TWM528344U - 金屬屋頂結構 - Google Patents

Description

金屬屋頂結構

本創作係關於一種金屬屋頂結構；具體而言，本創作係關於具高抗風掀能力之金屬屋頂結構。

屋頂係提供建物遮蔽及保護的重要結構之一。傳統金屬屋頂結構當遇到強風時，容易受到破壞。特別是在屋簷以及外部板片之間的接合處。習知的解決方式係採用增設扣件、夾具或是加蓋的方式以增強金屬屋頂版片之間的結構強度。然而，採用習知的作法將增加許多施工成本以及工時，更重要的是會影響建築外觀，對都市景觀有不小衝擊。

本創作之一目的係提供一種具高抗風掀能力之屋頂結構，在不影響建築外觀之條件下，提高強風破壞的承受度。

金屬屋頂結構包含彼此平行排列並沿第一方向延伸的複數桁條。複數托座固定於桁條上，並沿第一方向間隔分布。第一板體係設置橫跨桁條，並具有第一連接部自第一板體之一側邊彎折而成。第一連接部沿橫跨桁條之方向延伸。第二板體係設置橫跨桁條，並具有第二連接部自第二板體之一側邊彎折而成。第二連接部位於托座相反於第一連接部之一側。膠層係填充於第一連接部與第二連接部之間，並沿橫跨桁條之方向間 隔分布。

關於本創作之優點與精神可以藉由以下的實施方式及所附圖式得到進一步的瞭解。

100‧‧‧金屬屋頂結構

110,110a‧‧‧桁條

120,120a‧‧‧膠層

130,130a‧‧‧托座

132‧‧‧固定片

150‧‧‧第一板體

151‧‧‧第一連接部

152‧‧‧表面

170‧‧‧第二板體

171‧‧‧第二連接部

172‧‧‧表面

190‧‧‧主結構

1511‧‧‧第一扣合部

1711‧‧‧第二扣合部

a‧‧‧第一方向

d₁,d₂‧‧‧間隔

h‧‧‧高度差

圖1為本創作金屬屋頂結構之一實施例立體圖；圖2為本創作金屬屋頂結構沿第一方向之剖面圖；圖3為本創作金屬屋頂結構沿橫跨桁條方向之剖面圖；圖4為本創作金屬屋頂結構沿第一方向之不同位置剖面圖；圖5為本創作金屬屋頂結構設置桁條之實施例側視圖；圖6為本創作金屬屋頂結構設置托座之實施例側視圖；圖7為本創作金屬屋頂結構設置第一板體與第二板體之實施例側視圖；圖8為第一板體與第二板體的放大示意圖；圖9A及圖9B為第一板體與第二板體組裝於托座之示意圖；圖10為本創作金屬屋頂結構設置膠層之一實施例剖面圖；圖11為本創作金屬屋頂結構設置膠層之另一實施例剖面圖；圖12A及圖12B為金屬屋頂結構的壓力-變形量示意圖；圖13A及圖13B為金屬屋頂結構於另一測試點的壓力-變形量示意圖。

本創作係提供一種金屬屋頂結構，其具有高抗風掀能力設計，以因應強風下產生的上掀力。圖1為本創作金屬屋頂結構100之一實施例立體圖。如圖1所示，金屬屋頂結構100包含桁條110、托座130、第 一板體150、第二板體170以及主結構190。主結構190位於整體結構的底部，例如可為型鋼或RC結構，用以承載設置於其上方的組件。桁條110係固定於主結構190上並沿第一方向a延伸。如圖1所示，複數桁條110係彼此平行排列。桁條110例如可以鎖附方式固定於主結構190上。在桁條110上設置有複數托座130並沿第一方向a間隔分布。托座130係固定於桁條110上，例如以鎖附方式將托座130底部固定於桁條110，但不以此為限。

第一板體150與第二板體170係作為金屬屋頂結構100的外部板片，例如可為金屬材質的薄板件。如圖1所示，第一板體150係設置橫跨複數桁條110。第一板體150具有第一連接部151沿橫跨桁條110之方向延伸。類似地，第二板體170亦設置橫跨複數桁條110。第二板體170具有第二連接部171沿橫跨桁條110之方向延伸。藉此可利用第一連接部151與第二連接部171將第一板體150及第二板體170固定於托座130上。如圖1所示，第一板體150及第二板體170之間的交界位置由第一連接部151、第二連接部171以及橫跨桁條110方向上的複數托座130形成一脊條狀的結構。

請進一步參考圖2。圖2為本創作金屬屋頂結構100沿第一方向a之剖面圖(剖切位置落於托座)。如前所述，第一板體150及第二板體170固定於托座130上。如圖2的剖視圖所示，每一托座130具有突立之固定片132。第一連接部151係突出於第一板體150表面152，且第二連接部171係突出於第二板體170表面172。第一板體150及第二板體170藉由第一連接部151與第二連接部171共同夾合固定片132。

圖3為本創作金屬屋頂結構100沿橫跨桁條110方向之剖面圖(剖切位置沿板體之間的交界位置)。如圖3所示，金屬屋頂結構100內包 含膠層120。膠層120係填充於第一板體150與第二板體170之間，並沿橫跨桁條110之方向間隔分布。亦即，沿第一板體150與第二板體170之間的交界位置，將膠層120填充於第一連接部151及第二連接部171的表面(參見圖4)。詳細的膠層填充方式可參考下文中施工順序的說明。

請進一步參考圖4。圖4為本創作金屬屋頂結構100沿第一方向a之不同位置剖面圖(剖切位置落於不同桁條的托座之間)。如圖4所示，從另一剖切方向來看，膠層120係填充於第一連接部151與第二連接部171之間。亦即，膠層120係位於第一連接部151與第二連接部171組合後的內部空間中，且填充於第一連接部151與第二連接部171彼此相向的表面。

圖5至圖9B為本創作金屬屋頂結構之施工順序示意圖。圖5為本創作金屬屋頂結構設置桁條之實施例側視圖。如圖5所示，於主結構190上沿第一方向a設置桁條110，並將桁條110固定於主結構190上。圖6為本創作金屬屋頂結構設置托座之實施例側視圖。如圖6所示，桁條110固定完成後，沿第一方向a設置複數托座130，並將托座130固定於桁條110上。

圖7為本創作金屬屋頂結構設置第一板體150與第二板體170之實施例側視圖。如圖7所示，檢查各托座130的水平高程是否一致，接著自桁條110上組裝第一板體150與第二板體170。

圖8為第一板體150與第二板體170的放大示意圖。如圖8所示，第一連接部151自第一板體150之一側邊彎折而成，並突出於第一板體150表面152。類似地，第二連接部171自第二板體170之一側邊彎折而成，並突出於第二板體170表面172。第二連接部171位係與第一連接部151相向設置。在此實施例，第一板體150與第二板體170兩側皆具有彎折 之連接部，但設置方式不限於此。舉例而言，若板體位在接近金屬屋頂結構邊緣的位置，可於遠離邊緣的一側彎折形成連接部，而接近邊緣的一側不形成連接部。

此外，如圖8所示，第一連接部151與第二連接部171沿突出方向具有高度差h。藉此當第一連接部151、第二連接部171與固定片132組合時，可將第一連接部151組入第二連接部171內(參考圖9A、圖9B)。藉此設計將上方的第一板體、第二板體和下方的托座彼此結合。

圖9A及圖9B為第一板體150與第二板體170組裝於托座130之示意圖。如圖9A所示，第一連接部151位於托座130之一側，而第二連接部171位於托座130相反於第一連接部151之一側。於一實施例，第一連接部151具有第一扣合部1511朝第二板體170彎折並包覆固定片132之頂緣。第二連接部171具有第二扣合部1711朝第一板體150彎折並疊設於第一扣合部1511。

如圖9A所示，在板體與托座固定完成前，第一連接部151與第二連接部171於固定片132頂緣之一端係略為張開，且第一連接部151與第二連接部171於靠近托座130底部的一端亦略為張開。此時可於第一連接部151與第二連接部171之間填充膠層。舉例而言，在托座130上設置第一板體150，第一板體150接合於托座130後，自第一板體150下方注入膠層並佈設於第一板體150表面。然後在第一板體150上設置第二板體170，第二板體170接合於第一板體150後，自第二板體170下方注入膠層並佈設於第二板體170表面。

接著如圖9B所示，第一連接部151與第二連接部171共同夾合固定片132。例如，利用扣合成形機將第一板體150與第二板體170相接處確實密合。藉此達成第一板體150、第二板體170和托座130的組合。

圖10為本創作金屬屋頂結構100設置膠層120之一實施例剖面圖。如圖10所示，膠層120沿橫跨桁條110之方向間隔分布。膠層120之間隔d₂較佳為托座130間隔d₁的1/2以下。換言之，在托座130間隔中，板體上至少一處有填充膠層。在此實施例，膠層120之間隔d₂約為托座130之間隔d₁的1/5，但不限於此。上述膠層120與托座130分布間隔的比例可依所需結構強度進一步調整。例如，接近屋頂邊緣的位置，間隔中所設置膠層的密度較高，而遠離屋頂邊緣的位置，間隔中所設置膠層的密度較低。

需注意的是，膠層設置的順序並不以上述步驟為限。實際流程可依板體間成形的方式或是依膠層的種類而改變。舉例而言，膠層可為軟性膠材、液態膠材或結構膠帶。當採用結構膠帶作為膠層，可預先於第一板體及第二板體的內側設置結構膠帶，接著將第一板體、第二板體依序接合，然後再將第一板體與第二板體相接處確實密合。

此外，圖9B所述接合步驟可進一步細分固定流程。以圖10為例，當膠層120於托座130與次一桁條110a上的托座130a間設置完畢，先於兩托座處作暫時性的固定，作為初步固定。接著沿橫跨桁條110之方向於托座130a與次一桁條上的另一托座(圖未示)間設置膠層，然後於兩托座處作暫時性的固定。待膠層設置完成，再進行第二次固定。

圖11為本創作金屬屋頂結構100設置膠層120之另一實施例剖面圖。如圖11所示，除了在托座130之間分布膠層120，在此實施例，於靠近托座130的兩側另增設膠層120a。膠層120a係沿橫跨桁條110之方向填充於托座130之兩側。藉此提高托座附近的結構強度。此外，托座與板體接觸的位置亦可選擇性地設置膠層。亦即，將膠層設置於固定片與第一連接部之間，以及固定片另一側與第二連接部之間，以提高托座與板體之間的結構強度。

圖12A及圖12B為金屬屋頂結構的壓力-變形量示意圖。圖12A與圖12B分別為設置膠層前後的變形量測試結果(選定沿板體與板體接合處，兩托座中間的位置)。如圖12A所示，在相同風壓下，圖12A的金屬屋頂結構可多達3倍以上的變形量。

請進一步參考圖13A及圖13B。圖13A及圖13B為金屬屋頂結構於另一測試點的壓力-變形量示意圖。圖13A與圖13B分別為設置膠層前後的變形量測試結果(選定沿板體與板體接合處，托座的位置)。如圖13A所示，當風壓增加，變形量明顯躍升，且在相同風壓下，圖13A的金屬屋頂結構可多達3倍以上的變形量。由上述可知，在實際測試中可驗證，本創作之金屬屋頂結構在強風下具有良好的抗變形能力，可確保減少結構受損程度。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創作之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的範疇內。

100‧‧‧金屬屋頂結構

110‧‧‧桁條

130‧‧‧托座

150‧‧‧第一板體

151‧‧‧第一連接部

170‧‧‧第二板體

171‧‧‧第二連接部

190‧‧‧主結構

a‧‧‧第一方向

Claims (7)

1. 一種金屬屋頂結構，包含：複數桁條，彼此平行排列並沿一第一方向延伸；複數托座，固定於該些桁條上，並沿該第一方向間隔分布；一第一板體，設置橫跨該些桁條，並具有一第一連接部自該第一板體之一側邊彎折而成，該第一連接部沿橫跨該些桁條之方向延伸；一第二板體，設置橫跨該些桁條，並具有一第二連接部自該第二板體之一側邊彎折而成，該第二連接部位於該托座相反於該第一連接部之一側；以及一膠層，填充於該第一連接部與該第二連接部之間，並沿橫跨該些桁條之方向間隔分布。
2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬屋頂結構，其中該第一連接部係突出於該第一板體表面，該第二連接部係突出於該第二板體表面，該第一連接部與該第二連接部沿突出方向具有一高度差。
3. 如申請專利範圍第1項所述之金屬屋頂結構，其中該膠層之間隔為該些托座之間隔的1/2以下。
4. 如申請專利範圍第1項所述之金屬屋頂結構，其中該膠層係沿橫跨該些桁條之方向填充於該托座之兩側。
5. 如申請專利範圍第1項所述之金屬屋頂結構，其中該膠層為軟性膠材、液態膠材或結構膠帶。
6. 如申請專利範圍第1項所述之金屬屋頂結構，其中每一托座具有突立之一固定片，且該第一連接部與該第二連接部共同夾合該固定片。
7. 如申請專利範圍第6項所述之金屬屋頂結構，其中該第一連接部具有一第一扣合部朝該第二板體彎折並包覆該固定片之頂緣，該第二連接部具 有一第二扣合部朝該第一板體彎折並疊設於該第一扣合部。