Легкая стальная конструкция
Изобретение относится к конструкции зданий, в частности к легкой стальной конструкции, сделанной из С-образных стальных пластинок. Легкая стальная конструкция содержит, по меньшей мере, два первых позиционирующих элемента, соответственно расположенных на двух концах двух противоположных С-образных стальных пластин в продольном направлении С-образных стальных пластин для формирования балки в прямоугольной трубчатой форме. Причем первые позиционирующие элементы образуют соответственно комбинированные точки на двух торцевых поверхностях балки. Несколько балок соединены друг с другом с помощью комбинированных точек и образуют поперечные балки и колонны здания. Также, по меньшей мере, два вторых позиционирующих элемента соответственно расположены на двух концах С-образной стальной пластины в продольном направлении С-образной стальной пластины для формирования стропила. Причем вторые позиционирующие элементы образуют соответственно точки сборки на двух торцевых поверхностях стропила. Несколько стропил расположены между смежными балками через точки сборки и выполнены в виде поверхности пола, поверхности стенки и крыши здания. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к конструкции зданий, в частности к легкой стальной конструкции, сделанной из С-образных стальных пластинок.
Уровень техники
Поскольку забота об охране окружающей среды становится распространенной, отрасли имеют свои собственные способы, чтобы избежать загрязнения окружающей среды, парниковый эффект и глобальное потепление для достижения цели с минимальными отходами производства и минимальными потребляемыми ресурсами. Например, в архитектурной отрасли, наиболее экономичные строительные материалы и конструкции ориентированы на достижение требований к прочности конструкции, что называется зеленой архитектурой. Легкие стальные конструкции являются одним из элементов зеленых архитектур. Поскольку легкие стальные конструкции имеют характеристики безопасности, высокой эффективности, легких компонентов и т.д. и являются экологически чистыми, то легкие стальные конструкции быстро разрабатываются. Например, в США насчитывалось 120000 зданий с такими требованиями в 1998 г. Что касается Японии, после землетрясения Хансин в 1995 году, разработки и исследования в области технологий легких стальных конструкций и связанных с ними спецификациями строительства ускорились. Кроме того, в Японии, связанные с этим меры также были приняты, чтобы позволить такой технологии быть пригодной для применения в этой стране. Технологии легких стальных конструкций пришли на пользу всей Японии. В последние годы эти технологии также внедрены в Тайване.
В основном С-образные стальные пластины являются основными компонентами легкой стальной конструкции. С-образные стальные пластины могут быть выполнены в виде различных поперечных балок, колонн или стропил. Обычно эти поперечные балки, колонны или стропила соединяются друг с другом посредством пайки. Однако такое паяние требует профессиональных сварщиков и высококачественной техники сварки, что увеличивает затраты. Кроме того, С-образные стальные пластины обрабатываются с помощью металлического или цинкового покрытия, чтобы конструкция была антикоррозионной (нержавеющей); однако же сварка повреждает антикоррозионное покрытие, в результате чего конструкция будет подвержена ржавчине. Поэтому сварка не рекомендуется для соединения C-образных стальных пластинок. В связи с этим некоторые производители разработали компоненты для соединения С-образной стальной пластины путем блокировки. Например, подобные технологии описаны в TW патенте номер 437782, 514089, 590134, 590135, M276067, M297972 и M314222. Тем не менее, трудно иметь базовую основу здания путем соединения С-образной стальной пластины с обычными компонентами. Кроме того, обычные компоненты являются недостаточными для структурной прочности и удобства.
Раскрытие сущности изобретения
Одной из задач настоящего изобретения является создание легкой стальной конструкции, в которой позиционирующие элементы позиционируются двумя концами С-образной стальной пластин(ы) для образования поперечных балок, колонн или стропил. Далее любые два из вышеупомянутых компонентов дополнительно соединены друг с другом с помощью позиционирующих элементов. Таким образом, С-образные стальные пластины могут быть сформированы как основной костяк здания путем блокировки быстрым и удобным способом.
Другой задачей настоящего изобретения является то, что первые позиционирующие элементы в единой структуре могут не только быть объединены двумя С-образными стальными пластинами для образования поперечной балки или колонны в прямоугольную трубчатую форму, но также служат в качестве соединительных элементов между поперечными балками (перекладинами) или колоннами. Таким образом, сборка конструкции очень удобна.
Еще одной задачей настоящего изобретения является то, что вторые позиционирующие элементы в единой структуре могут быть соединены C-образной стальной пластиной и смежной перекладиной (или колонной). Таким образом, опорная основа поверхности пола, поверхность стен, и крыша здания могут быть собраны быстро и удобно.
Еще одной задачей настоящего изобретения является то, что первые позиционирующие элементы и вторые позиционирующие элементы расположены на торцевых поверхностях двух концов поперечной балки (или колонны, или стропила); угол поверхности торцевой поверхности поперечины (или колонны, или стропила) может быть приспособлен для построения наклонной крыши или карнизов. Таким образом, строительство крыши здания может быть более удобным.
Еще одной задачей настоящего изобретения является то, что две С-образные стальные пластины совмещены друг с другом, чтобы сформировать балку в прямоугольной трубчатой форме с помощью первых позиционирующих элементов, и первый позиционирующий элемент имеет проволочное отверстие. Таким образом, кабели или провода могут быть вставлены во внутреннюю часть балки через проволочное отверстие и защищены С-образными стальными пластинами. Кроме того, может быть предусмотрен зазор разделения между двумя С-образными стальными пластинами балки для вентиляции и теплоизоляции.
Еще одной другой задачей настоящего изобретения является то, что два конца балки (или стропила) имеют позиционирующие элементы. Таким образом, здание может быть легко изменено или добавлена конструкция.
С учетом этих задач данное изобретение обеспечивает легкую стальную конструкцию, содержащую:
по меньшей мере два первых позиционирующих элементов соответственно расположены на двух концах двух противоположных С-образных стальных пластинок в продольном направлении С-образных стальных пластинок для формирования балки прямоугольной трубчатой формы; первые позиционирующие элементы образуют соответственно комбинации точек на двух торцевых поверхностях балки; несколько балок соединяются друг с другом с помощью комбинированных точек и формируется в виде перекладин и колонн здания; а также
по меньшей мере, два вторых позиционирующих элементов соответственно расположены на двух концах С-образной стальной пластины в продольном направлении С-образной стальной пластины, чтобы образовать стропило; вторые позиционирующие элементы образуют соответственно точки сборки на двух торцевых поверхностях стропила; несколько стропил расположены между смежными балками с помощью точек сборки и формируются как поверхность пола, поверхность стен и крыша здания.
При этом каждая из С-образных стальных пластинок балки имеет переднюю пластину, две боковые пластины с двух сторон передней пластины и два фланца соответственно выдвигаются в направлении друг к другу от свободных сторон боковых пластин. Образуется отверстие между двумя фланцами. Каждый из первых позиционирующих элементов имеет первую нижнюю поверхность и первые боковые стенки, соответственно, выдвигающиеся от четырех краев первой нижней поверхности в том же направлении. Первые боковые стенки первых позиционирующих элементов фиксируются передними пластинами и соответствующими боковыми пластинами С-образной стальной пластины для формирования балки стопорными элементами. Первые нижние поверхности первых позиционирующих элементов соответственно расположены на торцевых поверхностях балки для образования комбинационных точек; таким образом, несколько балок соединены друг с другом с помощью стопорных элементов и формируются как перекладины и колонны здания.
Кроме того, С-образная стальная пластина стропила имеет переднюю пластину, две боковые пластины с двух сторон передней пластины, и два фланца, соответственно, выдвигающиеся по направлению друг к другу от свободных сторон боковых пластин. Образуется отверстие между двумя фланцами для размещения второго позиционирующего элемента. Каждый из вторых позиционирующих элементов имеет вторую нижнюю поверхность и вторые боковые стенки, соответственно, выступающие из трех соединенных между собой ребер второй нижней поверхности в том же направлении. Вторые боковые стенки вторых позиционирующих элементов фиксируются с передней пластиной и боковыми пластинами С-образной стальной пластины, чтобы сформировать стропило с помощью стопорных элементов. Вторые нижние поверхности вторых позиционирующих элементов, соответственно, расположены на торцевых поверхностях стропила для формирования точек сборки, а вторая нижняя поверхность имеет несколько сквозных отверстий, так что два конца каждого из стропил собраны между смежными балками с помощью сквозных отверстий и стопорных элементов, а стропилы образованы как поверхность пола, поверхность стен и крыша здания.
В одном варианте воплощения две противоположные первые боковые стенки первых боковых стенок первого позиционирующего элемента соответственно имеют зазор и заслонку между вырезами, зазоры предназначены для вставки фланцев C-образной стальной пластины, заслонка предназначена для ограничения фланцев C-образной стальной пластины, так что два зазора разделения сформированы соответственно на двух противоположных сторонах балки.
В одном варианте воплощения проволочное отверстие находится в центре первой нижней поверхности первого позиционирующего элемента.
В одном варианте воплощения стопорный элемент содержит вставленные гайку и болт.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 иллюстрирует примерный схематический вид здания, созданный балками и стропилами в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 иллюстрирует разобранный вид балки в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 3 иллюстрирует вид в перспективе балки в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 4 иллюстрирует разобранный вид стропила в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 5 иллюстрирует вид в перспективе стропила в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 6 иллюстрирует схематический разобранный вид, показывая, как балки должны быть соединены друг с другом, чтобы образовать поперечные балки и колонны здания в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 7 иллюстрирует схематический разобранный вид, показывая, как стропила должны быть собраны с балками, чтобы сформировать опорную основу поверхности стен здания в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 8 иллюстрирует схематический разобранный вид, показывая, как стропила должны быть собраны с балками для создания крыши здания в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
См. фиг. 1-5. Фиг. 1 иллюстрирует легкую стальную конструкцию в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 1 приведена с целью иллюстрации, но не ограничивает настоящее изобретение. Здание 1 включает множество балок 2 и стропил 3. При этом балки 2 собраны друг с другом с образованием поперечных балок 11 и колонн 12 здания 1. Стропило 3 собрано между поперечной балкой 11 и колонной 12, стропило 3 служит в качестве опорной рамы уплотнительной пластины, и стропило 3 может быть образовано в виде поверхности пола 13, поверхности стены 14 или крыши 15 здания 1.
Здесь балка 2 состоит из двух С-образных стальных пластин 4 и, по меньшей мере, двух первых позиционирующих элементов 5. При этом С-образная стальная пластина 4 имеет переднюю пластину 41, две боковые пластины 42 на двух сторонах передней пластины 41 и два фланца 43, соответственно выдвигающиеся в направлении друг к другу из свободных сторон боковых пластин 42. Отверстие 45 образуется между двумя фланцами 43. Первый позиционирующий элемент 5 имеет первую нижнюю поверхность 51 в прямоугольной форме, и первые боковые стенки 53 соответственно выдвигаются от четырех краев первой нижней поверхности 51 в том же направлении. При сборке отверстия 45 двух С-образных стальных пластин 4 противоположны друг другу.
Далее два первых позиционирующих элемента 5 соответственно расположены двумя концами двух С-образных стальных пластин 4 в продольном направлении С-образных стальных пластин 4. Таким образом, первые боковые стенки 53 первого позиционирующего элемента 5 соответствуют передним пластинам 41 и боковым пластинам 42 двух С-образных стальных пластин 4. Кроме того, две противоположные первые боковые стенки 53 первых боковых стенок 53 соответственно имеют зазор 52 и заслонку 57 между зазорами 52. Зазоры 52 и заслонка (заслонка) 57 соответствуют фланцам 43 С-образных стальных пластин 4. Зазоры 52 предназначены для вставки фланцев 43 С-образных стальных пластин 4, так что заслонка 57 предназначена для ограничения фланцев 43 С-образных стальных пластин 4, таким образом, что два зазора разделения 22 соответственно сформированы на двух противоположных сторонах двух противоположных С-образных стальных пластин 4. Затем первые боковые стенки 53 первых позиционирующих элементов 5 заблокированы с передними пластинами 41 и соответствующими боковыми пластинами 42 С-образных стальных пластин 4 с помощью нескольких стопорных элементов 6 для образования балки 2 прямоугольной трубчатой формы. Следовательно, первая нижняя поверхность 51 первого позиционирующего элемента 5 расположена на торцевой поверхности балки 2 для создания точки комбинации 21 для соединения с другими балками 2. Таким образом, несколько балок 2 объединены друг с другом с помощью точек комбинации 21 и несколькими стопорными элементами 6 и сформированы как поперечные балки 11 и колонны 12 здания 1.
Когда балка 2 имеет большую длину, несколько первых позиционирующих элементов 5 могут быть заблокированы на подходящих участках между двумя концами двух С-образных стальных пластин 4 в продольном направлении С-образных стальных пластин 4. Следовательно, балка 2 может иметь бамбуково-соединительные структуры для повышения структурной прочности балки 2. Соответственно, поддерживающая эффективность перекладин 11 и колонн 12, образованных балками 2, может быть улучшена.
Кроме того, проволочное отверстие 56 находится в центре первой нижней поверхности 51 первого позиционирующего элемента 5. Таким образом, электрические кабели, сетевые кабели или телефонные провода могут быть вставлены в проволочное отверстие 56 и получены в перекладинах 11 или колоннах 12. Соответственно, поперечные балки 11 и колонны 12 могут не только иметь красивый внешний вид, но также могут защитить провода и кабели.
Стропила 3 содержит С-образную стальную пластину 4 и, по меньшей мере, два вторых позиционирующих элемента 7. При этом структура С-образной стальной пластины 4 для формирования стропила 3 является такой же, как и у С-образной стальной пластины 4 для формирования балки 2. Второй позиционирующий элемент 7 имеет вторую нижнюю поверхность 71 и вторые боковые стенки 72, соответственно выступающие из трех соединенных между собой ребер (краев) второй нижней поверхности 71 в том же направлении. Вторые боковые стенки 72 второго позиционирующего элемента 7 блокируются с передней пластиной 41 и боковыми пластинами 42 С-образных стальных пластин 4 несколькими стопорными элементами 6, чтобы сформировать стропило 3. Вторая нижняя поверхность 71 второго позиционирующего элемента 7 расположена на торцевой поверхности стропила 3, чтобы сформировать точку сборки 31. Таким образом, два конца каждого из стропил 3 могут быть смонтированы между смежными балками 2. Соответственно, стропила 3 могут служить в качестве опорной рамы поверхности пола 13, поверхности стенки 14 и крыши 15 здания 1.
В этом варианте стопорный элемент 6 представляет собой сборку вставленных гайки 61 и болта 62. При работе отверстия 46, 55, 73 открываются на С-образных стальных пластинах 4, первых позиционирующих элементах 5 и вторых позиционирующих элементах 7. Затем вставленные гайки 61 правильно установлены в отверстиях 46, 55, 73. Далее болты 62 вставляются во вставленные гайки 61 и расположены со вставленными гайками 61.
Соответственно, при сборке здания 1 количество и размер С-образных стальных пластин 4, а также количество первого позиционирующего элемента 5 и второго позиционирующего элемента 7 могут быть вычислены заранее в соответствии с конструкцией здания 1. Таким образом, эти компоненты могут быть изготовлены на заводе, а затем транспортированы на строительную площадку.
На строительной площадке несколько балок 2 соединены друг с другом с помощью точек комбинации 21, сформированных на первых нижних поверхностях 51 первых позиционирующих элементов 5, и формируются как перекладины 11 и колонны 12 конструкции здания 1. В деталях Фиг. 6 иллюстрирует схематический разобранный вид, показывающий, как перекладина 11 должна быть собрана с колонной 12. Как показано, передняя пластина 41 одной из С-образных стальных пластин 4 стоячей балки 2 блокируется с первой нижней поверхностью 51 первого позиционирующего элемента 5 лежачей балки 2 с помощью стопорных элементов 6, а две С-образные стальные пластины 4 лежачей балки 2 блокируются на первой боковой стенке 53 первого позиционирующего элемента 5 путем стопорных элементов 6. Соответственно, стоячая балка 2 и лежачая балка 2 могут быть соединены друг с другом, чтобы быть выполненными в виде поперечной балки 11 и колонны 12 здания 1.
Когда сборка перекладин 11 и колонн 12 здания 1 завершена, опорная рама поверхности пола 13, поверхности стенок 14 и крыша 15 здания 1 могут быть собраны с помощью стропил 3. В качестве примера поверхность стенки 14, как показано на фиг. 7, точки сборки 31 вторых позиционирующих элементов 7 на обоих концах стропила 3 присоединены к С-образным стальным пластинам 4 балки 2, а вторые позиционирующие элементы 7 стропила 3 и С-образные стальные пластины 4 балки 2 заблокированы друг с другом путем стопорных элементов 6. Затем два конца С-образной стальной пластины 4 стропила 3 блокируются со вторыми боковыми стенками 72 второго позиционирующего элемента 7 с помощью стопорных элементов 6. Соответственно, опорный каркас поверхности стенки 14 может быть образован несколькими стропилами 3, и последующие процедуры уплотнения пластин могут быть выполнены на опорной раме поверхности стенки 14, чтобы создать поверхность стенки 14 здания 1. Аналогичным образом, опорный каркас поверхности пола 13 и крыша 15 здания 1 может быть собраны с помощью стропил 3.
Когда крыша здания 1 имеет наклонную поверхность, как показано на фиг. 8, торцевая поверхность балки 2 и стропила 3, собранные с двух сторон колонны 12 крыши, а также с торцевой поверхности балки 2 для поддержки крыши, могут быть разрезаны, чтобы иметь наклонную плоскость для стыковки с наклонной поверхностью крыши. Таким образом, крыша с наклонной поверхностью может быть собрана с помощью балок 2 и стропил 3 через соединительные точки 21, сформированные на первых позиционирующих элементах 5, и через точки сборки 31, сформированные на вторых позиционирующих элементах 7. Таким образом, не требуется дополнительных компонентов при строительстве крыши. Следовательно, сборка здания 1 может быть удобной.
На основании вышесказанного в настоящем изобретении два конца С-образных стальных пластин расположены с позиционирующими элементами для формирования поперечных балок, колонн или стропил. Затем любые два из вышеупомянутых компонентов дополнительно соединены друг с другом с помощью позиционирующих элементов. Таким образом, С-образные стальные пластины могут быть образованы в качестве основы легкого стального здания путем блокировки быстрым и удобным способом.
Кроме того, в настоящем изобретении С-образные стальные пластины собраны с первыми и вторыми позиционирующими элементами для формирования перекладин, колонн и стропил здания, а затем поперечные балки (траверсы), колонны и стропила собраны с друг с другом с помощью первых и вторых позиционирующих элементов. Таким образом, строители могут заранее рассчитать количество и размер С-образных стальных пластин, а также количество первых позиционирующих элементов и вторых позиционирующих элементов с помощью компьютерной программы. Таким образом, компоненты для строительства здания могут быть изготовлены на заводе с помощью разового процесса, а затем компоненты транспортируются на строительную площадку. Соответственно, процедуры строительства на строительной площадке могут быть упрощены для повышения эффективности работы по монтажу здания.
Кроме того, так как первые позиционирующие элементы и вторые позиционирующие элементы расположены на торцевых поверхностях двух концов поперечины (или колонны, или стропила), угол торцевой поверхности поперечной балки (или колонны, или стропила) может быть изменен для сборки крыши или карнизов, имеющих наклонную поверхность без дополнительных компонентов. Таким образом, сборка здания может быть удобной.
К тому же две C-образные стальные пластины соединены друг с другом, чтобы сформировать балку в прямоугольной трубчатой форме с помощью первых позиционирующих элементов, и первый позиционирующий элемент имеет проволочное отверстие. Поэтому кабели или провода могут быть вставлены во внутреннюю часть балки и защищены С-образными стальными пластинами. Кроме того, может быть предусмотрен зазор разделения между двумя С-образными стальными пластинами балки для вентиляции и теплоизоляции.
1. Легкая стальная конструкция, содержащая:
по меньшей мере два первых позиционирующих элемента, соответственно расположенных на двух концах двух противоположных С-образных стальных пластин в продольном направлении С-образных стальных пластин для формирования балки в прямоугольной трубчатой форме, причем первые позиционирующие элементы образуют соответственно комбинированные точки на двух торцевых поверхностях балки, причем несколько балок соединены друг с другом с помощью комбинированных точек и образуют поперечные балки и колонны здания; а также
по меньшей мере два вторых позиционирующих элемента соответственно расположенных на двух концах С-образной стальной пластины в продольном направлении С-образной стальной пластины для формирования стропила, причем вторые позиционирующие элементы образуют соответственно точки сборки на двух торцевых поверхностях стропила, причем несколько стропил расположены между смежными балками через точки сборки и выполнены в виде поверхности пола, поверхности стенки и крыши здания.
2. Легкая стальная конструкция по п. 1, в которой каждая из С-образных стальных пластин балки имеет переднюю пластину, две боковые пластины на двух сторонах передней пластины и два фланца, соответственно простирающихся в направлении друг к другу от свободных сторон боковых пластин, причем между двумя фланцами образовано отверстие, причем каждый из первых позиционирующих элементов имеет первую нижнюю поверхность и первые боковые стенки, соответственно простирающиеся от четырех краев первой нижней поверхности в том же направлении, причем первые боковые стенки первых позиционирующих элементов заблокированы передними пластинами и соответствующими боковыми пластинами С-образных стальных пластин для формирования балки с помощью стопорных элементов, причем первые нижние поверхности первых позиционирующих элементов соответственно расположены на торцевых поверхностях балки для формирования комбинирующих точек таким образом, чтобы несколько балок были соединены друг с другом с помощью стопорных элементов и образовывали поперечные балки и колонны здания.
3. Легкая стальная конструкция по п. 1, в которой две противоположные первые боковые стенки первых боковых стенок первого позиционирующего элемента соответственно имеют зазоры и заслонку между зазорами, причем зазоры предназначены для вставки фланцев С-образной стальной пластины балки, а поперечная пластина предназначена для ограничения фланцев С-образных стальных пластин балки так, что два зазора разделения соответственно сформированы на двух противоположных сторонах балки.
4. Легкая стальная конструкция по п. 2, в которой в центре первой нижней поверхности первого позиционирующего элемента выполнено проволочное отверстие.
5. Легкая стальная конструкция по п. 2, в которой каждый из стопорных элементов содержит вставленные гайку и болт, причем передняя пластина и боковые пластины С-образной стальной пластины балки, а также первая нижняя поверхность и первые боковые стенки первого позиционирующего элемента соответственно имеют отверстия, причем отверстия предназначены для размещения вставленных гаек и вставляющихся болтов.
6. Легкая стальная конструкция по п. 1, в которой С-образная стальная пластина стропила имеет переднюю пластину, две боковые пластины на двух сторонах передней пластины и два фланца, соответственно простирающихся по направлению друг к другу от свободных сторон боковых пластин, причем между двумя фланцами образовано отверстие для размещения второго позиционирующего элемента, причем каждый из вторых позиционирующих элементов имеет вторую нижнюю поверхность и вторые боковые стенки, соответственно простирающиеся от трех соединенных между собой ребер второй нижней поверхности в том же направлении, причем вторые боковые стенки второго позиционирующего элемента зафиксированы с передней пластиной и боковыми пластинами С-образной стальной пластины с образованием стропила с помощью стопорных элементов, причем вторые нижние поверхности вторых позиционирующих элементов соответственно расположены на торцевых поверхностях стропила с образованием точек сборки, причем вторая нижняя поверхность имеет несколько сквозных отверстий так, что два конца каждого из стропил собраны между смежными балками через сквозные отверстия и фиксирующие элементы, а также стропила выполнены в виде поверхности пола, поверхности стенок и крыши здания.
7. Легкая стальная конструкция по п. 6, в которой каждый из стопорных элементов содержит вставленную гайку и болт, причем передняя пластина и боковые пластины С-образной стальной пластины стропила, а также вторая нижняя поверхность и вторые боковые стенки второго позиционирующего элемента соответственно имеют отверстия, причем расположение указанных отверстий С-образной стальной пластины соответствует расположению указанных отверстий второго позиционирующего элемента, причем отверстия предназначены для размещения вставленных гаек и вставляющихся болтов.
