本發(fā)明是申請于2016年5月13日的美國申請案第15/154,250號的部分連續(xù)案,并根據(jù)美國專利法典編號35第119(e)來主張申請于2016年2月23日的美國臨時申請案第62/298,828號和2016年3月4日的美國臨時申請案第62/303,797號的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明涉及外部幕墻直料扣件系統(tǒng)的設(shè)計。
背景技術(shù):
外部幕墻系統(tǒng)包括三個主要的元素,即,用以防風(fēng)雨的墻板、對于墻板提供結(jié)構(gòu)支撐的直料、以及對于直料和建筑構(gòu)件之間提供結(jié)構(gòu)連接的直料扣件系統(tǒng)。直料扣件將墻面的呆重傳到一般是建筑底部或樓板附近的結(jié)構(gòu)體,而且也要吸收作用于墻面上的正負風(fēng)壓。
直料扣件系統(tǒng)也必須有三向公差調(diào)位的功能(即,上/下、左/右、進/出)。建筑構(gòu)件一般能接受的公差在上/下方向是正負3/4英寸(19.1mm),在左/右方向是正負1英寸(25.4mm),在進/出方向是正負1英寸(25.4mm)到正負2英寸(50.8mm)之間,而幕墻則更為嚴格,其一般能接受的三向公差是正負1/8英寸(3.2mm)。因此,直料扣件系統(tǒng)必須設(shè)計來吸收這些建筑構(gòu)件的公差,讓每個直料扣件可以就地進行三向公差的調(diào)位。
直料扣件系統(tǒng)可依扣點的建筑結(jié)構(gòu)體分類,比如直料扣件系統(tǒng)可以扣點在樓板的鉛直側(cè)面上(即,樓板邊緣或樓板邊緣的應(yīng)用),扣點在樓板的上方(即,樓板上或樓板上方的應(yīng)用),或是扣點在建物的支撐梁或支撐柱上。
扣點在混凝土樓板中的直料扣件系統(tǒng)更可依如何扣入樓板的方法而分類。比如說直料扣件系統(tǒng)可以在混凝土干固后再用適用于混凝土的螺栓固定,或焊接上有外露鐵皮的預(yù)埋件上,或用有鈇槽(也稱為「灌漿槽」)的預(yù)埋件配合特殊的t型螺栓鎖定。直料扣件系統(tǒng)中在樓板中的扣件在灌漿時埋在混凝土中的通常叫做「預(yù)埋件」。
突出樓板邊緣的預(yù)埋件通常用在直條式的幕墻系統(tǒng)。如用樓板邊緣的預(yù)埋件時,扣件系統(tǒng)通常包括樓板邊緣的預(yù)埋件及用以接合直料及預(yù)埋件的直料扣接件(也稱為支架)。這個直料扣接件通常是l字型的,直料兩邊各一支,每個直料扣接件的一腳與預(yù)埋件結(jié)構(gòu)相接而另一腳與直料結(jié)構(gòu)相接。三向公差調(diào)位分別用在直料上的鉛直長孔做上/下調(diào)位的功能,用在直料扣接件外突腳上的水平長孔做進/出調(diào)位的功能,用直料扣接件上與預(yù)埋件相接的一腳上的水平長孔做左/右調(diào)位的功能。這種樓板邊緣的預(yù)埋件通常有兩支外突于樓板邊緣的螺桿用螺帽(用作為螺栓)與直料扣接件的腳結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)性螺接。
另外一種方法是用預(yù)埋的螺栓槽(有時稱為「灌漿槽」)在樓板側(cè)緣。如用此法,直料扣接件是用配合預(yù)埋螺栓槽的特殊t形頭的螺栓結(jié)構(gòu)相接的。左/右調(diào)位可以憑借調(diào)整t形頭的螺栓結(jié)構(gòu)在螺栓槽中的左/右位置來達到。上/下調(diào)位可以憑借調(diào)整在直料上或在每個直料扣接件的螺接腳上的鉛直長孔來達到。進/出調(diào)位可以憑借調(diào)整在每個直料扣接件的外突腳上的水平長孔來達到。
用樓板邊緣預(yù)埋件的直料扣件系統(tǒng),上/下調(diào)位必須先用暫時的墊塊支持呆重,然后左/右及進/出兩向同時調(diào)位,然后再鎖定所有的螺栓或螺絲。為了施工安全和品質(zhì),以上調(diào)位歩驟較適用于相對較輕的直料且沒有連接的墻板,例如直條式或氣回式的幕墻。
以下列出用樓板邊緣預(yù)埋件系統(tǒng)的一些缺點,包括:(1)灌漿前樓板邊緣的模板需要闬洞讓外突的螺桿或側(cè)露的螺栓槽的預(yù)埋件定位;(2)混凝土的樓板干固后,若發(fā)現(xiàn)預(yù)埋件弄錯位置時,很難找到合適的補救方法;(3)如果直料上的螺栓孔弄錯地方的話,直料必須送回工廠重新鉆孔,容易造成工期的延誤;(4)因為扣件都在樓板邊緣外,工地施工的品管比較困難而費時。
以下列出樓板邊緣預(yù)埋件系統(tǒng)的一些優(yōu)點,包括:(1)灌漿時預(yù)埋件不容易損傷或移位;(2)安裝直料不需重而貴的起重機器。
樓板邊緣預(yù)埋件的結(jié)構(gòu)缺點,包括:(1)固定螺栓因為呆重及風(fēng)壓的影響,必須同時抗剪力及張力,因此容易有應(yīng)力衰絶的現(xiàn)象產(chǎn)生;(2)用長孔調(diào)位,抗風(fēng)壓的強度依照調(diào)位后螺桿到長孔中心點的距離而定,因此設(shè)計時必需用最壞的情況或用高的安全系數(shù)考量;(3)用長孔做左/右調(diào)位會引起直料兩邊的直料扣接件不同的撓度而產(chǎn)生直料的扭曲,容易造成封密線的失敗或墻面單元的扣點的結(jié)構(gòu)失敗。
在樓板上的預(yù)埋件的直料扣件系統(tǒng)通常用在呆重的單元式幕墻系統(tǒng)。一個比較常用的樓板上的預(yù)埋件,是將一個螺栓槽在灌漿時埋入混凝土中只有槽溝面露出樓板面。支架是使用t型螺栓且和緊固于直料的直料扣接件一起鎖定于螺栓槽上。
這種系統(tǒng)的三向調(diào)位通常用以下步驟完成:(1)用吊車吊好單元并與隔壁定位后的單元左/右相扣,造成鉛直的單元介面;(2)將含扣而未鎖定在螺栓上的樓板上扣件沿螺栓槽移動,以完成左/右的調(diào)位;(3)用樓板上扣件中的長孔做進/出調(diào)位,以便能與直料上的直料扣接件相扣;(4)將單元下降,以造成扣件系統(tǒng)及單元水平介面的結(jié)構(gòu)相接;(5)鎖定螺栓;(6)完全降下單元,讓樓板上的扣件承受單元呆重;(7)用直料扣接件上裝有的細調(diào)螺絲做上/下調(diào)位到一般可接受的正負1/8英寸(3.2mm)的公差;(8)如需要,再做最后一次鉛直介面的調(diào)位單元,然后鎖好左/右定位螺絲而移走吊線。
這種樓板上的扣件系統(tǒng)的缺點,包括:(1)需要大的吊車;(2)在樓板灌漿的施工操作中很容易造成預(yù)埋件的變位或完全埋入樓板中,樓板干固后要補救這種情況相當(dāng)耗費時間和金錢。
這種在樓板上的扣件系統(tǒng)比起在樓板邊緣的扣件系統(tǒng)有以下的優(yōu)點,包括:(1)樓板干固后要補救定錯位的預(yù)埋件雖然耗費時間和金錢,可有多種不同的補救方法;(2)因為扣件在樓板上,有效的工地品管容易執(zhí)行得多。
目前現(xiàn)有的樓板上扣件系統(tǒng)的一些結(jié)構(gòu)問題,包括:(1)呆重由直料扣接件傳到懸在半空的樓板扣件的端點而且懸距隨進/出調(diào)位量而變化,這就在樓板扣件產(chǎn)生了不同的彎距以及在螺栓上產(chǎn)生了不同的上扳的張力。由于以上不同的應(yīng)力,設(shè)計樓板扣件及扣點螺栓時,需用最壞的調(diào)位量的情況為考量;(2)上/下調(diào)位時是用一支定位螺栓將呆重支持在樓板扣件的端點,這種上/下的調(diào)位就產(chǎn)生了直料扣接件與樓板扣件間的扣含深度依調(diào)位量而變化而引起了扣接點結(jié)構(gòu)強度的變化;(3)呆重加上負風(fēng)壓的影響造成了固定螺栓上的剪應(yīng)力及上扳的張應(yīng)力,因此為了保持足夠的結(jié)構(gòu)強度,預(yù)埋件必需有離開樓板邊緣最小距離的要求;(4)這種用定位螺栓做上/下調(diào)位的方法的調(diào)位量非常有限,通常是最多是正負3/4英寸(19.1mm)。然而,一般的樓板的上/下公差太約是正負1.5英寸(38.1mm)。在工地將直料扣接件移位來解決這問題會嚴重的減低工地的生產(chǎn)效率,因此,業(yè)界常在樓板扣件底部用墊塊來解決這問題,而忽略了因墊塊所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)強度減少的問題。
目前現(xiàn)有的在樓板上的扣件系統(tǒng)中,因呆重產(chǎn)生對扣點的上扳力是長期性的。因此,通常使用大的螺栓深植在干固的樓板混凝土中或在灌漿時使用預(yù)埋件。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例所提供的直料扣件系統(tǒng),能夠有很大的三向調(diào)位量,而且大量減少或甚至于去除因呆重及風(fēng)壓產(chǎn)生的扣點的上扳應(yīng)力。因為扣點上扳力的大量減少或去除,因此,用小的混凝土螺絲如tapcon,等樓板干固后再將扣點的扣件鎖定的方法就變成一個可行的簡易工法。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種幕墻直料扣件系統(tǒng),其特征在于,包含:
一直料扣件裝置、一直料接力橋、以及一直料扣接件;
該直料扣件裝置固定于一建物結(jié)構(gòu),并包含一具有一朝內(nèi)表面的抗力分枝;
該直料接力橋具有一接觸于該抗力分枝的該朝內(nèi)表面的朝外表面;以及
該直料扣接件固定于該直料接力橋以及一直料。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該朝內(nèi)表面與該朝外表面間所發(fā)展的接觸壓力小于一負風(fēng)壓,其中該接觸壓力用以抵抗該負風(fēng)壓。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該抗力分枝持續(xù)沿著一樓板邊緣的整個長度來延伸。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該抗力分枝持續(xù)沿著一邊梁的整個長度來延伸。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該抗力分枝與該直料接力橋憑借相對位置來提供左/右結(jié)構(gòu)公差的調(diào)整。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該直料扣件裝置憑借附著于一樓板來固定于該建物結(jié)構(gòu)。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該直料扣件裝置使用復(fù)數(shù)混凝土螺絲來接合于該樓板。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該直料扣件裝置采用部分埋入該樓板的方式接合于該樓板。
本發(fā)明還提供一種幕墻直料扣件系統(tǒng),其特征在于,包含:
一直料扣件裝置、一直料接力橋、以及一直料扣接件;
該直料扣件裝置固定于一建物結(jié)構(gòu);
該直料接力橋固定于該直料扣件裝置;以及
該直料扣接件固定于該直料接力橋并耦接于一直料;
其中該直料接力橋與該直料扣接件的中心軸平行于該直料的中心軸。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該直料的該中心軸是鉛直布置。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該直料的該中心軸是傾斜布置。
本發(fā)明還提供一種幕墻直料扣件系統(tǒng),其特征在于,包含:
一直料扣件裝置、一直料接力橋、以及一直料扣接件;
其中進/出方向結(jié)構(gòu)公差的調(diào)整能夠憑借該直料接力橋與該直料扣接件的相對位置來達成;
其中上/下方向結(jié)構(gòu)公差的調(diào)整能夠憑借該直料扣接件與該直料的相對位置來達成;以及
其中左/右方向結(jié)構(gòu)公差的調(diào)整能夠憑借該直料接力橋與該直料扣件裝置的相對位置來達成。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該直料扣接件包含有一長孔,來允許上/下方向結(jié)構(gòu)公差的調(diào)整。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該直料扣接件使用相配合的公、母接口來可滑動地扣入該直料。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該上/下方向結(jié)構(gòu)公差的調(diào)整能夠憑借該直料扣接件與沿著該直料長度的任何上/下位置的相對位置來達成。
所述的幕墻直料扣件系統(tǒng),其中:該左/右方向結(jié)構(gòu)公差的調(diào)整能夠憑借沿著一樓板的邊緣的任意左/右位置來達成。
根據(jù)較佳實施例所提供的直料扣件系統(tǒng),包括三個部分(1)扣點扣件(anchoringdevice),鎖定在建物的結(jié)構(gòu)體,如樓板、邊梁、或支柱;(2)直料接力橋(mullionconnectionbridge),連接上扣點的扣件及直料扣接件(mullionconnectionclip);及(3)直料扣接件(mullionconnectionclip),以便扣接上直料。
在較佳實施例中,利用這三個部分可以很容易達到如下的三向公差調(diào)位:(1)上/下調(diào)位是利用移動直料扣接件與直料間的相對位置而完成;(2)進/出調(diào)位是利用移動直料接力橋扣件與直料扣接件間的相對位置而完成;及(3)左/右調(diào)位是利用移動直料接力橋扣件與扣點的扣件的相對位置而完成。多個較佳實施例中幾乎允許所有公差的調(diào)位,而沒有最大調(diào)位量的限制。
在較佳實施例中,是將呆重直接傳力到建物的結(jié)構(gòu)體上(如混凝土樓板邊緣),而去除了在呆重力矩對扣點產(chǎn)生的上拔反力。在較佳實施例中,是利用扣點扣件與直料接力橋和/或直料扣接件之間所安排的結(jié)構(gòu)接觸面來抗拒呆重及風(fēng)壓產(chǎn)生的反力。
在較佳實施例中,扣點扣件有個朝內(nèi)的結(jié)構(gòu)接觸面安排跟直料接力橋上的一個朝外的結(jié)構(gòu)接觸面產(chǎn)生壓力來抗拒負風(fēng)壓的反力,而只會造成對扣點微不足道的上撥力,而且在較佳實施例中,在扣點扣件上呆重的著力點會內(nèi)移,而對負風(fēng)壓產(chǎn)生的力矩而更加減小了負風(fēng)壓產(chǎn)生的上拔力。
本發(fā)明更具有其他的優(yōu)點,包括施工的容易度、在不使用固定螺栓的情況下將幕墻直料扣點于混凝土樓板的能力、使用混凝土螺栓將幕墻直料扣點于混凝土樓板的能力、在所有三個方向上進行構(gòu)造公差調(diào)整而不影響扣點的結(jié)構(gòu)強度、及扣件系統(tǒng)可容易的安裝在樓板的邊梁或邊柱上。
本申請案所附圖式是用來進一步了解本發(fā)明,其并入且構(gòu)成本案說明書的一部分。本申請案所附圖式系繪示了本發(fā)明的實施例,并與說明書內(nèi)容一起用于解釋本發(fā)明的原理。
附圖說明
圖1是一種典型的樓板邊緣安裝情況的局部鉛直剖面圖,其繪示安裝在干固的混凝土樓板上的一個本發(fā)明的較佳實施例的直料扣件系統(tǒng)。
圖2繪示圖1的安裝于直料扣件系統(tǒng)中的扣點扣件的立體圖。
圖3繪示圖1的安裝于直料扣件系統(tǒng)中的直料扣接復(fù)件的立體圖。
圖4繪示圖1的安裝于直料扣件系統(tǒng)中的直料扣接復(fù)件扣入直料后的頂視圖。
圖5是本發(fā)明的較佳實施例用在直料扣件系統(tǒng)中的直料接力橋的立體圖。
圖6是用于本發(fā)明的較佳實施例用在直料扣件系統(tǒng)中的直料扣接件的立體圖。
圖7a是圖1中的較佳實施例的直料扣件系統(tǒng)的分解圖,其繪示直料扣接復(fù)件和扣點扣件間呆重反力的相對關(guān)系。
圖7b是圖1中的較佳實施例的直料扣件系統(tǒng)的分解圖,其繪示直料扣接復(fù)件和扣點扣件間因呆重及負風(fēng)壓產(chǎn)生的反力的相對關(guān)系。
圖8是將現(xiàn)有的直料扣件系統(tǒng)的分解圖,其繪示因呆重及負風(fēng)壓在系統(tǒng)每個零件造成的反力的相對關(guān)系。
圖9是本發(fā)明的較佳實施例用在直料扣件系統(tǒng)中的預(yù)埋的扣點扣件的立體圖。
圖10是本發(fā)明的另一個較佳實施例用在直料扣件系統(tǒng)中的預(yù)埋的扣點扣件的立體圖。
圖11是本發(fā)明的又另一個較佳實施例用在直料扣件系統(tǒng)中的預(yù)埋的扣點扣件的立體圖。
圖12是一種典型的樓板邊緣安裝情況的局部鉛直剖面圖,其繪示本發(fā)明的較佳實施例使用圖9中預(yù)埋的扣點扣件的安裝好的直料扣件系統(tǒng)。
圖13是本發(fā)明的較佳實施例用在傳統(tǒng)直條式幕墻系統(tǒng)的直料扣件系統(tǒng)的頂視圖。
圖14是本發(fā)明的較佳實施例用在傳統(tǒng)單元式幕墻系統(tǒng)的直料扣件系統(tǒng)的頂視圖。
圖15是本發(fā)明另一較佳實施例用在傳統(tǒng)單元式幕墻系統(tǒng)的直料扣件系統(tǒng)的頂視圖。
圖16繪示本發(fā)明的較佳實施例用在直料扣件系統(tǒng)中的直料扣接件使用接續(xù)件可增加進/出方向的公差調(diào)位量。
圖17是一種典型的樓板邊緣安裝情況的局部鉛直剖面圖,其繪示本發(fā)明的另一較佳實施例安裝在樓板邊梁的直料扣件系統(tǒng)。
圖18是繪示在圖17中安裝好的直料扣件系統(tǒng)的扣點扣件的立體圖。
圖19是本發(fā)明的較佳實施例具有固定于傳統(tǒng)直條式幕墻系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接器的直料扣接件的頂視圖。
圖20是本發(fā)明的較佳實施例具有固定在傳統(tǒng)單元式幕墻系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接器的直料扣件的頂視圖。
附圖標記說明:10-扣點扣件;12-水平腳;14-抗力分枝;18-螺絲;22a、22b-固定件;26a、26b-直料接力橋;30-直料扣接件;32a、32b-固定件;33a、33b-長孔;34-直料;38-樓板;42a、42b、42c、42d-螺絲孔;50a、50b-螺絲孔;54a、54b-第一腳;58a、58b-第二腳;60a、60b-鉛直側(cè)面;61a、61b-鉛直側(cè)面;62、66-螺栓孔;70-連接腳;74a、74b-母介面;78a、78b-公介面;80-旋轉(zhuǎn)點;84-接觸點;100-母接頭;102-長孔;104-公接頭;108-調(diào)位螺栓;109-定位螺栓;110-預(yù)埋件;122-螺栓;126-連接件;130-直料扣件;138-樓板;910-預(yù)埋件;912-梁腹;914、916-邊沿;920a、920b-鋼筋;924a、924b-螺絲孔;928-結(jié)構(gòu)體;1010-預(yù)埋件;1012-梁腹;1014、1016-邊沿;1020a、1020b-鋼鐵植釘;1024a、1024b-螺絲孔;1028-結(jié)構(gòu)體;1110-預(yù)埋件;1112-梁腹;1114、1116-邊沿;1120a、1120b-彎片;1124a、1124b-螺絲孔;1128-結(jié)構(gòu)體;1218-固定件;1226-直料接力橋;1230-直料扣接件;1234-直料;1238-樓板;1305a、1305b-固定件;1306a、1306b-背面固定件;1310-扣點扣件;1314-抗力分枝;1322a、1322b、1322c、1322d-固定件;1326-直料接力橋;1330-直料扣接件;1332-螺栓;1334-直料;1426a、1426b-直料接力橋;1430a、1430b-直料扣接件;1434a、1434b-半直料;1505a、1505b-接頭;1506a、1506b-背面固定件;1510-扣點扣件;1526a、1526b-直料接力橋;1530a、1530b-直料扣接件;1534a、1534b-半直料;1600a、1600b-加長料;1610a、1610b-固定件;1700-邊梁;1710-扣點扣件;1712-c型鐵;1714-抗力分枝;1726-直料接力橋;1730-直料接力橋;1734-直料;1738-樓板;1760-介面;1780-防火層間塞;1905a、1905b-側(cè)固定件;1930-直料扣接件;1934-直條式直料;1974a、1974b-母接頭;1978a、1978b-公接頭;1990-轉(zhuǎn)接器;2005a、2005b-側(cè)固定件;2030-直料扣接件;2034a、2034b-半直料;2074a、2074b-母接頭;2078a、2078b-公接頭;2090-轉(zhuǎn)接器;2095a、2095b-半接頭;2098-匹配齒;c、c3、d、e1、e2、e3、f、g、h-力矩擘;fb-上拔力;fd-呆重;fw-負風(fēng)壓力;r1a、r1b、r1c、r1d、r1e-反力;r11a-呆重;r11b、r11b-反力;r12a、r12b-反力;r2a、r2b-反力;r4-反力;rd1、rd2-反力;rw1、rw2-反力;ma、mb-力矩。
具體實施方式
為清楚本發(fā)明的較佳實施例,以下將提出數(shù)個實施例以詳細說明本發(fā)明的技術(shù)特征,更同時佐以圖式,俾使該些技術(shù)特征得以彰顯。
為了詳細說明本發(fā)明的工作原理,以下列出本發(fā)明的實施例所使用到的一些技術(shù)上的術(shù)語,以便于技術(shù)的解說。而這些術(shù)語和實施例并不是用來偏離或限制術(shù)語的簡單和普通含意:
直料(mullion):一種多個間隔結(jié)構(gòu)體,通常鉛直使用來結(jié)構(gòu)性支撐耐候密封外墻板。根據(jù)建筑設(shè)計,直料可以是鉛直的或傾斜的。
扣點扣件(anchoringdevice):一種設(shè)計來抗呆重及風(fēng)壓反力的結(jié)構(gòu)體,而鎖定在建物的結(jié)構(gòu)體上,比如混凝土的樓板或樓板邊緣的邊梁或邊柱。鎖定在樓板的扣點扣件可以在樓板灌漿時預(yù)埋入樓板的混凝土中,或在樓板干固后,用混凝土的螺固元件鎖定在樓板上。
直料扣件系統(tǒng)(mullionanchoringsystem):一種具有直料扣接件、直料接力橋、和扣點扣件的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。直料扣件系統(tǒng)必須具有三向公差調(diào)位的功能及將呆重和/或風(fēng)壓在直料上的反力傳力到扣點扣件的功能,也就是經(jīng)由扣點扣件最后傳力到建物的結(jié)構(gòu)體上,如混凝土樓板、邊梁、或邊柱。
直料扣接件(mullionconnectionclip):一種固定在直料上的結(jié)構(gòu)件。
直料接力橋(mullionconnectionbridge):一種定位在直料扣接件及扣點扣件之間的結(jié)構(gòu)件。
直料扣接復(fù)件(mullionconnectionassembly):一種結(jié)構(gòu)復(fù)合體,包括直料扣接件和直料接力橋。
抗力分枝(loadresistinglip):在直料扣件系統(tǒng)中之一個結(jié)構(gòu)分枝,設(shè)計來抗負風(fēng)壓的反力,而且也可同時設(shè)計來去抗呆重或正風(fēng)壓的反力。
在本發(fā)明一個較佳實施例中,直料扣件系統(tǒng)包括一個固定在建物的結(jié)構(gòu)體上(如樓板、邊梁、或邊柱)和一個直料扣接復(fù)件。直料扣接復(fù)件是用來將直料上的結(jié)構(gòu)反力傳到扣點扣件上。有許多不同的方法可將扣點扣件鎖定在建物的結(jié)構(gòu)體上,如預(yù)埋在混凝土中,用螺絲或電焊固定在邊梁上。
在本發(fā)明的一個較佳實施例中,直料扣接復(fù)件包括直料接力橋及直料扣接件,其中直料接力橋扣件接到扣點扣件,而直料扣接件固定在直料及扣點扣件上??埸c扣件有一個外突的抗力分枝而有向內(nèi)的接觸面。左/右向的公差調(diào)位可簡單的移動直料接力橋與抗力分枝的相對位置而完成。在負風(fēng)壓的情況下,接觸面的壓力就用以抵抗負風(fēng)壓的反力。通過直料接力橋和扣點扣件的抗力分枝,直料接力橋可用固定件定位在扣點扣件上。
在本發(fā)明的較佳實施例中,直料接力橋有一個一般是鉛直的接觸面,可以和直料扣接件上相對的接觸面造成結(jié)構(gòu)相接。進/出的公差調(diào)位可利用在直料接力橋或直料扣接件上所設(shè)計的長孔簡單的移動兩個接觸面的相對位置而完成。調(diào)位后,直料接力橋和直料扣接件可用螺絲或穿過長孔的螺栓固定在一起。
在本發(fā)明的較佳實施例中,直料扣接件是用公母介面相扣的方式與直料造成結(jié)構(gòu)相接,而且直料扣接件可以隨意順直料長度的方向滑行到任何直料長度上的位置。這種滑行相扣的設(shè)計就產(chǎn)生了自動上/下公差調(diào)位的功能。
在本發(fā)明的另一個較佳實施例中,直料扣接件是用固定件定位在直料上,或者,在另一較佳實施例中,直料扣接件是用直料與直料扣接件相扣的設(shè)計造成結(jié)構(gòu)相接。
在本發(fā)明的較佳實施例中,扣點扣件是固定在混凝土樓板上。這種扣點扣件可以是預(yù)埋件,也可用混凝土的螺絲或螺栓將扣點扣件固定在干固的混凝土樓板上。在本發(fā)明其他的較佳實施例中,扣點扣件也可以結(jié)構(gòu)相接到邊梁或邊柱上。
在本發(fā)明的較佳實施例中,直料扣接復(fù)件將呆重的反力直接傳到樓板邊緣內(nèi)。這種呆重的反力可以傅到扣點扣件上的水平表面上。在本發(fā)明另外的較佳實施例中,直料扣接復(fù)件是將呆重的反力直接傳到抗力分枝上端的水平表面上。
圖1繪示本發(fā)明的一個較佳實施例的直料扣件系統(tǒng)固定在樓板上的局部鉛直剖面圖。在此設(shè)計中,扣點扣件10是用固定件22a及22b固定在已干固的樓板上??埸c扣件10具有水平腳12及上突的抗力分枝14。固定件22a及22b穿過水平腳12上的孔而鉆入混凝土樓板38將扣點扣件10鎖定。
直料扣接復(fù)件包括直料接力橋26a及直料扣接件30,將直料34及扣點扣件10結(jié)構(gòu)相連在一起。直料接力橋26a用一個螺絲18固定在扣點扣件10的抗力分枝14。直料接力橋26a是用固定件32a、32b穿過直料扣接件30上的長孔33a、33b與直料扣接件30固定在一起,而直料扣接件30是扣接在直料34上。
圖2是圖1中所示的扣點扣件10的立體圖。這個扣點扣件10具有水平腳12和上突的抗力分枝14。水平腳12上設(shè)有螺絲孔42a、42b、42c、42d,以便螺絲穿過而鉆入樓板將扣點扣件10固定在樓板上。
圖3是圖1中所示的直料扣接復(fù)件的立體圖,而圖4是直料扣接復(fù)件扣入直料的水平剖面圖。在此較佳實施例的直料扣接復(fù)件包括兩個直料接力橋26a及26b將一個直料扣接件30夾在中間。在另外一個較佳實施例中只需用一個直料接力橋。圖5是直料接力橋26b放大較詳細的立體圖,而圖6是直料扣接件30放大較詳細的立體圖。
每個直料接力橋26a或26b最好為角鐵形狀,而具有第一腳54a或54b和第二腳58a或58b。每個直料接力橋26a或26b最好是用鋁擠型的材料。如圖1所示,安裝好的直料扣件系統(tǒng)中,每個直料接力橋26a或26b有一個向外的接觸面與一個在扣點扣件10中的抗力分枝14上的一個向內(nèi)的接觸面相配相觸在一起。在一個較佳實施例中,每個直料接力橋26a或26b中的第一腳54a或54b設(shè)有工廠預(yù)鉆的螺絲孔50a或50b。螺絲18可穿過螺絲孔50a或50b而將直料接力橋固定在扣點扣件10上的抗力分枝14上。
針對直條式或氣回式的幕墻系統(tǒng),幕墻單元鎖定后就自動固定了左/右向直料的間距,因此螺絲18可以不用。工地施工時,可用臨時的夾具在單元鎖定前將直料暫時定位。
在用螺絲18將直料接力橋26a或26b定位在扣點扣件10上的抗力分枝14的前,將直料接力橋26a或26b沿扣點扣件10上的抗力分枝14左/右滑行就可簡單的完成左/右公差調(diào)位的功能。在此實施例中,扣點扣件10可以鎖定在干固的樓板上,因此扣點扣件10的安裝不需用預(yù)埋的方式施工,而扣點扣件10也可準確的定位在樓板上而不用左/右向的公差調(diào)位。
理論上,本發(fā)明沒有任何左/右公差調(diào)位量的限制,因為多數(shù)的扣點扣件可以左/右緊鄰放置在一起,而造成沿樓板邊緣有連續(xù)整線的抗力分枝,因此去除了左/右公差調(diào)位量的限制。
在每個直料接力橋26a或26b上的第二腳58a或58b有一個側(cè)向的鉛直側(cè)面60a或60b。每個側(cè)向鉛直側(cè)面設(shè)計與直料扣接件30上的連接腳70的側(cè)向鉛直側(cè)面61a或61b接觸在一起。如圖1和圖4所示,直料接力橋26a和26b是用固定件32a和32b與直料扣接件30結(jié)構(gòu)相接在一起,因為螺栓將直料接力橋26a和26b上的第二腳58a和58b與直料扣接件30上的連接腳70固定在一起。
在一個較佳實施例中,固定件32a和32b是螺栓穿過在每個直料接力橋26a和26b上的螺栓孔62和66及在直料扣接件30上的長孔33a及33b而將直料接力橋與直料扣接件固定在一起。利用在直料扣接件上的長孔33a及33b,進/出向公差的調(diào)位可在固定件32a和32b鎖緊前做直料接力橋與直料扣接件之間的相對位移而完成。
如圖5所示,直料接力橋26b上最好有有在工廠預(yù)先鑚好的螺栓孔62及66,可讓固定件32a及32b穿過。在另一個較佳實施例中,長孔也可位在直料接力橋26a及26b上的第二腳58a及58b上,以便進/出向的公差調(diào)位。
在一個較佳實施例中,在直料接力橋26a或26b上的第二腳58a或58b上的鉛直側(cè)面60a及60b設(shè)計有多個直立的細齒(serrations),而在直料扣接件30上的連接腳70上的鉛直側(cè)面61a及61b上也設(shè)有相同的多個直立的細齒。在安裝好直料扣接復(fù)件的情況下,在每個直料接力橋26a及26b中的鉛直側(cè)面60a及60b上的多數(shù)細齒會與直料扣接件30中的鉛直側(cè)面61a及61b上相配的多數(shù)細齒相扣連接在一起而避免直料接力橋26a及26b與直料扣接件30之間的相對滑行。
在一個較佳實施倒中,直料扣接件30設(shè)有母介面74a、74b能與直料34上的相配的公介面78a、78b可相對滑行的扣接在一起,正如美國專利申請?zhí)柎a13/742,887(美國專利申請公布號碼2013/01860314),以此作為參考件。這種在直料扣接件30與直料34之間可相對滑行扣接的設(shè)計可抗風(fēng)壓反力,而且可沿直料長度方向完成任何上/下公差的調(diào)位。其他在直料扣接件與直料間不同的扣接設(shè)計巳說明在美國專利申請?zhí)柎a13/742,887(美國專利申請公布號碼2013/01860314)。其他接口的設(shè)計也可由業(yè)界有經(jīng)驗的技術(shù)人員導(dǎo)出。
在一個較佳實施例中,直料接力橋26a或26b有一個整體的剖面持續(xù)制造的方式生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)體如鋁擠壓件或熱/冷軋鋼構(gòu)件。一條沿著一個結(jié)構(gòu)體長度的方向而經(jīng)過剖面重心的線,技術(shù)上通常叫做結(jié)構(gòu)體的中心線。為了清楚的給出中心線的定義,結(jié)構(gòu)體的長度方向是沿觀查方向有不變的剖面。在一個較佳實施例中,直料接力橋26a、26b及直料扣接件30的中心線是與直料34的中心線平行的。
請參照圖1到圖6,本發(fā)明的較佳實施例中的直料扣件系統(tǒng)可采用以下步驟施工。等樓板38的混凝土干固后,再用固定件22a、22b將扣點扣件10鎖定在扣點上。
用固定件32a及32b穿過每個直料接力橋26a,26b上的螺栓孔62、66及直料扣接件30上的長孔33a及33b,而且將直料扣接件30夾在直料接力橋26a及26b之間(見圖3及圖4)。由直料34的頂端開始將直料扣接件30上的母接頭74a及74b扣入直料34上的公接頭78a及78b,然后,順著直料34將直料扣接復(fù)件滑下直到直料扣接件30設(shè)置在扣點扣件10上的抗力分枝14的上緣。這種在直料扣接件34及直料30之間可以扣接滑行的設(shè)計就自動完成了上/下公差調(diào)位的功能,因為直料扣接復(fù)件可順直料長度自動定位在任何有上/下公差的扣點扣件10上。
下一步的進/出公差調(diào)位是利用直料扣接件30上的長孔造成直料扣接件30與直料接力橋26a、26b及固定件32a、32b之間的相對位移而完成。進/出調(diào)位完成后,就將直料接力橋26a、26b的鉛直側(cè)面60a、60b上的細齒與在直料扣接件30的鉛直側(cè)面61a、61b上相配的細齒扣合,然后,鎖緊螺栓33a及33b而完成結(jié)構(gòu)連接。
左/右公差調(diào)位只要將直料扣接復(fù)件順著扣點扣件10上的抗力分枝14左/右滑行而完成。左/右定位后的直料扣接復(fù)件可用螺絲18穿過直料接力橋26a而鎖定在扣點扣件10上的抗力分枝14上。螺絲18可避免直料扣接復(fù)件在抗力分枝14上左/右滑動。
本發(fā)明的一些好處可利用力的自由體的圖將一個較佳實施例與一個傳統(tǒng)的扣件系統(tǒng)比較一下就可看出。圖7a及圖7b是圖1中所示較佳實施例將直料扣接復(fù)件與扣點扣件拆開的力的自由體圖。圖7a示出因呆重產(chǎn)生在直料扣接復(fù)件及扣點扣件自由體上的力的圖,而圖7b因呆重加上負風(fēng)壓產(chǎn)生在直料扣接復(fù)件及扣點扣件自由體上的力的圖。為了比較,圖8示出一個目前市面上的扣件系統(tǒng)的自由體上因呆重及負風(fēng)壓產(chǎn)生的力圖。
圖7a示出一個較佳實施例的扣件系統(tǒng)只有呆重而無風(fēng)的情況。圖7a示出因呆重產(chǎn)生在一個直料扣接復(fù)件及一個扣點扣件自由體上的力。在此較佳實施例中,直料扣接件30位在扣點扣件10上的抗力分枝14上而直料接力橋26a位在扣點扣件10上的水平腳12。由于直料扣接件30及直料接力橋26a之間的細齒相扣結(jié)合避免了相對的旋轉(zhuǎn)位移,因此直料扣接件30與直料接力橋26a所構(gòu)成的直料扣接復(fù)件變成了一個結(jié)構(gòu)硬體。
在直料扣接復(fù)件自由體上,由直料34傳來的呆重fd,著力在直料扣接件30的上角,而在直料扣接件30與扣點扣件10上的抗力分枝14的接觸點上產(chǎn)生了一個同量而反向的反力r1a。這個重力fd和反力r1a產(chǎn)生了一個力矩擘e1而順時針方向的力矩。由于在直料扣接件30和直料34之間的堅強結(jié)構(gòu)相扣的關(guān)系,這個順時針方向的力矩在直料扣接件30上產(chǎn)生了一個力矩擘d(相當(dāng)于直料扣接件30的高度)和反力rd1和rd2造成的反時針方向的反抗力矩。
反力rd1及rd2的量可用以下的公式來計算。
rd1=rd2=fdxe1/d
由上可見,反力rd1、rd2可用減少距離e1或增加距離d的方式達成減小反力的目的。增加直料扣接件30的高度就可很簡單的達到增加距離d的目的,因此扣件系統(tǒng)的設(shè)計可依各種不同的幕墻呆重而提供不同高度的直料扣接件。
在扣點扣件10的自由體上,呆重反力r1b著力在抗力分枝14的上端也就是直料扣接件30和抗力分枝14之間的接觸點。由于呆重反力r1b的著力點是在樓板38上,因此反力r1b不會產(chǎn)生對固定件22a及22b的上扳力。
圖7b示出因負風(fēng)壓產(chǎn)生對圖1中的較佳實施例的直料扣件系統(tǒng)的影響包括呆重及負風(fēng)壓的聯(lián)合影響。圖7b包括分布在直料扣接件自由體上的示意圖及分布在扣點扣件自由體上的示意圖。如上所述,在此較佳實施例中,直料扣接件30位在抗力分枝14的上緣,而直料接力橋26a位在扣點扣件10上的水平腳12的上。
在負風(fēng)壓的影響下,直料34會產(chǎn)生撓度。由于直料34的扣點接近直料的上端,在直料扣接件30上的反力rw1及rw2未產(chǎn)生前,直料向外的撓度會產(chǎn)生微小的反時針方向無應(yīng)力的旋轉(zhuǎn)。這是因為直料34與直料扣接件30之間可滑行相扣的設(shè)計需要有微小的公差存在。這個微小的反時針方向的旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致呆重反力點由抗力分枝14的上緣移到直料接力橋26a上第二腳的內(nèi)端點80。
在直料扣接坐在件的自由體中,作用在直料扣接件30的高度中點的負風(fēng)壓力fw及作用在直料接力橋26a上的第一腳與抗力分枝接觸面間的反力r2a構(gòu)成一個順時針方向的力矩。此力矩有一個力矩擘f是直料扣接件30之中高點到抗力分枝14之中高點的距離。
另一順時方向的力矩由呆重fd和反力r1c及之間的力矩擘e2所造成的。這兩個順時方向的力矩由反力rw1、rw2及之間的力矩擘d所造成的反時針方向的力矩來相抗。力矩擘d是因直料扣接件30與直料34之間結(jié)構(gòu)扣接而產(chǎn)生的。這個由抗力rw1、rw2所產(chǎn)生的反時針方向的抗力矩會保持旋轉(zhuǎn)點80的位置。
反力rw1、rw2可由力矩平?jīng)_導(dǎo)出的以下公式去計算。
rw1=rw2=(fwxf+fdxe2)/d
由上可知,只要減少距離e2和/或增加距離d,就可達到減小反力rw1、rw2的目的。增加直料扣接件30的高度就自動增加距離d。由上公式,很明顯雖然增加距離d也會相對增加距離f,但是后果還是會減少反力rw1、rw2。由此可見,這個扣件系統(tǒng)的設(shè)計可配合任何不同的呆重與負風(fēng)壓的組合而設(shè)計出不同的直料扣接件的高度。
在扣點扣件10的自由體上,著力在抗力分枝14及直料接力橋26a的接觸面所產(chǎn)生的負風(fēng)壓力r2b及著力在扣點扣件10上的反力r4加上力矩擘c就產(chǎn)生了一個順時針方向的力矩ma。這個順時針方向的力矩ma,可用以下公式算出。
ma=r2bxc
另外,著力在接觸點80上的呆重反力r1d及著力在扣點扣件10的外緣接觸點84上的反力r1e加上力矩擘g就造成了一個反時針方向的力矩。這個反時針方向的力矩mb可用以下公式算出。
mb=r1dxg
順時針方向的力矩ma會對固定件22a、22b產(chǎn)生上扳的力,而反時針方向的力矩mb會反抗上扳的力,因此如果mb>ma時,固定件22a、22b上就完全沒有上扳的力了。由此可見呆重會幫助減少甚至于去除鎖定在樓板中固定件的上扳力。
這個結(jié)構(gòu)行為是一個很大的優(yōu)點,因為目前市面上所有的扣件系統(tǒng)都是呆重會增加固定件的上扳力。在本發(fā)明的較佳實施例中,對固定件的上扳力可利用減小距離c(也就是減小抗力分枝14的高度)和/或增加距離g(也就是增加直料扣接件的連接腳70的長度和/或增加直料接力橋26a、26b上第二腳58a、58b的長度)。
小的混凝土的固定件有相當(dāng)高的抗剪力但是相當(dāng)弱的抗上扳力,因此在傳統(tǒng)的扣件系統(tǒng)中不能用。由于本發(fā)明的較佳實施例中,固定件上的上扳力可去除或大量減少因此小的混凝土的固定件可用來鎖定扣點扣件10而達到省工省錢的目的。
以下的計算例子是用來示模板發(fā)明減小扣點扣件10上的上扳力的有效成果。
設(shè)計情況:
負風(fēng)壓反力,r2b=3000磅(1363.6公斤)
呆重反力,r1d=500磅(227.3公斤)
c=0.5英寸(12.7mm)
g=4英寸(101.6mm)
力矩ma=3000x0.5=1500英寸磅(17318kg-mm)
呆重的反力矩mb=500x4=2000英寸磅(大于ma)
由上的設(shè)計例,混凝土中的固定件22a、22b沒有上扳力。
只要扣點扣件的固定件可承受一些上扳力,以上的分析計算可有不同的數(shù)據(jù)。比如說抗力分枝有點外懸在樓板邊緣的話,扣點扣件只要設(shè)計能抗一些上扳力就可。在此情況下,呆重在無風(fēng)壓的時候就會對扣點扣件產(chǎn)生一些上扳力。在有負風(fēng)壓時,由于呆重反力的著力點內(nèi)移,呆重會抵抗負風(fēng)壓產(chǎn)生的上扳力。因此,和其他扣件系統(tǒng)相比,本發(fā)明所需設(shè)計的上扳力小得多。
較佳實施例中的扣點扣件也可以修改為有兩抗力分枝:一抗力分枝設(shè)計與直料接力橋接觸以抗負風(fēng)壓,而另一抗力分枝近外緣的讓直料扣接件制于其上以抗呆重。
為了比較,圖8是一個目前市面上有的傳統(tǒng)扣件系統(tǒng)拆開自由體后力的分布圖。這個扣件系統(tǒng)是用預(yù)埋件110在灌漿時埋入樓板138之中。一個結(jié)構(gòu)連接件126用t型的螺栓122鎖定在預(yù)埋件110上。一般設(shè)計是至少用兩支t型螺栓。連接件126具有公接頭104,可和直料扣件130上的母接頭100構(gòu)成公母結(jié)構(gòu)相接。這個結(jié)構(gòu)相接用來抵抗負風(fēng)壓。這個直料扣件是鎖定在一個直料上(未示出)。
用此系統(tǒng)時,公差調(diào)位的步驟說明如下。連接件126和螺栓122一齊在預(yù)埋件110中的凹槽位移到設(shè)計位置后,再鎖緊鎖栓,而完成左/右向的公差調(diào)位。進/出向的公差調(diào)位是利用連接件126上的長孔102執(zhí)行。t型螺栓將連接件126穿過長孔102鎖定在預(yù)埋件110上。
上/下公差調(diào)位是用設(shè)置在直料扣件130上的調(diào)位螺栓108執(zhí)行。每個直料側(cè)面各有一個直料扣件130在工廠預(yù)裝在理論上的扣點位置。在工地施工時,等完成左/右公差調(diào)位及連接件126上的公接頭104與直料扣接件130上的母接頭100扣上后,才用直料扣接件130上的定位螺栓109或螺絲將直料扣接件130和連接件126固定在一起。最后用直料扣接件130上的調(diào)位螺栓108做最后的上/下調(diào)位同時支持呆重。
在直料扣接件自由體上,呆重r11a產(chǎn)生了著力在連接件126上的公接頭頂端的反力r11b。著力在直料扣接件130上的負風(fēng)壓反力r12a產(chǎn)生了一個同量異向而著力在連接件126上的公接頭104上的反力r12b。
著力在連接件126上的公接頭104上的呆重反力r11b及負風(fēng)壓反力r12b都同時對連接件126產(chǎn)生了順時針方向的推翻力矩。呆重造成的在連接件126上的順時針方向的推翻力矩是由反力r11b加上由旋轉(zhuǎn)點180到反力的力矩擘e3而產(chǎn)生的。
負風(fēng)壓造成的在連接件126上的順時針方向的推翻力矩是由反力r12b加上由旋轉(zhuǎn)點180到反力的力矩擘c3而產(chǎn)生的。
在連接件126旋轉(zhuǎn)點180上因呆重及負風(fēng)壓反力造成的推翻力矩會產(chǎn)生一個反力矩由著力在t型螺栓122上的上拔力fb加上由t型螺栓122到旋轉(zhuǎn)點180的力矩擘h而構(gòu)成。螺栓122上的上拔力fb可用力矩平衡導(dǎo)出的以下公式去計算:
fb=(r11bxe3+r12bxc3)/h
t型螺栓122及預(yù)埋件110都需要用最大的上拔力fb去設(shè)計。距離e3會隨連接件126在進/出調(diào)位時的移動而變化,因此設(shè)計的最坯情況是在最大外移量時產(chǎn)生(也就是最大的e3),這就限制了準許的最大進/出調(diào)位量。
以下是一個計算范例。
情況:呆重反力r11b=500磅
負風(fēng)壓反力r12b=2000磅
h=3英寸的設(shè)計
最大容許進/出調(diào)位量=正負1英寸(也就是e3=2英寸)
最大容許上/下調(diào)位量=正負3/4英寸(也就是c3=1英寸如果考慮定位螺栓109所需空間為1/2英寸)
fb=(500x2+2000x1)/3=1000磅
由上數(shù)據(jù),如果用3.0的安全系數(shù)來設(shè)計的話,這個扣件系統(tǒng)需要設(shè)計能抗3000磅(也就是3xfb)失敗點的上拔力加上能抗6000磅(也就是3xr12b)失敗點的剪力。
本發(fā)明的一些較佳實施例也比傳統(tǒng)系統(tǒng)增加了很多容許公差調(diào)位量且同時去除了所有傳統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)位時所產(chǎn)生的不良影響。如上所述,在較佳實施例中,上/下調(diào)位由直料扣接件與直料間可公母相扣滑行的設(shè)計完成。這個相扣的設(shè)計,直料扣接件可定位在沿直料長度的任何一點而且不影響直料扣接件與直料間的扣接長度或直料扣接件與直料接力橋之間的扣接長度或直料接力橋與扣點扣件間的扣接長度。因此,扣件系統(tǒng)的扣接強度完全受到上/下調(diào)位的影響,而且可定位在沿直料長度的任何一點。
與傳統(tǒng)的扣件系統(tǒng)相對比較,傳統(tǒng)系統(tǒng)的扣點強度隨上/下調(diào)位量而變。比如在圖8所示的用樓板上預(yù)埋鐵槽的扣件系統(tǒng)中,用調(diào)位螺栓108調(diào)位時會影響直料扣接件130上的母接頭100和連接件126上的公接頭104之間的扣含深度而影響到直料扣接件130和連接件之間的扣接強度。其他他用直料上或直料扣接件上的長孔做上/下調(diào)位功能的傳統(tǒng)扣件系統(tǒng)中,扣接強度也會隨調(diào)位后螺栓與長孔中點的距離而變化。
本發(fā)明的較佳實施例中,也可依不同的直料扣接件的深度及高度來設(shè)計不同的容許進/出調(diào)位量。增加直料扣接件30的深度就可增加進/出調(diào)位量。如先前對圖7a和圖7b所述,增加直料扣接件深度會增加在直料扣接復(fù)件上的反力,因為圖7a中的力矩擘e1和圖7b中的力矩擘e2會增加。不過也正如前對圖7a及圖7b所述,這些反力可用增加直料扣接件的高度來減小。因此,增加直料扣接件30的深度所引起的反力增加可用增加直料扣接件高度的方式來抵消。更進一步的解說在圖7a及圖7b上,增加直料扣接件的深度完全不會增加將扣點扣件10鎖定在樓板38上的固定件22a、22b的上拔力。因此,扣件系統(tǒng)的設(shè)計可簡單的用增加直料扣接件深度和高度的方式來達到任何大的進/出調(diào)位量的需求。
如圖1所示,由于直料扣接件30的結(jié)構(gòu)方向,用長孔33a、33b來作進/出的調(diào)位并不會引起直料扣接件的結(jié)構(gòu)強度變化因為直料扣接件30是設(shè)計去接受依長孔33a、33b方向的張力。
相反的比較,在傳統(tǒng)扣件系統(tǒng)中,容許進/出調(diào)位量相當(dāng)有限。比如在圖8中在樓板上預(yù)埋鐵槽的系統(tǒng)中,進/出調(diào)位是利用在連接件126上的長孔102來執(zhí)行。正如圖8的解說,向外的調(diào)位量是相當(dāng)有限的因為向外的調(diào)位會增加對t型螺栓122上的上拔力fb。而且t型螺栓抗拔強度會依調(diào)位后由螺栓到長孔中點的距離而變化。不像本發(fā)明的較佳實施例,這種傳統(tǒng)扣件系統(tǒng)沒法減低因調(diào)位產(chǎn)生的上拔力。
本發(fā)明的較佳實施例中,也提供簡單的沿扣點扣件上左/右向的抗力分枝執(zhí)行左/右公差調(diào)位的方法。如前所述,如果多數(shù)的扣點扣件并排在一起構(gòu)成樓板邊緣連續(xù)的抗力分枝的話,那么容許左/右調(diào)位量就完全不受限制了因為固定點可設(shè)定在抗力分枝上的任何一點。
由于傳統(tǒng)扣件系統(tǒng)有長期抗上拔力的需求,要安排左/右隨意定位的設(shè)計在費用上無法接受。而且用長孔做左/右調(diào)位的傳統(tǒng)系統(tǒng)的扣點強度會依調(diào)位后螺栓到長孔中點的距離的不同而變化。
在一些較佳實施例中,注漿時用預(yù)埋件做為扣點扣件。圖9到圖11示出這種較佳實施例的一些預(yù)埋件。較佳實施例中的預(yù)埋件有一個結(jié)構(gòu)連接體和至少一個混凝土固定件。結(jié)構(gòu)連接體有一個埋入混凝土中的水平梁腹和一個上突的邊沿定位在樓板邊緣。這個上突的邊沿就造成了一個突出樓板面的抗力分枝。這種預(yù)埋的扣點扣件配合前述的直料扣接件及直料接力橋就構(gòu)成了本發(fā)明的另一系統(tǒng)。
圖9示出一個較佳實施例中的預(yù)埋件910。這個預(yù)埋件910有一個結(jié)構(gòu)體928與混凝土鋼筋920a、920b焊接在一起。這個結(jié)構(gòu)體928為t型,具有水平梁腹912、上突的邊沿914和下突的邊沿916。水平梁腹在完工后是埋入混凝土的樓板中。上突的邊沿是定位在樓板邊緣。在完工后的預(yù)埋件910中,上突的邊沿914的上端部分突出樓板面而利用為抗力分枝。在此較佳實施例中的上突邊沿有工廠預(yù)鉆的螺絲孔924a、924b,以便用螺絲在灌漿前暫時將預(yù)埋件910鎖定在邊模上。
圖10示出另一個較佳實施例的預(yù)埋件1010。這個實施例有一個t型的結(jié)構(gòu)體1028,其包括水平梁腹1012、有螺絲孔1024a和1024b的上突邊沿1014、和下突的邊沿1016(與圖9相似)。鋼鐵植釘1020a、1020b焊接在結(jié)構(gòu)體1028上當(dāng)做鎖定在混凝土中的工具。
圖11示出又一個較佳實施例的預(yù)埋件1110。這個實施例有一個t型的結(jié)構(gòu)體1128,其包括水平梁腹1112、有螺絲孔1124a和1124b的上突的邊沿1114、和下突的邊沿1116(與圖9或圖10相似)。此實施例是利用在結(jié)構(gòu)體上加工造成的彎片1120a、1120b,當(dāng)做鎖定在混凝土中的工具。
圖12示出用圖9的預(yù)埋件910的扣件系統(tǒng)的局部鉛直剖面圖。水平梁腹912及鋼筋920a在灌漿時埋入混凝土的樓板1238中。預(yù)埋件910中的上突的邊沿914是在樓板1238的邊緣而有部分突出樓板面。
這個突出樓板面部分的上突邊沿是用來當(dāng)作抗力分枝的。這個抗力分枝的內(nèi)向面與直料接力橋1226的外向面相接觸。直料接力橋1226用固定件1218定位在預(yù)埋件910上。直料接力橋1226用前述的較佳實施例中的方式與直料扣接件1230固定在一起。直料扣接件1230也是用前述的較佳實施例中的方式與直料1234連接在一起。三向的公差調(diào)位依前述的其他較佳實施例的方式執(zhí)行。呆重及負風(fēng)壓的反力由直料1234傳到預(yù)埋件910或樓板1238的步驟與前解說在圖7a和圖7b的較佳實施例相似。
圖13到圖15、圖19和圖20示出一些不同的較佳實施例的直料扣接復(fù)件。不像前述的較佳實施例,圖13到圖15不用直料扣接件與直料間以公母接頭相扣滑行的設(shè)計。圖19和圖20則顯示使用以公母接頭滑動扣接的設(shè)計,是用在直料扣接件以及分別連接傳統(tǒng)直條式幕墻系統(tǒng)與傳統(tǒng)單元式幕墻系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接器之間。
圖13示出本發(fā)明可用在傳統(tǒng)直條式幕墻系統(tǒng)中之一個較佳實施例的由上往下看的切面圖。直條式的直料1334是固定在一個本發(fā)明的扣件系統(tǒng)上。這個扣件系統(tǒng)具有直料扣接件1330、直料接力橋1326和扣點扣件1310。直料扣接件1330是配合直條式直料1334設(shè)計出來的。這個直料扣接件1330是用側(cè)面的固定件1305a、1305b固定在直料1334上。這種安排可讓在負風(fēng)壓時承受剪力。這個直料扣接件1330另用背面的固定件1306a、1306b鎖定在直料1334上以便用剪力來抗呆重力。直料扣接件1330可只用側(cè)面的固定件1305a、1305b鎖定在直料1334上,在此情況,固定件用剪力來同時抗呆重和負風(fēng)壓的反力。需要抗較大的反力時,直料扣接件與直料間接觸面的深度和固定件的數(shù)量可相對增加。
直料扣接件1330與直料接力橋1326之間及直料接力橋1326與扣點扣件1310之間的連接方式和前述的其他較佳實施例相似。
一個不用背面固定件1306a、1306b的較佳實施例的施工步驟說明如下。將扣點扣件1310放在樓板邊緣大約是直料1334的位置而用混凝土固定件1322a、1322b、1322c、1322d將扣點扣件1310固定在樓板上。然后,將直料1334暫時支持在正確的上/下方向的位置及左/右方向的大約位放置上工廠預(yù)裝但未鎖定的直料扣接復(fù)件(也就是直料扣接件1330、直料接力橋1326、和螺栓1332)在扣點扣件1310上,而使直料接力橋1326在扣點扣件1310上的抗力分枝1314的后面。用手力暫時將直料接力橋1326和直料扣接件1330連接在一起。再用側(cè)面的固定件1305a、1305b將直料扣接件1330鎖定在直料1334上。以上做法就是自動將直料1334在正確的上/下方向鎖定在樓板上(也就是說扣件系統(tǒng)已自動吸收了上/下方向的公差)。其次是用直料扣接件1330或直料接力橋1326上的長孔做直料扣接件1330及直料接力橋1326之間的相對位移而完成進/出方向的調(diào)位,然后將螺栓1332鎖緊正如其他較佳實施例的做法。也正如其他較佳實施例的做法,只要保持直料接力橋與扣點扣件1310上的抗力分枝1314的接觸而移到正確的左/右方向位置就完成了左/右調(diào)位功能。最后,可用固定件將直料接力橋1326固定在抗力分枝1314上,正如在前述的其他較佳實施例。
如用背面固定件1306a、1306b時,這背面固定件可在側(cè)面固定件將直料扣接件1330和直料1334固定后再鎖上。背面固定件1306a、1306b施工前可暫時先拿下螺栓1332及直料接力橋1326,以便有工具施工的空間,等背面固定件1306a、1306b鎖定后,再重新將直料接力橋1326及直料扣接件1330連接起來。
雖然圖13示出了用固定件將扣點扣件固定到混凝土樓板的直料扣件系統(tǒng)的實施例,但是在圖13中所示的直料扣接復(fù)件的實施例可以與不同類型的扣點扣件一起使用,例如圖9-圖11所示的預(yù)埋件。
圖19示出了具有固定于傳統(tǒng)直條式幕墻系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接器1990的直料扣接件1930的較佳實施例的頂視圖。轉(zhuǎn)接器1990被設(shè)計來將傳統(tǒng)直條式直料1934連接到具有用于與直料(例如,圖6中所示的直料扣接件)相扣滑動接合的公或母接頭的直料扣接件。圖19所示的實施例使用類似于圖6所示的直料扣接件的直料扣接件1930,其具有母接頭1974a、1974b。轉(zhuǎn)接器1990具有匹配的公接頭1978a、1978b,使得轉(zhuǎn)接器1990和直料扣接件1930之間可進行滑動扣接。轉(zhuǎn)接器1990的形狀也與直條式直料1934的輪廓相符。轉(zhuǎn)接器1990固定到具有側(cè)固定件1905a、1905b的直條式直料1934的側(cè)面。轉(zhuǎn)接器/直料扣接的深度可以增加,并且可以增加額外的固定件以適應(yīng)更高的反力。
為了將直料固定于扣件系統(tǒng),在安裝到扣件系統(tǒng)的前,可以使用側(cè)固定件1905a、1905b,先把轉(zhuǎn)接器1990固定到直條式直料1934上所預(yù)期的上/下位置處。轉(zhuǎn)接器1990的高度應(yīng)該至少相同于直料扣接件1930的高度加上在上/下方向上的最大設(shè)計結(jié)構(gòu)公差,以確保直料扣接件1930和轉(zhuǎn)接器1990之間的最大接合。當(dāng)轉(zhuǎn)接器1990定位于直條式直料1934,直條式直料1934可以利用在直料扣接件和直料之間具有滑動扣接的其他實施例所描述的相同方式來固定于建筑結(jié)構(gòu)體,不同的處在于是在直料扣接件1930和轉(zhuǎn)接器1990之間進行滑動扣接,而不是直接在直料扣接件和直料之間進行。
直料扣接件1930可以利用其它實施例所描述的相同方式來接合到與扣點扣件連接的直料接力橋,并以其它實施例所描述的相同方式來進行構(gòu)造公差調(diào)整。
圖14示出本發(fā)明用在傳統(tǒng)單元式幕墻時由上往下看的頂視圖。圖中的兩個半直料1434a、1434b只是個象征性的單元式的直料接頭。真正的單元式直料的接頭是在工地公母相接而有水密及氣密功能的接頭。由于構(gòu)造公差的變化,半直料1434a、1434b之間的直料接合間隙可能會產(chǎn)生變化。因此,由兩個半直料1434a、1434b構(gòu)成的直料總寬度隨接頭的位置而可能有很多不同的數(shù)值,因此在此較佳實施例中,每個半直料1434a或1434b各用一個獨立分開的直直料扣接復(fù)件。每個直料扣接復(fù)件包括一個直料扣接件1430a或1430b和一個直料接力橋1426a或1426b。這兩個直料扣接復(fù)件可同時連接上一個扣點扣件1410。在此扣件系統(tǒng)的較佳實施例中,除了用兩個分開的直料扣接復(fù)件外,結(jié)構(gòu)的說明及施工步驟與在圖13上所述的較佳實施例完全一樣。
圖15示出本發(fā)明用在另一個傳統(tǒng)單元式幕墻時由上往下看的切面圖。就如示在圖14上的較佳實施例,此較佳實施例中有一個扣點扣件1510連接到兩個直料扣接復(fù)件,每個直料扣接復(fù)件各有一個直料接力橋1526a或1526b和一個直料扣接件1530a或1530b。這個扣件系統(tǒng)是用來固定兩個半直料1534a和1534b。在此較佳實施例中,每個半直料1534a或1534b與直料扣接件1530a或1530b之間有相配的切面設(shè)計可構(gòu)成相對的接頭1505a或1505b以達到結(jié)構(gòu)相接的性能。這個接頭1505a或1505b的設(shè)計是用來取代圖14上側(cè)面固定件的設(shè)計。這個結(jié)構(gòu)接頭用來抗負風(fēng)壓,而背面固定件1506a和1506b是用來支援呆重。
雖然圖14到圖15所示的較佳實施例是用固定件將一個扣點扣件固定在樓板上,其他不同的如圖9到圖11所示的扣點扣件均可用上。
圖20示出了具有固定于傳統(tǒng)單元式幕墻系統(tǒng)的兩個半直料2034a、2034b的轉(zhuǎn)接器2090的直料扣接件2030的較佳實施例的頂視圖。
轉(zhuǎn)接器2090被設(shè)計來將傳統(tǒng)單元式幕墻系統(tǒng)連接到具有用于與直料(例如,圖6中所示的直料扣接件)相扣滑動接合的公或母接頭的直料扣接件。圖20所示的實施例使用類似于圖6所示的直料扣接件的直料扣接件2030,其具有母接頭2074a、2074b。轉(zhuǎn)接器2090具有匹配的公接頭2078a、2078b,使得轉(zhuǎn)接器2090和直料扣接件2030之間可進行滑動扣接。
轉(zhuǎn)接器2090的形狀也與兩個半直料2034a、2034b的輪廓相符。如圖所示的兩個半直料2034a、2034b只是個象征性的單元式系統(tǒng)的直料接頭。真正的直料接頭是在工地公母相接而有水密及氣密功能的接頭。由于構(gòu)造公差的變化,半直料2034a、2034b之間的直料接合間隙可能會產(chǎn)生變化(一般約正負1/8”)。因此,由兩個半直料2034a、2034b構(gòu)成的直料總寬度隨接頭的位置而可能有很多不同的數(shù)值。
為了計算直料總寬度的變化,此實施例的轉(zhuǎn)接器2090具有兩個半接頭2095a、2095b,來提供轉(zhuǎn)接器2090寬度調(diào)整性。轉(zhuǎn)接器2090的兩個半接頭2095a、2095b用匹配齒2098扣接。當(dāng)使用匹配齒2098來維持兩個半接頭2095a、2095b的扣接,轉(zhuǎn)接器2090的寬度可以憑借兩個半接頭2095a、2095b的位置來調(diào)整。
轉(zhuǎn)接器2090分別固定到具有側(cè)固定件2005a、2005b的每個半直料2034a、2034b的側(cè)面。轉(zhuǎn)接器/直料扣接的深度可以增加,并且可以增加額外的固定件以適應(yīng)更高的反力。
為了將直料固定于扣件系統(tǒng),在安裝到扣件系統(tǒng)的前,可以使用側(cè)固定件2005a、2005b,先把轉(zhuǎn)接器2090固定到每個半直料2034a、2034b上所預(yù)期的上/下位置處。轉(zhuǎn)接器2090的高度應(yīng)該至少相同于直料扣接件2030的高度加上在上/下方向上的最大設(shè)計結(jié)構(gòu)公差,以確保直料扣接件2030和轉(zhuǎn)接器2090之間的最大接合。當(dāng)轉(zhuǎn)接器2090定位于每個半直料2034a、2034b,每個半直料2034a、2034b可以利用在直料扣接件和直料之間具有滑動扣接的其他實施例所描述的相同方式來固定于建筑結(jié)構(gòu)體,不同的處在于是在直料扣接件2030和轉(zhuǎn)接器2090之間進行滑動扣接,而不是直接在直料扣接件和直料之間進行。
直料扣接件2030可以利用其它實施例所描述的相同方式來接合到與扣點扣件連接的直料接力橋,并以其它實施例所描述的相同方式來進行構(gòu)造公差調(diào)整。
圖16示出一個較佳實施例的直料扣接件用兩個加長料1600a和1600b接起來的情況。如果在直料扣接件或直料接力橋上的長孔不夠做進/出方向的調(diào)位時,加長料就可用來增加進/出的公差調(diào)位量以符合工地的需求。圖16示出的較佳實施例有兩個加長料1600a和1600b。加長料1600a和1600b都有與直料扣接件30相配的細齒。這些細齒在直料扣接件30和加長料1600a之間或加長料1600a和1600b之間或加長料1600b和直料接力橋(沒示出)之間產(chǎn)生結(jié)構(gòu)相扣,而阻止了相扣件之間的進/出向滑動。每個加長料1600a或1600b可設(shè)有長孔做為進/出調(diào)位用。一旦完成了進/出調(diào)位后,就可用固定件1610a和1610b將直料扣接件和加長料1600a及1600b整體鎖定在一起。
圖17示出另一個施工完的本發(fā)明的扣件系統(tǒng)的較佳實施例的局部鉛直剖面圖。此較佳實施例是將直料1734鎖定在樓板1738下的邊梁1700上??埸c扣件1710是焊接在邊梁1700的底部邊沿的上面。正如前所述的其他較佳實施例一樣,由直料接力橋下1726和直料扣接件1730組合的直料扣接復(fù)件將扣點扣件1710和直料1734連接在一起。
在此較佳實施例中,直料的介面1760是在樓板下由室內(nèi)看不到的地方。一旦防火層間塞1780施工后,此設(shè)計就有室內(nèi)最大使用面積的功能。將扣件系統(tǒng)放在樓板1738的下就可達到建筑師需求的落地窗的設(shè)計。
圖18示出用在圖17中的較佳實施例中的扣點扣件1710的立體圖。此較佳實施例具有c型鐵1712和焊接在c型鐵1712前端的抗力分枝1714。如圖17所示,c型鐵可焊接在邊梁上也可用其他本行業(yè)的技術(shù)人員所熟知的任何方法做結(jié)構(gòu)連接。
在另外一個較佳實施例中,直料可連接上一個邊梁上沿伸出來的扣點扣件。在此較佳實施例中,扣點扣件是一枝角鐵,其具有水平腳和下突的腳。水平腳是連在邊梁上(比如用電焊)接近頂部邊沿的地方。下突的腳就當(dāng)做抗力分枝用。正如前所述的較佳實施例,此例中也是有一個由直料接力橋和直料扣接件組合成的直料扣接復(fù)件連接上扣點扣件,只是上/下是反過來的方向。正如前所述的其他較佳實施例中,抗力分枝上向內(nèi)的面與直料接力橋上向外的面相接觸產(chǎn)生壓力來抗負風(fēng)壓。直料接力橋可用一個固定件固定在扣點扣件上的抗力分枝。呆重可以傳力到沿著直料長度上的其他支重點上(比如在直料的頂端用一個抗呆重的固定件)。
一個行業(yè)界裹的普通技術(shù)人員都會了解很多不同的抗正風(fēng)壓的設(shè)計。比如用一個支持件鎖定在本發(fā)明的較佳實施例的直料接力橋上。
以上所述并非用來限制特定的材料或料的形狀或介面的方向。用本發(fā)明的精神,一般行業(yè)界的技術(shù)人員可設(shè)計出很多在本發(fā)明范圍內(nèi)不同的設(shè)計或施工方法。比如說很多圖中的抗力分枝與直料接力橋上的接觸面都是在鉛直側(cè)面上,但是所有的配料都可不在鉛直側(cè)面上,比如所有的較佳實施例都可用在傾斜的直料上。一般情況,抗力分枝和直料接力橋之間的接觸面和相關(guān)的配料可設(shè)計與直料的重心軸平行。所有的較佳實施例只是一些本發(fā)明的例子而已,因此不能用來限制本發(fā)明的保護范圍。