专利名称：用于混凝土结构的型材的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于嵌入到混凝土结构中的型材，优选地为一种钢型材，还涉及这种型材的生产方法及这种型材的使用。
背景技术：
当结构由预制混凝土板制成时，通常的连接方式是焊接。在每个混凝土板的连接线处，钢部件模制到每个混凝土板中，设置成使得能够进行焊接，从而在混凝土板之间形成刚性连接。
这些钢部件不遵循一个标准，而是在各个应用中制造。通常钢部件在混凝土板制造商当地生产，该制造商通常作为用于混凝土板中的钢加强件。其结果通常是临时准备的方案、昂贵的、且不合适的钢部件。最常见的设备是平坦的、巨大的钢板，一些管状钢加强件焊接到其后侧，以产生抗撕裂强度。
选择钢部件的几何尺寸，以便于在该结构中的混凝土板之间产生足够的机械强度，以符合角焊所必需的横截面面积。钢部件还应该设计成承受热焊所产生的应力出现的变形，并且若钢部件温度超过混凝土类型的相关级别，该混凝土还将损坏。这些边界条件经常使得选择钢部件厚度远高于实际所需的最小值，并且经常该厚度不受设计阶段的分析计算值的控制。
钢部件应该具有与应用相关的最小抗撕裂强度，其能够分析地确定。计算值不经常用于设计钢部件的抗撕裂特性，但是偶尔进行实际的拉伸测试以对其进行证实。通常，弯曲的钢加强件被焊接到钢部件的后侧，以增大抗撕裂强度，但是，最通常地是通过使用可得到的钢加强件而直接地进行。
当结构由预制混凝土板制成时，用于附着门和其它轻重量部件的通常方式是使用螺栓或其它螺纹部件。
轻重量部件定义为不向其支撑结构[混凝土板]加载很大的力。这些力的大小在各个应用中可能不同，并且在每种情形下，应该更明确地限定。
在大多数的设计中，轻重量部件的支撑包括螺纹的插入件，以正确地放置在混凝土板模具上，或特别为每个应用而准备的类似的钢部件设备。
而且，这些钢部件不遵循一个标准，但是在各个应用中制造，并且在混凝土板制造商当地制造。最常见的设备是平坦的巨大的钢部件，其具有添加到与混凝土板模具相抵靠的侧部的螺纹。类似这些设计的机械强度通常远高于需要，经常意味着部件比所需的更为昂贵。
使用标准化的、能够设置成抵靠住混凝土板模具的螺纹插入件，有助于将成本降低到可能可以接受的水平。然而，由于这些非常普遍的具有管状形状，可能有很多尝试都涉及到定位这些标准化的螺纹插入件。将标准化的螺纹插入件附着到混凝土板模具能够证明是费时的，具有比较好的误差。而且，当液态混凝土分配到混凝土板模具中时，存在标准化的螺纹插入件倾斜的可能性。
轻重量部件经常需要多于一个的连接点以连接到支撑结构，这意味着两个连接点之间的定位误差变成临界的。在将金属板材门附着到混凝土板结构的例子中，门的上下铰链应该以确保门正确地开关的方式附着。若两个铰链之间的相互关联的距离不具有较小的误差，门绝不会正确地工作。
当制造预制混凝土板时，在制造过程中，混凝土板的整个处理不利于较小的误差。来自混凝土振动的力是较大的，正如当混凝土在模具中保持时由液态混凝土的分配而产生的力那样，以损坏任何设备的精确定位。
在混凝土板的多于一个连接点之间的小误差可能出现的唯一方式是使用具有内在误差的一个插入件。这可以是具有预制螺纹孔等的钢部件。该钢部件应该具有足够的抗撕裂强度，以承受安装例如金属板材门时的拉力，并且应该以允许小误差的方式制造。价格当然也是所考虑的。
发明内容
从而，本发明的目的是提供一种用于混凝土结构的型材，其不具有前述缺点。具体地，本发明的目的是提供一种在制造混凝土结构的过程中嵌入到混凝土中的型材，其中该型材容易以低成本制造，赋予了混凝土板设计者高度的灵活性，并在嵌入混凝土结构中时能承受高的抗撕裂强度。
该目的实现为用于在模制过程中嵌入到混凝土结构中的型材，该型材的横截面一般为U形或C形，具有基部及从该基部的相对边缘横向地延伸的第一和第二部件，以形成U形或C形横截面的腿部，其中第一部件沿着基部的边缘具有类似齿状结构的一行节片(segment)，且第二部件延伸到相对于该第二部件弯曲成一个角度的第三部件中。
实验证实该型材容易以低成本制造，赋予了混凝土板设计者高度的灵活性，并在嵌入混凝土结构中时能承受高的抗撕裂强度。例如，其适合用作焊接板，以将混凝土板紧固到小型二级变电站(CSS)的支承板，例如变压器室。其它应用是用作模制到混凝土板中的门框，例如用于小型二级变电站中，例如变压器室。
该型材的设计允许在混凝土的边缘上以及在混凝土板侧部的任何地方使用。其通用性是重要的，因为其向混凝土板设计者提供了最大的灵活性，而不会使该产业化方案相对于制造而折中处理。
在另一实施方式中，基部是平坦的，并且第一和第二部件与该基部成直角地横向延伸。在又一实施方式中，节片的端部以一角度弯曲。每个节片可具有至少一个孔。
为了使型材与混凝土结构中的加强材料结合，节片之间的间隙可与用于加强混凝土结构的金属丝网的网目大小相一致。
为了使第三部件在嵌入到混凝土中时具有高抗撕裂强度，第三部件沿着基部可具有一行孔，以在这些孔内容纳混凝土。
在另一实施方式中，第三部件具有齿状结构的其它节片。例如在其它节片之间的间隙与用于加强混凝土结构的金属丝网的网目大小相一致。每一个节片例如可将其它节片的其中一个作为与该型材的一端具有相等距离的对应物。此外，第三部件可以以25到65度之间的角度弯曲，优选地介于25和55度之间，例如以约45度的角度弯曲。
在优选实施方式中，基部的宽度大于U形或C形横截面的腿部的高度的两倍且小于其五倍，例如约三倍。此外，基部的长度可以至少大于其宽度的两倍，例如约为其宽度的三倍。
这种型材可由金属弯曲板制成。
根据本发明的型材可用于与用于例如变压器的电气设备的小型二级变电站结合，包括支承板；两个混凝土板，其作为壁设置在该支承板相对侧并紧固到该支承板；房顶，其覆盖两个混凝土板之间的空间并连接到该板；山墙，其位于该变电站的每一端，其中，至少其中一个山墙由金属板材部件制成，并包括门入口，其中该型材模制到至少其中一个混凝土板中。
根据本发明的预制混凝土板容易制造，例如为扁平墙。它们可以无需预制模具而制造，而仅使用底板作为模制表面。硬纸板侧部可竖立在该底板上，形成一次性模具，当混凝土板脱模时，其最终被撕下。在模具由混凝土填充之前，待模制到混凝土板中的加强件、插入件及其它部件以粗公差放置。
通过使用这种灵活的制造方法，可建造混凝土CSS。将形成整个结构的不同混凝土板模制成多个焊接板，使得混凝土板可焊接到一起。通过增加由机加工和弯曲的金属板材制成的灵活的门板型材，轻重量门能够以精确的方式附着。作为用于门的框架，根据本发明的型材能够成功地使用。
例如，变电站是具有至少第一和第二室的变压器室，其中，第一室包括高压电部件，并且第二室包括低压电部件。此外，变电站可还包括用于变压器的第三室。具有至少三个不同的室——低压室、高压室和变压器室，使得CSS的总体布置简单。房屋的每一个山墙端可全部由金属板材部件制成，允许全面接触低压和高压室中的电气设备。在CSS的中间可穿过集成在混凝土板中的通风门的入口而设置变压器。当安装变压器时，房顶可从该结构取下，因为变电站的房顶是以可拆卸的方式安装的。
需要注意的是，上述具有混凝土板作为墙的变电站具有常规特性，可无需本发明的型材而构造。
下面将参照附图更详细地解释本发明，其中图1是适合用作焊接板的本发明第一实施方式的图，图2示出了图1实施方式的端视图，图3示出了安装在混凝土板中的图1的实施方式，图4示出了图1的实施方式在混凝土板中的模制，图5示出了图1的实施方式与节片之间的加强材料安装到一起，图6是适合用作门板的本发明第二实施方式的图，图7示出了图6实施方式的不同的立体图，图8示出了图6实施方式的端视图，图9示出了图6实施方式的端视图，其插入有聚合体板材，图10示出了图6实施方式用作边缘护体的应用，图11示出了在用于电气设备变压器的小型二级变电站中的应用，图12示出了具有山墙门和通风门的变电站，图13示出了使房顶透明的变电站的透视图，图14示出了使房顶透明的变电站的不同透视图，图15示出了使房顶透明的变电站的另一不同透视图。
具体实施例方式
图1是根据本发明第一实施方式适合用作焊接板的型材/焊接板1的图，其一般为U形，具有笔直的基部2和从基部2的相对边缘5、6横向延伸的第一部件3和第二部件4，以形成U形横截面的腿部7、8，其在图2中由端部视图示出。型材1长为L、宽为W、高为H。
第一部件3沿着基部2的边缘6具有一行类似齿状结构的节片9，节片之间具有间隙13。第二部件4延伸到相对于第二部件4以角度11弯曲的第三部件10中。图中第三部件10相对于第二部件4成45度角。第三部件10包括其它节片12，其匹配到U形第一部件3的一行节片9。这行其它节片12在横截面上向内倾斜45度，以最小化外接圆。该型材的长度L约为该型材的宽度W的三倍。
采取一种从钢板制造的方法，焊接板的设计通过一片钢板的机械加工和弯曲而进行。
如图1所示，所有的节片9具有用于抗撕裂强度的目的的通孔19。U形基部2的宽度W约大于U形侧部的高度的三倍。然而，在各个应用中型材的精确尺寸可不同，正如所提及的比率。
通过使焊接板1的第二部件4具有刚性并没有孔，钢部件4适合用于混凝土板15的角落14，如图3所示，这在某些应用中是有用的。
焊接板1的第二部件4的高度H和其它节片12之间的间隙13针对整个混凝土结构的环境等级而选择。如图4所示，该高度可选择为允许通常使用的加强网16放置在焊接板的上面，该网穿过间隙13而延伸。焊接板中齿状节片之间的间隙13根据网目大小而选择。
另一应用示于图5中。可通过放置在焊接板1的节片的孔19中穿过加强钢17，而提高根据本发明的焊接板1的抗撕裂强度。这些孔的大小和精确位置在不同应用中可不同。若不使用穿过的加强钢，孔19增加而提高抗撕裂强度以允许液态混凝土填充该空间。
焊接板1的厚度根据所选择的制造方法而选择，可以预见的是基于钢板弯曲机械而选择。由这种通常使用的制造方法，与焊接方法相比，可制造更廉价的设备，并且能具有更精确的产品。这提高了该组装方法的质量，因为去除了某些设备的不确定性。
图6示出了根据本发明的型材1’的第二实施方式，即门框型材。采取一种从钢板制造的方法，门框型材的设计通过一片钢板的机械加工和弯曲而进行。
C形横截面用作设备的基础，最佳如图8所示。参照图6，C形型材1’的第一部件3包括作为一行齿的节片9，其具有相对于第一部件3弯曲成一角度的端部18。齿状节片9包括在用于抗撕裂强度目的的几何形状中，允许液态混凝土填充位于钢板型材凸缘3的弯曲端部下方的空间。使得C形基部2的宽度为C形第一部件3和第二部件4的高度的几倍。
如图7所示，在基部凸缘2中，孔、螺纹等的样式能够基于以后安装的目的而预制在基部中。C形第二部件高于具有大孔21的向内弯曲的第三部件11。该第三部件作为凸缘而结合在用于抗撕裂强度目的的几何形状中，允许在分配混凝土板15模具的过程中液态混凝土锚定该门框型材1’。
门框型材的精确尺寸在各个应用中可以不同。
通过使用如图9的横截面图中所示的例如自粘的EPDM等的蜂窝状泡沫22，在内侧23上的预制样式被保持为不接触到混凝土。只有齿状节片部分24以及向内弯曲的第三部件10接触到混凝土，用作型材1的负载支承部件。通过选择软蜂窝状型材22，穿过螺钉、铆钉等成为可能。
门框型材1’的设计允许在如图10中详细示出的混凝土板15的边缘处以及混凝土板侧部的任何地方使用。这种通用的方法是重要的，因为其向混凝土板设计者提供了最大的灵活性。最通常地，门框型材1’将沿着其中一个混凝土板15的边缘14而使用，因此使得定位较容易，因为基部2能靠住模具侧而向上放置。
钢板型材的组合形式由计算机数字加工所预制，并且门框型材1’的精确定位以非常高质量的组装效果而产生。在例如门安装中的使用已经证实非常良好，其中制造混凝土板15和成本节省的门框型材1’时劳动强度低。
焊接板的一个应用在图11中示出，示出了用于电气设备例如变压器的小型二级变电站30，包括支承板31，两个混凝土板32、33，其作为壁设置在该支承板31的相对侧并紧固到该支承板；房顶34，其覆盖两个混凝土板32、33之间的空间35并由焊接板1紧固到该板。
混凝土板32、33设置有开口36、37，如图12和15中所示的通风门38、39能够安装到该开口中。最佳如图11并结合图12示出，变电站30每一端的山墙40、41由金属板材部件制成，并包括门42入口。最佳如图13并结合图14和15所示，变压器室形式的变电站30设置有至少第一室44和第二室45。第一室44包括高压电部件，第二室45包括低压电部件。此外，变电站还包括用于变压器43的第三室46。具有至少三个不同的室——高压室44、低压室45和变压器室46，使得CSS的总体布置简单。变压器43在图14中更为详细地示出，示出了高压连接47和低压连接48。
权利要求
1.一种用于在模制过程中嵌入到混凝土结构中的型材，该型材的横截面一般为U形或C形，具有基部及从该基部的相对边缘横向地延伸的第一和第二部件，以形成U形或C形横截面的腿部，其中第一部件沿着基部的边缘具有类似齿状结构的一行节片，第二部件延伸到相对于该第二部件弯曲成一个角度的第三部件中。
2.如权利要求1所述的型材，其中该基部是平坦的，并且该第一和第二部件与该基部成直角地横向延伸。
3.如权利要求1或2所述的型材，其中该节片的端部以一角度弯曲。
4.如前述权利要求中任一项所述的型材，其中每个节片具有至少一个孔。
5.如前述权利要求中任一项所述的型材，其中该节片之间的间隙与用于加强混凝土结构的金属丝网的网目大小相一致。
6.如前述权利要求中任一项所述的型材，其中该第三部件沿着该基部具有一行孔。
7.如前述权利要求中任一项所述的型材，其中该第三部件具有类似齿状结构的其它节片。
8.如权利要求7所述的型材，其中其它节片之间的间隙与用于加强混凝土结构的金属丝网的网目大小相一致。
9.如权利要求7或8所述的型材，其中每一个节片将所述其它节片的其中一个作为与该型材的一端具有相等距离的对应物。
10.如前述权利要求中任一项所述的型材，其中该第三部件以25到65度之间的角度弯曲。
11.如权利要求10所述的型材，其中该第三部件以约45度的角度弯曲。
12.如前述权利要求中任一项所述的型材，其中该基部的宽度大于U形或C形横截面的腿部的高度的两倍且小于其五倍。
13.如权利要求12所述的型材，其中该基部的宽度约大于U形或C形横截面的腿部的高度的三倍。
14.如前述权利要求中任一项所述的型材，其中该基部的长度至少大于其宽度的两倍。
15.如前述权利要求中任一项所述的型材，其中该基部的长度约为其宽度的三倍。
16.如前述权利要求中任一项所述的型材，其由金属弯曲板制成。
17.如权利要求中1-16中任一项所述的型材，其与用于例如变压器的电气设备的小型二级变电站结合，包括支承板；两个混凝土板，其作为壁设置在该支承板相对侧并紧固到该支承板；房顶，其覆盖两个混凝土板之间的空间并紧固到该板；山墙，其位于该变电站的每一端，其中，至少其中一个山墙由金属板材部件制成，并包括门入口，其中该型材模制到至少其中一个混凝土板中。
18.在例如为变压器室的小型二级变电站中将如权利要求1-16中任一项所述的型材用作焊接板，以将模制的混凝土板紧固到支承板。
19.将如权利要求1-16中任一项所述的型材用作模制到混凝土板中的门框型材。
全文摘要
一种用于在模制过程中嵌入到混凝土结构中的型材，该型材的横截面一般为U形或C形，具有基部及从该基部的相对边缘横向地延伸的第一和第二部件，以形成U形或C形横截面的腿部，其中第一部件沿着基部的边缘具有类似齿状结构的一行节片，第二部件延伸到相对于该第二部件弯曲成一个角度的第三部件中。
文档编号E04B1/41GK1990969SQ20061016821
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月26日 优先权日2005年12月29日
发明者卡斯滕·思鲁 申请人:Abb技术有限公司