专利名称：由两根或多根沿纵向互相搭接彼此连接的木梁组成的连接檩条以及在连接檩条中用于连 ...的制作方法
的木梁组成的连接檩条以及在连接檩条中用于连接木梁的两个互相搭接的端部区的紧固件本发明涉及一种由两根或多根沿纵向互相搭接彼此连接的木梁组成的连接檩条，其中互相搭接的端部区借助于紧固件彼此连接，以及涉及一种在连接檩条中用于连接木梁的两个互相搭接的端部区的紧固件。
连接檩条或所谓的椽子檩条由一些单梁构成，它们在支柱例如屋架上面用钉或暗销钉抗弯刚性地连接成连续梁。一根根制成木梁的托架沿木梁的宽度跨度上彼此错开排列并通常在其下面的支柱或屋架所在的区域内互相搭接。因为需要在互相搭接的端部区之间彼此抗弯刚性地连接，通常由于螺栓有挠性而不允许将其单独用作连接件。在这一方面已经提出在木梁彼此搭接的端部区互相贴靠的表面制一些槽，在槽中装入盘状连接件，它们应承受在木梁的两个互相搭接的端部区之间的剪力。采用附加的穿过木梁端部区和盘状件的拉桩，将木梁的两个互相搭接的端部区固定在一起。在使用这种紧固件时主要产生剪应力和弯曲应力。所以所使用的紧固件还需要有比较大的尺寸。
本发明的目的是创造一种前言所述类型的连接檩条以及将木梁连接成连接檩条的紧固件，在这种连接檩条中和借助于这种紧固件可以显著改善木梁搭接端部区的彼此固定。
按本发明对于连接檩条为达到此目的采取的措施是，木梁互相搭接的端部区借助于螺钉互相连接起来，它们至少近似于在一个横向于木梁互相贴靠的表面延伸的平面内定位并与此表面成锐角或直角地旋入。
采取按本发明的措施，所使用的在形式上为螺钉的紧固件受拉和压的组合负荷，在这里力通过制成螺钉上的螺纹承受。在这种连接檩条中实际上不需要任何预加工，相对于木梁互相贴靠的表面成锐角定向地旋入的螺钉，其旋入可以在工地当场进行。在这种操作方式中实际上没有弯曲力和剪力，而几乎只产生拉和压应力。这既由于使用螺钉作为紧固件，也由于在横向于表面延伸的平面内旋入的这种特殊的方式造成的。成锐角地旋入带来特别良好的效果。此外，通常还可以对木梁实施快速和尤其是可靠的相互固定，因为对这种螺钉不必预先钻孔。
若总是成对地使用间隔一定距离地彼此平行定向的螺钉或总是成对地使用在具有小间距彼此相继的平面内沿交叉的方向定位的螺钉，便可获得一种更好的设计。这样一来在木梁互相搭接的端部区之间提供了一种最佳的连接，在这种情况下，拉力和压力以相同的方式传给木梁的两个端部区。
在这种方案中建议，总是成对地使用的可能交叉和相隔距离彼此相继的螺钉从木梁同一个位于外部的表面出发旋入。在这种情况下每一个螺钉从一侧出发一次成直角或向上倾斜的方向和一次成直角或向下倾斜的方向旋入，从操作来看这也许是最简单的方案。因此将木梁彼此连接成连接檩条始终可以从同一侧出发进行。
但还存在这样的可能性，即，总是成对地使用的可能交叉和相隔距离彼此相继的螺钉中的每一个从两根要互相连接的木梁彼此背对的位于外部的表面出发旋入。这样一种实施方案根据负载状况及根据所要使用的螺钉的设计可能是有利的。
在这方面还可以将一对或多对可能交叉置入的螺钉具有小间距地从木梁的各端部装入。这种实施方案尤其优选使用于大尺寸的连接檩条和木梁有长的互相搭接的端部区中。于是可沿互相搭接的端部区的一个较大的范围设置多个固定段。
按本发明使用螺钉作为紧固件还可以创造更多的可能性。例如一种特殊的实施形式规定，一个或多个成锐角旋入的螺钉从要互相连接的木梁位于下部的表面伸出并从其端部拧入布置在下面的木架内。也就是说，按本发明的方式不仅最佳地实施木梁互相搭接的端部区彼此的固定，而且还有附加的可能性将由木梁构成的连接檩条用同一些螺钉与设在其下面的木架连接。正是在连接檩条的各木梁没有过大的跨度时，这样做在有的情况下可能已足以满足要求，即，木梁的两个互相搭接的端部区实际上在一个工作过程中互相连接起来并与此同时将由此已构成的连接檩条固定在位于它下面的木架上。在这种情况下始终可以在木梁互相搭接的端部区直接的端头处安装用于彼此固定的附加的螺钉。
在连接檩条与位于其下方的木架的固定中还可以有一种有利的设计，即，在连接檩条与设在其下面的木架之间的交叉区内除成锐角置入的螺钉外或取代它们使用一个或多个与木梁两个互相搭接的端部区彼此面对的表面平行的螺钉。与彼此面对的表面平行安装的螺钉实际上只用来使连接檩条与木架的相互固定，在这里主要取决于连接檩条在按相应的屋面坡度延伸的木架上不能倾覆。因此只需要连接檩条相应地与木架相配。
在这一方面有利的是，附加的一个或多个螺钉配属于位于沿屋面坡度方向上部的那根木梁搭接的端部区。由此在抗倾覆力矩方面采取了一种更强有力的措施，因为在屋面坡度的最上面的部分内进行了固定，而沿屋面坡度的方向看连接檩条的最下面的部分构成了附加的支承并因而形成了一个相应的力臂。因此只需由一个或多个要安装的螺钉承受比较小的力便可防止连接檩条倾覆。
若与木梁表面成锐角倾斜地装入的螺钉与此表面成近似于45°的夹角，则可获得一种在将木梁互相搭接的端部区彼此连接为一连接檩条时最佳的固定，在这种情况下互相交叉地具有间距彼此相继的螺钉互成直角排列。因此在木梁的两个端部区内实现了非常均匀的力的分布，在这里每一对的每个螺钉也是以相同的方式受拉力或压力。
按本发明在连接檩条中用于连接木梁的两个互相搭接的端部区的紧固件，其特征在于是一种有杆的螺钉，它至少在其两个端部区有螺纹段，不同直径的两段彼此相继，它们有相同的螺距，其中，有较大直径的段有一个至少与有较小直径的段的螺纹外径近似的螺纹根径。采取按本发明的这些措施，做到了使本梁彼此贴靠互相搭接的端部区在此互相贴靠的位置互相连接，无需再用很大的力将它们彼此拉开或甚至相互压开。也就是说连续提供了一种相同的螺距，所以即使在两个螺纹段有不同的直径的情况下在木梁内已制成的螺纹区也不会被破坏，而至多可能将直径增大。由此正好还可以最合理地顾及在连接檩条中使用时受拉和压的组合负荷。
从螺钉加工以及从螺钉在木材中使用的角度看特别有利的措施在于两个螺纹段直径的协调一致性。在这种情况下在制造这种螺钉时不会造成过大的变形条件。在将这种螺钉旋入木材中时业已证明有利的是，随着小直径段之后的螺纹根截面实际上将已经制好的螺纹压平，所以只须在木材中挤入螺旋体而不是大直径段的整个横截面。具有大直径的螺纹重新形成了一个横截面较大的螺纹，并因而尤其在这一区围绕着螺钉的木材产生更强烈的压缩。在木梁端部区的开裂在这里已经采取措施加以防止，因为首先旋入的正是具有小直径的螺纹段。当然按彼此方式还可以在没有预先钻孔的情况下装入这种螺钉，从而可以在任何情况下避免附加的工序。
最好在具有大直径的螺纹段的自由端处设计一个拧螺钉工具的内啮合面。由此可传递所需要的扭矩，尽管如此还存在这种可能性，即，具有内啮合面的这一部分可以一直沉入木梁位于外部的表面之下。
采取这些措施使螺钉头的下沉过程变得更加容易。此外，在木梁内的最后一些对螺旋被压平，由此在这些区域内实现木材的附加压实。
下面借助于附图更详细地说明其他按本发明的特征和突出的优点。其中
图1 在装入紧固件的部位通过连接檩条的剖面图；图2 用作紧固件的螺钉视图；图3 由两个互相搭接彼此连接的木梁构成的连接檩条，它放在一木架上，此图示意表示木梁的相互固定是借助于螺钉实现的；图4 与图3相同的视图，但这里示意表示在连接檀条与木架之间的连接；图5 通过按迄今传统的方法连接的连接檩条的剖面图；图6 连接檩条与设在它下面的木架的斜视图，在这里表示按迄今传统的方式连接构成连接檩条的木梁和连接连接檩条与木架；图7 由两根互相搭接彼此连接的木梁构成的连接檩条另一种实施例，连接檩条放在木架上，示意表示木梁的相互固定借助于螺钉；以及图8 与图7相同的视图，但这里示意表示迄今已知的用钉子的木梁连接。
在连接檩条1中两根沿纵向互相搭接彼此连接的木梁2和3通过紧固件相互连接。此连接檩条1然后被放在相应的支柱或木架4上，它们水平定位或按相应的屋面坡度的走向排列。在以下的说明中始终讨论互相连接构成一根连接檩条的两根木梁2和3。但在本发明的范围内完全可以设想设置多于两根的互相搭接彼此连接的木梁，在这种情况下木梁的端部区例如交替地从一侧和从另一侧靠上。在这种情况下还可设想，在木梁的两个互相搭接的端部区彼此固定后添上下一根木梁，以及此搭接的端部区再与此下一根木梁固定。在这种情况下始终是将两根木梁互相直接贴靠相互搭接的端部区彼此连接在一起。
彼此的连接借助于形式上为螺钉5的紧固件实现，螺钉相对于木梁2、3互相贴靠的表面6、7成锐角地定向并至少近似于在一个横向于此表面6、7延伸的平面内旋入。
尤其由图1和3可见，总是成对地使用这种螺钉5，它们位于具有小间距彼此相继的平面内沿交叉的方向定位。在这种情况下可以在木梁2和3端部区的两个直接的端头处分别只设一对这样的螺钉5。但根据要传递的力也可能合理的是设两个这种成对8的螺钉5(如图3所示)或设多于两个这种成对8的螺钉5。在图1所示的实施形式中，总是成对地交叉并隔开距离彼此相继地置入的螺钉5的每一个，从两个互相要连接的木梁2、3上彼此背对的位于外部的表面出发旋入。但也可以将总是成对地交叉并隔开距离彼此相继地置入的螺钉从木梁2或3之一的位于外部的同一个表面9或10出发旋入。
螺钉5的旋入角根据具体的负荷状况选择，不过业已证实的一种特别有利的设计是，相对于木梁2、3表面6、7成锐角倾斜地装入的螺钉5与表面6、7成一个近似于45°的夹角α。从而使隔开间距互相交叉彼此相继的螺钉5互相大体成直角定向，因此向两根木梁2、3传递相同程度的拉力和压力，并保证沿木梁2、3的整个高度承载。
在这方面应当指出，并非绝对需要将螺钉5从木梁2、3的表面9和10出发旋入。还可以设想将这些螺钉装在连接檩条的上侧11或下侧12上，当然在这种情况下必须选择比较宽的外部区，以便在用锐角旋入时能相应地抓住两根木梁2、3。
在这里可用作紧固件的螺钉5可从图2的一种可能的实施方案中看出。在此螺钉5中至少在杆的两个自由端区制有螺纹段13和14，它们有不同的直径D1或D2，但有相同的螺距。具有较大直径D2的螺纹段14有一个螺纹根径D3，它至少近似等于螺纹段13的螺纹外径D1。在具有较大直径D2的螺纹段14的自由端制有一个用于旋螺钉工具的内啮合面15。用于旋螺钉工具的啮合面的这种设计显然可通过不同的方式实现。在图中所示的设计中，在配备有内啮合面15的杆端设有一个与螺纹段相比直径D4增大了的圆柱形螺钉头16。螺纹段14与螺钉头16之间的过渡区17设计为截锥形扩张段。由此以简单的方式提供了将螺钉头16埋没的可能性，与此同时又不会导致过分扩大螺纹孔并因而不会导致木梁2、3区域内的开裂。
在本发明的范围内完全可以设想使用有其它结构的螺钉5。应当注意的仅仅是，螺钉5在杆的两个端部区有螺纹段，为的是在两根要互相连接的木梁2、3内都存在相应的螺纹啮合，以便能传递必要的拉力和压力。在这里还可以使两个螺纹段在它们的走向上彼此协调，也就是说，即使在螺纹段之间可能存在无螺纹的杆，也仍能存在连续的相同的螺距。但还可以设想，沿螺钉5的全长连续地设一个螺纹段。
在螺钉5的自由端设计一个类似于木螺钉尖端的贯入尖18。在本发明的范围内同样可以设想在这里设一种类型的钻尖或相应的钻头部分，以便不仅为了安装螺钉5给木梁扩径，而且为构成一个用于安装螺钉5的相应的孔起切削的作用。在这种情况下当螺钉5旋入时将纤维切断，由此在必要时可减少产生间隙的危险。
由按图4的视图可以看出，除了在构成连接檩条1的各木梁2、3之间固定外，还可以在连接檩条1与位于它下面的木架之间实现固定。届时成锐角旋入的螺钉5从木梁2、3的两个互相搭接的端部区位于下面的表面12伸出并以其端部拧入设在其下面的木架4内。采用这种固定方式还可以同时在连接檩条1与木架4之间建立按规定的固定。在这方面还可以在连接檩条1与木架4之间的交叉区内取代按锐角装入的螺钉5或除此之外，使用一个或多个平行于彼此面对的表面6、7定向的螺钉。这些附加的螺钉最好配属于沿屋面坡度方向位于上部的木梁2的搭接的端部区。由此有足够程度地防止连接檩条的倾覆。
图5和6中表示，迄今是如何通过比较复杂的工作实现为构成连接檩条的木梁互相搭接的端部区的固定以及连接檩条与位于其下面的木架的固定的。为了连接两根木梁2和3必须在两个互相面对的表面6和7上制槽19，以便能装入一个盘状件20，然后由此盘状件承受所要求的剪应力和弯曲应力。通过附加的贯穿木梁2和3的拉桩21使两根木梁2和3互相固定。为了将连接檩条1与位于其下面的木架4固定在一起，通常采用由薄板件构成的隅角角钢22，它借助于螺钉既固定在连接檩条1上也固定在木架4上。
在按图7和8的实施例中总是使用成对的螺钉5，它们具有小间距地彼此平行。在这种情况下可以在木梁2和3端部区的两个直接的端头处各只设一对这样的螺钉5。但根据要传递的力也可以合理的是设这样的两对或多对螺钉5。具有间距地并列安装的螺钉5可以从两根互相要连接的木梁2、3彼此背对的位于外部的表面9和10出发旋入。但也可以如图1所示，总是成对地具有间距地彼此平行安装的螺钉从木梁2或3之一的同一个位于外部的表面9或10出发旋入。
图8表示，迄今是如何通过比较麻烦的工作实现用于构成连接檩条的木梁互相搭接的端部区的固定的。为了连接两根木梁2和3必须在两个互相面对的表面6和7上打入许多钉子23，但它们只能承受剪应力和弯曲应力。
在连接檩条中允许使用光杆钉。因为由于有屋面坡度产生持续作用的拔出力，所以在使用光杆钉时不允许预先钻孔。在高负荷的情况下采用特种钉(带螺纹钉、带槽道钉)，用压缩空气工作的打钉机可将直径至5mm和最大长度至160mm的特种钉捶入。直径更大或更长的钉必须手工捶入，在这种情况下同样不允许预先钻孔。这种工作既费力有时还有危险，因为它们通常必须在高度高的工地现场实施。
显然，采取所说明的措施在将木梁互相连接成连接檩条以及在连接檩条与木架之间连接时都得到显著的改善。不仅改进了连接，而且也改进了操作，尤其在工地现场的操作，因为不必在木梁上预先加工任何准确配合的槽和不必事先钻任何孔。
权利要求
1.由两根或多根沿纵向互相搭接彼此连接的木梁组成的连接檩条，其中互相搭接的端部区用紧固件彼此连接，其特征为木梁(2、3)互相搭接的端部区通过螺钉(5)相互连接在一起，螺钉至少近似于在一个横向于木梁(2、3)彼此贴靠的表面(6、7)延伸的平面内定位并与此表面(6、7)成锐角或直角地旋入。
2.按照权利要求1所述的连接檩条，其特征为总是成对地使用间隔一定距离地彼此平行定向的螺钉(5)。
3.按照权利要求1所述的连接檩条，其特征为总是成对地使用螺钉(5)，它们在具有小间距彼此相继的平面内沿交叉的方向定位。
4.按照权利要求1至3之一所述的连接檩条，其特征为总是成对地使用的可能交叉和相隔距离彼此相继的螺钉(5)，从木梁(2、3)同一个位于外部的表面(9、10)出发旋入。
5.按照权利要求1至3之一所述的连接檩条，其特征为总是成对地使用的可能交叉和相隔距离彼此相继的螺钉(5)中的每一个，从两根要互相连接的木梁(2、3)彼此背对的位于外部的表面(9、10)出发旋入。
6.按照权利要求1至5之一所述的连接檩条，其特征为一对或多对(8)可能交叉置入的螺钉(5)有小间距地从木梁(2、3)的各端头装入。
7.按照权利要求1至6之一所述的连接檩条，其特征为一个或多个成锐角旋入的螺钉(5)从要互相连接的木梁(2、3)位于下部的表面(12)伸出，并以其端部拧入布置在下面的木架(4)内。
8.按照权利要求7所述的连接檩条，其特征为在连接檩条(1)与设在其下面的木架(4)之间的交叉区内，除成锐角置入的螺钉(5)外或取代此螺钉(5)，使用一个或多个与木梁(2、3)两个互相搭接的端部区彼此面对的表面(6、7)平行的螺钉。
9.按照权利要求8所述的连接檩条，其特征为附加的一个或多个螺钉配属于位于沿屋面坡度方向上部的那根木梁(2、3)搭接的端部区。
10.按照权利要求1至8之一所述的连接檩条，其特征为与木梁(2、3)表面(6、7)成锐角倾斜地装入的螺钉(5)与此表面成一个近似于45°的夹角(α)，所以互相交叉地具有间距彼此相继的螺钉(5)互成直角排列。
11.在按照权利要求1至10所述的连接檩条中用于连接木梁的两个互相搭接的端部区的紧固件，其特征在于一种有杆的螺钉(5)，它至少在其两个端部区有螺纹段(13、14)，不同直径(D1、D2)的两段(13、14)彼此相继，它们有相同的螺距，其中，有较大直径(D2)的段(14)有一个至少与有较小直径(D1)的段(13)的螺纹外径(D1)近似的螺纹根径(D3)。
全文摘要
本发明涉及一种连接檩条,它由两根沿纵向互相搭接并借助于紧固件彼此连接的木梁(2、3)组成。木梁(2、3)互相搭接的端部区用螺钉(5)连接,它们相对于木梁(2、3)彼此贴靠的表面(6、7)成锐角定向。这些螺钉(5)在一个横向于表面(6、7)延伸的平面内旋入。
文档编号E04B1/26GK1260021SQ98806013
公开日2000年7月12日 申请日期1998年6月5日 优先权日1997年6月9日
发明者保罗·玛特勒 申请人:Sfs工业控股公司