5mm至20mm之範圍內。所期望用以增加耐用度之該結構之部分係利用厚金屬層及/或表面壓型而形成以(例如)改良抓持力。或者可使用塗層。
在頂部薄片10及底部薄片20之間係一芯體30。該芯體30較佳地係塑膠(或聚合)材料，且更佳地係一緊密熱固性材料(諸如聚氨基甲酸酯彈性體)以形成作為延展部或該結構部件之踏面之一結構板部件(SPS)。該芯體可係一混凝土層。該混凝土層可係典型比重約為2400kg/m3 (例如介於2100kg/m3 與2700kg/m3 之間)之標準混凝土、而較佳地係典型比重約為1900kg/m3 (例如介於1200kg/m3 與2200kg/m3 之間)之輕重量混凝土、更佳地係典型比重約為1200kg/m3 或更低(例如介於500kg/m3 與1200kg/m3 之間)之過輕重量混凝土。該混凝土可係任何類型之膠結材料(例如諸如Portland膠、飛灰、粒化高爐礦渣粉、石灰石粉及矽石煙氣)。芯體30係由在頂部薄片10及底部薄片20之間傳遞剪力的材料形成。該芯體30可具有處於自15mm至300mm之範圍內之厚度(較佳地係15至30mm，如20mm)並以足夠力加以結合至頂部薄片10及底部薄片20，且具有足夠機械性質以在該等薄片10、20之間傳遞所期於使用之剪力。該芯體30與該等薄片10、20之間之結合力應大於3MPa且較佳地係6MPa，而該芯材之彈性模數應大於200MPa且較佳地係大於250MPa(尤其期於暴露於高溫下而使用)。
為了諸如樓梯豎板之低負荷應用(其中典型使用及佔有負荷係達到約1.4kPa至7.2kPa)，結合強度可係較小的(例如約0.5MPa)。藉由芯體層30，該結構夾層板部件具有一加勁鋼板之強度及荷重承載能力，該加勁鋼板具有一大體上較大之板厚度及明顯額外補強。
為製造該結構部件，薄片10、20之內表面係藉由(例如)酸蝕刻及清洗及/或噴砂處理或其他任何合適之方法而製備，使得該等表面係足夠潔淨以形成與該芯材之一良好結合。
該芯材係較佳地被注入或真空填充至一孔穴內並從而被容許固化於該孔穴中。為了以此方式製造獨立延展部1，一孔穴係藉由密封該結構板部件(如以下加以描述)之縱向端及該結構板部件之橫向邊緣(例如焊接介於頂部薄片10及底部薄片20之間的一面板，或放置或焊接介於頂部薄片10及底部薄片20之橫向邊緣之間的一邊條60(見圖6))而形成於該等薄片10、20之間。因此，一芯體孔穴係形成於頂部薄片10及底部薄片20之間且芯材可藉由板中之任一注入孔(未顯示)或附接於橫向端之部件而注入該芯體孔穴內。排氣孔可被提供於任何便利位置。排氣孔及注入孔兩者係較佳地於完成注入後被填充及磨平。在該芯材之注入並固化期間，薄片10、20可須要經抑制以阻止歸因於固化熱所致之芯體之熱膨脹的彎曲。或者，尤其對於相對較小之豎板，該結構部件可被置入用於芯材注入之一模具中。實際上，歸因於本發明之該/該等豎立部2之幾何形狀及以下之描述，在芯材之注入及固化期間頂部薄片10及底部薄片20之彎曲係不可能發生，而此係本發明之一進一步優勢。
儘管未被顯示，間隔器、輕重量形式、剪板及其他嵌件可於頂部薄片10及底部薄片20被定位之前先被置入該芯體孔穴中。間隔器係有利的因為其等確保該等截面之間隔及芯體之厚度橫跨該豎板為均勻的。此外，其他低密度塊狀材料可用於該芯材，諸如微球體，且其等有助於保持結構部件之低重量並降低成本。細部結構(諸如座位及安全扶手)可於注入之前或芯體固化之後被焊接或者如所需而固定於結構部件上。然而在後者之情形下，應注意避免損壞芯體。
圖1繪示獨立延展部之頂部薄片10及底部薄片20係於其縱向端予以彎折。即，頂部薄片10及底部薄片20係由三個部分所形成。其為一後縱向端部12、22、一前縱向端部14、24及一中央部16、26。該中央部16、26係定位於該後縱向端部12、22與該前縱向端部14、24之間。
芯體30係通常僅存在於鄰接中央部16、26之頂部薄片10與底部薄片20之間。即該芯體30並非一直沿該等薄片10、20之橫向方向延伸(雖然在後縱向端部12、22及/或前縱向端部14、24之間可能因著如下所述之在此等兩個部份之間的不完全密封而可能有某些塑膠或聚合材料於其間)。該芯體30並非自一延展部1延伸至另一者。即鄰接之獨立延展部1之間的該芯體中存在一中斷，例如該芯體30在整個結構上並非為連續的。換言之，在整個該階梯形結構中該芯體30並非連續的。該階梯形結構的至少部分之一豎立部2或每一豎立部2並不包括一芯體(塑膠或聚合物(負荷)材料之芯體)。豎立部2大體上係無芯體並大體上僅由板(例如金屬板)所組成。該等板可為後縱向端部12、22及前縱向端部14、24。後縱向端部12、22與前縱向端部14、24之間可無芯體。特定言之，在鄰接之延展部的後縱向端部12、22與前縱向端部14、24之間沒有芯體存在。豎立部2之一中央部係無芯體。
自圖1中可看出，後縱向端部12、22通常係垂直於中央部16、26。類似地，前縱向端部14、24係垂直於中央部16、26。其等之角度可非完全90°，例如可容許延展部1具有1：100之向下斜度以使得其可排水。前縱向端部14、24自中央部16、26向下彎折。後縱向端部12、22自中央部16、26向下彎折。術語「彎折」無須意指該薄片藉由彎折而形成該形狀(儘管可係此情形，尤其當該等薄片係由金屬製成時)，但其被用以指示該等薄片係單件式的(即(例如)並非藉由將三個板焊接於一起)。因此，若該等薄片10、20係由纖維強化塑膠製成，例如，該等薄片可最初被形成為圖1所繪示之形狀，且儘管該等末端部係向上(或向下)彎折的，然不發生真正之實體彎折。
圖1繪示一獨立延展部1。術語「獨立」意指該延展部係自該階梯形結構之其他延展部及其他元件獨立。特定言之，既非頂部薄片10亦非底部薄片20係被用以形成另一延展部之部分。
頂部薄片10之後縱向端部12係大體上平行於底部薄片20之後縱向端部22。兩後縱向端部12、22彼此重疊。即，一垂直於該兩後縱向端部12、22之平面的線將穿過該兩後縱向端部12、22(前縱向端部14、24之情形亦同)。
後縱向端部12、22及前縱向端部14、24係因兩緣由而存在：首先，薄片10、20之該等部分被用以密封頂部薄片10之中央部16與頂部薄片20之中央部26之間的一孔穴(其進而由芯材30加以填充)。在該情形下該芯體可被注入該孔穴中。然而，情況並非一定如此，且芯體之一預鑄板可被黏附於頂部薄片10之中央部16及頂部薄片20之中央部26的內表面。其次，後縱向端部12、22及前縱向端部14、24可被用於將獨立延展部1緊固一鄰接之獨立延展部1。此可藉由使用扣件(例如螺釘扣件或鉚釘)而實現(或者可藉由焊接而實現)。
圖2及圖3繪示關於如何附接兩鄰接之獨立延展部1的實施例(儘管其中存在其他之實現方式)。以此方式，前縱向端部14、24及後縱向端部12、22形成介於鄰接之獨立延展部1之間之豎立部2的至少部分。
如上所示，一孔穴(其大體上自外側加以密封)係形成於頂部薄片10與底部薄片20之間。在縱向端，此可由該等後縱向端部12、22之間之密封及該等前縱向端部14、24之間之密封加以實現。圖1繪示完成此密封之一方式。圖4、圖5及圖9繪示可完成該密封之其他方式。
在圖1及圖2之實施例中，該密封係由該等縱向端部12、22、14、24之間之接觸加以實現。即，後縱向端部12、22之內表面接觸且前縱向端部14、24接觸。密封係可藉由將該等後縱向端部12、22夾持於一起並將該等前縱向端部14、24夾持於一起而實現。在芯材30在現場被注入的情形下，在注入之前，夾持可由首先組裝圖2所繪示之階梯形結構而實現。一焊接點可視需要而被製成於該等縱向端部12、22、14、24之間(尤其在圖1、圖2、圖3及圖5之實施例中)。該等焊接點可先於(或後於)芯體之注入而得以製成。若兩縱向端部12、22及縱向端部14、24被製成為不同長度，則可極易地使用一填角焊接。
自圖1中可看出，頂部薄片10及底部薄片20兩者具有相同之形狀。即，底部薄片20簡單地係頂部薄片之旋轉倒置。此有利於製造(因為進而一單一板彎折線可被用以產製頂部薄片10及底部薄片20兩者)。而且，僅約90°之彎折係必須之事實亦意指製造似為更加簡單的。同樣地，該等薄片10、20可被堆疊並可易於被運送至組裝之場所。
圖2繪示複數個獨立延展部1可如何經組裝以形成一階梯形結構100。鄰接之獨立延展部1係被緊固在一起。該等鄰接之獨立延展部係直接被緊固在一起(對比圖3至5之實施例)。儘管在圖2中該緊固在一起係經繪示為藉由螺栓52、54，然仍可使用其他緊固。例如，緊固可係鉚釘之方式或至少一焊接點之方式。然而，為了縮減可能之生產成本及時間且同時消除相關之變形，最好避免焊接之使用。然而無須消除全部之焊接點，因為在頂部薄片10與底部薄片20之橫向端部之間之孔穴須要被密封。此通常係由焊接頂部薄片10與底部薄片20之間之一面板或一邊條60而完成。
自圖2中可看出，該等獨立延展部1係經由其等之縱向端部12、14、22、24而緊固在一起。即，一頂部(或第一)獨立延展部1a係藉由將該頂部獨立延展部1a之至少一個前縱向端部14、24與一底部獨立延展部1b之至少一個後縱向端部12、22連接在一起而附接至該底部(或第二)獨立延展部1b。實際上，該等後縱向端部與該等前縱向端部具有不同之長度，以使得頂部獨立延展部1a與底部獨立延展部1b之間可形成一重疊階梯形接合。實際上，至少一個頂部扣件52穿過頂部獨立延展部1a之兩前縱向端部14、24並僅穿過底部獨立延展部1b之底部薄片20的一後縱向端部22。至少一個底部扣件54穿過底部獨立延展部1b之兩後縱向端部12、22並僅穿過頂部獨立延展部1a之頂部薄片10的一前縱向端部14。然而，相反的情形亦可行。然而在圖2所繪示之方法中，對該階梯形結構之外側的可見接合係被置於緊鄰底部延展部1b且此方法係較佳的。同樣可使用其他附接系統。
底部扣件54可便利地被用以連接該階梯形結構至一支撐樑50。用於扣件之孔洞可在生產線上加以打孔。
一膨脹性材料可被置於後縱向端部12與後縱向端部22該等內表面之間以及前縱向端部14與前縱向端部24之內表面之間。一膨脹性材料之使用可有助於孔穴對於芯體30之密封，並可有助於防火(尤其在火災中該孔穴之爆開或排氣情形下)。
該膨脹性材料係可處於扣件52、54之任一側。然而，該膨脹性材料較佳地係處於更鄰近芯體30之扣件52、54之任一側。
圖3顯示一第二實施例，其除了以下之描述以外係與第一實施例相同。在圖3中，前縱向端部14、24係具有相同長度。類似地，後縱向端部12及後縱向端部22遠離中央部16、26延伸彼此相同之量。然而，頂部獨立延展部1a之前縱向端部14、24被附接至一板40之頂部且底部獨立延展部1b之後縱向端部12、22被附接至該板40之底部，而非被接合至鄰接獨立延展部之該等縱向端部。因此，該板可被看作為一豎板40。因此，豎立部2係由前縱向端部14、24，板40及後縱向端部12、22組成。
緊固配置係與第一實施例相同，即藉由一頂部扣件52穿過頂部獨立延展部1a之兩前縱向端部14、24及板40，並藉由一獨立底部扣件54穿過底部獨立延展部1b之兩後縱向端部12、22及該板40而實現。
該等前縱向端部之間及該等後縱向端部之間的密封係與第一實施例相同。
圖4繪示一第三實施例，其除了以下之描述以外係與第二實施例相同。在圖4中，一單一薄片替代頂部薄片10及底部薄片20兩者。該薄片係於一彎折部35(其處於前縱向端部14、24之末端或後縱向端部12、22之末端(均被繪示出))處彎折180°。在此實施例中僅該等縱向端部之一者可由該彎折部35加以密封。該等縱向端部之其他者將須要由一不同之方法加以密封。可期望的是該等縱向端部之間之一膨脹性材料之使用對面朝上接合的有效程度比對面朝下接合好。因此，該彎折部35最好係處於前縱向端部14、24而非處於後縱向端部12、22。
圖5顯示一第四實施例。圖5之實施例係除了以下之描述以外與圖3之實施例相同。然而，在圖5之實施例中，後縱向端部12、22及前縱向端部14、24係使用一壓接部37而壓接在一起。此較於簡單螺栓連接提供一更好之密封。該壓接部係可處於該等扣件32之任一側。
以上實施例之任何密封方式可利用其他方式加以使用。例如該等前縱向端部可藉由一彎折部35而密封，且該等後縱向端部可藉由一壓接部37而密封。
圖6至圖8繪示兩階梯形結構100如何在其等之橫向端被接合在一起(即彼此鄰近放置之兩階梯形結構)以使得一個階梯形結構100之一延展部1從而可由其他階梯形結構之一延展部1加以續接。
圖6繪示兩鄰接之延展部可如何被接合，且圖7及圖8繪示不同設計之兩鄰接之豎板被接合。在全部情形下，可期望具有可轉移之一接合，藉此能夠解決熱膨脹及收縮。
如圖6所繪示，一邊條60已於頂部薄片10與底部薄片20之間沿橫向端被按位焊接(使用焊接點62)。該邊條之前頂部端邊緣及後底部端邊緣可經機械加工以便於使其等配合頂部薄片10及底部薄片20之彎折曲線。該機械加工可係一簡單45°切削。左手邊之延展部1a之底部薄片20在橫向方向上係短於頂部薄片10。邊條60之外端係大體上齊平於頂部薄片10之外端(雖然針對焊接點62保留足夠空間)。因此該邊條60在其底部外邊緣對鄰接之延展部之底部薄片20提供一著落表面。在鄰接之延展部1b中，底部薄片20較於頂部薄片10更進一步地突出，且該邊條60具有與頂部薄片10之外邊緣大體上共面之其外端(雖然容許用於焊接點62)。經由使用此組態，鄰接之延展部16之底部薄片20的內表面係與左手邊之延展部1a之邊條60的外底部表面接合。該兩延展部1a、1b之間之密封可藉由提供置於該兩邊條60之間之一管(或桿)64而完成。該管(或桿)可係聚矽氧或其他無吸收性材料。防火障壁66被置於該管(或桿)64之頂部。例如，該防火障壁66可以一於稍後定形之凝膠之形式加以施覆。此配置可既具有密封特性又具有防火特性。
圖6亦繪示該等組件可如何被附接至一結構100。貫孔80係經機械加工而穿過邊條60及頂部薄片10及底部薄片20。用於一螺栓90之該頭部之一凹槽85亦存在於該邊條60之頂部。在一螺栓90已被置於該貫孔80中並利用一螺帽92而被附接至一結構100之後，一蓋板110可被焊接於該凹槽85上之定位，以使得頂部薄片10及蓋板110提供一連續平坦之頂部表面。
為了鄰接豎立部之密封，一重疊亦須要被設計。在圖7之情形下，每一延展部2係由一單一板所組成。因此一支承板70被焊接至該等板之一者，以使得該兩豎立部之間存在一重疊。該兩豎板2之間之間隙從而可利用防火密封劑66而加以填充(如圖6之實施例)。然而，為了避免該材料66黏附於支承板70，一種防結合材料68係先於材料66之填充而被黏附於支承板70。
在圖8之實施例中，每一豎板係由兩個板製成。鄰接之豎板可藉由將該兩板之邊緣製成不同長度而配置以彼此重疊。利用防結合材料之相同填充製程從而可以圖7之實施例加以應用。
圖9繪示關於鄰接之獨立延展部1可如何被附接的一進一步實施例。圖9之實施例係除了以下之描述以外與圖2之實施例相同。
在圖9中，頂部薄片10之前縱向端部14接觸到鄰接之獨立延展部1之底部薄片20的後縱向端部22。因此螺栓52可僅穿過兩個板，且延展部2僅具有兩個板之厚度。
圖9中額外說明的是孔穴大體上由外側密封的一另一方式。一墊片140可定位於一單一的獨立延展部1之後縱向端部12、22及/或前縱向端部14、24之間。在該墊片140定位於適當位置之後，芯體3可被注入至形成於頂部薄片10與底部薄片20之間的孔穴。在某些情形下可接受無進一步之密封(例如在室內競技場或該階梯形結構處於一小應力之情形之處)。或者，在芯體3的注入之後，頂部薄片10及底部薄片20可於其等之縱向端部12、22、14、24被焊接在一起。該種經焊接之結構具有改良的應力表現及不透水性。
額外繪示於圖9中的是座位180的兩個可能位置，其等可被安裝於該階梯形結構上。可看出，該座位180可透過一個或多個托架190而緊固於該階梯形結構上。該等托架190可被附接至一延展部1或一豎立部2。以此方式，根據本發明之一階梯形結構可被用以提供階梯式座位，例如一運動場、其他類型之運動場、一競技場、一劇院等中之座位。
材料
若薄片10、20係由金屬製成，且上述結構部件之其他金屬部分如上所述較佳係由結構鋼所製成，但是，在輕度、抗腐蝕性或其他特定特性為必要的應用中，其等可由鋁、不銹鋼、鍍鋅鋼或其他結構合金。該金屬應較佳具有一240MPa之最小屈服強度及一至少10%之伸長率。
在待使用部件之環境中之最大所預期之溫度下，芯材應具有(一旦經固化)至少200MPa(較佳為275MPa)之一彈性模數E。在一般應用中，此溫度可高達60℃。
在最低操作溫度下之芯材之延展性必須大於在最低操作溫度下金屬層之延展性，其為約20%。在最低操作溫度下之芯材之延展性的一較佳值為50%。該芯材之熱係數亦必須足以接近鋼的熱係數，以使得在所預期之操作範圍內及在焊接期間之溫度變動不會導致分層剝離。兩材料之熱係數不同之程度係部分地取決於芯材之彈性，但據信，該芯材之熱膨脹係數可約為金屬層之熱膨脹係數的10倍。熱膨脹係數可藉由填充劑之增添來予以控制。
在整個操作範圍中，芯體與薄片之間的結合力必須至少為0.5MPa，(較佳地係6MPa)。此可較佳地由對於金屬之芯材之固有黏度加以實現，但可提供額外之結合劑。
芯材較佳地係聚合(或塑膠)材料(諸如聚氨基甲酸酯彈性體)，並基本上可包括聚醇(例如聚酯或聚醚)與異氰酸酯或二異氰酸酯、增鏈劑及填充劑。所必須之該填充劑經提供用以縮減該中間層之熱係數、縮減其成本並另外控制該彈性體之實體性質。亦可提供進一步之添加劑，例如用以改變機械性能或其他特性(例如抗黏附性、抗水性或抗油性)，及阻燃劑。
雖然本發明之一實施例已被描述如上，應了解由所附請求項所界定之此實施例僅係繪示性的且並非係以限制本發明之範疇。特定言之，給定之尺寸係以作為引導而非說明性的。同樣地，本發明已由一座位豎板之描述而加以例證，但將了解，本發明可應用於其他階梯形結構形式。
1．．．獨立延展部
1a．．．頂部獨立延展部
1b．．．底部獨立延展部
2．．．豎立部
10．．．頂部薄片
12、22．．．後縱向端部
14、24．．．前縱向端部
16、26．．．中央部
20．．．底部薄片
30．．．芯體
35．．．彎折部
37．．．壓接部
40．．．板
52、54．．．螺栓/扣件
60．．．邊條
62．．．焊接點
64．．．管(或桿)
66．．．防火障壁
70．．．支承板
80．．．貫孔
85．．．凹槽
90．．．螺栓
92．．．螺帽
100．．．階梯形結構
110．．．蓋板
140．．．墊片
180．．．座位
190．．．托架
以下，本發明將參考以下一例示性實施例之描述及示意性附圖而進一步加以描述，在附圖中：
圖1繪示橫向穿過根據本發明之第一實施例之一獨立延展部的一截面圖；
圖2繪示橫向穿過根據本發明之第一實施例之包括如圖1所繪示之兩獨立延展部的一種階梯形結構的一截面圖；
圖3繪示橫向穿過獨立延展部之一第二實施例的一截面圖及該獨立延展部如何連接至鄰接之獨立延展部的方式；
圖4繪示橫向穿過獨立延展部之一第三實施例的一截面圖及該獨立延展部如何連接至鄰接之獨立延展部的方式；
圖5繪示橫向穿過獨立延展部之一第四實施例的一截面圖及該獨立延展部如何連接至鄰接之獨立延展部的方式；
圖6繪示縱向穿過鄰接之階梯形結構之兩延展部之間的一連接細節的一截面圖；
圖7繪示縱向穿過鄰接之階梯形結構之兩豎板之間的一連接細節的一截面圖；
圖8繪示縱向穿過鄰接之階梯形結構之兩豎板之間的一連接細節之一進一步實施例的一截面圖；及
圖9繪示橫向穿過包括兩獨立延展部之階梯形結構之一進一步實施例的一截面圖。
1．．．獨立延展部
10．．．頂部薄片
12、22．．．後縱向端部
14、24．．．前縱向端部
16、26．．．中央部
20．．．底部薄片
30．．．芯體

Claims (25)

  1. 一種階梯形結構，其包括複數個獨立延展部，其中該複數個獨立延展部之至少一者包括頂部薄片及底部薄片，每一薄片具有向下彎折之一前縱向端部與向上彎折之一後縱向端部，及介於該頂部薄片與該底部薄片之間的一芯體，其中在相鄰之獨立延展部之間的該芯體中具有一中斷部。
  2. 如請求項1之階梯形結構，其中相鄰之獨立延展部係被緊固在一起。
  3. 如請求項2之階梯形結構，其中該緊固係藉由至少一個扣件而實現。
  4. 如請求項3之階梯形結構，其中該扣件包括鉚釘及/或螺釘扣件。
  5. 如請求項2之階梯形結構，其中該緊固係藉由至少一焊接點而實現。
  6. 如請求項2至5中任一項之階梯形結構，其中相鄰之獨立延展部係經由該等相鄰之獨立延展部之各別縱向端部之至少一者而緊固在一起。
  7. 如請求項2至5中任一項之階梯形結構，其中一延展部之一前縱向端部係附接至該相鄰之延展部之一後縱向端部以形成一豎立部，其中沒有由塑膠或聚合材料組成之芯體存在於該前縱向端部與該後縱向端部之間。
  8. 如請求項2至5中任一項之階梯形結構，其中該等相鄰之獨立延展部皆被緊固至一板，以使得該等相鄰之獨立延 展部與該板緊固在一起而形成該等相鄰之獨立延展部之間的一豎立部之至少一部分。
  9. 如請求項2至5中任一項之階梯形結構，其中該等相鄰之獨立延展部係藉由將該等相鄰之獨立延展部之一第一獨立延展部的該至少一後縱向端部緊固至該等相鄰之獨立延展部之一第二獨立延展部的至少一前縱向端部而彼此緊固，以使得該至少一後縱向端部及該至少一前縱向端部形成介於該等相鄰的獨立延展部之間之一豎立部。
  10. 如請求項2至5中任一項之階梯形結構，其中該等相鄰之獨立延展部係藉由將至少一扣件穿過該等相鄰之獨立延展部之一頂部獨立延展部之該等前縱向端部的至少一者並穿過該等相鄰之獨立延展部的一底部獨立延展部之該等後縱向端部的至少一者而緊固在一起。
  11. 如請求項10之階梯形結構，其中該至少一扣件穿過兩前縱向端部及/或兩後縱向端部。
  12. 如請求項1至5中任一項之階梯形結構，其中該等後縱向端部係彼此平行且皆存在於一垂直於其等平面之方向，且/或該等前縱向端部係彼此平行且皆存在於一垂直於其等平面之方向。
  13. 如請求項1至5中任一項之階梯形結構，其中在相鄰延展部之間的一豎立部的至少一部分或該豎立部並不包括一芯體。
  14. 如請求項1至5中任一項之階梯形結構，其中該等端部形成介於該等延展部之間的豎立部的至少一部分。
  15. 如請求項1至5中任一項之階梯形結構，其中介於該頂部薄片與該底部薄片之間之一孔穴係大體上自該前縱向端部及/或該後縱向端部之間的外側加以密封。
  16. 如請求項15之階梯形結構，其中該孔穴係由該等縱向端部之間的接觸加以密封。
  17. 如請求項15之階梯形結構，其中該孔穴係由介於該頂部薄片與該底部薄片之間的一墊片而大體上自外側加以密封。
  18. 如請求項15之階梯形結構，其中該孔穴係藉由將該等端部壓接在一起而密封。
  19. 如請求項15之階梯形結構，其中該頂部薄片及該底部薄片係由該後縱向端部及該前縱向端部之一者之邊緣處彎折180°之一單一薄片所形成，以使得該等各別端部係藉由該薄片被彎折180°之該部分而密封。
  20. 如請求項15之階梯形結構，其中該頂部薄片及該底部薄片係藉由將其夾持在一起而密封。
  21. 如請求項1-5中任一項之階梯形結構，其進一步包括一膨脹性材料，定位於該等前縱向端部及該等後縱向端部之至少一者之間。
  22. 如請求項1-5中任一項之階梯形結構，其中該頂部薄片及該底部薄片係具有大體上相同之幾何形狀。
  23. 如請求項1-5中任一項之階梯形結構，其中該階梯形結構係一階梯狀之座位結構。
  24. 如請求項1-5中任一項之階梯形結構，其中該芯體係一聚 合或塑膠材料。
  25. 如請求項1至5中任一項之階梯形結構，其中該芯體包括一膠結材料。
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