专利名称：用于石膏板吊顶的单层腹板梁的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在吊顶内组成格栅的梁，所述吊顶具有连接在 梁的凸缘上的石膏板。
背景技术：
用于嵌板或石膏板类型的吊顶的格栅梁是很常见的。这种用于 上述两种类型吊顶的梁是相类似的，即具有一倒T型的横截面，通 过连续地传递金属条带经过辊子而将该金属条带纵向折叠成型。该梁只承担凸缘上的竖向荷载。为了避免T字梁在吊顶中的所 述凸缘所承担的竖向荷载的作用下发生扭转和弯曲，通常使用具有 对称横截面的梁，从而使得该梁由腹板平面承担荷载。在现有技术 中，通过双层腹板达到这个目的，该腹板具有从腹板的每一层悬臂 伸出的凸缘，其中所述凸缘水平地相互对置。人们也尝试过用单层腹板梁，试图用更少的金属制造梁。这样 的梁具有单层腹板，仅有一个凸缘从腹板悬臂伸出。 一相对凸缘从第一形成的凸缘悬臂伸出。该梁在两个凸缘同时承担竖向荷载作用 下是不平稳的，会导致扭曲和弯曲，因为不是由腹板平面承担荷载。在此引入美国专利USRe31，528作为参考，该单层腹板的问题 被探讨，参见该专利附图7。在美国专利US4，520,609中，试图通过在腹板的相对侧的梁的顶部和底部增加更多的材料来平衡单层腹板梁的横截面。在美国专利US4,713，919中，披露了具有完整第一层和部分第 二层腹板的梁。在此引入美国专利US5，979,055作为参考，具有部分单层腹板 的梁被拼装起来。所述现有技术中具有整体或部分单层腹板的梁与双层腹板梁 相比，除非使用更多更重的材料，否则是不平衡的，并且缺乏必要 的强度和刚度来支撑荷载。这就使得使用单层腹板梁从而使用较少 的金属来制作梁的愿望难以实现。事实上，吊顶中使用的所有梁仍 然具有双层腹板。发明内容在本申请被作为其部分继续申请的、申请号为US11/446,729的 美国专利申请中，披露了一种用于吊顶的单层腹板平衡梁，它具有 一弯曲并从腹板底部悬臂伸出的凸缘，和一第二相对的凸缘，该凸 缘通过一接口从邻近腹板处悬臂伸出，该接口邻近腹板将第一和第 二凸缘紧固在一起。接口最好是梁在被辊压成型的过程中连续地钉合而形成，例如 在专利US5,979,055中所见。其它形式的连接，例如点焊或连续焊 接以及胶接，都能用于形成接口。这样的梁在横截面上是平衡的，而且能够承担梁在腹板平面的 荷载，因此单层腹板梁上的任何扭曲和弯曲被充分地消除了。接口也使得凸缘自身彼此固定在一起，从而在单层腹板的底部 生成一个底部构件来加强腹板自身。该单层腹板梁，在沿着腹板的凸缘内具有接口，该接口在腹板 底部附近将凸缘连接在一起，以便使两个凸缘都从腹板悬臂伸出， 具有与相同厚度的金属条带所制成的双层腹板相比相同的强度和
刚度，但在腹板中没有使用第二层金属，所以只需更少的金属来制 造梁。本发明针对适用于石膏板吊顶的所述单层腹板梁。
图1是本发明基本单层腹板梁的局部透视图，为俯视图。图2是图1中梁的局部透视图，为仰视图。 图3是现有技术中双层腹板梁的断面图。 图4是现有技术中单层腹板梁的断面图。 图5是图l和2所示梁的断面图。图6是与图1相似的视图，展示了一适用于石膏板吊顶的单层 腹板梁。图7是图6中梁从下面看的局部透视图，与图2所示相似。图8是现有技术中用于清水饰面天花板的梁的断面图。图9是本发明适用于石膏板吊顶的梁的断面图。图10是一悬吊的清水饰面天花板的局部断面图，示出了连接有石膏板的、图8所示的现有技术梁和本发明适用于石膏板吊顶的单层腹板梁。
具体实施方式
用于吊顶的梁20在图1至图5中示出。所述梁包括图3和4 中的现有技术中的梁，以及图1， 2和5中所示的本发明单层腹板 梁。梁20在一腹板22的顶部具有一球形隆起21。相对的凸缘23 和25在梁的底部从该腹板水平伸出。吊顶中梁上的竖向嵌板荷载或竖向石膏板荷载在图3至5中用 向量标出，向量表示由吊顶中嵌板或石膏板施加的荷载的大小、位 置和方向。在图3和4所示的现有技术梁中以及图5所示的本发明
的梁中，每一个凸缘上的荷载分别用向量26和27表示。图3所示现有技术中的梁20具有双层腹板22，每一凸缘23和 25分别从腹板22的其中一层悬臂伸出。梁是对称的，因此在横截 面内是平衡的。图4中所示现有技术的梁20具有单层腹板22，凸缘25从腹板 22的底部向右悬臂伸出，然后第二相对凸缘23从凸缘25的位置 29处向左悬臂伸出。正如在图1、 2和5中所能看到的，本发明中基本的单层腹板 梁20具有单层腹板22,单层腹板的凸缘具有图4所示现有技术梁 20中凸缘的构成方式。正如图1、 2和5中所示的例子，本发明中 基本的单层腹板梁20还具有沿着梁腹板22纵向设置的接口 40，从 而将凸缘23和25连接在一起，使得凸缘23沿着腹板22从凸缘25 悬臂伸出。该接口 40最好在梁被连续地辊压成型时制成，比如采用钉合。 钉合的一种形式在上文引用的美国专利US5,979,055中被公开。接 口 40还可以采用连续焊接或点焊或胶接的方式形成。接口 40实质上使得凸缘23从本发明的基本梁20的单层腹板 22上悬臂伸出，如图l、 2和5所示，从而获得了一个由单层腹板 22的平面承担荷载的平衡的梁。该本发明的基本梁20的抗扭和抗 弯的程度与图3所示的由相同厚度的金属条带制成的同等尺寸的现 有技术中的双层腹板梁相同。然而本发明中的梁使用更少的金属。在附图3、 4和5中，现有技术和本发明中梁20的荷载都用向 量表示。附图3中，无论是嵌板还是石膏板吊顶，荷载向量26和27分 别代表施加在现有技术双层腹板梁20的每一个凸缘23和25上的 竖向荷载。所述现有技术中双层腹板梁的向量26和27的合成荷载
向量30通过腹板22的平面，因此该梁是平衡的。该平衡的梁产生 一最大的抗扭力和抗弯力。在图4中，示出了现有技术中的单层腹板梁。此外，如图3所 示，无论荷载是通过嵌板还是石膏板施加，向量26和27都代表了 作用在梁上的荷载。然而，由于在梁的构建过程中，凸缘23是从 凸缘25的位置29处悬臂伸出，合成荷载向量31被显示施加在距 单层腹板一定距离处，产生一承受弯曲和扭曲的不平衡的梁，这在 图3所示平衡的梁中没有表现。图5示出了本发明的基本单层腹板梁20，此外，同现有技术一 样，该梁20在吊顶中被垂直加载在凸缘23和25上，如图所示分 别用向量26和27表示。然而，接口 40沿着腹板22将凸缘23连 接到凸缘25上，这样实质上凸缘23和25都是从腹板22悬臂伸出 的，从而得到一个平衡的梁。合成荷载32通过腹板22的平面，所 以本发明的单层基本梁20抵抗扭曲和弯曲的能力与图3所示的相 同尺寸的双层腹板梁20相同，但是使用了更少的金属。在图8和10中示出了一种如美国专利US6，722，098所公开的、 用于石膏板吊顶的现有技术双层梁，在此引入作为参考。在图6、 7、 9和10中示出了本发明的适用于石膏板吊顶的基 本单层腹板梁。所述梁指定用附图标记20'表示。在图8和10中作为例子示出的现有技术梁20，以及图6、 7、 9和10中所示的本发明适用于清水饰面的梁20'，都具有一球形隆 起21或21'， 一腹板22或22'，以及相对的凸缘23和25或者23' 和25，。图8所示的现有技术双层腹板梁20沿腹板22纵向在67处被 钉合在一起，如美国专利US6,722,098中所详述的那样。在所述现 有技术梁中，摺边65使得自攻螺钉11的尖71与梁20的凸缘23
和25上的凹痕60保持接触，借此该螺钉11能够刺穿凸缘并将石 膏板70与凸缘23'和25'固定。在本发明适用于石膏板吊顶的基本单层腹板梁20'中，如图6、 7、 9和10所示，摺边65在从腹板22'向左延伸的单层凸缘23'中 形成，如上述图中所示，并且在从腹板22'向右延伸的双层凸缘25' 中形成，同样如上述图中所示。当将石膏板70固定于图10中左侧所示的现有技术双层腹板梁 20的凸缘23和25时，施加了一竖直向下的荷载，如图3中向量 26和27所示。当将石膏板70固定于图10中所示的本发明适用于 清水饰面的基本单层腹板梁20'的凸缘23'和25'时，也施加了一竖 直向下的荷载，如图5中所示。如上所述，现有技术双层腹板梁20是对称的，并且是平衡的， 如图3所示，梁上的总荷载30，即施加于每个凸缘上的荷载的总和， 通过腹板22的平面，使得梁20具有最小程度的弯曲和扭转。如上说明的那样并在附图中所示，本发明适用于石膏板吊顶等 类似吊顶的梁20'是平衡的，由于沿着腹板的接口 40使得两个凸缘 23'和25'都从腹板22'悬臂伸出，因此总荷载32，如图5所示，通 过单层腹板22'的平面。由于在本发明适用于清水饰面的基本单层 腹板梁20'中的荷载是平衡的，使得梁20'在承受石膏板70所施加 的向下荷载时具有最小程度的扭转和弯曲。本发明用于石膏板吊顶的基本单层腹板平衡梁20'与图8和10 中所示的相同尺寸的现有技术双层腹板平衡梁20相比更加节约金 属。
权利要求
1、一种用于支承吊顶中的石膏板的梁，其中，该梁是由一金属条带纵向折叠而成，其横截面具有a)位于顶部的球形隆起，b)从球形隆起向下延伸的竖向单层腹板，c)从腹板的底部沿第一方向水平悬臂伸出的第一凸缘，d)从第一凸缘沿与第一方向相反的第二方向水平悬臂伸出的第二凸缘，e)向下延伸的摺边，其用于加强凸缘以及保持石膏板的附带自攻螺钉连接在凸缘上，以及f)位于凸缘底部的向上的凹痕；其改进包括沿着腹板形成的接口，它将第二凸缘连接到第一凸缘上，使得第一和第二凸缘都从腹板上悬臂伸出，因此由吊顶中的梁支撑的石膏板施加到该梁上的荷载是平衡的，并且位于腹板平面内。
2、 如权利要求l所述的梁，其特征在于该接口采用钉合形成。
3、 制造权利要求1中所述梁的方法，包括连续地纵向折叠 条带形成所述梁的横截面，然后沿着腹板连续地将第一和第二凸缘 连接在一起。
4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于通过连续地钉合凸缘来连接该凸缘。
全文摘要
一种用于石膏板吊顶的梁，由纵向折叠的金属条带制成，具有一单层的垂直腹板，和腹板底部相对的水平凸缘。该梁具有一接口，它将梁的凸缘沿着腹板连接在一起，使得从腹板悬臂伸出两个凸缘，所以梁是平衡的，并且由石膏板加载到梁的凸缘上的荷载通过腹板平面。
文档编号E04B9/06GK101126257SQ20071013850
公开日2008年2月20日 申请日期2007年7月5日 优先权日2006年7月5日
发明者W·J·普拉特 申请人:沃辛顿 阿姆斯特朗风险投资公司