專利名稱：用于混凝土結(jié)構(gòu)的型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于嵌入到混凝土結(jié)構(gòu)中的型材，優(yōu)選地為一種鋼型材，還涉及這種型材的生產(chǎn)方法及這種型材的使用。
背景技術(shù)：
當(dāng)結(jié)構(gòu)由預(yù)制混凝土板制成時(shí)，通常的連接方式是焊接。在每個(gè)混凝土板的連接線處，鋼部件模制到每個(gè)混凝土板中，設(shè)置成使得能夠進(jìn)行焊接，從而在混凝土板之間形成剛性連接。
這些鋼部件不遵循一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而是在各個(gè)應(yīng)用中制造。通常鋼部件在混凝土板制造商當(dāng)?shù)厣a(chǎn)，該制造商通常作為用于混凝土板中的鋼加強(qiáng)件。其結(jié)果通常是臨時(shí)準(zhǔn)備的方案、昂貴的、且不合適的鋼部件。最常見的設(shè)備是平坦的、巨大的鋼板，一些管狀鋼加強(qiáng)件焊接到其后側(cè)，以產(chǎn)生抗撕裂強(qiáng)度。
選擇鋼部件的幾何尺寸，以便于在該結(jié)構(gòu)中的混凝土板之間產(chǎn)生足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以符合角焊所必需的橫截面面積。鋼部件還應(yīng)該設(shè)計(jì)成承受熱焊所產(chǎn)生的應(yīng)力出現(xiàn)的變形，并且若鋼部件溫度超過混凝土類型的相關(guān)級別，該混凝土還將損壞。這些邊界條件經(jīng)常使得選擇鋼部件厚度遠(yuǎn)高于實(shí)際所需的最小值，并且經(jīng)常該厚度不受設(shè)計(jì)階段的分析計(jì)算值的控制。
鋼部件應(yīng)該具有與應(yīng)用相關(guān)的最小抗撕裂強(qiáng)度，其能夠分析地確定。計(jì)算值不經(jīng)常用于設(shè)計(jì)鋼部件的抗撕裂特性，但是偶爾進(jìn)行實(shí)際的拉伸測試以對其進(jìn)行證實(shí)。通常，彎曲的鋼加強(qiáng)件被焊接到鋼部件的后側(cè)，以增大抗撕裂強(qiáng)度，但是，最通常地是通過使用可得到的鋼加強(qiáng)件而直接地進(jìn)行。
當(dāng)結(jié)構(gòu)由預(yù)制混凝土板制成時(shí)，用于附著門和其它輕重量部件的通常方式是使用螺栓或其它螺紋部件。
輕重量部件定義為不向其支撐結(jié)構(gòu)[混凝土板]加載很大的力。這些力的大小在各個(gè)應(yīng)用中可能不同，并且在每種情形下，應(yīng)該更明確地限定。
在大多數(shù)的設(shè)計(jì)中，輕重量部件的支撐包括螺紋的插入件，以正確地放置在混凝土板模具上，或特別為每個(gè)應(yīng)用而準(zhǔn)備的類似的鋼部件設(shè)備。
而且，這些鋼部件不遵循一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但是在各個(gè)應(yīng)用中制造，并且在混凝土板制造商當(dāng)?shù)刂圃?。最常見的設(shè)備是平坦的巨大的鋼部件，其具有添加到與混凝土板模具相抵靠的側(cè)部的螺紋。類似這些設(shè)計(jì)的機(jī)械強(qiáng)度通常遠(yuǎn)高于需要，經(jīng)常意味著部件比所需的更為昂貴。
使用標(biāo)準(zhǔn)化的、能夠設(shè)置成抵靠住混凝土板模具的螺紋插入件，有助于將成本降低到可能可以接受的水平。然而，由于這些非常普遍的具有管狀形狀，可能有很多嘗試都涉及到定位這些標(biāo)準(zhǔn)化的螺紋插入件。將標(biāo)準(zhǔn)化的螺紋插入件附著到混凝土板模具能夠證明是費(fèi)時(shí)的，具有比較好的誤差。而且，當(dāng)液態(tài)混凝土分配到混凝土板模具中時(shí)，存在標(biāo)準(zhǔn)化的螺紋插入件傾斜的可能性。
輕重量部件經(jīng)常需要多于一個(gè)的連接點(diǎn)以連接到支撐結(jié)構(gòu)，這意味著兩個(gè)連接點(diǎn)之間的定位誤差變成臨界的。在將金屬板材門附著到混凝土板結(jié)構(gòu)的例子中，門的上下鉸鏈應(yīng)該以確保門正確地開關(guān)的方式附著。若兩個(gè)鉸鏈之間的相互關(guān)聯(lián)的距離不具有較小的誤差，門絕不會(huì)正確地工作。
當(dāng)制造預(yù)制混凝土板時(shí)，在制造過程中，混凝土板的整個(gè)處理不利于較小的誤差。來自混凝土振動(dòng)的力是較大的，正如當(dāng)混凝土在模具中保持時(shí)由液態(tài)混凝土的分配而產(chǎn)生的力那樣，以損壞任何設(shè)備的精確定位。
在混凝土板的多于一個(gè)連接點(diǎn)之間的小誤差可能出現(xiàn)的唯一方式是使用具有內(nèi)在誤差的一個(gè)插入件。這可以是具有預(yù)制螺紋孔等的鋼部件。該鋼部件應(yīng)該具有足夠的抗撕裂強(qiáng)度，以承受安裝例如金屬板材門時(shí)的拉力，并且應(yīng)該以允許小誤差的方式制造。價(jià)格當(dāng)然也是所考慮的。

發(fā)明內(nèi)容
從而，本發(fā)明的目的是提供一種用于混凝土結(jié)構(gòu)的型材，其不具有前述缺點(diǎn)。具體地，本發(fā)明的目的是提供一種在制造混凝土結(jié)構(gòu)的過程中嵌入到混凝土中的型材，其中該型材容易以低成本制造，賦予了混凝土板設(shè)計(jì)者高度的靈活性，并在嵌入混凝土結(jié)構(gòu)中時(shí)能承受高的抗撕裂強(qiáng)度。
該目的實(shí)現(xiàn)為用于在模制過程中嵌入到混凝土結(jié)構(gòu)中的型材，該型材的橫截面一般為U形或C形，具有基部及從該基部的相對邊緣橫向地延伸的第一和第二部件，以形成U形或C形橫截面的腿部，其中第一部件沿著基部的邊緣具有類似齒狀結(jié)構(gòu)的一行節(jié)片(segment)，且第二部件延伸到相對于該第二部件彎曲成一個(gè)角度的第三部件中。
實(shí)驗(yàn)證實(shí)該型材容易以低成本制造，賦予了混凝土板設(shè)計(jì)者高度的靈活性，并在嵌入混凝土結(jié)構(gòu)中時(shí)能承受高的抗撕裂強(qiáng)度。例如，其適合用作焊接板，以將混凝土板緊固到小型二級變電站(CSS)的支承板，例如變壓器室。其它應(yīng)用是用作模制到混凝土板中的門框，例如用于小型二級變電站中，例如變壓器室。
該型材的設(shè)計(jì)允許在混凝土的邊緣上以及在混凝土板側(cè)部的任何地方使用。其通用性是重要的，因?yàn)槠湎蚧炷涟逶O(shè)計(jì)者提供了最大的靈活性，而不會(huì)使該產(chǎn)業(yè)化方案相對于制造而折中處理。
在另一實(shí)施方式中，基部是平坦的，并且第一和第二部件與該基部成直角地橫向延伸。在又一實(shí)施方式中，節(jié)片的端部以一角度彎曲。每個(gè)節(jié)片可具有至少一個(gè)孔。
為了使型材與混凝土結(jié)構(gòu)中的加強(qiáng)材料結(jié)合，節(jié)片之間的間隙可與用于加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目大小相一致。
為了使第三部件在嵌入到混凝土中時(shí)具有高抗撕裂強(qiáng)度，第三部件沿著基部可具有一行孔，以在這些孔內(nèi)容納混凝土。
在另一實(shí)施方式中，第三部件具有齒狀結(jié)構(gòu)的其它節(jié)片。例如在其它節(jié)片之間的間隙與用于加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目大小相一致。每一個(gè)節(jié)片例如可將其它節(jié)片的其中一個(gè)作為與該型材的一端具有相等距離的對應(yīng)物。此外，第三部件可以以25到65度之間的角度彎曲，優(yōu)選地介于25和55度之間，例如以約45度的角度彎曲。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，基部的寬度大于U形或C形橫截面的腿部的高度的兩倍且小于其五倍，例如約三倍。此外，基部的長度可以至少大于其寬度的兩倍，例如約為其寬度的三倍。
這種型材可由金屬彎曲板制成。
根據(jù)本發(fā)明的型材可用于與用于例如變壓器的電氣設(shè)備的小型二級變電站結(jié)合，包括支承板；兩個(gè)混凝土板，其作為壁設(shè)置在該支承板相對側(cè)并緊固到該支承板；房頂，其覆蓋兩個(gè)混凝土板之間的空間并連接到該板；山墻，其位于該變電站的每一端，其中，至少其中一個(gè)山墻由金屬板材部件制成，并包括門入口，其中該型材模制到至少其中一個(gè)混凝土板中。
根據(jù)本發(fā)明的預(yù)制混凝土板容易制造，例如為扁平墻。它們可以無需預(yù)制模具而制造，而僅使用底板作為模制表面。硬紙板側(cè)部可豎立在該底板上，形成一次性模具，當(dāng)混凝土板脫模時(shí)，其最終被撕下。在模具由混凝土填充之前，待模制到混凝土板中的加強(qiáng)件、插入件及其它部件以粗公差放置。
通過使用這種靈活的制造方法，可建造混凝土CSS。將形成整個(gè)結(jié)構(gòu)的不同混凝土板模制成多個(gè)焊接板，使得混凝土板可焊接到一起。通過增加由機(jī)加工和彎曲的金屬板材制成的靈活的門板型材，輕重量門能夠以精確的方式附著。作為用于門的框架，根據(jù)本發(fā)明的型材能夠成功地使用。
例如，變電站是具有至少第一和第二室的變壓器室，其中，第一室包括高壓電部件，并且第二室包括低壓電部件。此外，變電站可還包括用于變壓器的第三室。具有至少三個(gè)不同的室——低壓室、高壓室和變壓器室，使得CSS的總體布置簡單。房屋的每一個(gè)山墻端可全部由金屬板材部件制成，允許全面接觸低壓和高壓室中的電氣設(shè)備。在CSS的中間可穿過集成在混凝土板中的通風(fēng)門的入口而設(shè)置變壓器。當(dāng)安裝變壓器時(shí)，房頂可從該結(jié)構(gòu)取下，因?yàn)樽冸娬镜姆宽斒且钥刹鹦兜姆绞桨惭b的。
需要注意的是，上述具有混凝土板作為墻的變電站具有常規(guī)特性，可無需本發(fā)明的型材而構(gòu)造。


下面將參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中圖1是適合用作焊接板的本發(fā)明第一實(shí)施方式的圖，圖2示出了圖1實(shí)施方式的端視圖，圖3示出了安裝在混凝土板中的圖1的實(shí)施方式，圖4示出了圖1的實(shí)施方式在混凝土板中的模制，圖5示出了圖1的實(shí)施方式與節(jié)片之間的加強(qiáng)材料安裝到一起，圖6是適合用作門板的本發(fā)明第二實(shí)施方式的圖，圖7示出了圖6實(shí)施方式的不同的立體圖，圖8示出了圖6實(shí)施方式的端視圖，圖9示出了圖6實(shí)施方式的端視圖，其插入有聚合體板材，圖10示出了圖6實(shí)施方式用作邊緣護(hù)體的應(yīng)用，圖11示出了在用于電氣設(shè)備變壓器的小型二級變電站中的應(yīng)用，圖12示出了具有山墻門和通風(fēng)門的變電站，圖13示出了使房頂透明的變電站的透視圖，圖14示出了使房頂透明的變電站的不同透視圖，圖15示出了使房頂透明的變電站的另一不同透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式適合用作焊接板的型材/焊接板1的圖，其一般為U形，具有筆直的基部2和從基部2的相對邊緣5、6橫向延伸的第一部件3和第二部件4，以形成U形橫截面的腿部7、8，其在圖2中由端部視圖示出。型材1長為L、寬為W、高為H。
第一部件3沿著基部2的邊緣6具有一行類似齒狀結(jié)構(gòu)的節(jié)片9，節(jié)片之間具有間隙13。第二部件4延伸到相對于第二部件4以角度11彎曲的第三部件10中。圖中第三部件10相對于第二部件4成45度角。第三部件10包括其它節(jié)片12，其匹配到U形第一部件3的一行節(jié)片9。這行其它節(jié)片12在橫截面上向內(nèi)傾斜45度，以最小化外接圓。該型材的長度L約為該型材的寬度W的三倍。
采取一種從鋼板制造的方法，焊接板的設(shè)計(jì)通過一片鋼板的機(jī)械加工和彎曲而進(jìn)行。
如圖1所示，所有的節(jié)片9具有用于抗撕裂強(qiáng)度的目的的通孔19。U形基部2的寬度W約大于U形側(cè)部的高度的三倍。然而，在各個(gè)應(yīng)用中型材的精確尺寸可不同，正如所提及的比率。
通過使焊接板1的第二部件4具有剛性并沒有孔，鋼部件4適合用于混凝土板15的角落14，如圖3所示，這在某些應(yīng)用中是有用的。
焊接板1的第二部件4的高度H和其它節(jié)片12之間的間隙13針對整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境等級而選擇。如圖4所示，該高度可選擇為允許通常使用的加強(qiáng)網(wǎng)16放置在焊接板的上面，該網(wǎng)穿過間隙13而延伸。焊接板中齒狀節(jié)片之間的間隙13根據(jù)網(wǎng)目大小而選擇。
另一應(yīng)用示于圖5中?？赏ㄟ^放置在焊接板1的節(jié)片的孔19中穿過加強(qiáng)鋼17，而提高根據(jù)本發(fā)明的焊接板1的抗撕裂強(qiáng)度。這些孔的大小和精確位置在不同應(yīng)用中可不同。若不使用穿過的加強(qiáng)鋼，孔19增加而提高抗撕裂強(qiáng)度以允許液態(tài)混凝土填充該空間。
焊接板1的厚度根據(jù)所選擇的制造方法而選擇，可以預(yù)見的是基于鋼板彎曲機(jī)械而選擇。由這種通常使用的制造方法，與焊接方法相比，可制造更廉價(jià)的設(shè)備，并且能具有更精確的產(chǎn)品。這提高了該組裝方法的質(zhì)量，因?yàn)槿コ四承┰O(shè)備的不確定性。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的型材1’的第二實(shí)施方式，即門框型材。采取一種從鋼板制造的方法，門框型材的設(shè)計(jì)通過一片鋼板的機(jī)械加工和彎曲而進(jìn)行。
C形橫截面用作設(shè)備的基礎(chǔ)，最佳如圖8所示。參照圖6，C形型材1’的第一部件3包括作為一行齒的節(jié)片9，其具有相對于第一部件3彎曲成一角度的端部18。齒狀節(jié)片9包括在用于抗撕裂強(qiáng)度目的的幾何形狀中，允許液態(tài)混凝土填充位于鋼板型材凸緣3的彎曲端部下方的空間。使得C形基部2的寬度為C形第一部件3和第二部件4的高度的幾倍。
如圖7所示，在基部凸緣2中，孔、螺紋等的樣式能夠基于以后安裝的目的而預(yù)制在基部中。C形第二部件高于具有大孔21的向內(nèi)彎曲的第三部件11。該第三部件作為凸緣而結(jié)合在用于抗撕裂強(qiáng)度目的的幾何形狀中，允許在分配混凝土板15模具的過程中液態(tài)混凝土錨定該門框型材1’。
門框型材的精確尺寸在各個(gè)應(yīng)用中可以不同。
通過使用如圖9的橫截面圖中所示的例如自粘的EPDM等的蜂窩狀泡沫22，在內(nèi)側(cè)23上的預(yù)制樣式被保持為不接觸到混凝土。只有齒狀節(jié)片部分24以及向內(nèi)彎曲的第三部件10接觸到混凝土，用作型材1的負(fù)載支承部件。通過選擇軟蜂窩狀型材22，穿過螺釘、鉚釘?shù)瘸蔀榭赡堋?br> 門框型材1’的設(shè)計(jì)允許在如圖10中詳細(xì)示出的混凝土板15的邊緣處以及混凝土板側(cè)部的任何地方使用。這種通用的方法是重要的，因?yàn)槠湎蚧炷涟逶O(shè)計(jì)者提供了最大的靈活性。最通常地，門框型材1’將沿著其中一個(gè)混凝土板15的邊緣14而使用，因此使得定位較容易，因?yàn)榛?能靠住模具側(cè)而向上放置。
鋼板型材的組合形式由計(jì)算機(jī)數(shù)字加工所預(yù)制，并且門框型材1’的精確定位以非常高質(zhì)量的組裝效果而產(chǎn)生。在例如門安裝中的使用已經(jīng)證實(shí)非常良好，其中制造混凝土板15和成本節(jié)省的門框型材1’時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度低。
焊接板的一個(gè)應(yīng)用在圖11中示出，示出了用于電氣設(shè)備例如變壓器的小型二級變電站30，包括支承板31，兩個(gè)混凝土板32、33，其作為壁設(shè)置在該支承板31的相對側(cè)并緊固到該支承板；房頂34，其覆蓋兩個(gè)混凝土板32、33之間的空間35并由焊接板1緊固到該板。
混凝土板32、33設(shè)置有開口36、37，如圖12和15中所示的通風(fēng)門38、39能夠安裝到該開口中。最佳如圖11并結(jié)合圖12示出，變電站30每一端的山墻40、41由金屬板材部件制成，并包括門42入口。最佳如圖13并結(jié)合圖14和15所示，變壓器室形式的變電站30設(shè)置有至少第一室44和第二室45。第一室44包括高壓電部件，第二室45包括低壓電部件。此外，變電站還包括用于變壓器43的第三室46。具有至少三個(gè)不同的室——高壓室44、低壓室45和變壓器室46，使得CSS的總體布置簡單。變壓器43在圖14中更為詳細(xì)地示出，示出了高壓連接47和低壓連接48。
權(quán)利要求
1.一種用于在模制過程中嵌入到混凝土結(jié)構(gòu)中的型材，該型材的橫截面一般為U形或C形，具有基部及從該基部的相對邊緣橫向地延伸的第一和第二部件，以形成U形或C形橫截面的腿部，其中第一部件沿著基部的邊緣具有類似齒狀結(jié)構(gòu)的一行節(jié)片，第二部件延伸到相對于該第二部件彎曲成一個(gè)角度的第三部件中。
2.如權(quán)利要求1所述的型材，其中該基部是平坦的，并且該第一和第二部件與該基部成直角地橫向延伸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的型材，其中該節(jié)片的端部以一角度彎曲。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的型材，其中每個(gè)節(jié)片具有至少一個(gè)孔。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的型材，其中該節(jié)片之間的間隙與用于加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目大小相一致。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的型材，其中該第三部件沿著該基部具有一行孔。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的型材，其中該第三部件具有類似齒狀結(jié)構(gòu)的其它節(jié)片。
8.如權(quán)利要求7所述的型材，其中其它節(jié)片之間的間隙與用于加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)目大小相一致。
9.如權(quán)利要求7或8所述的型材，其中每一個(gè)節(jié)片將所述其它節(jié)片的其中一個(gè)作為與該型材的一端具有相等距離的對應(yīng)物。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的型材，其中該第三部件以25到65度之間的角度彎曲。
11.如權(quán)利要求10所述的型材，其中該第三部件以約45度的角度彎曲。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的型材，其中該基部的寬度大于U形或C形橫截面的腿部的高度的兩倍且小于其五倍。
13.如權(quán)利要求12所述的型材，其中該基部的寬度約大于U形或C形橫截面的腿部的高度的三倍。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的型材，其中該基部的長度至少大于其寬度的兩倍。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的型材，其中該基部的長度約為其寬度的三倍。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的型材，其由金屬彎曲板制成。
17.如權(quán)利要求中1-16中任一項(xiàng)所述的型材，其與用于例如變壓器的電氣設(shè)備的小型二級變電站結(jié)合，包括支承板；兩個(gè)混凝土板，其作為壁設(shè)置在該支承板相對側(cè)并緊固到該支承板；房頂，其覆蓋兩個(gè)混凝土板之間的空間并緊固到該板；山墻，其位于該變電站的每一端，其中，至少其中一個(gè)山墻由金屬板材部件制成，并包括門入口，其中該型材模制到至少其中一個(gè)混凝土板中。
18.在例如為變壓器室的小型二級變電站中將如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的型材用作焊接板，以將模制的混凝土板緊固到支承板。
19.將如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的型材用作模制到混凝土板中的門框型材。
全文摘要
一種用于在模制過程中嵌入到混凝土結(jié)構(gòu)中的型材，該型材的橫截面一般為U形或C形，具有基部及從該基部的相對邊緣橫向地延伸的第一和第二部件，以形成U形或C形橫截面的腿部，其中第一部件沿著基部的邊緣具有類似齒狀結(jié)構(gòu)的一行節(jié)片，第二部件延伸到相對于該第二部件彎曲成一個(gè)角度的第三部件中。
文檔編號E04B1/41GK1990969SQ20061016821
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者卡斯滕·思魯 申請人:Abb技術(shù)有限公司