專利名稱：雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)本身及有關(guān)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由一層被平板(通常是碳素鋼的)覆蓋的填充材料(通常是水泥材料例如混凝土)組成的雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)此種結(jié)構(gòu)的方法。較輕的填充材料例如加填料合成樹脂可用于某些用途。尤其但非唯一的是，本發(fā)明涉及專門用雙層皮復(fù)合板材組裝而成的雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)，這種板材包括兩塊位于一層混凝土各一側(cè)上并由橫向構(gòu)件連接在該處的面板。
雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)可由各種本身就可用于不同方面的材料來構(gòu)造。通常，這類結(jié)構(gòu)包括一層鋼-混凝土-鋼夾層構(gòu)造，并顯示出與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相似的特性，而且其優(yōu)點(diǎn)在于用作加強(qiáng)件的鋼面板能使整個(gè)厚度小于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)厚度的結(jié)構(gòu)，達(dá)到所要求的強(qiáng)度特性。鋼面板還限定著防護(hù)所用混凝土的不滲透表層。高增強(qiáng)率可達(dá)到，且鋼板用作中間那層混凝土的固定模板。該結(jié)構(gòu)顯示出較高韌性且經(jīng)得起阻力，重量比常規(guī)鋼筋混凝土件輕，構(gòu)造成本與時(shí)間均較為節(jié)省。
已知雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)是由許多單塊雙層皮復(fù)合板材組裝而成，每塊板材焊接在其鄰接的板材上。
因此，GB-A-2136032和GB-A-2136033公開的海外結(jié)構(gòu)中，有一系列弧形部件，這些帶有由鋼絲網(wǎng)連接并填充著水泥材料的內(nèi)、外鋼板的部件，被焊接在一起。另外，GB-A-2258699公開的混凝土填充鋼體支承墻，由一對(duì)被連接構(gòu)件固定并填充著混凝土的鋼面板組成。無論是GB-A-2136032還是GB-A-2136033號(hào)，都未講到固定例如把水平部件與豎直部件固定在一起的可能性。GB-A-2258669公開的配置方式，是用混凝土填充的鋼體支承墻，支住混凝土地板。在這些配置方式中，混凝土地板只不過是疊加在相應(yīng)的支承墻上端而從該處得到支承。
顯然，在幾乎最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)中，必須把被結(jié)合的雙層皮復(fù)合板材的各部分連接在一起，形成如“T”形和“X”形的結(jié)合點(diǎn)。要這樣做，按GB-A-2136022與GB-A-2136023所述僅僅把鄰接板材的毗連鋼板緊密地焊在一起，或按GB-A-2258669的方式，均會(huì)產(chǎn)生一些問題，其中主要的一個(gè)問題是當(dāng)混凝土填入鋼板之間后，受力最重的一些焊接點(diǎn)無法加以檢查。這些焊接點(diǎn)還由于不便靠近而難以施工，往往容易出毛病，引起一些結(jié)構(gòu)使用的問題。還有，許多焊接點(diǎn)由于疲勞耐受級(jí)別低而必須是單側(cè)的。另外，對(duì)曲線形的板材來說，在割掉鋼板以便連接時(shí)，可以會(huì)產(chǎn)生大量材料廢渣。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)(及生產(chǎn)該結(jié)構(gòu)的方法)，它所包括的結(jié)合點(diǎn)會(huì)克服或至少減輕上述問題。
一個(gè)“無縫部件”是制作為單件的細(xì)長(zhǎng)部件，它包括兩個(gè)或多個(gè)拉長(zhǎng)的延伸部件，每個(gè)部件向鄰接部件傾斜。無縫部件可用熱軋、冷制、擠壓、鑄造或其他方式制成。各鄰接部件之間的角度，可以是直角，或可小于90度，或大于90度。各個(gè)部件包括“工”形部件、“H”形部件、“T”形部件、凹形部件、斜角部及凹陷部。無縫部件的重要特征在于，在鄰接部件會(huì)合處，形成堅(jiān)固金屬的輻射平移。
按照“雙層皮復(fù)合板材”這個(gè)術(shù)語的意思，一塊板材包括兩塊被若干連接構(gòu)件結(jié)合在一起的實(shí)為平行的面板，這若干成排間隔的連接構(gòu)件通常裝得與面板成正交，每個(gè)連接構(gòu)件被固定在一塊或兩塊面板上，該板材的內(nèi)部隨后被填上填充材料即水泥材料。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的各鄰接板材被焊接在由一個(gè)或多個(gè)無縫部件組成的接頭上而被連接。
另一方面，本發(fā)明為了提供兩塊雙層皮復(fù)合板材之間結(jié)合點(diǎn)而提供一種接頭以形成一種結(jié)構(gòu)，每塊此種雙層皮復(fù)合板材包括一對(duì)由若干連接構(gòu)件結(jié)合在一起且至少是部分地填有填充材料的金屬面板，每個(gè)此種連接構(gòu)件均固定在那一塊或兩塊面板上，該接頭包括至少一個(gè)帶有凸緣以供焊接一塊雙層皮復(fù)合板材的邊緣這樣的無縫部件。
在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種包括第一塊通常為橫臥的雙層皮復(fù)合板材與第二塊通常為豎直的雙層皮復(fù)合板材這樣的結(jié)構(gòu)，每塊板材包括被若干橫向構(gòu)件結(jié)合在一起并填有水泥材料的兩塊金屬面板以及用于把板料結(jié)合在一起的接頭，該接頭包括從一個(gè)或多個(gè)無縫部件形成的一個(gè)凹陷部，以供焊接相應(yīng)板材的面板。
現(xiàn)參照所附略圖以舉例方式說明本發(fā)明，其中

圖1是符合本發(fā)明的雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)剖面?zhèn)纫晥D；圖2與圖3是符合本發(fā)明的可擇雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)剖面?zhèn)纫晥D或平面圖；圖4與圖5草略顯示符合本發(fā)明的雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)組裝情況；圖6是符合本發(fā)明的雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)組裝后的透視圖。
圖1所示結(jié)構(gòu)，包括把若干單塊板材焊接在一起預(yù)制成的橫臥雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)1，還有也是把若干單塊板材焊接在一起預(yù)制成的豎直雙層皮結(jié)構(gòu)2、3。每塊雙層皮復(fù)合板材，包括被若干金屬橫向構(gòu)件5結(jié)合在一起的兩塊通常為平行的鋼面板4，每個(gè)橫向構(gòu)件的每個(gè)末端被焊接在其毗連的面板上。面板之間的間隙接著被填上填充材料，按常規(guī)是填混凝土。
裝配式結(jié)構(gòu)1、2、3由兩個(gè)無縫部件預(yù)制成的接頭6結(jié)合，無縫部件為熱軋鋼部件7、8，它們被焊接點(diǎn)9固定在一起限定一個(gè)凹陷部10，從凹陷部處向上突出一延伸凸緣11而向下突出一延伸凸緣12。
業(yè)已證實(shí)，雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)中的力及致應(yīng)力往往集中在被結(jié)合的結(jié)構(gòu)之間的連接處，且已發(fā)現(xiàn)使用無縫部件例如熱軋部件(而非僅把腹部焊接在一個(gè)或多個(gè)凸緣上制成的部件)優(yōu)點(diǎn)顯著。這是因?yàn)槭紫?，熱軋使腹部與凸緣之間互連處板的厚度局部增大了，這樣就形成反作用于且減少應(yīng)力集中點(diǎn)的附加強(qiáng)度；其次，熱軋?jiān)诟共颗c凸緣之間互連處產(chǎn)生輻射狀部分，確保力在被結(jié)合的結(jié)構(gòu)之間流動(dòng)，并再度減少應(yīng)力集中點(diǎn)，處長(zhǎng)疲勞期限。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是熱軋部件可輕易向一個(gè)半徑范圍彎曲，從而使其能用于平直的與彎曲的兩種構(gòu)造中。
各預(yù)制部件組裝之前，部件3被填上混凝土，其高度為標(biāo)號(hào)14所示處。然后，把接頭6的凹陷部10沿著部件1面板端接緣之間的焊接點(diǎn)15焊在水平部件1的面板4相應(yīng)末端上，且凹陷部10的外表面由熱軋部件7、8限定。一般來說，面板要裝置得與構(gòu)成接頭的任何部件的腹部對(duì)齊。接著，把下熱軋部件8向下延伸凸緣12的邊緣與下豎直預(yù)制部件3的鋼面板之間的焊接點(diǎn)16焊上，這樣就把部件1及附連的接頭6組裝在部件3上了。
從圖4與圖5可見，可在熱軋部件8的凸緣12內(nèi)表面附接導(dǎo)承17，以輔助精確組裝。導(dǎo)承17也可附接在部件2與3的面板內(nèi)表面上。導(dǎo)承17向內(nèi)斜收，并可制有口子供水泥流入。
導(dǎo)承17除了輔助精確組裝外，還可用作后續(xù)組裝的結(jié)構(gòu)之間焊接點(diǎn)焊接時(shí)的墊板。
在適宜時(shí)，把上豎直預(yù)制部件2定位于上熱軋部件7豎立的凸緣11上。然后把部件2的面板焊在毗連的凸緣11上。隨后往該預(yù)制部件澆入混凝土將其填充。也可將混凝土澆入標(biāo)線14以上的空隙中，熱軋部件7、8的凸緣上則要配有孔洞供混凝土填充該空隙及預(yù)制部件2。
如圖5所示，隨后將一結(jié)構(gòu)18焊接在復(fù)合結(jié)構(gòu)之間那個(gè)接頭的一側(cè)上。結(jié)構(gòu)18可如圖所示為傾斜的，或基本上為水平狀態(tài)的。
在圖2所示構(gòu)造中，預(yù)制的橫臥板材與豎直板材之間的接頭，是把一個(gè)凹形熱軋部件21與一個(gè)熱軋“I”形部件焊在一起而制成的。在圖3所示構(gòu)造中，單根鋼板19被焊接在一個(gè)“I”形無縫部件20的一個(gè)側(cè)面上。結(jié)構(gòu)的組裝類似于上述那樣。圖1與圖2所示構(gòu)造，僅是許多符合本發(fā)明可用的構(gòu)造中的范例。
圖6顯示了把結(jié)合了的結(jié)構(gòu)組裝起來的情況。從圖中可看出，熱軋接頭23與結(jié)合了的雙層皮復(fù)合豎直結(jié)構(gòu)24、25，連同形狀適合補(bǔ)嚴(yán)接頭23曲面的水平結(jié)構(gòu)26的毗連邊緣，形成曲線形。接頭23中開有孔洞27供填充材料流動(dòng)。
從上述說明顯而易見，使用符合本發(fā)明的熱軋部件，難以靠近的焊接點(diǎn)數(shù)目會(huì)減至最少，一旦混凝土被澆入各預(yù)制部件里，圖1所示構(gòu)造中的焊接點(diǎn)只會(huì)有一個(gè)完全難以靠近。該焊接點(diǎn)位于接頭的相對(duì)較厚從而應(yīng)力也較小的凸緣中，不可能有什么妨礙。另外，采用圖示的構(gòu)造，趨于集中在接頭處的應(yīng)力，會(huì)由于使用熱軋部件使面板厚度局部增大而可輕易抵消掉。此種增厚通常起到把臨界區(qū)域的應(yīng)力減小的作用。而且，熱軋部件具有腹部與凸緣在該處互接的半徑范圍，此類半徑范圍有助于力從一個(gè)結(jié)構(gòu)流向另一個(gè)結(jié)構(gòu)，從而會(huì)減少應(yīng)力集中點(diǎn)并延長(zhǎng)疲勞期限。
如上所述，熱軋部件可向一個(gè)半徑范圍彎曲，從而使這些部件在平直的與彎曲的構(gòu)造中都能用，這就大大節(jié)省了制作力量。
顯然，以上所述僅是按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的范例，只要不超出隨附權(quán)利要求書公布的本發(fā)明真實(shí)范圍即可隨意改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中相鄰的雙層皮復(fù)合板材通過焊接連接在一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)無縫部件的接頭上。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于接頭由被焊接點(diǎn)固定在一起以限定一個(gè)凹陷部的兩個(gè)無縫部件制成，該凹陷部上凸起凸緣，一塊毗連板材面板的邊緣被固定在該凸緣上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于該或每個(gè)無縫部件是熱軋部件。
4.如權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于該或每個(gè)無縫部件是擠壓部件。
5.如權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于該或每個(gè)無縫部件是冷制部件。
6.如權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于該或每個(gè)無縫部件是鑄造部件。
7.如上述各條權(quán)利要求中任一條所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于導(dǎo)承被固定在從接頭上凸出的凸緣的內(nèi)表面上，該導(dǎo)承的位置被定得與一毗連板材的內(nèi)表面對(duì)齊，以便輔助組裝。
8.為兩塊雙層皮復(fù)合板材之間提供結(jié)合部以形成一個(gè)結(jié)構(gòu)的接頭，每塊此種雙層皮復(fù)合板材均包括一對(duì)被若干橫向構(gòu)件結(jié)合在一起且至少部分地填有填充材料的金屬面板，每個(gè)此種橫向構(gòu)件均被連接在一塊或兩塊面板上，接頭包括至少一個(gè)有凸出的凸緣的無縫部件， 一塊雙層皮板材的面板邊緣被焊接在該凸緣上。
9.如權(quán)利要求8所述的接頭，其特征在于該接頭包括若干被焊接在一起以限定一個(gè)帶有凸出的凸緣的凹陷部之無縫部件，一塊雙層皮板材的面板被焊接在該凸緣的邊緣上，另一塊雙層皮板材的面板被焊接在熱軋鋼部件凹陷部的一側(cè)上。
10.如權(quán)利要求8或9所述的接頭，其特征在于一塊板材被裝置得與另一塊板材成為或接近90度角。
11.如權(quán)利要求8至10中任一條所述的接頭，其特征在于導(dǎo)承被固定在凸出的凸緣內(nèi)表面上，以助于接頭對(duì)齊，并將毗連的板材焊接在該處。
12.一種結(jié)構(gòu)包括第一塊通常為橫臥的雙層皮復(fù)合板材，以及第二塊通常為豎直的雙層皮復(fù)合板材；每塊板材包括兩塊被若干金屬橫向構(gòu)件結(jié)合在一起并填有水泥材料的金屬面板，還包括把板材結(jié)合在一起的一個(gè)接頭；該接頭包括若干被焊接在一起以限定一個(gè)有凸出凸緣的凹陷部之無縫部件，相應(yīng)板材的面板被焊接在該凸緣上。
13.如權(quán)利要求8至12中任一條所述的接頭，其特征在于在一個(gè)或多個(gè)接頭表面制有孔洞以供填充材料穿流。
14.一種雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)即如以上所述并如參照隨附略圖中圖1或圖2或圖3或圖4與圖5或圖6所述。
15.一種雙層皮復(fù)合結(jié)構(gòu)所用接頭即如以上所述并如參照隨附略圖中圖1或圖2或圖3或圖4與圖5或圖6所述。
全文摘要
一種為一個(gè)結(jié)構(gòu)的兩塊雙層皮復(fù)合板材之間提供結(jié)合點(diǎn)的接頭。每塊雙層皮復(fù)合板材包括一對(duì)被若干橫向構(gòu)件結(jié)合在一起并至少部分地填有水泥填充材料的金屬面板。每個(gè)橫向構(gòu)件被連接在該兩塊面板上且該接頭包括一個(gè)或多個(gè)無縫部件。
文檔編號(hào)B23K31/02GK1150400SQ9519233
公開日1997年5月21日 申請(qǐng)日期1995年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月31日
發(fā)明者休·G·鮑爾曼, 巴薩姆·A·伯贛 申請(qǐng)人:英國(guó)鋼鐵公司