專利名稱:結(jié)構(gòu)桿材的制作方法
本發(fā)明所涉為一種有兩塊桁弦(chord)和連接該兩桁弦的直立腹板的結(jié)構(gòu)桿材，其中一塊桁弦是該結(jié)構(gòu)桿的上桁弦，另一塊是其下桁弦，該腹板有交替向該結(jié)構(gòu)桿縱向兩邊緣伸出的鼓突部分。
這種結(jié)構(gòu)桿材在諸如西德實用新型公告第DE-GM8，420，684.5號中而有揭示。在這先有技藝領(lǐng)域公告中的圖3所示實施方案中，腹板用有限長度的局部焊縫，和兩桁弦焊接，焊縫在該腺板的外側(cè)形成。根據(jù)本先有技藝的公告的圖2所示的實施方案中，用雙焊縫將腹板和桁弦連接，雙焊縫在該腹板的該各鼓突部分之間的腹板分段上布置，焊縫長度有限。
雖然這種結(jié)構(gòu)桿材或金屬梁可在許多方面應(yīng)用，但在實踐中發(fā)現(xiàn)，不可能準(zhǔn)確計算可在這種桿材上加的負(fù)荷，因此需要有超過要求的尺寸。然而超過要求的尺寸使結(jié)構(gòu)桿材的重量增大，因而搬運和實際使用時不十分經(jīng)濟。
本發(fā)明的目的，是改進DE-GM第8，420，684.5號中揭示的結(jié)構(gòu)桿材，使其承載能力可以準(zhǔn)確計算，避免不必要的過大尺寸。
因此，本發(fā)明的目的，是提出一種結(jié)構(gòu)桿材，其上下兩桁弦和設(shè)放在該兩桁弦之間的腹板上下兩側(cè)緣連接，或沿桁弦的全長連續(xù)和該桁弦連接，例如作無間斷的連接。因此，甚至該桿件用鋼之類的金屬制造時，可以進行減輕重量的結(jié)構(gòu)桿材施工。這種輕型施工結(jié)構(gòu)桿材可以普遍用于一切靜力系統(tǒng)，承受一切類型的載荷，而不必有超過要求的尺寸或量度。因此，可以用簡單而有利的方式生產(chǎn)這種結(jié)構(gòu)桿材，節(jié)省大量的材料，減小體積，降低重量。這種結(jié)構(gòu)桿材可在任何地點生產(chǎn)，不需被復(fù)雜的生產(chǎn)裝置，因此發(fā)展中國家可以經(jīng)濟生產(chǎn)，保證良好質(zhì)量。
例如，假使桁弦用金屬制造，在本實施方案中該腹板也用金屬制造時，便可利用至少在該腹板一側(cè)的一條連續(xù)焊縫，把桁弦和該腹板連接，或在該腹板的一側(cè)或兩側(cè)，用交替的分段焊縫焊接。在另一實施方案中，用該腹板相對兩側(cè)上的兩條焊縫，把桁弦和腹板連接，兩條焊縫連續(xù)，舉例為無間歇焊縫。
據(jù)本發(fā)明所提出的另一特點，腹板為一條扁平的帶材，彎析成鼓突形狀，各段互相傾斜，互相用圓形部分或弧形相連，從而避免在連接處或轉(zhuǎn)彎處有縫利彎角，而造成材料的結(jié)構(gòu)變化，相應(yīng)降低鼓突處轉(zhuǎn)彎部分的強度，這強度下降也會造成該桁弦和該腹板之間的強度下降，或使強度難以確定。根據(jù)本發(fā)明所提出，可以避免這種無法控制的下降，并不在結(jié)構(gòu)桿材的全部長度上，取得平均的性能，并且可以不用復(fù)雜的生產(chǎn)及控制裝置或機械，在中間腹板和這腹板連接的桁弦之間，用焊縫連接。
利用本發(fā)明可以生產(chǎn)用諸如金屬等制造的結(jié)構(gòu)梁，對其載荷的檢查和計算沒有困難，因而其承載能力可以準(zhǔn)確計算?？梢陨a(chǎn)各種有直線形，斜線形，圓錐線或其他彎段結(jié)構(gòu)桿材，其該腹板的截面為梯形。這結(jié)構(gòu)桿材可以用鋁，鋼或其他適當(dāng)材料制造，任一情況下都可作減輕重量的施工用?？梢赃M行完全的自動化生產(chǎn)。在腹板的全部長度上，梯形段或波形段之間的弧形連接，可保證結(jié)構(gòu)桿材的均勻性能，從而保證其均勻強度。因此，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)桿材可按最佳化方式承受各種荷載。截面可以對稱或不對稱。因此，可以使上下桁弦平行放置，或互相傾斜。
腹板的鼓突部和桁弦形成10°至170°的角度，最好在60°至120°之間。鼓突部的側(cè)邊和結(jié)構(gòu)桿材或其腹板的縱向軸線傾斜1°至89°。
結(jié)構(gòu)桿材腹板的最簡單實施方案，用帶形材料，條形材料或其他一種扁平帶制造。但也可以用有最佳安排形式的有開敞形狀或閉合形狀的定形材料制造。例如扁平材料可以將金屬坯料熱軋形成。
根據(jù)本發(fā)明所提出，結(jié)構(gòu)桿材的變形，及其相應(yīng)的承載能力的下降，可用可靠的方法檢測，還可按最佳方式確定這種桿材的尺寸。并且，這種桿材可以經(jīng)濟生產(chǎn)，可能有各種截面和/或形狀。
附圖概略表示本發(fā)明結(jié)構(gòu)桿材的若干實施方案，附圖內(nèi)容如下圖1為本發(fā)明一個實施方案中結(jié)構(gòu)桿材一端的透視圖，圖2為圖1結(jié)構(gòu)桿材縱向水平的局部截面圖，圖3至9為圖2所示本發(fā)明結(jié)構(gòu)桿材其他實施方案的局部水平剖視圖。
結(jié)構(gòu)桿材(1)有上桁弦(2)和下桁弦(3)，其間用直立腹板(4)連接，如圖1所示。雖然在圖1中，桁弦(2及3)互相平行伸展，與腹板(4)基本垂直，但也可以在不與腹板(4)或90°方向伸展，因此互相不平行。該桁弦和腹板(4)的角度可以處于10°至170°之間，以60°至120°最宜，而最好在75°與105°之間。
在圖1及2的實施方案中，桁弦(2及3)可以用帶形材料或扁平帶材制造。然而也可以用已知的有U形，工字形，傾斜或其他截面形狀的定形材料制造。并且，也可以用有圓形，矩形或其他中空截面形狀的閉合形狀的材料制造。
腹板(4)在其縱向上彎折，形成鼓突部(5及6)，交替向該結(jié)構(gòu)桿材(1)的兩縱向邊緣鼓突。這種鼓突的側(cè)邊(7)的伸展方向，和結(jié)構(gòu)桿材(1)的縱向軸線，傾斜1°至89°，而連接每一鼓突部(5及6)的側(cè)邊(7)的部分(9)，基本沿該結(jié)構(gòu)桿材(1)的縱向伸展。
鼓突部的側(cè)邊(7)和線段(9)之間的過渡或連接有弧形(8)，其圓弧半徑最好至少是腹板(4)厚度的1.5倍。
因此可避免各鼓突(5及6)之間和鼓突各部分之間的會造成腹板(4)材料性能的無法控制的變化的尖銳角緣或接頭。
按照圖2，用連續(xù)不間斷焊縫10，把桁弦(2及3)分別和腹板(4)的上下邊緣焊接。在圖3的實施方案中，焊接利用腹板(4)兩側(cè)的兩條不間斷焊縫(11及12)。應(yīng)該認(rèn)識到由于每一鼓突部(5及6)的各分段之間有彎弧(8)，各焊線(分別為10，11及12)不間斷均勻伸展，故不難形成均勻的焊縫。
在圖4的實施方案中，焊縫(13及14)有有限的長度，交替布置在腹板(4)的任何一側(cè)，而總的形成腹板(4)和桁弦(2及3)之間的連續(xù)焊接。
雖然在圖1至4的實施方案中，結(jié)構(gòu)桿材(1)有一條腹板(4)，用扁平帶形材料彎曲成形，而在圖5及6示的實施方案中，桁弦(2及3)用兩條平行的腹板(14及15)互相連接，腹板用外側(cè)的焊縫(分別為16及17)，和桁弦(2及3)焊接。在圖5的實施方案中，腹板(14及15)的鼓突部(18及19)互相相對，而在圖6的實施方案中，這種鼓突部互相偏側(cè)相對。并且在這幾個實施方案中，腹板(14及15)為扁平帶材，按需要的形狀彎折，從而在這些腹板上，不出現(xiàn)鋒利的角緣。
還可能用兩個以上的定形扁平帶材制造的腹板，把桁弦(2及3)連接。
這樣形成的圓弧(8)，其半徑至少為這種腹板(分別為4及14，15)材料厚度的1.5倍。這樣可以避免連續(xù)腹板彎析處強度的降低。
本發(fā)明的一個重要特點，是腹板(分別為4及14，15)用不間斷或連續(xù)扁平帶，片形，帶形或條形材料制造，這種腹板為梯形，有圓彎弧(8)，否則結(jié)構(gòu)桿材的承載能力或可加荷載便不能計算，相應(yīng)不能計算其最佳量度或尺寸。
據(jù)發(fā)現(xiàn)按照本發(fā)明生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)桿材，假如彎成梯形的腹板僅和這種結(jié)構(gòu)桿材的桁弦的一部分連接，也就是僅有某些段焊接，承載能力也可以計算，在圖7至9中示出了這類實施方案。
根據(jù)圖7所示，在梯形腹板(4)的分段(22)的一側(cè)，設(shè)置有限長度的焊縫(21)，腹板在結(jié)構(gòu)桿材(1)的縱向上伸展。在這實施方案中，腹板(4)相應(yīng)僅用有限長度的焊縫(21)，和桁弦(2及3)焊接。腹板(4)的傾斜段(23)不和桁弦(2及3)焊接。據(jù)發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)桿材的支承能力或承載能力也可以計算，因而這種結(jié)構(gòu)桿材中可以有扁平帶材，并可在降低重量的施工中制造。
按圖8所示，在桁弦(2及3)之間直立伸展的腹板(4)與圖7所示相似，僅沿結(jié)構(gòu)桿材(1)縱向伸展的直線段，和桁弦(2及3)焊接。然而在這實施方案中，在腹板(4)的兩側(cè)，交替布置有限長度的焊縫。
在圖9的實施方案中，也是僅沿結(jié)構(gòu)桁材(1)縱向伸展的腹板(4)分段(22)，和桁弦(2及3)焊接。然而在這實施方案中，在分段(22)的兩側(cè)布置焊縫(21)。
雖然上文對本發(fā)明的金屬結(jié)構(gòu)桿材已作解說，但是這種結(jié)構(gòu)桿材也可以用塑料，或塑料與木材結(jié)合，或塑料與金屬結(jié)合制造。在任一情況下，梯形腹板(4)中的不間斷或連續(xù)帶材或條形材，必須不含有足以降低強度的扭結(jié)或斷裂。也就是在結(jié)構(gòu)桿材的全部長度中，腹板材料應(yīng)該有均勻的性質(zhì)。
假使結(jié)構(gòu)桿材的部分中有塑料和/或木材，或者和金屬結(jié)合，這些部分可用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┱辰印?br>權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)桿材中有用直立的腹板在其間連接的上下桁弦，腹板有交替向該桿材的兩縱向邊緣突伸的鼓突部分，其特征為該兩桁弦沿其長度，連續(xù)和該腹板固定。
2.如權(quán)利要求
1中之結(jié)構(gòu)桿材，其特征為該桁弦用連續(xù)焊接，和該腹板固定，焊縫可以布置在該腹板的一側(cè)或另一側(cè)。
3.如權(quán)利要求
2中之結(jié)構(gòu)桿材，其特征為該連續(xù)焊接為不間斷焊接。
4.如權(quán)利要求
1中之結(jié)構(gòu)桿材，其特征為該桁弦各用兩條相對的連續(xù)焊縫，和該腹板焊接。
5.如權(quán)利要求
1中之結(jié)構(gòu)桿材，其特征為該腹板為彎成所要求的形狀的連續(xù)扁平帶，該鼓突部的各傾斜段，用該扁平帶的圓形彎曲部分連接。
6.如權(quán)利要求
1中之結(jié)構(gòu)桿材，其特征為該腹板的該鼓突部，可沿其縱向段或其截面，和該桁弦傾斜10°至170°。
7.如權(quán)利要求
1中之結(jié)構(gòu)桿材，其特征為每一該鼓突部的斜邊，和該結(jié)構(gòu)桿材的縱向軸線傾斜10°至89°。
8.如權(quán)利要求
1中之結(jié)構(gòu)桿材，其特征為該腹板至少有兩條按要求的形狀彎折定形的平行扁平帶。
9.如權(quán)利要求
1中之結(jié)構(gòu)桿材，其特征為該桁弦和該腹板，各為一個整體的焊接在一起的熱軋扁平鋼帶。
10.如權(quán)利要求
1中之結(jié)構(gòu)桿材，其特征為該腹板為一條連續(xù)的不間斷條式帶，直線段之間的圓弧半徑，至少等于腹板材料厚度的1.5倍。
11.如權(quán)利要求
1中之結(jié)構(gòu)桿材，其特征為僅在該結(jié)構(gòu)桿材縱向上的該腹板分段上，設(shè)置連續(xù)的焊縫。
專利摘要
一種結(jié)構(gòu)桿材中有兩塊桁弦和一塊在其間連接的腹板。腹板為梯形，有鼓突部分交替向結(jié)構(gòu)桿材的縱向兩側(cè)突伸，防止梯形腹板有任何扭結(jié)或斷裂。桁弦用連續(xù)焊縫或有限長度焊縫和腹板的邊緣焊接，有限長度焊縫至少在結(jié)構(gòu)桿材的縱向上、總的形成連續(xù)焊縫。因此，結(jié)構(gòu)桿材的承載能力或支承能力可以準(zhǔn)確測定，從而避免量度超過要求。
文檔編號E04C3/04GK87100148SQ87100148
公開日1987年8月19日 申請日期1987年1月7日
發(fā)明者漢斯·斯佩爾頓 申請人:漢斯·斯佩爾頓導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan