桁架結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說明】桁架結(jié)構(gòu)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年12月18日提交的、題為“桁架結(jié)構(gòu)(TrussConfigurat1n) ”的第14/133，151號美國非臨時申請的優(yōu)先權(quán)，該申請通過引用全文并入本文，其中，該美國非臨時申請為于2012年12月19日提交的、題為“桁架結(jié)構(gòu)(TrussConfigurat1n) ”的第61/739，217號美國臨時申請的非臨時專利申請，并且要求該美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及建筑建設(shè)組件，更具體地，涉及在商業(yè)和住宅結(jié)構(gòu)中所使用的桁架組件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本“
【發(fā)明內(nèi)容】
”用于以簡化形式介紹在以下“【具體實施方式】”中進行進一步描述的一組構(gòu)思。本“
【發(fā)明內(nèi)容】
”并不旨在確定所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護的主題的范圍。所要求保護的主題的其他特征、細節(jié)、效用和優(yōu)點將在如在附圖中所示以及所附權(quán)利要求書中所限定的各種實施方式以及實現(xiàn)的以下更具體撰寫的“【具體實施方式】”中變得顯而易見。
[0005]本申請公開了一種標準化的開放式腹板桁架。本文中所公開的桁架結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)包括多個桁架，每個桁架都包括上弦桿、底弦桿、多個外部支撐件以及多個內(nèi)部支撐件，其中，多個外部支撐件中的每個的長度都大致相似，其中，在外部支撐件中的每個與上弦桿之間的角度都大致相似。另外，多個內(nèi)部支撐件中的每個的長度都大致相似，其中，在交替的內(nèi)部支撐件中的每個與上弦桿之間的角度都大致相似。
【附圖說明】
[0006]圖1示出了示例桁架的示例三維視圖。
[0007]圖2示出了圖1的桁架中所使用的示例弦桿的示例剖視圖。
[0008]圖3示出了圖1的桁架中所使用的示例支撐件的示例剖視圖。
[0009]圖4示出了本文中所公開的示例桁架的示例主視圖。
[0010]圖5示出了本文中所公開的示例桁架的示例替代主視圖。
[0011]圖6示出了用于本文中所公開的桁架的引導孔和焊接槽的示例。
[0012]圖7示出了本文中所公開的桁架的示例主視圖和示例側(cè)視圖。
[0013]圖8示出了本文中所公開的多個桁架的布置的示例示意圖。
[0014]圖9示出了本文中所公開的多個桁架的布置的示例替代圖。
[0015]圖10示出了制作本文中所公開的桁架的過程的示例流程圖。
【具體實施方式】
[0016]桁架在住宅和商業(yè)建筑的建設(shè)中用于為諸如屋頂防護物和地板的面板提供支承。桁架的上部和下部被稱為“弦桿(chord)”，并且在弦桿之間延伸的構(gòu)件被成為“支撐件(brace)”。在住宅結(jié)構(gòu)中使用的桁架由木材建造。然而，由于木材成本上升以及其對火災(zāi)和蟲害、腐爛等的脆弱性，很多房屋建筑商現(xiàn)在都轉(zhuǎn)而選擇鋼材作為框架材料。實際上，由于鋼框架材料的成本效率、尺寸穩(wěn)定性、不燃性、抗蟲性、耐久性、高強度重量比以及可回收性等，鋼框架材料正在迅速獲得房屋建筑商和房主等的認同。
[0017]本文中所公開的桁架的實現(xiàn)提供使用標準化組件的桁架結(jié)構(gòu)。另外，本文中還公開了由冷軋鍍鋅鋼制造桁架的方法。具體地，該桁架的各種組件及其在桁架結(jié)構(gòu)中的布置的標準化允許使用冷輥軋機制造該桁架。在本文中所公開的實現(xiàn)中，連接的角度、長度、深度等是標準化的。這種標準化降低了對重復(fù)工程設(shè)計和桁架的分析的需要。另外，該標準化還降低了制造桁架的成本。本文中所公開的桁架可用于支承建筑的地板和/或天花板跨度。
[0018]本文中所公開的制造桁架的方法的實現(xiàn)包括輥軋成形上弦桿、輥軋成形底弦桿、輥軋成形多個外部支撐件、輥軋成形多個內(nèi)部支撐件、在上弦桿和底弦桿中開引導孔、在上弦桿和底弦桿中切割焊接槽、通過引導孔和焊接槽將多個外部支撐件中的一個或多個連接至上弦桿和底弦桿、以及通過引導孔和焊接槽將多個內(nèi)部支撐件中的一個或多個連接至上弦桿和底弦桿。
[0019]在替代實現(xiàn)中，將多個內(nèi)部支撐件中的一個或多個連接至上弦桿還包括以基本相似的角度把多個內(nèi)部支撐件中的相鄰的內(nèi)部支撐件中的每個都連接至上弦桿。還可替代地，將多個內(nèi)部支撐件中的一個或多個連接至上弦桿還包括以彼此基本相似的距離把多個內(nèi)部支撐件中的相鄰的內(nèi)部支撐件中的每個都連接至上弦桿。
[0020]另外，本文中所公開的實現(xiàn)還公開了弦桿，該弦桿包括第一法蘭、第二法蘭和腹板，其中，第一法蘭具有內(nèi)端部和外端部，外端部具有位于第一法蘭的內(nèi)端部處的第一邊緣，第二法蘭具有內(nèi)端部和外端部，外端部具有位于第二法蘭的內(nèi)端部處的第二邊緣，腹板連接至第一法蘭的外端部以及第二法蘭的外端部，并且在第一法蘭與第二法蘭之間延伸。該弦桿可用作桁架的底弦桿或用作桁架的上弦桿。
[0021]圖1示出了示例桁架100的三維圖。該桁架100包括上弦桿102、底弦桿104、各外部支撐件106以及各內(nèi)部支撐件108。在桁架的一個實現(xiàn)中，上弦桿102和底弦桿104彼此平行。外部支撐件106中的每個都具有彼此基本相似的長度。類似地，內(nèi)部支撐件108中的每個也都具有彼此基本相似的長度。在一個實現(xiàn)中，在內(nèi)部支撐件108與上弦桿102之間的角度以及在內(nèi)部支撐件108與底弦桿104之間的角度也可進行標準化。例如，在交替的內(nèi)部支撐件中的每個與上弦桿之間的角度可基本相似。類似地，在交替的內(nèi)部支撐件中的每個與底弦桿之間的角度也可基本相似。
[0022]上弦桿、底弦桿、內(nèi)部支撐件和外部支撐件中的每個都可由諸如鍍鋅鋼(諸如使用冷輥軋機冷輥軋的鍍鋅鋼)制成。例如，將一卷鍍鋅冷鋼切割成與內(nèi)部支撐件的長度相等的預(yù)定長度，以制造內(nèi)部支撐件。接著，將切割長度的冷輥軋鋼形成為內(nèi)部支撐件的形狀，以包括由腹板連接的兩個側(cè)法蘭。
[0023]圖2示出了桁架200中使用的示例弦桿202的剖視圖204。具體地，弦桿202是經(jīng)由各內(nèi)部支撐件和外部支撐件附接至上弦桿的底弦桿。弦桿202的實現(xiàn)包括經(jīng)由腹板214彼此連接的兩個法蘭210。在一個實現(xiàn)中，法蘭210在法蘭210的外端部230處連接至腹板214。另外，兩個法蘭210中的每個都具有位于法蘭210的內(nèi)端部232處的邊緣212。法蘭210的外端部232面向由底部法蘭、頂部法蘭和支撐件制成的桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。法蘭210的外端部230連接至腹板214，腹板214面向由底部法蘭、頂部法蘭和支撐件制成的桁架結(jié)構(gòu)的外部。
[0024]在所示示例中，法蘭210和腹板214中每個的寬度均為2英寸。然而，在替代實現(xiàn)中，還可為這些元件設(shè)置其他寬度。2英寸腹板214給出了較大的表面面積，以將結(jié)構(gòu)地板隔膜附接至腹板214。
[0025]另外，在所示實現(xiàn)中，邊緣12的厚度是四分之一英寸。然而，在其他實現(xiàn)中可為邊緣12設(shè)置替代厚度。四分之一英寸的邊緣212抵抗橫向偏轉(zhuǎn)和/或平面外偏轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)，從而排除了需要用于將托梁連接至托梁的塊，該塊在使用“C”形托梁或其他桁架來阻止托梁的扭轉(zhuǎn)時是很典型的。
[0026]圖3示出了桁架300中使用的示例支撐件302的剖視圖304。具體地，支撐件302包括寬度為1.8英寸的腹板310以及寬度為1.5英寸的兩個法蘭312。腹板310的寬度使得能夠?qū)⒅渭?02安裝在上弦桿和底弦桿的腹板的內(nèi)側(cè)。雖然所示出的支撐件302為內(nèi)部支撐件，但是可使用相似結(jié)構(gòu)來形成用于桁架300的內(nèi)部支撐件。
[0027]圖4示出了示例桁架410的主視圖400。如圖4所示，桁架410包括上弦桿402、底弦桿404，外部支撐件406以及各種內(nèi)部支撐件408。在圖4中示出的實現(xiàn)中，桁架包括僅有兩種長度的支撐件，其中，內(nèi)部支撐件408中的每個都具有相同長度，并且外部支撐件406中的每個(在本文中僅示出一個外部支撐件)都具有相同長度。例如，在一個實現(xiàn)中，內(nèi)部支撐件408中的每個的長度均為20英寸，而外部支撐件406中的每個的長度均為18英寸。然而，在替代實現(xiàn)中，這些標準化支撐件的長度可以不同。
[0028]圖5示出了示例桁架500的替代主視圖。具體地，桁架500包括上弦桿502、底弦桿504、外部支撐件506和多個內(nèi)部支撐件508。內(nèi)部支撐件508的交替件基本上彼此平行。因而，例如，內(nèi)部支撐件508a基本上平行于內(nèi)部支撐件508c。
[0029]另外，如圖5所示，內(nèi)部支撐件508中的每個都配置成以基本相似的角度結(jié)合弦桿502和504。因而，角度510和512中的每個都基本相似。在圖5的示例實現(xiàn)中，角度510和512為59度。然而，在替代實現(xiàn)中，可使用其他大小的角度510和512。例如，角度510和512的大小可在55度與65度之間。
[0030]類似地，在外部支撐件(僅示出一個，506)與上弦桿502以及底弦桿504之間的角度514和516中的每個都彼此基本相似，并且與在其他外部支撐件(未示出)與弦桿502和504之間的角度基本相似。在示出的實現(xiàn)中，角度514和516中的每個都基本上等于71度。然而，在替代實現(xiàn)中，角度514和516中的每個都可大約在65度至75度之間。支撐件的這種標準化定位使得能夠進行桁架500的快速和自動化組裝，而無需支撐件的重新定位和任何測量。
[0031]圖6示出了用于桁架600的引導孔和焊接槽布置602的示例。在該具體實現(xiàn)中，桁架600的支撐件由14號鍍鋅鋼卷輥軋使用專