专利名称：轻型钢加肋通道、自安置条板和框架系统的制作方法
技术领域：
本发明是一种由1/2″加肋通道拉制金属条板建筑部件和轻型钢框架系统所组成的两部件式建筑框架系统。
背景技术：
对使用普通建筑材料(轻型钢和硅酸盐水泥)的建筑系统有一种国际性的需求，这些建筑材料在全世界范围内都易于得到，可以以较少的劳力和成本高效地快速安装，并能承受极端气候和自然力的影响。该建筑系统还必须在环保上是良好的，看上去与传统建筑和结构类似并节省使用自然资源。
世界上很多国家住房短缺。近些年，建筑师、工程师、建设者和开发商很难跟上住房的市场需求，所述住房能承受火灾、龙卷风、地震、洪水、飓风和虫害。随着由于劳力的整体短缺导致的劳动力成本增加，地方、国家和政府建筑官员力争改善结构的标准同时仔细考虑平衡兼顾耐用住房与高效地构造住房所需的附加费用。
在许多第三世界国家中，对可居住结构和建筑的需求已达到风行的程度。由于当前的建筑技术和方法太慢、太旧和太费劳力，没有办法产生足够的量来跟上这些区域的快速人口增长。
石材、块材和混凝土建筑材料是久经测试的并在许多社会和区域中证明过其有效性。但是，由于用这些材料来建造很慢且不能产生所需的可抵挡苛刻的环境的效果，建筑技术中的变化必须出现以跟上全球的增长。硅酸盐水泥，一种普通的自然资源，在全世界用来制造混凝土、灰泥、石膏和拉毛水泥已有两千多年。自从十九世纪早期以来就已使用和依赖钢铁。上述这些材料都是成本经济并易于从世界各地的生产商处购得的。
因此，轻型钢框架将是对世界有益的建筑系统，所述轻型钢框架可以用混凝土外/内涂层来覆盖，就会与传统由石块、混凝土和灰泥构造的建筑物非常类似。
有一些建筑系统，它们使用轻型条板、筛网、金属网或类似材料来构造各种类型的灰泥和石膏覆盖的建筑。所有这些系统使用固定件将条板贴附到框架上且必须用于诸如胶合板的固体底层上以形成具有适当的强度和可以贴附金属网孔条板的材料。一旦条板被固定，则灰泥或石膏涂层就被涂覆到底层上的一组层上。条板一旦嵌入水泥涂层中，它就给涂层提供更高的强度和柔性来提高涂层的性能。
第一种类型的条板是菱形网孔条板。它是由金属薄片制成的，这些金属薄片由刀切开随后拉伸分开。其图案类似一致织物图案中的小菱形形状。该菱形金属条板与本发明不同，因为它必须用钉子或螺丝固定到其底层，并且由于产品的内在脆弱性，故只限于用在固体表面和作为一种结构元件。封闭的菱形图案允许其用于轮廓、装饰工件和石膏修整。
还可以得到自钉条板，诸如波纹菱形和高肋条板，它使条板从表面凸出。这些自钉条板可使灰泥或石膏在水泥涂层中间密封条板，给灰泥或石膏提供更高的强度。自钉条板与本发明不同，因为它们需要使用螺丝或钉子来贴附到诸如胶合板或防水石膏板的固体底层上以确保可靠的连接。
同样也可以得到具有交替菱形图案和连续平肋的钢铁的条板，由于其独特的形状而提供了额外的强度和支承。这种类型的条板可以用在开框架上而无需使用固体底层，但其限于跨度不超过16″并且不是自钉条板。3/16″的平肋以2″的中心距间隔开并通过条板的连续长度。平肋条板与本发明不同，因为它必须用机械方式固定以使可靠。
最后，还有3/8″平肋条板，它是具有沿着薄板长度上的倒人字形图案中的菱形条板、3/16″肋和3/8″V形肋的组合的条板。V形肋以4-1/2″的间距间隔开并形成具有隔开至少16″的框架部件的开式框架腔的结构支承。这种类型的条板与本发明不同，因为它必须用机械方式固定以使其可靠。
菱形网孔条板、自钉条板、肋条板和3/8″肋条板与本发明不同，因为它们每个都需要固定件来贴附到框架部件或建筑结构上。常规条板应用需要每块2’×8’薄板需要36到45个固定件，而本发明却不需要，由此可节省固定件的成本和机械固定嵌板所花的时间。
40多年以来，轻型框架部件都是由各种厚度和宽度的薄金属卷制成的。这些金属通过机器卷绕，将该金属卷成标准化的形状。框架部件由两个主要部分组成凸缘和壁板。这两个部件可以在制造过程中变化以实现不同的强度和形状。没有一个产品在其部件的凸缘内有接纳凹口。
1985年10月30日Illinois Tool Works的欧洲专利no.159764示出了一种用于安装诸如与支架分开的条板之类的薄板的固定件。Illinois Tool Works的发明与本发明不同，因为它不提供自安置条板，而用固定装置。
1991年12月20日Adachi等人的日本专利No.03290555示出一种用于内壁的固定方法。Adachi的发明与本发明不同，因为它是将顶板或地板的木梁贴附到钢装配装置中的方法，它并不提供钢条板安装方法。
1991年12月17日Misaka的日本专利No.03286029示出一种钢质地下壁及其结构。Misaka的发明与本发明不同，因为它是使用由梁组成的钢质栅格的地震加固件，并不包括条板装置。
1993年12月15日International Building Systems，Inc.欧洲专利no.434869示出一种钢撑柱(Steel Stud)和预制板(Precast Panel)。International BuildingSystems的发明与本发明不同，因为它不是自安置的并在设置混凝土之前需要固定装置。
1994年6月7日Harino等人的日本专利no.06158858示出一种用于混凝土基础的结构(Form)。Harino的发明与本发明不同，因为它没有自安置条板，而是将混凝土注入板的装置。
1996年10月15日Miyata的日本专利no.08270142示出一种用于隔墙的钢撑柱。Miyata的发明与本发明不同，因为它是一种用于支承防火板的耦合系统，且它没有条板安置装置。
1997年10月28日Hosoda的日本专利no.09279806示出一种用于肋条板的固定方法。Hosoda的发明与本发明不同，因为它是用于将包括螺丝附加装置的条板固定以便在凹陷处穿入条板的装置，且没有设置自安置条板装置。
1998年6月23日Hosoda的日本专利No.10169189示出一种肋条板。Hosoda的发明与本发明不同，因为它不提供自安置条板系统，而且也不提供附加的撑柱系统。
1998年9月8日Shiozu等人的日本专利no.10237994示出一种混凝土板。Shiozu的发明与本发明不同，因为它需要加热装置来将条板贴附到钢撑柱上，而且它没有作为条板的组成部分的加强梁。
因此，就构成了对一种条板的需要，这种条板可以应用到轻型开口腔钢框架建筑中，不需要固定件永久连接，也不需要固体底层来使其可靠。
发明概述本发明包括两个部分1/2″加肋通道、自安置的金属条板，以及具有整体形成的接纳凹口的轻型钢框架系统。它旨在用于各种类型的建筑、家庭和结构的构造。当相互插入时，条板中出现的独特形状，常规是凸端(male end)，和在框架部分的凸缘上，常规是凹端，将两个发明保持在一起。在将条板压入框架时，条板变成永久地贴附到框架上而无需采用通常隔开约4-6″放置的自攻螺丝或机械固定件。轻型钢的边缘和1/2″加肋通道支承开口腔上的条板，在那里建筑部件间隔开16″，24″，30″，36″或其它标准或习惯量值分布。
通过将1/2″加肋通道置于轻型钢框架内的接纳凹口上和用塑性锤击器或滚压机将条板压入，用接纳凹口将1/2″加肋通道条板安装在轻型刚框架部件内。由于独特的单向适配设计，用接纳凹口永久地将纵向1/2″加肋通道条板插入轻型钢部件中。结果，无需接合件就可将这两个方面贴附在一起。将条板压入框架是比将条板贴附到钢框架上更节约成本的方法，因为不用接合件来安装且安装更快，由此消除了额外的劳动成本。
本发明被设计成不用接合件而将条板贴附到框架而制成在一起，且无需固体底层就能以可靠的方式从一个钢支承横跨到另一个钢支承。条板提供了用来涂覆胶结灰泥的连续表面，同时又提供了沿条板的纵向通道，还构成了连续、较小的腔。此外，在将加肋通道结合入本发明中轻型钢框架系统的接纳凹口中时，加肋通道通过使部件保持不作侧向运动和旋转运动而提高了其结构的完整性。可以将结构灰泥插入这些腔中以提高建筑系统的完整性。一旦这些腔由灰泥填充，则它们起到类似于混凝土中采用的钢加强条的作用。
一旦结构灰泥设置在加肋通道内，则由于通道的独特单向安装适配设计和胶合材料构建在腔内，条板永久地贴附到框架上。本发明可以用于其部件以中心距24″间隔开的框架上，从而降低了制作建筑板时所需的部件量。无需采用诸如夹板的固体底层，在建筑过程中使用较少的材料，降低了成本并减少了由腐烂、虫害和火灾引起的故障的机会。
这两个发明可以制成墙壁、地板、天花板和屋顶板并可以用于各种应用场合，诸如外墙、内墙、外屋顶、内天花板、围墙、桥面板、栅栏、边墙、走廊、基墙、地下室墙等等。
附图概述
图1是一段1/2英寸加肋通道条板的前视图。
图2是1/2英寸加肋通道条板的侧视图。
图3是有轻型钢框架体的撑柱的侧视图。
具体实施例方式
本发明是一种轻型条板和框架系统，用于屋顶、地板、天花板、地基、基板、走廊、桥面、围墙和建筑构造中的内外壁。无需接合件就可将本发明装配在一起，且无需固体底层就可在部件间横跨。
1/2英寸加肋通道、拉制金属网孔的自安置条板(10)由各种规格金属的薄平板构成并可切割成标准长度。随后，这些薄板可以通过将条板(10)压入框架(15)来贴附到预制板上。1/2英寸加肋通道、拉制金属的自安置条板(10)被放在带有接纳凹口(25)的轻型钢框架(15)上，随后被压入预制板中。
接纳凹口(25)可以构建成轻型钢部分的凸缘，诸如撑柱、托梁、椽子、檩条等等，与条板(10)中的纵向自安置肋(20)的间隔布置相结合。随后，将这些框架部件制成板块并准备用于条板(10)的应用场合。
可嵌入3/16″或1/4″直径加强条(未示出)来代替置于腔中来增加跨度间的强度的结构涂层。将加强条(未示出)用于腔内可加大框架部件(15)之间的跨度，提高强度，减小侧向运动和旋转运动，并由于板中独特的单向适配设计而提供了条板到接纳凹口的永久连接。该应用将是在地板应用场合中典型的，其动静建筑负荷大大高于墙壁、天花板和屋顶。
结构灰泥和石膏可以通过如下两种方法应用到本发明中通过手工用镘刀涂抹或通过机器喷涂。在喷涂涂层的情况中，必须在条板(图1，10)后安装一种编网或网孔(未示出)以便抓住经过自安置条板的开口的水泥喷射。这种编网或网孔在安装自安置条板(图1，10)之前就设置在嵌镶板框架(图3，15)上。在将条板(图1，10)压入凸缘的接纳凹口(图3，25)时，编网或网孔(未示出)永久地粘附在框架和条板之间，同时拉紧形成另一个介质以便水泥材料贴附。
在有地震活动和极端天气条件的区域中，应用到外部水泥底层上的结构网孔(未示出)附加层将降低开裂的机会并提高其强度。在2″偏移图案中网孔(未示出)粘合、装配或贴附到自安置条板的每个薄板上。2″偏移图案允许网孔(未示出)与条板的其它薄板重叠2″，形成均匀的涂层。在涂覆底涂层的同时，涂覆石膏的人员将网孔(未示出)提起。一旦已涂覆了该区域，则释放网孔(未示出)并轻轻地将之压入水泥涂层(未示出)中。将网孔(未示出)压入表面下的一半深度。网孔(未示出)的质地可增强第二涂层的结合，提高涂层的强度和减少开裂、表面裂开或脱开的机会。
在温度剧烈变化的区域中，可以在贴附条板(图1，10)之前将形成隔热的材料涂覆到框架部分(图3，15)的凸缘上。垫片状隔膜(未示出)将把两个金属框架部分(图3，15)彼此分开，从而断开两个材料之间的热连接。可以以液体形式涂覆垫料(未示出)或也可用背面有粘结剂的固体粘上。
图1示出一段1/2英寸加肋通道条板(图1，10)的前视图。在图1所示部分的上部，可清楚地看到纵向自安置肋(图1，20)。在将一段自支承条板(图1，10)插入壁腔中时，纵向自安置肋(图1，20)提供对自支承条板(10)的支承。通过使用塑性锤击机或滚压机，自支承条板(图1，10)被推入轻型钢部件(图3，15)中。通过由塑性锤击机或滚压机施压的力使得纵向自安置肋(图1，20)压配到接纳凹口中(图3，25)。在纵向自安置肋(图1，20)下方是纵向固定肋(图1，30)，它用来仅在运输期间保持自攻螺丝并使在轻型钢框架中的本发明稳定。可以将供选用的自攻螺丝应用到矩形板的四个边角中以便改善运输和使用时框架的强度。对于将条板(图1，10)贴附到轻型钢框架，并不需要供选用的自攻螺丝。
本发明的肋形图案(图1，40，50)设定为在一个方向上可交替上升和带条纹的(grained)，随后在分开的方向上下降和带条纹。以均匀的方式将肋图案(图1，40，50)应用到自支承条板(图1，10)上以形成与轻型钢框架部件的拉紧连接(图3，15)。如图1所示，上升图案(图1，40)通过小块(divot)(图1，45)与下降的或降低部分(图1，50)分开。肋图案(图1，40和50)以及纵向自支承肋(图1，20)开孔以便在涂覆涂层或水泥时释放压力。自支承条板(图1，10)为1/2″厚并旨在从一个钢支承横跨到另一个钢支承上而无需固体底层。在与纵向自支承肋(图1，20)的连通中使用轻型钢框架(图3，15)和接纳凹口(图3，25)允许条板安全地使用而无需固体底层。纵向自安置肋(图1，20)构成水泥的平滑连续表面(未示出)以便以常规方式涂覆。自安置肋(图1，20)可用附加加强条来加强以提供进一步的结构完整性。可选地，用户可以添加加强条以从轻型钢框架的一侧横跨到另一侧而提供附加的结构支承。此外，用户也可以使用结构灰泥或石膏来加强条板并永久地将条板固定在合适位置。一旦水泥的底涂层(未示出)已涂抹，则条板(图1，10)将由水泥永久地粘合到轻型钢框架部件(图3，15)上。纵向自安置肋(图1，20)、小块(图1，45)和纵向固定肋(图1，30)也通过提供连续水平支承增加了自支承条板(图1，10)的结构完整性。图2示出自支承条板(图1，10)的清楚的侧视图，它的部分在上面详细地进行了描述。
转到图3，可以看到带有接纳凹口(图3，25)的轻型钢框架部件(图3，15)是理想钢结构框架上的一种扩展。纵向自安置肋(图1，20)安全而方便地固定在轻型钢框架部件(图3，15)的接纳凹口(图3，25)中，允许用户涂覆水泥或石膏(未示出)，而不必将本发明(图1，10)固定到结构的钢梁上。冷成形法中，轻型钢框架部件(图3，15)由扁钢卷制成。
图3给出了轻型钢框架部件(图3，15)和接纳凹口(图3，25)的清楚的侧视图。纵向自安置肋(图1，20)以安全的方式适配于接纳凹口中(图3，25)。轻型钢框架部件(图3，15)安全地贴附到常规建筑撑柱上(图3，100)。
此外，用户可以添加玻璃纤维网孔(未示出)来增强需要对地震条件额外加强的诸部分的条板(10)。网孔(未示出)设置在自支承条板(图1，10)后，并有助于抓住喷涂在条板上的涂层。同样，用户可以将编网设置在条板后，以便提供进一步的多孔质地用以保持涂层或水泥。垫料(未示出)可以添加到轻型金属框架上以将金属框架的一部分与下一个部分分开从而允许有温度变化，冷热空气，以及金属膨胀或收缩。
条板(图1，10)和轻型钢框架部件(图3，15)运输到预加工工厂而被支承板件。例如，如果建造者希望将本发明用于家庭用房，则将绘制平板图来与结构设计匹配，随后发送到工厂以便制造。建筑结构将分成大量的板，这些板一旦完成就可以线程装配以构成所需设计。用本发明制成的建筑板将具有其中的窗户和门。建筑系统将不需要建筑地点处的附加切割以便装配该结构。
安置时可以用常规锚定系统将板固定到板坯上或封装入基础底座或板坯以便更永久地连接。
本发明不限于上述实施例。
权利要求
1.一种建筑系统，其特征在于，包括条板；和框架，它具有用于与所述条板的可拆卸连通的接纳凹口。
2.如权利要求1所述的建筑系统，其特征在于，还包括沿所述条板的纵向通道。
3.如权利要求1所述的建筑系统，其特征在于，还包括所述接纳凹口内的加肋通道。
4.一种构造方法，其特征在于，包括将灰泥嵌入框架中的腔中；以及将条板贴附到所述框架上；其中，所述条板适配于所述腔内。
5.如权利要求4所述的构造方法，其特征在于，所述条板具有通道。
6.如权利要求5所述的构造方法，其特征在于，所述通道是加肋的。
7.如权利要求5所述的构造方法，其特征在于，所述通道装上所述框架的接纳凹口。
全文摘要
一种由半英寸加肋通道拉制金属条板(10)和轻型钢框架(15)构成的两部件式的建筑框架系统。条板(10)不使用接合件而自身设定成预制钢结构(15)的凸缘(25)，并可以不使用固体底层用于开口腔上。金属条板(10)和钢框架(15)可以用于各种建筑应用和结构中。
文档编号E04C3/16GK1575367SQ02821378
公开日2005年2月2日 申请日期2002年8月30日 优先权日2001年8月30日
发明者唐纳德·A·史蒂文 申请人:唐纳德·A·史蒂文