建筑框架系统本发明涉及一种建筑框架系统，特别涉及框架件、包括这些框架
件的框架总成和包括框架总成的框架建筑。
在以往提出过很多种的金属框架系统，以便利用在金属结构中能
进行精确造组装的特点。这样的金属框架系统具有简化建筑方法和取
得用单块砖、木结构和混凝土不易达到的准确性的潜力。
金属框架也具有不需对角线支撑件可构成的刚性周边框架的优
点。一般来说，这个刚度是由于在框架水平和竖直件间的焊接接头。
这特别不适合于用电镀或涂层的金属件来安装。虽然用螺拴或螺丝接
头可取得希望的刚度，但迄今的大多数系统尚不具备希望的简单和通
用性，以使它们成为单个木框架结构的受欢迎的替代物。
本发明人了解用于库房等的钢结构建筑，它们是由钢框架连接制
成。这些框架具有一个基部和从基部两侧直立而形成开放端部矩形的
直立部。一般来说，然后这框架要进行防锈处理。然而水平件与竖直
件的现场装接不容易完成。需要某些压力机，这要将重型机件带到建
筑工地。
另外，将框架彼此焊接。但为了焊接，必须使两框架彼此垂直，
这使焊接复杂。还有，焊接损坏防锈处理。
因此如果有一种装置迅速有效地将钢框架结构在建筑工地立起会
是很有用的。
本发明的目的是提供可彼此便捷高效固定的框架总成的竖直和水
平件。
本发明另一目的是提供一种结构，其中预制的框架总成端部对端
部对接直立形成一个壁，在需要时，以简单有效方式一个置于另一个
上。
将板一个在另一个顶止放置，以设置成多层建筑或形成容易搬运
和彼此重迭的较小墙板。板并列对接形成一个墙壁结构或一个地面或
屋顶结构。
据本发明的一方面，提供一种建筑框架总成，它包括：一个第一
组框架件和一个第二组框架件，每个所述第一组和第二组中的每个框
架件限定两主表面，具有一个向框架件的一面开放的中间槽和在中间
槽每侧上的向框架件另一面开放的侧槽，其中第一组框架件将其侧槽
的腹板在其端部除去，第二组框架件将其中间槽的腹板在其端部除去
而使侧槽伸在中间槽外，第一组框架件的端部与第二组框架件的端部
是相互配接的。
最好，第一组框架件水平延伸，第二组框架件竖直延伸。
最好，第一组框架件的侧槽腹板的端部从其相应的侧缘切开并向
内往槽中弯折形成接头片，后者与第二组框架件之一的侧槽腹接板配
接而形成连接重迭表面。
最好，第二组框架件中间槽腹板的端部从相应的侧缘切开并向内
往槽内弯折形成接头片，后者与第一组框架件之一的中间槽腹板配接
形成连接的重迭表面。
在一个特别优选的实施例中，第一与第二组框架件的腹板向内弯
折端部是基本垂直于腹板的其余部分，以使框架件彼此以直角方便连
接。
最好，第一组框架件这样接合着第二组框架件，以使接合的框架
件具有沿三个大致相互正交轴线方向延伸的重迭配接表面。
总的来说，所述的框架总成包括将每个第一组框架件连接到第二
组框架件中的邻近框架件上的连接装置。
最好，每个第一组框架件和第二组框架件的重迭配合表面上做有
对准的孔，连接装置包括紧固件，所述紧固件穿过对准的孔而使框架
件彼此牢固连接。
最好，所述的框架总成包括由两个水平分开的竖直延伸框架件连
接的两个竖直分开的水平延伸框架件，使得总成具有一个大致矩形构
形。
最好，水平延伸框架件的中间槽相对于框架总成其余部分而面向
外，竖直延伸框架件的中间槽相对于框架总成其余部分面向内。
最好，每个件是由薄钢板制造并经防腐蚀处理的，薄钢板的厚度
为0.8-1.5mm。
根据本发明的另一方面，提供一种建筑框架总成，包括多个框架
件，每个具有一个向框架件一面开放的中间槽和在中间槽每侧向框架
件另一面开放的侧槽，其中侧槽腹板在一个框架件一端部上切除而形
成分开的侧缘，后者容纳一个配接框架件的伸出侧槽，所述配接框架
件端部上有延伸到其中间槽外的侧槽。
框架总成可包括就本发明第一方面说明的一个或多个特征。例如
框架总成可包括将所述一个框架件和配接的框架件彼此连接的连接装
置。
根据本发明的又一方面，提供一种形成在框架总成中用的框架件
的方法，该方法包括步骤：把一张矩形薄钢板弯折成并列的七部分，
每个部分沿与相邻部分的连接线大体垂直弯折，形成的一个框架件具
有一个面向件一侧的中间槽和面向件另一侧的侧槽。
最好，所述的方法还包括另一步骤，在所述弯折步骤之前将矩形
薄钢板分成所述并排七个部分。
最好，所述的方法还包括下列步骤，在中间槽相对端部中切割缝
形成两个接头片并向内弯折两个接头片，使得它们相对于中间板部分
的其余部分向内基本成直角延伸。
另外，所述的方法还包括下列步骤，在中间部分两侧与中间部分
离开的板部分的相对端部中切割缝，而在每个部分形成两个接头片，
并向内弯折两对接头片，使得它们相对于板部分的其余部分向内基本
成直角延伸。
最好，所述的方法还包括下列步骤，在多个部分中向着各部分的
每端部钻孔。
根据本发明的又一方面，提供一种框架建筑，包括多个如上所述
的多个框架总成，所述总成并列对接排列形成周壁。
所述框架总成可包括就本发明第一方面所述的一个或多个优选
特征。
总的来说，该框架建筑是一幢房屋，并包括一个在周边壁上支撑
的屋顶。
除了所述框架总成并排对接排列外，它们也在彼此顶上安装，在
周壁中形成两层板。
所述的框架建筑最好可具有一上和一下层，上层的底面支撑在周
壁上，并且顶面也由周壁支撑。
所述的框架建筑最好还包括设置在相邻对接框架总成间的加强
柱。
所述的支撑柱可由木料制成，柱可安装在与竖直延伸框架件相邻
的相通侧槽中。
根据本发明的再一方面，提供一种由多个框架件形成的钢框架，
每个框架件形成由第一到第六在一个方向平行的弯曲线分开的第一到
第七带形部分，并至少第一、第三、第五和第七带形部分带具有相同
宽度，使第一、第三、第五和第七带形部与其余第二、第四和第六部
分垂直，它们在第一、第二、第五和第六弯曲线处弯曲成凹形，在其
余的第三和第四弯曲线处成凸形，形成开放矩形凹槽和凸起部分相互
交错的截面。
最好，在框架主体上在第四带形部分纵向两端部上沿第三和第五
弯曲线形成切口部分，在两个切口部分间的所述第四带形部分的端部
上形成弯一个曲部，切口的长度与第四带形部分的宽度相同，这个弯
曲部相对于第四带形部分的垂直弯向下，从而形成一个端部开放矩形
切开部分，所述切开部分由所述弯曲部分和第三和第五带形部包围。
另外，在框架的主体的第二带形部的纵向两端部沿第一和第二弯
曲线形成切口，切口部的长度大致与所述第二带形部的宽度相同，在
两切口区的所述第二带形部的端部上形成弯曲部，并且在框架的主体
的第六带形部的纵向两端部沿第五和第六弯曲线形成另一切口，切口
部的长度大致与所述第六带形部的宽度相同，在两切口区之间的所述
第六带形部的端部上形成一个弯曲部，两个所述弯曲部分别相对于第
二和第六带形部向上大致垂直弯曲，从而形成一个由所述弯曲部和第
一和第三带形部包围的端部开放矩形切开部，和一个由所述弯曲部和
第五和第七带形部包围的端部开放矩形切开部。
本发明还延伸到一种钢框架结构，包括所述的括第一和第二框
架，所述第一和第二框架带有交替排列的端部开放矩形凹部和凸部，
所述第一框架切口部在框架主体的第四带形部的纵向两端部沿第三和
第五弯曲线形成，切口部的长度大致与所述第四带形部的宽度相同，
在两切口部之间的所述第四带形部的端部上形成一个弯曲部，这个弯
曲部相对于所述第四带形部垂直向下弯曲，从而形成一个由所述弯曲
部和第三和第五带形部包围的端部开放矩形切开部，所述第二框架切
口在框架主体的第二带形部的纵向两端部沿第一和第二弯曲线形成，
切口部的长度大致与所述第二带形部的宽度相同，在两切口部之间的
所述第二带形部的端部上形成一个弯曲部，并在框架主体的第六带形
部的纵向两端部沿第五和第六弯曲线形成切口，切口部的长度大致与
所述第六带形部的宽度相同，在两切口部间的所述第六带形部的端部
上形成弯曲部，两个弯曲部分别相对于第二和第六带形部垂直向上弯
曲，从而分别形成一个由所述弯曲部和第一和第三带形部包围的端部
开放矩形切开部和由所述弯曲部和第五和第七带形部包围的端部开放
矩形切开部，并且第二框架的至少第二和第六带形部至少稍比第一框
架的第二和第六带形部宽，并且第二框架的至少第四带形部至少稍比
第一框架的第四带形部窄。
最好，所述的框架结构包括两个第一框架按规定间隔平行设置；
和两个第二框架，在每个这些第一框架的顶边上的连接位置上和下边
上的连接位置上相对第一框架垂直延伸；除了配接第二框架的第三到
第五带形部形成的凸出部和第一框架端部上的切除部外，第一框架的
第一至第三带形部和第五至第七带形部形成的凸出部配接到第二框架
的切除部，把第一和第二框架的重迭部分连接在一起。
最好，中间槽部的腹板从它的相应侧缘切开而形成凸出侧槽部，
并且这个切开的腹部向中间槽部折叠，使得它与互补部的腹板重迭，
还形成可以用螺栓或螺丝固定在一起的配接表面。
另外向内折叠的腹板部可以折叠一锐角或钝角，形成在连接框架
间的有角度连接。最好在连接处的配接表面预先钻孔，以便将组件准
确用螺栓固定到一起。
在优选实施例中，螺栓连接包括：穿过三个相互垂直轴的螺栓；
螺栓具有位于一个水平或竖直平面中沿横向和纵轴线延伸的轴杆；和
轴杆轴线相交于所述水平或竖直平面，使得在框架件间形成能够传递
弯曲力矩的牢固连接。
最好框架部分是由钢板轧制或折叠制成，但也可由其它材料制
造，或其它方法制造，如挤压。最好矩形框架的水平框架件件排列成
它的中间槽向框架外开放，垂直框架排列成侧槽向框架外开放。
用这样的排列，下框架部分可位于在这些框架件的开放槽内紧密
装配的一个中间共有梁上，并形成沿一壁的连续对齐。相似地，上框
架部分支撑一个跨框架部分间的接头的连续顶板。相邻框架的竖直框
架件可彼此配接，一个或第一组框架件嵌在由相应框架的相对配接的
侧槽形成的箱形部分中。当然如果希望的话，也可以设置框架，如水
平框架件那样，使侧槽向框架外开放。
参见示出本发明优选实施例的附图可更易于理解本发明和实施效
果，其中：
图1是本发明框架件展开的坯料；
图2是形成的框架件的截面轮廓；
图3是形成的框架件的透视图；
图4(a)是形成框架件的带切口的展开坯料，端部如图4(b)和
4(c)所示；
图5是图4框架件的放大透视图；
图6(a)是形成框架件的带切口的展开坯料，端部如图6(b)和
6(c)所示；
图7是图6框架件的放大透视图；
图8是互补框架件的连接透视图；
图9是在互补的框架件之间形成的接头的透视图和相对端部图；
图10是用前面示出的框架件和接头形成的矩形框架侧视图；
图11和12是图10所示类型的相邻框架的连接图；
图13是相邻框架的局部透视图。
如图10所示，本发明的框架23包括的矩形框架是由四个框架件
11、12形成，如图8和9所示它们由上螺栓的接头在它们的角部连接
在一起。
可见到每个框架件11，12截面是一样的，从下面说明可知，竖直
件12紧密配合在水平件11内。
每个框架件11，12具有向各框架件一面开放的中间槽部30，31和相
邻的向各框架件11，12的另一面开放的侧槽部32，33。
如图1-7所示，框架件11，12折叠或轧制成形带有沿折叠线2a-2f
的直角弯曲，竖直框架件12的坯1/11在中间板3d中从每端部沿折叠
线2c和2d在6处向内割开形成一个接头片7。在框架件12成形后，
如图4(b)和4(b)所示，接头片7在相邻侧壁3c和3e间向内折叠。
坯1/12在侧板3b和3f中在每个端部13和14处沿折叠线2a、2b
和2e、2f从每端部向内割开形成接头片14和16。在框架件11成形后，
如图6(b)和6(c)所示，接头片在相邻侧壁3a和3c间向内折叠。
接头片7的长度L1是这样，在向内折叠后，形成一个端部突起9
和一个容纳框架件12中间凸起19的中间槽8。在件12中的接头片14
和16的相同长度L3-L5是这样，在向内折叠后，形成在突出的中间槽
鄯19的相对侧上的槽17，18。槽17，18容纳端部突起9。
为此目的，件11中间板3d的宽度L2大于件12中间板3d的宽
度，并且件12侧板3b和3f的宽度L4和L6大于件11侧板3b和3f
的宽度。
如图8所示，在件11的连接端部上，接头片7和壁板3a、3b、3f
和3g带有相应的中位孔20，并且在相配件12的端部上的接头片14，16
和相邻板3a、3d和3g带有孔21。在件11，12的端部如图9所示连接
重迭时，孔20和21对准，并用自攻螺栓或螺丝22穿通上紧，将件11，12
刚性固定在一起。
为此可见到，孔20和21设置在电动改锥等的轴可接触紧固件22
的板中的位置上，以便快速组装。
组装的矩形框架23是刚性的，接头或结构表皮附加其上，以耐沿
壁线施加的负荷。但是在希望时，用紧固件22或视需要附加的紧固件
可将横向支撑拉筋连接其上。
如图11所示，最好是框架23具有墙壁高度，并具有向外开放在
一个相应矩形截面底板周围定位的连续的中间槽。可使用一个相应的
顶板将上水平件12固定到和/或连接屋顶桁条等。
在图11(b)中可见到，直立侧槽32配接形成开放箱形部25，它
可以固定一个塞缝片或装公共设施管线等。配接壁板3d可由螺丝相互
连接。
图13示出框架总成23的件11的一部分，它与一个相邻框架总成
23的件11并排对接。外槽向外，从而两件11的外槽彼此开放而限定
一条竖直延伸通道或导管30。
一个加强支柱31可安装在一个支撑表面上，并通过导管30向上
伸。支柱31一般可以是木制的，但也可用其它材料。支柱31的主要
功能是一旦在使钢件11熔化的失火事故中保持结构支撑。这个附加的
结构安全特征是重要的。
加强支柱31的另一优点是，在从外观察时它保持壁面的连续性。
在结构续展并添加另外总成23时，由于相邻的件11倾向彼此拉开，
这尤其重要。由柱31形成的壁面的连续性对于建筑美观和隔热也是重
要的。
对于多层建筑，由图12可见，相对对接的水平件12的侧板3b
和3f面对面叠置，从而可在相对槽31形成的箱部28的相对侧用螺丝
固定到一起。
箱部25和25在每个框架接头上形成较大结构件，承受通常施加
的水平和竖直负荷，使得用这些框架的建筑进度快，并可另加最少材
料来满足壁的结构要求。
框架可以粘结和/或螺丝拧上至少一表皮层的完整形式供应。一般
表皮层是颗粒板，如美术工艺木料(craftwood)或胶合板。
昆士兰(Queensland)大学的工程结构实验室进行了测试，对图
示(CDS截面)的本发明的框架件与“C”型截面框架件(“C”截面)
的结构强度做了比较。两截面都是由1.0mmG550 Zincalume材料制。
“C”截面由约194mm宽的钢板制成，CDS截面由197mm宽的钢板
制成。为简化测试，除了在端部外和在加负荷处不可少的约束外没有
任何约束。
进行的测试有：
a)柱压缩试验；b)柱弯曲试验；和c)板弯曲试验。
柱压缩
在柱压缩测试中，长度2,700mm的单个柱段在轴向负荷下测试。
除了在每端部用板加负荷外不限制横向的或扭转运动。尽可能均匀地
加负荷。
测试两个“C”截面和两个CDS截面。结果如下表所示。
试样标记
失效负荷(千牛)
“C”截面1号柱
10.6
“C”截面2号柱
13.3
CDS截面1号柱
22
CDS截面2号柱
24.1
CDS截面失效(断裂)负荷约为“C”截面两倍。
柱弯曲测试
在柱弯曲测试中，长2,700mm的单个柱段在弯曲负荷下测试。
一个“C”截面和一个CDS截面进行测试。结果示于下表。
试样标记
极限负荷(KN)
在最终负荷下的
挠度(mm)(大约)
在挠度＝跨度/150下
的负荷(KN)(大约)
“C”截面
2.3
105
0.9
CDS截面
1.6
22
1.5
有理由把测试结果视为两种截面产生跨度/150挠度的负荷形为和
性能。如表所示，在用150除以跨度的挠度上，CDS柱承载的负荷约
为“C”柱的1.5倍的。因为两类柱经受的失效方式不代表工作服役状
态，不应对两类柱的极限强度做出合理比较。
板弯曲测试
在板弯曲测试中，长800mm的单块板在弯曲负荷下测试。随着板
上负荷递增直到失效，测量在挠曲中的弯曲负荷。因为板不是相对弯
曲轴线对称，在板面向上和向下情况中进行测试。板弯曲试验的结果
示于下表。
试样
失效负荷(KN)
在挠度＝跨度/150下
的负荷(KN)(大约)
“C”截面板向上1号
2.121
2
“C”截面板向上2号
2.141
2
“C”截面板向上3号
2.162
2
“C”截面板向下1号
6.984
6
“C”截面板向下2号
6.884
6
“C”截面板向下3号
6.857
6
CDS截面板向上1号
5.264
4
CDS截面板向上2号
5.344
4
CDS截面板向上3号
5.367
4
CDS截面板向下1号
7.197
4
CDS截面板向下2号
7.149
4
CDS截面板向下3号
6.949
4
在此测试中，除了一块“C”截面板外，所有测试试样是在点负
荷加载处失效。因此假若在较大面积上加负荷以消除加载点失效，则
会有不同结果。
概括地说，在弯曲时带有向上缘的CDS截面板的强度，约为带有
向上缘的“C”截面板的2.5倍。
在弯曲时带有向下缘的CDS截面板的强度稍比带有向下缘的
“C”截面板的强度大。对于与测试的简单支撑板不同的连续板，CDS
截面能经受的负荷是“C”截面的1.3倍。
综述
测试指出，长度为2,700mm的CDS截面型支撑的压缩负荷约为
“C”截面型的两倍。
测试也说明，在能正常服役挠曲限度，长度为2,700mm的CDS
截面型柱支撑的弯曲负荷约为“C”截面型柱的1.5倍。
板弯曲测试说明，对于在支撑之间600mm跨度的连续板，CDS
截面型板支撑的负荷是“C”截面型板的1.3倍，并且CDS截面型板
具有与“C”截面型板相同的刚度。
最后，测试结果表明，用相同材料和大致相同用钢量制造的CDS
截面型性能与“C”截面型相似或更好。
上述框架总成的优点是，它提供连接在一起、即使在加上负荷时，
抵抗偏移和变形的框架件。这使能方便高效地建筑适当强度的钢结
构。如箱形结构之类的和沿三个相互垂直轴线连接固定的框架结构的
特征，提高框架的刚度和总成的轴向和扭转负荷承受能力。在建筑施
工中，工人将两个件固定在一起很简单并能快速高效进行，无需特别
技术。
还能够穿过件的中空部通过公用设施，如水管、电线或空调的冷
却剂管线。
当然应意识到，上面所述仅是本发明的说明例，业内人士明了的
种种修改的方案均在权利要求限定的本发明范围内。