專利名稱：：模塊化加強(qiáng)結(jié)構(gòu)梁和連接件系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)梁的領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及包括連接件的模塊化加強(qiáng)結(jié)構(gòu)梁系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于具有三角形頭部的新型輕質(zhì)梁。
背景技術(shù)：
：在商業(yè)和住宅建筑中使用各種類型的結(jié)構(gòu)梁，包括預(yù)制木桁架、層壓木梁、鋼筋混凝土梁和鋼梁。鋼是梁最常用的材料，這些梁構(gòu)成為I形截面、H形截面、C形截面、Z形截面和槽形截面。結(jié)構(gòu)鋼梁的各種構(gòu)造最常見的是通過熱軋或冷軋?zhí)幚碇圃欤⑶彝ǔ．a(chǎn)生對于給定承載能力而言相對較重的梁。I形梁由于它們相對較高的承載能力和慣性力矩而成為用于構(gòu)造鋼架梁所最常用的類型的結(jié)構(gòu)梁。這些梁具有腹板和一對垂直于腹板并位于腹板相反邊緣的凸緣，使得這些梁可單獨(dú)或與多個(gè)梁結(jié)合使用，通常與適于連接兩個(gè)以上的梁的多個(gè)元件一起使用，從而安全地支撐施加在其上的相當(dāng)大的靜載荷。由至少一個(gè)梁或柱構(gòu)成、通常由多個(gè)梁或柱構(gòu)成、以及由多個(gè)連接元件構(gòu)成的組件在這里將稱為"梁系統(tǒng)"。I形梁通過在將熔化的鐵鑄成坯段之后進(jìn)行熱軋?zhí)幚矶纬?。輸送至施工工地的大多?shù)I形梁具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸(例如6或12m的長度)，并且進(jìn)行額外的施工處理，使得它們定制于給定建筑工程的建筑規(guī)格和工程規(guī)格，所述施工處理包括切削和焊接一個(gè)或多個(gè)腹板或者一個(gè)或多個(gè)凸緣以獲得理想尺寸的梁，將連接元件焊接到梁上，使焊接的接合點(diǎn)光滑，對梁或梁系統(tǒng)進(jìn)行涂漆和電鍍，以及將梁或梁系統(tǒng)組裝成框架結(jié)構(gòu)。這些額外的施工處理耗時(shí)且昂貴。理想的是在不損害梁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性的情況下降低梁系統(tǒng)的生產(chǎn)和組裝成本，這也是本發(fā)明的目的?，F(xiàn)有技術(shù)已知多種從鋼板預(yù)制的結(jié)構(gòu)梁，其與I形梁相比，在提供相同承載能力的同時(shí)所需的鋼較少。例如，授予Brooks的US991，603和授予Dunn等人的US3,698，224公開了一種金屬擬I形梁，其由在頂部和底部彎曲而形成中空凸緣的單件材料形成。授予本發(fā)明的相同發(fā)明人的US5,553,437公開了一種由兩個(gè)定向相反并交錯(cuò)的部件制成的擬I形梁，所述部件具有三角形頭部、腹板部、腹板凸緣和尾部凸緣。頭部凸緣的三角形形狀由于其雙軸對稱性而相對于傳統(tǒng)的I形梁改進(jìn)了側(cè)向穩(wěn)定性。這些具有三角形頭部的現(xiàn)有技術(shù)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)梁不容易通過自動(dòng)處理形成。首先，所述梁通過冷軋?zhí)幚砩a(chǎn)，在該處理期間金屬板在其再結(jié)晶溫度下經(jīng)過多對輥?zhàn)?，退火并彎曲成理想形狀。在三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)成形后，所供給的金屬板由于其不易接近性而不能被適當(dāng)?shù)刂我孕纬傻谌旤c(diǎn)。而且，結(jié)構(gòu)梁的理想長度通常為15m，預(yù)制具有三角形頭部的結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的梁需要的金屬板的所需厚度約為8mm，該厚度比大多數(shù)商用冷軋輥所能處理的厚度大得多。美國的ButlerManufacturingCompany制造模塊化梁系統(tǒng)，如http:〃www.butlermfg.com/building—systems/structrual.asp所描述的男卩樣。這些梁系統(tǒng)采用各種構(gòu)件，例如沒有三角形頭部的實(shí)心腹板主I形梁框架、作為輔助結(jié)構(gòu)件的預(yù)打孔的空心腹板桁架檁條、以及桿拉條。在這些系統(tǒng)中，梁系統(tǒng)構(gòu)件在預(yù)制之后進(jìn)行電鍍，并焊接在一起。因此，制造和組裝成本較高。另外，連接元件被焊接到凸緣上而不是腹板部上。因此應(yīng)力集中于凸緣，導(dǎo)致構(gòu)件甚至更加粗重和昂貴。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種基于具有三角形頭部的梁的模塊化梁系統(tǒng)。本發(fā)明的附加目的在于提供一種模塊化梁系統(tǒng)，其構(gòu)造成使得其所有構(gòu)件在不需要焊接的情況下進(jìn)行組裝。本發(fā)明的附加目的在于提供一種模塊化梁系統(tǒng)，其設(shè)有附接至梁的腹板部的連接元件。本發(fā)明的附加目的在于提供一種梁，其具有與I形梁相同的承載能力，然而由厚度不超過4mm的金屬板制成。本發(fā)明的又一附加目的在于提供一種方法，該方法用于用電鍍金屬板生產(chǎn)具有三角形頭部的結(jié)構(gòu)梁。本發(fā)明的又一附加目的在于提供一種方法，該方法用于生產(chǎn)具有三角形頭部的結(jié)構(gòu)梁，并且比現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)梁生產(chǎn)方法更快更經(jīng)濟(jì)。本發(fā)明的又一附加目的在于提供一種方法，該方法用于組裝梁系統(tǒng)，并且比現(xiàn)有技術(shù)的梁系統(tǒng)組裝方法更快更經(jīng)濟(jì)。隨著描述的繼續(xù)，將清楚本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供一種模塊化加強(qiáng)結(jié)構(gòu)梁和連接件系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)組合梁，該組合梁具有兩個(gè)定向相反的三角形閉合頭部和在所述兩個(gè)閉合頭部之間插設(shè)的橫向延伸的腹板，每個(gè)所述梁都包括兩個(gè)單獨(dú)的部件，所述兩個(gè)部件布置成使得它們的對應(yīng)頭部彼此嵌套，并且所述兩個(gè)部件的相鄰元件互相穩(wěn)定接觸；以及多個(gè)連接件，所述連接件中的至少兩個(gè)連接到所述組合梁中的一個(gè)和另一結(jié)構(gòu)元件，并且與它們力傳遞接觸。如這里所指，"梁"是剛硬的細(xì)長結(jié)構(gòu)件，其在每端被支撐并且以任何適宜定向布置，包括水平定向、在用作柱時(shí)的垂直定向、以及用作脊梁時(shí)的傾斜定向。"橫向"方向表示沿著梁的長度。"縱向"方向表示在梁的兩個(gè)三角形頭部之間的方向。"側(cè)向"方向表示在梁的兩個(gè)腹板部之間的方向。通常為較厚金屬板的連接件在根據(jù)工程考慮需要加強(qiáng)的梁區(qū)域，通過任何適當(dāng)?shù)姆绞?，例如通過冷緊固件和焊接連接到組合梁。所述組合梁的每個(gè)部件均包括第一頭部、第二頭部和插設(shè)在所述第一頭部與第二頭部之間的縱向布置的腹板部，所述第一頭部和第二頭部構(gòu)造有對應(yīng)的基本側(cè)向布置的凸緣、從所述凸緣的第一側(cè)端延伸到所述腹板部的傾斜元件、以及從所述凸緣的第一側(cè)端延伸并且長度比所述傾斜元件明顯短的傾斜唇部。三角形閉合頭部的第一邊分別包括所述兩個(gè)組合梁部件的兩個(gè)凸緣，第二邊和第三邊包括所述組合梁部件中的一個(gè)的傾斜元件和另一組合梁部件的唇部。相對于閉合頭部的第二邊和第三邊，所述傾斜元件及其對應(yīng)凸緣之間的角間距基本等于所述唇部元件及其對應(yīng)凸緣之間的角間距。第一部件的頭部的頂點(diǎn)通過在其中嵌套有所述第一部件頭部的第二部件的頭部而加固。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，三角形閉合頭部的相鄰邊角度隔開60度角。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)梁部件被冷軋。因此通過以下步驟自動(dòng)生產(chǎn)組合梁供給電鍍的金屬板通過多個(gè)冷軋輥；在所述金屬板中沖孔，以利于連接到連接件或者空調(diào)設(shè)備，或者供電纜穿過所述孔；將所述金屬板彎曲成理想形狀和理想尺寸以形成第一部件；重復(fù)這些步驟形成第二部件；以及至少使所述第二部件移動(dòng)，使得所述第一部件和第二部件的對應(yīng)頭部彼此嵌套，所述第一部件和第二部件的相鄰元件互相穩(wěn)定接觸，并且所述第一部件和第二部件的對應(yīng)橫向邊緣對齊。在一個(gè)方面中，所述梁系統(tǒng)還包括用于將所述第一梁部件和第二梁部件的對應(yīng)凸緣接合的裝置，例如冷緊固件，以用于防止所述梁部件中的一個(gè)的相對橫向移動(dòng)。在一個(gè)方面中，所述梁系統(tǒng)還包括用于將所述第一梁部件和第二梁部件的對應(yīng)腹板部接合的裝置，例如冷緊固件。在一個(gè)方面中，梁部件的所述第一頭部的凸緣的側(cè)向尺寸比所述第二頭部的凸緣長。在一個(gè)方面中，第一部件和第二部件相同，所述第二部件的定向與所述第一部件相反，使得所述第二部件的所述第一頭部嵌套在所述第一部件的所述第二頭部內(nèi)，所述第一部件的所述第一頭部嵌套在所述第二部件的所述第二頭部內(nèi)。在一個(gè)方面中，梁部件的所述第一頭部的凸緣的側(cè)向尺寸與所述第二凸緣的凸緣相同。所述第二部件的所述第一頭部嵌套在所述第一部件的所述第一頭部內(nèi)，所述第二部件的所述第二頭部嵌套在所述第一部件的所述第二頭部內(nèi)。在一個(gè)方面中，所述第二部件的所述第一頭部嵌套在所述第一部件的所述第一頭部內(nèi)，所述第二部件的所述第二頭部嵌套在所述第一部件的所述第二頭部內(nèi)。在一個(gè)方面中，所述第一部件的傾斜元件與腹板部之間的接合部和所述第二部件的傾斜元件與腹板部之間的接合部在與對應(yīng)凸緣平行的平面上共面。在一個(gè)方面中，連接件通過可與在該連接件和梁中鉆出的對應(yīng)對齊孔接合的冷緊固件連接到組合梁。從而，連接件可在不需焊接的情況下連接到梁，并且組裝梁系統(tǒng)的施工工人不需要專門訓(xùn)練。每個(gè)梁和連接件可由從鋼、金屬、合金、塑料材料和復(fù)合材料的組中選擇的材料預(yù)制。所述連接件優(yōu)選是通過冷緊固件現(xiàn)場連接的成品。在一個(gè)方面中，所述梁系統(tǒng)包括焊接在一起的多于一個(gè)的元件。在一個(gè)方面中，連接件通過冷緊固件和內(nèi)部附接到所述梁的反應(yīng)板插入件而連接到組合梁。在一個(gè)方面中，連接件構(gòu)造成具有選定的橫向、縱向和側(cè)向尺寸的套管，并且適于完全圍繞組合梁周長具有所述選定尺寸的一部分，并與該部分互相穩(wěn)定接觸。在一個(gè)方面中，套管連接到兩個(gè)共面梁，從而產(chǎn)生橫向長度增加并相對輕質(zhì)的組合梁，與現(xiàn)有技術(shù)梁系統(tǒng)的梁相比，該組合梁可跨過明顯更長的距離，并且所需的拉條更少。如果組合梁的橫向長度與現(xiàn)場間距不同，那么施工工人通過使組合梁的一個(gè)或兩個(gè)梁相對于所述套管滑動(dòng)并且將該套管和對應(yīng)梁的對齊孔連接而進(jìn)行組合梁的伸縮調(diào)節(jié)。如果孔未對齊，那么鉆出附加孔，然后將冷緊固件與對齊孔接合。在一個(gè)方面中，所述套管包括焊接在一起的兩個(gè)冷軋?jiān)?。在一個(gè)方面中，所述套管包括單個(gè)元件，該單個(gè)元件的兩個(gè)相鄰邊緣焊接在一起。在一個(gè)方面中，所述套管包括兩個(gè)相鄰的半套管，它們分別連接到梁的兩側(cè)。在一個(gè)方面中，所述連接件僅構(gòu)造有一個(gè)腹板。在一個(gè)方面中，所述連接件的所述腹板明顯比附接有所述連接件的所述梁的腹板短。在一個(gè)方面中，所述連接件包括與梁的腹板或凸緣力傳遞接觸的板。在一個(gè)方面中，所述連接件包括兩個(gè)角度隔開的板和在所述兩個(gè)板之間延伸并相對于所述兩個(gè)板傾斜的元件。在一個(gè)方面中，所述連接件還包括至少一個(gè)肋。在一個(gè)方面中，所述連接件構(gòu)造為剛性連接(momentconnection)。附圖中圖1是組合梁的兩個(gè)部件在彼此嵌套時(shí)的立體圖2是組合梁的側(cè)視圖，其中所述兩個(gè)梁部件處于交替嵌套布置中；圖3是組合梁的立體圖，示出了在其腹板和凸緣中鉆出的孔；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的組合梁的側(cè)視圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的組合梁的側(cè)視圖6是構(gòu)造成套管的連接件的側(cè)視圖7是環(huán)繞圖2的梁并與其互相穩(wěn)定接觸的圖6的連接件的側(cè)視圖；圖8是具有一個(gè)腹板的連接件的側(cè)視圖9是連接件的側(cè)視圖，其具有一個(gè)比待與其連接的梁的腹板明顯短的腹板；圖IO是適于連接兩個(gè)橫向隔開的梁的連接件的立體圖11是適于連接兩個(gè)縱向隔開的梁的連接件的立體圖12是適于將梁連接到平面結(jié)構(gòu)元件上的連接件的立體圖13是構(gòu)造成剛性連接的連接件的立體圖14A是構(gòu)造成剛性連接的連接件的另一實(shí)施方式的立體圖14B是沿圖14A的平面A-A剖切的反應(yīng)板插入件的垂直剖視圖14C是沿圖14A的平面B-B剖切的角部套管的水平剖視圖，并示出了圖14B的反應(yīng)板插入件的俯視圖15是適于將梁連接到桁架的連接件的立體圖16是適于成為脊連接的連接件的立體圖17是適于將柱和梁以并排關(guān)系連接的連接件的立體圖18是適于將柱連接到垂直隔開的梁的連接件的立體圖19是適于將兩個(gè)縱向尺寸不同的互相垂直的梁連接的連接件的立體圖20和圖21分別表示用作線纜連接器的連接件；圖22至26分別表示適于連接到對應(yīng)檁條的連接件；圖27是構(gòu)造成板的連接件的側(cè)視圖28是連接件的另一實(shí)施方式的俯視圖29是與圖27的兩個(gè)連接件連接的梁的側(cè)視圖30A是與反應(yīng)板插入件連接的組合梁的側(cè)視圖30B是圖30A的梁的正視圖30C是通過圖10的連接件連接的兩個(gè)梁的正視圖31是設(shè)有剛性連接和脊連接的粱系統(tǒng)的正視圖32是適于連接兩個(gè)附有柱的梁的梁系統(tǒng)的正視圖33是采用多個(gè)梁和連接件的梁系統(tǒng)的立體圖，該梁系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)的梁系統(tǒng)的布置類似；圖34是采用多個(gè)梁和連接件的另一梁系統(tǒng)的立體圖，相對于圖33的布置示出了可利用本發(fā)明的梁和連接件實(shí)現(xiàn)的柱之間的跨距增大；圖35是適于將梁連接到壁的連接件的水平剖視圖；圖36A是包括兩個(gè)同樣的定向不同的部件的連接件的側(cè)視圖，所述部件焊接在一起以限定具有兩個(gè)三角形頭部的套管；并且圖36B是圖36A的其中一個(gè)部件的側(cè)視圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種新型輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)梁，其具有兩個(gè)三角形頭部，所述頭部相對于傳統(tǒng)的I形梁提供了增強(qiáng)的側(cè)向穩(wěn)定性和強(qiáng)度重量比。雖然一些現(xiàn)有技術(shù)的梁構(gòu)造有通過冷軋?zhí)幚砩a(chǎn)的三角形頭部，但這些頭部是閉合三角形，其第三邊由于其不易接近性以及輥不能在供給金屬板彎曲形成閉合三角形時(shí)支撐該金屬板而不能迅速自動(dòng)地成形。相比之下，本發(fā)明的梁是由兩個(gè)單獨(dú)且定向相反的部件構(gòu)成的組合梁，使得這兩個(gè)部件的對應(yīng)頭部彼此嵌套。每個(gè)頭部是不完全三角形，使得部件的唇部，即末端能夠由輥?zhàn)銐虻亟咏梢孕纬刹考睦硐霕?gòu)造。當(dāng)一個(gè)部件的頭部嵌套在另一部件的對應(yīng)頭部內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生具有雙層頂點(diǎn)因此頂點(diǎn)加固了的閉合三角形。使用冷緊固件將這兩個(gè)部件的腹板連接并將梁連接到連接件，如下所述。不需要焊接，因此生產(chǎn)這種梁和組裝采用本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)梁的梁系統(tǒng)比現(xiàn)有技術(shù)更加迅速而經(jīng)濟(jì)，并且具有基本相同的承載能力。圖1示出了組合梁的兩個(gè)橫向延伸部件在它們彼此嵌套時(shí)的立體圖。由附圖標(biāo)記10表示的梁包括兩個(gè)同樣的定向相反的部件5和15。下面關(guān)于部件5進(jìn)行描述，應(yīng)理解部件15類似地構(gòu)成。部件5具有第一頭部2、第二頭部12以及插設(shè)在第一頭部2與第二頭部2之間并縱向布置的腹板部7。第一頭部2具有基本側(cè)向(即，垂直于縱向布置的腹板部7)布置的凸緣6、從橫向延伸的第一頭部接合部4延伸到位于凸緣6的一個(gè)側(cè)端的接合部8的傾斜元件3、以及從凸緣6在其另一側(cè)端處的接合部11斜向延伸的唇部13。唇部13指向接合部4;然而其長度明顯比傾斜元件3短。第二頭部12具有基本側(cè)向布置的凸緣16、從橫向延伸的第二頭部接合部14延伸到位于凸緣16的一個(gè)側(cè)端的接合部18的傾斜元件23、以及從凸緣16在其另一側(cè)端處的接合部26斜向延伸的唇部27，凸緣16的側(cè)向尺寸比第一頭部2的凸緣6長。唇部27指向接合部14;然而其長度明顯比傾斜元件23短。第一頭部2的唇部13與凸緣6之間的角度基本等于第二頭部12的傾斜元件23與凸緣16之間的角度。第二頭部12的唇部27與凸緣16之間的角度基本等于第一頭部2的傾斜元件3與凸緣6之間的角度。從第二頭部12的接合部14到凸緣16的縱向尺寸基本等于從第一頭部2的接合部4到凸緣6的縱向尺寸與凸緣6的厚度之和。從而，當(dāng)部件5的第二頭部2嵌套在部件15的第二頭部12內(nèi)時(shí)，以及當(dāng)部件15的第一頭部2嵌套在部件5的第二頭部12內(nèi)時(shí)(下文稱為"第一和第二頭部處于交替嵌套布置")，部件5和15的對應(yīng)元件互相穩(wěn)定接觸，這意味著當(dāng)外力作用于梁10而使部件5相對于部件15產(chǎn)生不明顯的相對移動(dòng)時(shí)，部件5的元件適于與部件15的對應(yīng)元件體接觸并使其穩(wěn)定，反之亦然。雖然互相穩(wěn)定接觸的兩個(gè)元件可以不必像處于交替嵌套布置的第一和第二頭部那樣互相體接觸，但所述兩個(gè)元件在施加外力期間可能體接觸。因此互相穩(wěn)定接觸將防止移動(dòng)元件的進(jìn)一步移動(dòng)。如圖所示，部件5和15的每個(gè)腹板部7、以及傾斜元件3和唇部27與傾斜元件23和唇部13的每對對應(yīng)的凸緣6和16互相穩(wěn)定接觸。由于梁提供了部件5和15的對應(yīng)元件之間的互相穩(wěn)定接觸，所以金屬板的厚度可僅為4mm，從而需要的冷軋機(jī)相對簡單而仍提供8mm厚金屬板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。組合梁10還在第一和第二頭部處于交替嵌套布置時(shí)促進(jìn)頂點(diǎn)加固。盡管第一和第二頭部是不完全三角形，但在它們處于嵌套布置時(shí)形成基本閉合的三角形。從而，參照下組合頭部，閉合三角形由凸緣6和16構(gòu)成的雙層基部、部件5的傾斜元件23構(gòu)成的第一邊、部件15的傾斜元件3構(gòu)成的第二邊限定。當(dāng)部件15的第一頭部嵌套在部件5的第二頭部內(nèi)時(shí)，部件15的第一頭部的在接合部附近連接兩個(gè)相鄰元件的頂點(diǎn)或圓角部通過部件5的第二頭部的與該頂點(diǎn)或圓角部互相穩(wěn)定接觸的頂點(diǎn)加固。組合頭部的閉合三角形優(yōu)選是等邊三角形，不過具有其它角度組合的閉合三角形也是合適的。通過組合頭部形成閉合三角形提供的另一優(yōu)點(diǎn)在于，由于第一和第二頭部元件的尺寸差，每對第一頭部接合部4和第二頭部接合部14在與凸緣6和16平行的平面上是共面的。如果與本發(fā)明不同，第一頭部接合部4和第二頭部接合部14在與凸緣6和16平行的平面上不共面，那么兩個(gè)腹板部7的區(qū)域就不會(huì)互相穩(wěn)定接觸。例如，參照下組合頭部，部件5的接合部14可位于部件15的接合部4的下方，導(dǎo)致部件5的腹板部7的位于部件15的接合部4的下方的區(qū)域不受支撐，因此在施加足夠大的力時(shí)容易彎折。因此，本發(fā)明的組合頭部的閉合三角形構(gòu)造增大了梁的側(cè)向穩(wěn)定性，這在經(jīng)受強(qiáng)風(fēng)或地震時(shí)是非常重要的。圖2表示定向不同于圖1的組合梁10的側(cè)視圖。通過用冷緊固件41(例如螺釘、螺栓、螺母和鉚釘)將上下組合頭部的每一個(gè)的一對凸緣6和16連接而防止部件5和15的相對橫向移動(dòng)。盲鉚釘由于它們在穿過對應(yīng)凸緣之后在梁頭部內(nèi)的不易接近性而成為凸緣緊固件的優(yōu)選選擇。冷緊固件41還能夠從一個(gè)凸緣到另一個(gè)凸緣傳遞拉力和壓力以及力矩。應(yīng)理解，兩個(gè)相鄰的凸緣可通過任意其它合適的連接方式(例如點(diǎn)焊和激光焊)彼此連接，不過冷緊固件由于容易組裝而是優(yōu)選的。部件5和15的兩個(gè)腹板7分別通過冷緊固件42或任意其它合適的連接方式彼此連接，從而使剪切力能夠從一個(gè)腹板傳遞至另一腹板。圖3表示組合梁10的立體圖，示出了在梁10中鉆出的孔的示例性位置，通過所述孔將下文描述的連接件或冷緊固件附接至梁。如圖所示，在腹板7中在其前后橫向邊緣34和34的附近鉆出腹板孔32。在上下對凸緣6(圖2)和16中在其前后橫向邊緣38和39的附近鉆出凸緣孔36，不過為了清楚而僅示出了上對凸緣。應(yīng)理解，腹板孔32和凸緣孔36也可根據(jù)附接至梁10的連接件的類型在其它位置鉆出。在任何給定位置鉆出的孔的數(shù)量取決于工程考慮，例如金屬板的厚度、梁的尺寸和在所述位置處的應(yīng)力集中。應(yīng)理解，本發(fā)明的組合梁不僅可用作定向成使得橫向水平或傾斜的梁，而且可用作定向成使得橫向?yàn)榇怪钡闹?。假定以下描述?yīng)用于具有水平橫向的梁，但所有其它梁的定向也是可行的。由于部件5和15是同樣的，如參照圖1所示，所以這兩個(gè)部件可在相同的冷軋?zhí)幚碇蓄A(yù)制，借此通過電鍍金屬板形成特征在于不完全三角形的第一頭部2和第二頭部12。焊接的熱軋I形梁的生產(chǎn)成本昂貴得多，因?yàn)槌嗽诤附痈鞣N梁元件時(shí)涉及的時(shí)間和花費(fèi)之外，還需要將預(yù)制梁電鍍。然后通過將其中一個(gè)部件倒置而生產(chǎn)組合梁10。相對于圖1的定向，例如部件15的上方第二頭部12比其較小的下方第一頭部2大，部件5的上方第一頭部2比其下方第二頭部12小。然后部件15略微升高，直到其下方第一頭部2接收在部件5的下方第二頭部12中，并且其上方第二頭部12圍繞部件5的上方第一頭部2。然后部件15橫向滑動(dòng)，直到部件5和15的前后橫向邊緣38和39(圖3)對齊，使得部件5和15在處于交替嵌套布置的同時(shí)互相穩(wěn)定接觸。腹板和凸緣孔可在這兩個(gè)部件嵌套之后，或者可選地在冷軋?zhí)幚砥陂g根據(jù)給定的工程考慮鉆孔。生產(chǎn)組合梁10所需的所有上述步驟可利用計(jì)算機(jī)化的供給和標(biāo)定設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行。圖4表示組合梁40的側(cè)視圖，其中兩個(gè)部件44和54不同，而是部件44的上頭部46和下頭部48分別相同，并且部件54的上頭部56和下頭部58分別相同。部件54的頭部小于部件44的頭部，并且處于促進(jìn)頂點(diǎn)加固的嵌套布置，從而部件54的頭部56嵌套在部件44的頭部46中，部件54的頭部58嵌套在部件44的頭部48中，并且部件44和54的對應(yīng)元件互相穩(wěn)定接觸。這兩個(gè)部件44和54分別通過兩個(gè)單獨(dú)的冷軋?zhí)幚眍A(yù)制，然后部件54略微升高，直到其頭部56和58分別接收在部件44的頭部46和48中。然后部件54移動(dòng)直到其與部件44橫向?qū)R。圖5表示組合梁60的側(cè)視圖，其中兩個(gè)部件64和74不同并具有尺寸不同的上頭部和下頭部。部件74的上頭部76嵌套在部件64的上頭部66中，部件74的下頭部78嵌套在部件64的下頭部68中。由于本發(fā)明的組合梁的兩個(gè)部件互相穩(wěn)定接觸，所以上組合頭部和下組合頭部的頂點(diǎn)被加固，并且每對第一和第二頭部接合部在與對應(yīng)凸緣平行的平面上共面，與現(xiàn)有技術(shù)的梁相比，本發(fā)明的梁在提供相同承載能力的情況下對于相同的跨距所需的鋼較少。下表I至III在給定的所需慣性力矩(MOI)的情況下，將本發(fā)明的梁(稱為"發(fā)明")與各現(xiàn)有技術(shù)的I形梁在其重量和最大撓度(稱為"％")方面進(jìn)行比較。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表II20米跨距—4米中心距一容許Def丄/250—所需MOI32242cm4—靜載荷25kg/mS.動(dòng)載荷+風(fēng)載荷40kg/m2。_<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表m20米跨距一8米中心距一容許Def丄/250—所需MOI64484cm4—靜載荷25kg/n^.動(dòng)載荷+風(fēng)載荷40kg/m2。_<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>可以看到，與現(xiàn)有技術(shù)的I形梁相比，對于相同的跨距和所需MOI，本發(fā)明的梁的重量明顯更輕，約輕55°/。。而且，本發(fā)明的梁的最大撓度明顯小于現(xiàn)有技術(shù)。至今為止，梁在通過焊接到適于支撐屋頂支架或金屬平臺(tái)的諸如C形或Z形檁條的其它結(jié)構(gòu)部件而連接時(shí)形成較高的應(yīng)力集中。由于集中的載荷，梁需要在每個(gè)應(yīng)力集中處例如通過肋來加固。加固件必須通過焊接連接到梁和檁條，從而進(jìn)一步增加了昂貴、勞動(dòng)密集且耗時(shí)的組裝過程。本發(fā)明的梁系統(tǒng)通過提供可由冷緊固件附接到梁的預(yù)制連接件，從而明顯降低了組裝梁系統(tǒng)所需的成本、勞動(dòng)和時(shí)間。連接件又附接到另一結(jié)構(gòu)元件，因此適于將力或力矩從一個(gè)結(jié)構(gòu)元件傳遞至另一個(gè)。在組合梁的生產(chǎn)期間在鋼板中鉆出附接連接件的孔，如圖3所示。這些孔可采用任何適宜的形狀，包括圓形、矩形和橢圓孔。或者，這些孔可現(xiàn)場鉆出。這些孔可根據(jù)工程考慮在鋼板的任何適宜區(qū)域中鉆出，無論是在凸緣還是腹板處。因此梁系統(tǒng)在這樣的意義上是模塊化的，即相同的梁可用于很多不同的應(yīng)用，并且還可從第一連接件拆卸并附接至第二連接件。本發(fā)明的梁系統(tǒng)的另一優(yōu)點(diǎn)在于連接件可附接至現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的梁而不用焊接，從而分散了由新安裝到結(jié)構(gòu)上的組件(例如工業(yè)空調(diào)機(jī))施加的載荷。相比之下，對于現(xiàn)有技術(shù)的梁系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行包括拉條和焊接在內(nèi)的改造從而減小由新安裝組件施加的集中應(yīng)力。圖6表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式、總體由附圖標(biāo)記80表示的連接件的側(cè)視圖。連接件80構(gòu)造成具有所選橫向長度的套管，適于完全圍繞復(fù)合梁周長的具有所述所選橫向長度的一部分并與該部分互相穩(wěn)定接觸。該套管可通過將兩個(gè)以上的冷軋?jiān)?例如兩個(gè)對稱元件)焊接在一起而形成，或者通過將單個(gè)元件的兩個(gè)相鄰邊緣焊接在一起而形成?；蛘?，如圖15的連接件80A所示，套管可包括分別連接到梁的兩個(gè)側(cè)邊的兩個(gè)相鄰的半套管。如圖所示，連接件80具有上三角形頭部82、下三角形頭部84以及在上頭部82與下頭部84之間縱向延伸并平行隔開的腹板部86和87。頭部82具有凸緣91、分別從凸緣91延伸到腹板部86和87的兩個(gè)傾斜元件93和94。類似地，頭部84具有凸緣95、分別從凸緣95延伸到腹板部86和87的兩個(gè)傾斜元件97和98。腹板和凸緣在預(yù)定位置處鉆有孔，從而允許通過冷緊固件將連接件80附接到組合梁。連接件80形成有適當(dāng)?shù)某叽绾瓦m當(dāng)?shù)臉?gòu)造，其有利于與復(fù)合梁的由連接件80所圍繞的對應(yīng)的面向外的元件互相穩(wěn)定接觸。在圖7中，連接件80示出為圍繞組合梁10的部件5和15并且與它們互相穩(wěn)定接觸。進(jìn)一步參照圖l、2和6，連接件80沿著梁IO橫向移動(dòng)，直到其布置在其預(yù)期受到集中載荷的所選區(qū)域。當(dāng)冷緊固件71經(jīng)由對應(yīng)的對齊凸緣孔附接到梁10和連接件80的對應(yīng)凸緣，并且冷緊固件72經(jīng)由對應(yīng)的對齊腹板孔附接到梁10和連接件80的對應(yīng)腹板之后，梁和連接件的元件傳遞力并且互相穩(wěn)定接觸。例如，連接件80的凸緣91與部件5的凸緣16接觸，并且連接件80的傾斜元件98與部件15的唇部27接觸。凸緣緊固件71通常是盲鉚釘，腹板緊固件72通常是穿過對齊的腹板孔的螺栓對并且與對應(yīng)的螺母螺紋嚙合。凸緣緊固件71也可以是與反應(yīng)板插入件176(圖14B)螺紋嚙合的螺栓以提供更強(qiáng)的附著力。反應(yīng)板插入件176包括短板172和長板174，該短板和長板例如以使它們分別在一個(gè)橫向端部的邊緣176和177共面的方式焊接在一起。插入件176通過穿過形成在板172和174中的內(nèi)螺紋孔171的緊固件附接到對應(yīng)的梁凸緣對。因此所選連接件的凸緣可通過凸緣緊固件71附接到與梁凸緣隔開的長板174，凸緣緊固件71適于與形成在長板179中的內(nèi)螺紋孔179接合。在圖8中，連接件100僅構(gòu)成有一個(gè)腹板104，因此適于僅與復(fù)合梁的一個(gè)側(cè)邊進(jìn)行力傳遞接觸。連接件100還具有沿相同側(cè)向分別從腹板104的上端和下端延伸的傾斜元件101和103、分別經(jīng)由頂點(diǎn)111和112從傾斜元件101和103延伸的上凸緣107和下凸緣109。凸緣107和109的側(cè)向尺寸與附接有連接件100的梁的凸緣基本相同。然而，凸緣107和109可根據(jù)工程考慮而構(gòu)成有比組合梁的對應(yīng)凸緣明顯小的側(cè)向尺寸。從而連接件100適于與梁的兩個(gè)頭部進(jìn)行力傳遞接觸。在圖9中，連接件110適于與梁的上部在其一個(gè)側(cè)端進(jìn)行力傳遞接觸。連接件IIO具有比附接有連接件的梁的腹板明顯短的腹板部114。傾斜元件101從腹板部114的上端延伸，凸緣107從毗鄰傾斜元件101的頂點(diǎn)111延伸。如圖27所示，連接件45可以是板，例如可以與梁的腹板或凸緣進(jìn)行力傳遞接觸。圖29表示包括板45A和45B的梁50，板45A和45B分別連接到部件5和15的腹板。該梁可利用三個(gè)或四個(gè)部件(即，部件5和15以及板45A和/或45B)制造?；蛘?，梁可不用板制造，并且板狀連接件可現(xiàn)場連接到腹板。參照圖28，在俯視圖中示出的連接件55可以與兩個(gè)結(jié)構(gòu)元件進(jìn)行局部力傳遞接觸。連接件55包括兩個(gè)角度隔開(例如以圖示的互相垂直布置)的板57和59、以及在板57和59之間延伸并相對于它們傾斜的元件61。板57和59因此適于連接到兩個(gè)不同的角度隔開的結(jié)構(gòu)元件。圖36A至36B表示連接件420，連接件420包括兩個(gè)同樣的定向不同的部件425和428，它們焊接在一起以限定具有兩個(gè)三角形頭部431和432的套管，從而與組合梁互相穩(wěn)定接觸。相對于部件425，部件428倒置并翻轉(zhuǎn)。如圖36B的定向所示，部件428分別形成有腹板部421、上凸緣部426和下凸緣部427、從凸緣部427的側(cè)端429延伸到腹板部421的縱向下端422的傾斜元件423、從腹板部421的縱向上端432延伸到凸緣部426的側(cè)端439并且基本與傾斜元件423對稱的傾斜元件434、以及從凸緣427的側(cè)端442延伸的傾斜唇部438，傾斜唇部438布置成相對于凸緣427的角度與傾斜元件434相對于凸緣426的角度相同。傾斜元件434和438的長度(一個(gè)自部件425開始，另一個(gè)自部件428開始)選擇為使它們在部件428相對于部件425倒置并翻轉(zhuǎn)定向時(shí)重疊，從而允許在一對傾斜元件434和438之間施加焊點(diǎn)435A至435B，如圖36A所示。每對凸緣426和427通過凸緣緊固件進(jìn)行互相力傳遞接觸，凸緣緊固件還與在連接到連接件420的組合梁的對應(yīng)凸緣中鉆出的孔接合。圖10至26和圖35表示可通過冷緊固件附接到本發(fā)明的梁的示例性連接件。這些連接件通常是成品組件，可與梁的兩個(gè)側(cè)端進(jìn)行力傳遞接觸，如圖6所示，或者與梁的僅一個(gè)側(cè)端進(jìn)行力傳遞接觸，如圖8所示。連接件將稱為"連接"到組合梁，此時(shí)其形狀類似所述梁的一部分，與所述梁進(jìn)行力傳遞接觸，并且通過冷緊固件和/或焊接而附接到所述梁。應(yīng)理解，任何連接件都可構(gòu)造成與所示連接件不同，例如形狀、定向、尺寸、厚度、緊固件數(shù)量和緊固件位置有所不同。圖IO表示用于將具有同樣外形，即具有相同縱向和側(cè)向尺寸的兩個(gè)梁122A和122B連接的連接件120。由于運(yùn)輸設(shè)備的尺寸和重量限制，通常不能經(jīng)濟(jì)地運(yùn)輸橫向長度相當(dāng)長，例如為20m的梁。因此可將兩個(gè)較短的梁運(yùn)輸?shù)绞┕すさ?，然后通過連接件120和冷緊固件71和72將它們現(xiàn)場迅速接合在一起，從而可增加組合梁的橫向長度而不需像現(xiàn)有技術(shù)中至今為止所實(shí)踐的那樣進(jìn)行焊接。凸緣緊固件71將連接件的上凸緣122和下凸緣124分別連接到梁的對應(yīng)的上凸緣和下凸緣。腹板緊固件72將連接件的一個(gè)或多個(gè)腹板126連接到梁的對應(yīng)腹板以產(chǎn)生剪切連接。采用四列冷緊固件71和72，兩列用于附接到梁122A和連接件120的對齊孔，兩列用于附接到梁122B和連接件120的對齊孔。如果為了某些原因梁和連接件120的孔未對齊，那么本發(fā)明的梁系統(tǒng)的模塊性為施工工人提供了足夠的靈活性來以確保連接件和梁連接的方式重新定位梁或連接件。例如，梁可以按伸縮方式橫向移動(dòng)，直到其孔與連接件120的其它孔對齊?；蛘?，連接件120的孔可適當(dāng)形成，例如具有橢圓形狀，從而當(dāng)梁略微橫向移動(dòng)時(shí)，連接件孔的一部分充分地露出，從而即使所述連接件孔的另一部分被梁周邊覆蓋，也允許與穿過對應(yīng)的梁孔的冷緊固件接合。如果梁孔不能與連接件孔對齊，那么可在梁周邊中鉆出附加孔。應(yīng)理解，下述的其它連接件也可現(xiàn)場重新定位，從而迅速而不費(fèi)力地將梁和所選連接件連接?；蛘?，如圖30A至30C所示，連接件120可用于分別通過上反應(yīng)板插入件127和下反應(yīng)板插入件128來連接梁122A和122B。圖30A表示通過插入件127和128連接到梁122A的連接件120的側(cè)視圖。在組裝之前，插入件127和128通過凸緣緊固件71附接到梁122A的凸緣，如圖30B所示。然后連接件120通過插入件127和128以及細(xì)長的凸緣緊固件181(如圖30C所示)，以及通過穿過在連接件120的腹板中鉆出的孔129和在梁122A的腹板中鉆出的孔32的腹板緊固件(未示出)附接到梁122A。然后將梁122B在插入連接件120中之后放置成緊靠梁122A,之后將連接件120通過細(xì)長緊固件181和腹板緊固件附接到插入件127和128以及梁122B的凸緣。梁122A和122B可在連接件120滑過兩個(gè)梁并且連接之前緊靠放置。圖11表示連接件130，其用于連接四個(gè)梁——兩對相鄰梁通過連接件130橫向連接，兩對相鄰梁通過連接件130縱向連接。連接件130包括圖10的連接件120和分別連接到連接件120的上凸緣122和下凸緣124的兩個(gè)板132和134。凸緣緊固件71分別用于連接上板132和下板134、連接件120的上凸緣122和下凸緣124以及兩個(gè)橫向連接的梁的上下凸緣。兩對相鄰梁如上所述關(guān)于連接件120橫向連接。通過借助于穿過與凸緣緊固件71側(cè)向隔開的板的對齊孔137的冷緊固件將上連接件130的下板134和下連接件130的上板132連接，從而將兩對相鄰梁縱向連接。圖12表示連接件140，通過連接件140將梁(例如柱)附接到諸如基底或支柱的結(jié)構(gòu)元件148。連接件140包括連接到梁145的橫向端的套管狀連接件80。連接件80的縱向自由邊緣142，即遠(yuǎn)離梁145延伸的邊緣焊接到基本與梁145的腹板7垂直的結(jié)構(gòu)端板146。然后板146放置成與結(jié)構(gòu)元件148抵接并通過連接件149以足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度附接到其上，從而承受梁145將經(jīng)受的所有預(yù)期的力和力矩。應(yīng)理解，本發(fā)明的任何梁系統(tǒng)都不變地采用用于附接到結(jié)構(gòu)元件的連接件140。圖13表示用于通過剛性連接來連接垂直梁154和水平梁158的連接件150。連接件150包括兩個(gè)分別通過諸如盲鉚釘?shù)耐咕壘o固件71以及諸如螺栓和對應(yīng)螺母的腹板緊固件72連接到梁154和158的角部套管152和153。角部套管152和153具有兩個(gè)隔開的梯形腹板159，它們構(gòu)造成使其遠(yuǎn)端邊緣161，即遠(yuǎn)離角部的邊緣基本縱向布置，并且其近端邊緣163，即最靠近角部的邊緣相對于遠(yuǎn)端邊緣161傾斜，例如傾斜約45度角。角部套管152和153還具有從遠(yuǎn)端邊緣161延伸到近端邊緣163的長凸緣164和短凸緣166。傾斜端板167和168放置成分別與角部套管152和153的近端邊緣163以及凸緣164和166抵接并焊接到其上。然后將兩個(gè)傾斜端板167和168螺栓連接在一起。角部套管從其近端邊緣到與其力傳遞接觸的對應(yīng)梁的近端橫向邊緣的體積是中空的。圖14A至14C表示設(shè)有反應(yīng)板插入件176、用于通過剛性連接將垂直梁154和水平梁158連接的連接件170。連接件170與連接件150(圖13)的構(gòu)造類似，包括分別通過可以與反應(yīng)板插入件176的對應(yīng)內(nèi)螺紋孔171和179接合的細(xì)長凸緣緊固件181以及腹板緊固件172連接到梁154和158的兩個(gè)角部套管182和183。插入件176的短板172附接到對應(yīng)梁的與連接件170的長凸緣184相鄰的凸緣6和16。插入件176的長板174從短板172的近端邊緣向近側(cè)延伸，從而允許連接件170的凸緣184的未與梁的凸緣抵接的一部分固定。因此連接件170可承受施加到其上的相對較大的力。角部套管182和183具有兩個(gè)隔幵的梯形腹板，它們的構(gòu)造類似于圖13的腹板159，只是橫向尺寸較長。圖15表示連接件190，其適于將梁194連接到桁架195，例如圈梁或脊梁。連接件190包括連接到梁194的橫向端的套管80A、連接到桁架195的中間部并基本垂直于套管80A的套管80B、焊接到套管80A的兩個(gè)腹板并在其間側(cè)向延伸的端板197、以及焊接到套管80B的相鄰腹板的中心和端板197的中心并從該處橫向延伸的板198。圖16表示連接件200，其適于例如在諸如房頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)處進(jìn)行脊連接。連接件200包括螺栓連接在一起的兩個(gè)端板201和202，分別焊接到板201和202的兩個(gè)對稱套管204和205、以及兩對對稱的三角肋207和208。肋207和208通常(但不是必須地)定向成使得它們的底邊緣217和218分別平行于下層地面。套管204和205的橫向近端以預(yù)定角度切割，然后將近端邊緣放置成與對應(yīng)的端板抵接并焊接到其上。適于加強(qiáng)連接件200的每個(gè)肋207和208焊接到對應(yīng)的連接件凸緣以及對應(yīng)的端板，從而肋的短支腳與端板接觸而長支腳與連接件凸緣接觸。然后梁212和214分別插入套管204和205中并與其連接。利用連接件200，梁212與214之間的角度可確保為預(yù)定值，并且可維持脊連接的結(jié)構(gòu)一體性。參照圖17，連接件220適于將柱225連接到梁228。連接件220包括設(shè)有端板146的圖12的連接件140、圖28的兩個(gè)連接件55以及多個(gè)預(yù)焊接肋229。連接件140連接到梁228的橫向端，并且每個(gè)連接件55連接到柱225的對應(yīng)側(cè)端。在柱225的每個(gè)側(cè)端，板59通過冷緊固件連接到柱225的腹板，元件61抵接柱225頭部中的對應(yīng)傾斜元件，板57通過冷緊固件連接到端板146(見圖28)。多個(gè)水平布置的肋229(例如三個(gè)，如圖所示)焊接到板57和59。圖18表示連接件230，其也適于將柱225連接到梁228。雖然通過圖17的連接件220連接的柱和梁為并排關(guān)系，但連接件230構(gòu)造成將垂直隔開的柱和梁連接。也就是說，連接件230與連接件220相同(盡管定向不同)，并設(shè)有圖12的構(gòu)件140、圖28的兩個(gè)連接件55以及多個(gè)預(yù)焊接肋229。圖19表示連接件240，其適于將縱向尺寸不同的兩個(gè)互相垂直的梁242和244連接。連接件240包括圖8的單腹板連接件100和形狀可變的平面元件245。形狀可變元件245具有連接到梁242的腹板的矩形部246和在連接件100的基本橫向中心線處焊接到連接件100的細(xì)長部248。也就是說，形狀可變元件245的橫向邊緣焊接到連接件100的傾斜元件101和103以及腹板104。圖20和21分別表示用作線纜連接器的連接件250和260。在圖20中，連接件250包括圖8的單腹板連接件100、沿著連接件100的腹板104的中心線縱向延伸并焊接到其上的加強(qiáng)元件251、以及關(guān)于加強(qiáng)元件251對稱并從腹板104側(cè)向延伸的共面板253和254。板253和254焊接到腹板104和加強(qiáng)元件251上，并鉆有單個(gè)對應(yīng)孔，抗風(fēng)加強(qiáng)線纜256和257的鉤形端259可分別與該孔接合。在圖21中，連接件260包括連接到梁252的腹板的L形元件265。元件265的支腳267從梁252的腹板側(cè)向延伸，并鉆有兩個(gè)孔，線纜256和257的鉤形端可分別與該孔接合。圖22至26表示連接到對應(yīng)檁條的連接件。任何理想數(shù)量的檁條可通過對應(yīng)數(shù)量的連接件連接到梁。在圖22中，連接件270包括連接到梁272的圖6的連接件、沿著連接件80的腹板86的中心線縱向延伸并焊接到其上的加強(qiáng)元件278。C形檁條275的腹板274連接到加強(qiáng)元件278，使其一個(gè)橫向邊緣279與連接件80的腹板86抵接。在圖23中，連接件280是L形元件284，其中支腳286連接到梁282的腹板。垂直于支腳286并且尺寸相同的支腳287連接到C形檁條275的腹板274。圖24表示連接件290，其包括分別連接到梁292的兩個(gè)側(cè)端的兩個(gè)圖9的連接件110。板295垂直于對應(yīng)連接件110的腹板114焊接，并且縱向尺寸與腹板114相同。三角肋298焊接到腹板114的底邊緣和板295。從而兩個(gè)共面的C形檁條275可連接到連接件290，從而檁條275的腹板274連接到對應(yīng)板295并抵接腹板114。在圖25中，連接件300包括連接到梁302的圖9的連接件110、三角肋303和矩形板45。肋303的支腳304焊接到連接件110的凸緣107，肋303的支腳307焊接到板45，板45還可焊接到凸緣107。板45又連接到Z形檁條305的腹板309。在圖26中，連接件310包括圖27的兩個(gè)互相垂直的板45C和45D、以及焊接到板45C和45D的三角肋303。板45C連接到梁的凸緣，板45B連接到Z形檁條305的腹板309。如圖35所示，連接件450可連接到組合梁10和壁455。連接件450包括兩個(gè)對稱部件460和465。每個(gè)部件包括通過腹板緊固件72連接到梁10的相鄰腹板7的腹板部462、通過冷緊固件457連接到壁455的壁抵接板466、以及從腹板部462延伸到壁抵接板466并與梁10的傾斜元件或唇部互相穩(wěn)定接觸的傾斜元件464。對由本發(fā)明的梁系統(tǒng)支撐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的建筑師和土木工程師受益于多種可能性的選擇?？梢曰谠O(shè)計(jì)載荷和應(yīng)力集中選擇上述梁和連接件的各種組合。梁系統(tǒng)的承載能力也可通過改變對梁或連接件預(yù)制所用的金屬板的厚度而改變，或者通過改變用于連接梁和連接件的冷緊固件的數(shù)量和位置而改變。在圖31所示的梁系統(tǒng)350中，例如在提供剛性連接的連接件150(圖13)的角部355附近發(fā)現(xiàn)最大的應(yīng)力集中。連接件150連接到柱154和脊梁214，柱154連接到基底附接的連接件140。兩個(gè)脊梁212和214通過連接件200(圖16)連接。連接件150中的應(yīng)力集中可通過增加構(gòu)成連接件150的金屬板的厚度而減小。相比之下，在現(xiàn)有技術(shù)的剛性連接中，為了減小在剛性連接處的應(yīng)力集中，必須增加整個(gè)明顯較長的脊梁的厚度，從而需要時(shí)間密集且昂貴的組裝操作。連接件150中的應(yīng)力集中還可通過增加其角部套管的橫向尺寸而減小。隨著連接相鄰脊梁的緊固件更靠近剛性連接的角部355，應(yīng)力集中增加，從而需要更大量的緊固件。因此，通過增加角部套管的橫向尺寸而減小冷緊固件所受到的應(yīng)力集中。在表示連接到兩個(gè)梁10的連接件120(圖10)的圖32所示的梁系統(tǒng)360中，其中梁IO又分別通過連接件140(圖12)連接到兩個(gè)柱(未示出)，在連接件120插設(shè)在兩個(gè)梁10之間時(shí)在連接件120中發(fā)現(xiàn)最高的應(yīng)力集中?？赏ㄟ^增加連接件120的厚度，而不必像現(xiàn)有技術(shù)梁系統(tǒng)中至今為止所實(shí)踐的那樣增加梁10的厚度來減小應(yīng)力集中。圖33表示由多個(gè)上述梁和連接件組裝的示例性梁系統(tǒng)380。應(yīng)理解，也可采用其它適當(dāng)?shù)牧汉瓦B接梁。系統(tǒng)380的布置類似于現(xiàn)有技術(shù)梁系統(tǒng)的布置，然而由于使用本發(fā)明的組合梁和連接件，與系統(tǒng)380相關(guān)的用鋼量和組裝成本明顯小于現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)。梁系統(tǒng)380包括多個(gè)柱225，一些柱225隔開L的跨距，一些柱225隔開2L的跨距。前排382包括6個(gè)柱，中排384包括5個(gè)柱，末側(cè)排386包括5個(gè)柱。每個(gè)柱225通過對應(yīng)的連接件140(圖12)連接到基底。脊梁212或214通過連接件150(圖13)實(shí)施的剛性連接而連接到柱225。連接件200(圖16)連接一對脊梁212和214，并且沿著每個(gè)側(cè)排配置一對脊梁，使得所述多個(gè)脊梁對互相平行。為了將連接件200連接到對應(yīng)的中心柱225C，將水平定向板焊接到對連接件200進(jìn)行加強(qiáng)的肋207和208(圖16)的底邊緣。然后連接件140連接到中心柱225C的最上部，使得連接件140的板146面向上，并通過冷緊固件附接到焊接至肋207和208的板。多個(gè)檁條305垂直于所述多個(gè)脊梁布置，從而支撐金屬平臺(tái)。連接件300(圖25)用于將檁條305連接到每個(gè)脊梁，連接件300跨過每個(gè)脊梁延伸并被脊梁支撐。當(dāng)檁條附接至剛性連接時(shí)，例如沿著前排382，使用包括連接件150的連接件381，在連接件150的角部套管153(圖13)的凸緣164焊接有肋303(圖25)，肋303還焊接到與檁條305的腹板309連接的板45。橫梁10，例如沿著末側(cè)排386配置的橫梁10通過包括與柱連接的第一連接件80(圖6)、與橫梁連接的第二連接件80以及水平布置板198(圖15)的連接件389連接到每個(gè)柱225，水平布置板198焊接到第一連接件的大致橫向中心線以及第二連接件的大致縱向中心線上?？癸L(fēng)加強(qiáng)線纜與連接件260(圖21)接合。圖34表示由多個(gè)與圖33的系統(tǒng)380所用相同的梁和連接件組裝的示例性梁系統(tǒng)390。由于本發(fā)明的組合梁相對于傳統(tǒng)I形梁增加的側(cè)向穩(wěn)定性和強(qiáng)度重量比，并且由于使用與梁力傳遞接觸的連接件，由厚度適中(例如4mm)的金屬板制成的梁可在沒有拉條或橋接的情況下跨過比現(xiàn)有技術(shù)梁的最大自由跨距大得多的距離，例如25m。如圖所示，梁系統(tǒng)390沿其前排382具有與圖33的梁系統(tǒng)380數(shù)量相同的柱225，即6個(gè)柱，而其中排384僅包括2個(gè)柱，末側(cè)排386僅包括3個(gè)柱。因此沿著末側(cè)排386的跨距可以多達(dá)4L。而且，橫梁是不必要的。雖然己經(jīng)通過例示而描述了本發(fā)明的一些實(shí)施方式，但很明顯本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行許多修改、變更和改進(jìn)，并且使用多種等同或替代解決方案，而不脫離本發(fā)明的精神或超出權(quán)利要求的范圍。權(quán)利要求1.一種模塊化加強(qiáng)結(jié)構(gòu)梁和連接件系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括a)至少一個(gè)組合梁，該組合梁具有兩個(gè)定向相反的三角形閉合頭部和在所述兩個(gè)閉合頭部之間插設(shè)的橫向延伸的腹板，每個(gè)所述梁包括兩個(gè)單獨(dú)的部件，所述兩個(gè)部件布置成使得所述兩個(gè)部件的對應(yīng)頭部彼此嵌套，并且所述兩個(gè)部件的相鄰元件互相穩(wěn)定接觸；以及b)多個(gè)連接件，所述連接件中的至少兩個(gè)連接到所述組合梁中的一個(gè)和另一結(jié)構(gòu)元件，并且與它們力傳遞接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁系統(tǒng)，其中，所述組合梁的每個(gè)部件包括第一頭部、第二頭部和插設(shè)在所述第一頭部與第二頭部之間的縱向布置的腹板部，所述第一頭部和第二頭部構(gòu)造有對應(yīng)的基本側(cè)向布置的凸緣、從所述凸緣的第一側(cè)端延伸到所述腹板部的傾斜元件、以及從所述凸緣的第一側(cè)端延伸并且長度比所述傾斜元件明顯短的傾斜唇部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梁系統(tǒng)，其中，三角形閉合頭部的第一邊分別包括所述兩個(gè)組合梁部件的兩個(gè)凸緣，第二邊和第三邊包括所述組合梁部件中的一個(gè)的傾斜元件和另一組合梁部件的唇部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的梁系統(tǒng)，其中，相對于閉合頭部的第二邊和第三邊，所述傾斜元件及其對應(yīng)凸緣之間的角間距基本等于所述唇部元件及其對應(yīng)凸緣之間的角間距。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的梁系統(tǒng)，其中，三角形閉合頭部的相鄰邊角度隔開60度角。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梁系統(tǒng)，其中，每個(gè)梁部件被冷軋。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梁系統(tǒng)，該梁系統(tǒng)還包括用于將所述第一梁部件和第二梁部件的對應(yīng)凸緣接合的裝置，以用于防止所述梁部件中的一個(gè)的相對橫向移動(dòng)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的梁系統(tǒng)，其中，所述凸緣接合裝置是冷緊固件。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梁系統(tǒng)，該梁系統(tǒng)還包括用于將所述第一梁部件和第二梁部件的對應(yīng)腹板部接合的裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的梁系統(tǒng)，其中，所述腹板接合裝置是冷緊固件。11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梁系統(tǒng)，其中，所述第一頭部的凸緣的側(cè)向尺寸比所述第二凸緣部分的凸緣長。12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的梁系統(tǒng)，其中，第一部件和第二部件相同，所述第二部件的定向與所述第一部件相反，使得所述第二部件的所述第一頭部嵌套在所述第一部件的所述第二頭部內(nèi)，所述第一部件的所述第一頭部嵌套在所述第二部件的所述第二頭部內(nèi)。13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梁系統(tǒng)，其中，所述第一頭部的凸緣的側(cè)向尺寸與所述第二凸緣部分的凸緣相同。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的梁系統(tǒng)，其中，所述第二部件的所述第一頭部嵌套在所述第一部件的所述第一頭部內(nèi)，所述第二部件的所述第二頭部嵌套在所述第一部件的所述第二頭部內(nèi)。15.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的梁系統(tǒng)，其中，所述第二部件的所述第一頭部嵌套在所述第一部件的所述第一頭部內(nèi)，所述第二部件的所述第二頭部嵌套在所述第一部件的所述第二頭部內(nèi)。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁系統(tǒng)，其中，第一部件的頭部的頂點(diǎn)通過在其中嵌套有所述第一部件頭部的第二部件的頭部加固。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的梁系統(tǒng)，其中，所述第一部件的傾斜元件與腹板部之間的接合部和所述第二部件的傾斜元件與腹板部之間的接合部在與對應(yīng)凸緣平行的平面上共面。18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梁系統(tǒng)，其中，連接件通過能夠與在該連接件和梁中鉆出的對應(yīng)對齊孔接合的冷緊固件連接到組合梁。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的梁系統(tǒng)，其中，所述連接件是通過冷緊固件現(xiàn)場連接的成品。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的梁系統(tǒng)，其中，所述連接件包括焊接在一起的多于一個(gè)的元件。21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的梁系統(tǒng)，其中，連接件通過冷緊固件和內(nèi)部附接到所述梁的反應(yīng)板插入件而連接到組合梁。22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的梁系統(tǒng)，其中，連接件構(gòu)造成具有選定的橫向、縱向和側(cè)向尺寸的套管，并且適于完全圍繞組合梁周長具有所述選定尺寸的一部分，并與該部分互相穩(wěn)定接觸。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的梁系統(tǒng)，其中，所述套管包括焊接在一起的兩個(gè)冷軋?jiān)?4.根據(jù)權(quán)利要求22所述的梁系統(tǒng)，其中，所述套管包括單個(gè)元件，該單個(gè)元件的兩個(gè)相鄰邊緣焊接在一起。25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的梁系統(tǒng)，其中，所述套管包括兩個(gè)相鄰的半套管，它們分別連接到梁的兩個(gè)側(cè)向邊。26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的梁系統(tǒng)，其中，所述連接件僅構(gòu)造有一個(gè)腹板。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的梁系統(tǒng)，其中，所述連接件的所述腹板明顯比附接有所述連接件的所述梁的腹板短。28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的梁系統(tǒng)，其中，所述連接件包括與梁的腹板或凸緣力傳遞接觸的板。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的梁系統(tǒng)，其中，所述連接件包括兩個(gè)角度隔開的板和在所述兩個(gè)板之間延伸并相對于所述兩個(gè)板傾斜的元件。30.根據(jù)權(quán)利要求20所述的梁系統(tǒng)，其中，所述連接件還包括至少一個(gè)肋。31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的梁系統(tǒng)，其中，所述連接件構(gòu)造為剛性連接。全文摘要一種模塊化加強(qiáng)結(jié)構(gòu)梁和連接件系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)組合梁，該組合梁具有兩個(gè)定向相反的三角形閉合頭部和在所述兩個(gè)閉合頭部之間插設(shè)的橫向延伸的腹板，每個(gè)所述梁包括兩個(gè)單獨(dú)的部件，所述兩個(gè)部件布置成使得所述兩個(gè)部件的對應(yīng)頭部彼此嵌套，并且所述兩個(gè)部件的相鄰元件互相穩(wěn)定接觸。多個(gè)連接件連接到所述組合梁中的一個(gè)和另一結(jié)構(gòu)元件，并且與它們力傳遞接觸。文檔編號(hào)E04B7/02GK101384777SQ200780005177公開日2009年3月11日申請日期2007年2月12日優(yōu)先權(quán)日2006年2月12日發(fā)明者拉姆·納翁申請人:拉姆·納翁