由腹板制成用于桁架的构架 本发明涉及一种由腹板(web member)制成用于桁架的构架。
众所周知，桁架是由支杆制成，而支杆又由腹板进行相互连接。根据横梁所需承载的应力，这些腹板可以由横向拉杆(cross ties)和/或横向加强支杆(cross stiffening bracket)构成。横向拉杆通常用于必须形成构架来承载非常大应力的地方，尤其是承载挠曲型应力，及必须建立起具有相当大尺寸的构架的地方，比如用于较大门架或者较大宽度的构架。
通过插入加强角片可以将这些横向拉杆连接到支杆上，其中所述加强角片用于承载所述横向拉杆并且对接头进行补强。这种连接操作可以以多种方式通过利用构件来实现，比如利用钉子、螺栓、焊接接头及类似物。
公知类型的横向拉杆通常意味着为了形成连接并进而制成桁架，就必须使用非常多的连接构件。这也就明显意味着最终形成的结构极其笨重，复杂而且实际开支很大。
另外，由于每一根独立的横向拉杆均必需与支杆相联接，并且所有的连接构件均需被利用，所以这样的安装步骤将漫长而复杂。
所述缺陷还伴随有这样的事实，即通常难以以物理方法观测出所述横向拉杆重心轴线与支杆重心轴线的会聚点。
本发明的目的在于通过由腹板制成一用于桁架的构架，来消除所提及的技术缺陷，其中所述构架能够在支杆之间利用简单的结构来完成相互连接。
本发明的另外一个目的在于由腹板制成一构架，该构架能够以较少地快速和简化步骤而被连接到所述支杆上。
本发明的再一目的在于由腹板制成一构架，该构架能够产生非常有限的废料量，从而能够以一种实质上并不昂贵的方式来制取所述构架。
本发明中并非最后的目的在于由腹板来制成一构架，该构架能够制成一安全并且性能可靠的桁架。
根据本发明，这些及其他的目的可以通过利用一如权利要求1中所述、由腹板制成的用于桁架的构架来实现。
以一种非常有益的方式，根据本发明由腹板制成的构架能够得到一种轻质的桁架，并且从而也是一种能够由昂贵的材料，比如不锈钢、特高或者极高强度的钢及铝，制成的桁架。对所述桁架的组装，即根据本发明对腹板的安装也仅需要利用有限数目的连接构件，比如钉子、螺栓或者类似物。这就使得相对于用于传统桁架的构架来说，能够明显以更少的时间，以更低的成本和更少的材料来制取组成桁架的构架。
通过下文中参照简化附图的描述，根据本发明由腹板所制成的构架的其他技术特征和优点将会更为清楚，但这些描述仅为示例性和非限制性的目的，并且在所附附图中：
附图1是一钢板的一部分的正视图，根据本发明该钢板即将被裁切成多个由腹板制成的构架，其中用一点划线示出了该钢板裁切线，并用一虚线示出了施加在同一钢板上的底切部分(undercut)和切痕(notch)。
附图2是一根据本发明由腹板制成的独立构架中一部分的正视图，此时该构架处于半成形状态；
附图3是附图2中所示由腹板制成的构架中所述部分的正视图，此时该构架处于完全成形状态；
附图4A是沿附图5中IV-IV线的侧向剖视图，示出了根据本发明安装有腹板的桁架的一部分；
附图4B是一桁架的一部分的侧向剖视图，该桁架安装有根据本发明由腹板所制成的构架的各种实施例；
附图5是沿附图4A中V-V线的正向剖视图，示出了一根据本发明安装有腹板的桁架；
附图6是一钢板的一部分的正视图，在第二实施例中该钢板即将被裁切成多个根据本发明由腹板制成的构架，其中用一点划线示出了从该钢板进行裁切的裁切线，并用虚线示出了施加在同一钢板上的底切部分和切痕；
附图7是在附图6中所示钢板上所获得的一由腹板制成的独立构架中一部分的正视图，此时该构架处于半成形状态；
附图8是在附图7中所示由腹板制成的构架中所述部分的正视图，此时该构架处于完全成形状态；
附图9是沿附图10中IX-IX线的侧向剖视图，示出了一安装有在附图8中所示由腹板制成的构架的桁架的一部分；
附图10是沿附图9中X-X线的正向剖视图，示出了一安装有根据本发明的构架的桁架。
特别参见附图1至5，在此示出了一个由腹板制成的构架，其总体上由数字12来指代，并且该构架是一桁架11中的一部分。
桁架11包括有沿其边缘布置的四个支杆13。该支杆13比如可以通过将其中间部分14加工成形为一“L”形而形成，并且其侧面15具有相等的尺寸。一附属部分16从各个侧面15处突伸出来，该附属部分16也被加工成形为一“L”形，并且其侧面17的尺寸也基本上相等，且均等于所述中间部分14的侧面15尺寸的一半，以便该附属部分16的对应顶端18相互正对。
在所述桁架11的第一实施例中，所述支杆13由四个构架12相互连接起来，根据本发明所述构架12均由腹板制成。被连接在同一支杆13上的构架12相互之间被偏置，以便在不会相互干扰的条件下在一交叉区域19处对它们进行连接。
由腹板制成的构架12由一系列连续的横向拉杆20组成，这些横向拉杆20均由一整体件形成，并且具有“U”形横剖面。两个连续并且相邻的横向拉杆20(附图4A)的第一端部相互固连并且会聚在所述构架12中的顶端区域21处，而它们的另一端部相互分离并且被固连在其他连续的横向拉杆20上。这些构架12在它们对应的顶端区域21处由一对连接构件34而连接到支杆13上；当然，位于端部处的横向拉杆20不被固连在任何其他的横向拉杆20上。
顶端区域21也被固连在一些加强角片22上，这些加强角片22与横向拉杆20的端部一体制成，呈一弯曲成一“L”形的附属部分形式并且适合于与支杆13中部分14的侧面15的内表面相联接。所述附属部分中的第一折片35′被加工成一长方形，而第二弯曲折片35″被加工成一三角形，以便优化对材料的利用。
由于技术原因，横向拉杆20的两个“U”形侧边形成了具有倾斜端部24的翼板23，或者一些必须附加其上的材料；这就有利于将构架12连接到支杆13上，并且保持所述翼板23不会受到阻碍。
将由腹板制成的构架12连接到支杆13的操作是这样实现的，即将加强角片22的弯曲折片35″与支杆13的内侧面15相联结，与此同时使得横向拉杆20与具有相同状态的附属部分16的一侧面17相联结。
在由附图4B所示出的一优选实施例中，支杆13与横向拉杆20之间的连接操作是以这种方式实现的，即横向拉杆20的重心轴线25与支杆13的重心轴线26交叉。以这种方式，由点划线示出的重心轴线25会聚于支杆13的重心36处。在本实施例中利用了三个连接构件34来实现所述连接操作。
将横向拉杆20连接到支杆13上的操作是通过利用连接构件34，比如钉子、螺栓、焊接或者其他公知设备而完成的。
根据本发明由腹板来制取用于桁架11的构架12的方法如下所述。
该制取工艺开始于一钢板27，比如一尺寸为2×6米(2000×6000毫米)的钢板。
在第一阶段中(附图1)，一些横向拉杆20具有一“U”形横向截面和一朝向支杆13的倾斜角α，当安装到位后该倾斜角α比如呈45度，并且所述钢板27被裁切成锯齿状成形部分，以便制成一些连续并且相邻的横向拉杆20，这些横向拉杆20相对于对称轴线33两两对称，当为了制成桁架11而将构架12安装到支杆13上时，所述对称轴线33被设置成与支杆13的重心轴线26相垂直。
当所述横梁11被安装到位时沿一平行于支杆13的方向所测定出的两个连续顶端区域21之间的距离L1，是横向拉杆20在支杆13上所成倾斜角α的一个函数。为了使得钢板27覆盖所有的横向拉杆20，距离L1必须是钢板27的宽度的整倍数。
当横梁11安装到位时沿一垂直于支杆13的方向所测定出的两个连续顶端区域21之间的距离H1，是所需桁架11的高度的一个函数。
最后，两个连续切槽之间的距离L2是“U”形横截面成形状况(theexecution of the“U”shaped cross section)的一个函数。
对所述钢板27的裁切操作可以由一钢板切割机、一等离子或者激光切割机，或者任何其他的公知系统来完成。
在进行裁切和修整的过程中，根据后续对横向拉杆20进行弯曲操作的需要，一些底切部分28被去除，并且施加一些切痕28′。
在第二阶段中(附图2)，钢板27被裁切成若干个构件29，并且由于去除了底切部分28从而形成有生产废料。
在将钢板27裁切和分割成若干个构件29之后，为了制取其尺寸大于钢板27尺寸的构架12，在端部30处进行了若干次完全焊接(eventualwelding)。该焊接处30最好沿横向拉杆20的端部31以对接方式进行实施。
在第三阶段中，构件29被沿附图2中所示出的虚线32进行弯曲，以便在横向拉杆20上制成在附图3中所示出的“U”形轮廓。适合的机械模具或者切割机、压力切割机等等均可以用于该目的。
由腹板所制成的构架12最终被连接到支杆13上，以便制得在附图4A和5中所示出的桁架11。
在由附图6至10所示出的第二实施例中，桁架11中的支杆13由四个构架12连接而成，其中这四个构架12均根据本发明由腹板制成，但是在该实施例中构架12相互之间没有进行偏置，而是会聚在支杆13上的同一区域处，并且从而在交叉区域19处相互连接。由腹板制成的该构架12与前述实施例中的构架相似。
正如在附图6中所示出的那样，在底切部分28显著扩大的同时，由附图标记28所示出的三角形部分(用于构成构架12中的折片35″)被去除，用以避免在将构架12安装到桁架11上时发生任何干扰现象。需要补充的是，如附图6中所示所获得的底切部分也可以通过限制要制成的单独切口的数目而制成。
在如图中所示出的那样对钢板27进行裁切后，可以得到在附图7中所示出的构件29。
由于已经提及的那些因素，构件29具有明显延伸的底切面积，并且在它们理想的正对侧边上带有不同的顶端21和21′。
在实际中顶端21与已经描述过的顶端相同，但是顶端21′则由于缺少了三角形折片35″(在附图6中由钢板27中的三角形部分28构成)，在此处该三角形折片35″已经被去除，并且由于该折片35′被沿虚线32弯曲成与横向拉杆20相垂直，所以不同于先前所述的顶端。
在第二实施例中，以这种方式由腹板所制成的构架12可以被用来制取桁架11。
在该第二实施例中，桁架11也包括有四根支杆13，这些支杆13均由根据本发明由腹板所制成的构架12相互连接起来。
尤其是，正如在附图9和10中所示出的那样，每一个由腹板所制成的构架12均具有一自身顶端21，该自身顶端21与由腹板制成的一相邻构架12的顶端21′相对，以相同的方式，其自身顶端21′被设置成与由腹板制成的一相邻构架12的顶端21相对。
与根据第一实施例由腹板制成的构架12相同，由腹板制成的第一构架12也具有顶端21，每一个顶端21均如前所述那样被固连在一个支杆13上，目的是使得一个弯曲折片35″与侧面15相联结，而与此同时横向拉杆20与具有相同状态的附属部分16的一侧面17相联结。
第二构架12中的横向拉杆会聚在同一根支杆13上，另一方面，存在有一弯曲折片35′，该折片35′连接在所述第一构架12的一部分上，该部分位于两根相邻横向拉杆12与折片35′之间。
在附图10中以剖面形式示出了最终成形的桁架。
在该第二实施例中，用于安装根据本发明由腹板所制成的构架12的横梁非常结实并且能够容许经受较小的变形。
在另一实施例中，由腹板制成的构架12可以如第二示例中所指出的那样来制取，但是无需去除钢板中的三角形部分28。在该实施例中，在如已经描述的那样将第一构架12的顶端21连接到支杆13上的同时，由腹板制成的第二构架12的顶端21′会聚在同一支杆13上，并象在第二实施例中所指出的那样连接在这一支杆13上，同时由折片35′和35″构成一相对于横向拉杆20发生弯曲的独立平板构件。
在桁架11的另一实施例中，支杆13由根据本发明由腹板制成的构架成对连接，这些由支杆13形成的支杆对依次由横向加强支杆连接到其他的公知设备上。这就使得甚至是一非常复杂的建筑物中的建筑桁架11，也能够较好地经受不同楼层的各种应力。
根据需要及桁架所需承载的应力，根据本发明由腹板制成的构架也可以包括有各种由横向拉杆和/或横向加强支杆所形成的各种组合体。
在实际操作中将会发现，由腹板制成的所述构架能够明显节省在对构架进行连接时所花费的时间。这当然也说明在桁架的重量方面也得以减轻，并且从而在实质上节省了开支。
另外，利用根据本发明由腹板制成的构架来对桁架进行组装也明显表现出了简便、快速及更为自动化的特点。
由腹板制成用于桁架的构架可以被想到可以以这种方式在其本身上进行多种改进和变型，这些均落入本发明的范围之内；另外，所有的细节均可以由技术上等效的其他细节来代替。
在实际操作中，根据工艺需求，所使用的材料和它们的尺寸也可以是任何类型的。