专利名称：无洞式幕墙直料连接系统的制作方法
技术领域：
本发明有关一种外部幕墙连接设计，其应用于固态直料或裂缝直料条件。
背景技术：
外部幕墙系统由三个主要元件所组成，其一为墙板，其提供天气保护；其二为直料，其提供墙板的支撑；其三为直料连接系统，其提供介于直料与建筑结构元件的结构连接。由于在幕墙的可接受的建设公差与建筑结构元件的可接受的建设公差间，有很大的落差，故直料连接系统必须设计来吸收建筑结构元件在三个方向的建设公差(例如上/下、内/外与左/右)。最难以调整的方向为上/下，此由于下列因素:(a)由于托梁的静载重挠曲所造成的公差(例如12.7厘米或0.5英寸)；(b)由于水泥板所造成的公差(例如3.2厘米或0.125英寸)；(c)从一侧到另一侧的地板倾斜所造成的公差(例如0.1度)；(d)由于地板高度公差(例如每层3.2厘米或0.125英寸)造成的累积高度公差；(e)额外所需现职功能，其系为楼层间的挠曲(例如19厘米或0.75英寸)与在凝固水泥板及/或凝固圆柱(每层
3.2厘米或0.125英寸)中的长期恒载徐变。直料连接系统基本上由一连接件构成，其位于直料的每一侧，直料经由连接于连接件与建筑结构元件间的直料管与一结构式桥梁拴在一起。在现有技术中，直料连接系统用来调整上/下方向的建设公差有下列问题:(I)对于固态垂直直料系统，一垂直狭长孔设于直料连接件或直料网(US6, 591，562或US6，598，361)。狭长孔的长度被设计为容纳建筑结构元件的建设公差、楼层间的活载重挠曲与长期恒载徐变的效应，并以此陈述在工作说明里。超出公差的条件当没有工程师同意时，常在某些位置发生，并与变型妥协。假如超出公差的条件仍然被建立，并留下造成楼层间挠曲的不适当空间，代表条件没有被检查，且在服务条件的结构健全度上被妥协。此外，风压反应会创造直料拴的忍受点条件，其产生一过压条件，其中此直料拴位于狭长孔的边缘。在一个先进设计中，除了负载配合在直料网中的狭长孔转移在直料管中的区块外，过压条件是可以忽略的。此外，依照接触表面的条件，直料拴太紧会无法执行楼层间挠曲所需要的滑动，另由于拴螺帽的走位与松脱的危险，直料拴太松会损害连接系统的结构健全性。因此，对于此设计当难以管理执行时，将拴使紧的力矩要被指明。总的，在这个领域中，狭长孔的适当安装是不可能被管理与确定的。(2)对于一个被使用的裂缝直料系统，具有上/下可调设定拴的直料连接件系紧于靠近直料末端的直料上。当此单元在两个水平方向调整后，利用可调设定拴可以执行最后的上/下调整。此连接设计不会受楼层间挠曲或凝固徐变的影响。然而，调整量将影响连接长度，并可为在工作说明中的最大建设公差设计的。如同狭长孔设计的讨论，由于超出公差状况造成的具有过度调整的结构妥协条件在此领域中，几乎是可以忽略的。(3)举例来说，采用在30.48公尺或100’宽度墙上的0.1度的地板倾斜公差，则从一侧到另一侧的高度公差计算出来为53.2厘米或2.094英寸。现有的直料连接系统在不伤害结构健全度下，不能造成这样的较大公差调整，且幕墙支撑必须忽略跟随斜率的斜率公差。
(4)举例来说，采用在100楼层大楼上的3.2厘米或0.125英寸楼层高度公差，累积的高度公差为320厘米或12.5英寸。必须设计此系统，以在每一层楼吸收此公差。(5)举例来说，采用12.7厘米或0.5英寸的静载重挠曲、3.2厘米或0.125英寸的板厚度公差与3.2厘米或0.125英寸的楼层高度公差，则每一层楼所需要的总公差为19厘米或0.75英寸。从幕墙提供者而来的连接系统，在今日市场上常与±19厘米或±0.75英寸最大公差适应性一同设计。为了设计较高的适应性，不是要伤害结构健全度或变的太贵。然而，通过板承包商，上板厚度公差太紧而难以执行，通过建筑框承包商，上楼层高度公差太紧也难以执行。所以超出公差条件变的难以避免。因此，对于直料连接系统有急迫的需要，当允许在垂直方向的一较高建设公差，此系统能确保直料连接的结构健全。
发明内容
为了达到直料连接设计的目标，其能容忍在垂直方向的高建设公差，以与本发明的实施与描述一致，本发明提供一种直料连接系统，其具有在垂直方向的建设公差适应性，其独立于其他幕墙功能。为达上述目的，本发明提供一种外部幕墙系统，其装设在一建筑框架，该幕墙系统部分包括:多个框架单元；多个垂直的直料，支撑该多个框架单元；多个结构式桥梁，能够移动的装设在该建筑框架上；以及多个连接件，装设在该多个结构式桥梁上，该连接件在所述的垂直的直料的垂直面上滑动接合至该直料，可调整的结合长度至少大约为+0.75英寸，其中滑动接合连接件到结构式桥梁强度对抗一设计水平的风压实质上不受最终调整位置影响。所述的外部幕墙系统，其中，该可调整的长度至少为+2英寸，且接合该连接件至该结构式桥梁强度对抗设计水平的风压实质上沿着该可调整的长度固定。所述的外部幕墙系统，其中，该可调整的长度至少为+10英寸。所述的外部幕墙系统，其中，该可调整的长度为大部分该直料的长度的主要部分。所述的外部幕墙系统，其中，大部分的该直料亦包括一垂直腔室，该垂直腔室用于容纳通用电缆管路。所述的外部幕墙系统，其中，大部分的该直料亦包括一垂直腔室，该垂直腔室用于容纳流体管路。所述的外部幕墙系统，其中，来自该流体管路的泄漏能够引导至该外部幕墙系统的外面部分。所述的外部幕墙系统，其中，该滑接接合在无长孔的情况下。本发明还提供一种锚状物，用以将一直料装设在一建筑物结构，其中该直料支撑一墙板的至少一部份，该锚状物包括:一结构式桥梁，装设在该建筑物结构上；以及一连接件，装设在该结构式桥梁上，其中该连接件在垂直长度上滑动接合该直料，且该滑接接合在无长孔的情况下。
所述的锚状物，其中，该滑动接合在无紧固件的情况下。所述的锚状物，其中，该滑动接合的至少一部份对抗水平风压。所述的锚状物，其中，更包括一静载重区块，该静载重区块支撑该直料。所述的锚状物，其中，该滑动接合包括一垂直腔室，该垂直腔室在该连接件内。所述的锚状物，其中，该垂直腔室容纳通用管路。所述的锚状物，其中，该垂直腔室容纳流体管路。所述的锚状物，其中，该垂直腔室延伸至少0.75英寸。所述的锚状物，其中，该垂直腔室延伸至少2英寸。所述的锚状物，其中，该垂直腔室延伸至少10英寸。本发明又提供一种外部幕墙系统，其装设在一建筑框架，该幕墙系统部分包括:多个框架单元；多个垂直的直料，支撑该多个框架单元；多个结构式桥梁，装设在该建筑框架上；以及多个连接件，装设在该些结构式桥梁，该连接件在垂直结合长度上滑动接合至该直料，其中滑动接合连接件到结构式桥梁的结合长度对抗设计水平的风压的至少一主要部分，其是在该外部幕墙系统无长孔及无紧固件的情况下。本发明能达成下列目的:1、提供一种直料连接系统，在不使用在直料中的一狭长孔，容忍一高建设公差。2、提供一种直料连接系统，在不伤害连接结构健全度，容忍一高建设公差。3、提供一种直料连接系统，其不使用穿透直料管的拴，以允许连续的直料管状空间的使用，以作为实用线的贡献。底下通过具体实施例配合所附的附图详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
图1为本发明的固态直料条件的位于后方直料凸缘的直料连接系统剖视图，其包含一实施例，其具有结构内锁啮合，此介于直料中的母性接头与连接件中的公性接头间；图2为本发明的固态直料条件的位于后方直料凸缘的直料连接系统剖视图，其包含一实施例，其具有结构内锁啮合，此介于直料中的宽母性接头与连接件中的公性接头间；图3为本发明的固态直料条件的位于后方直料凸缘的直料连接系统剖视图，其包含一实施例，其具有结构内锁啮合，此介于直料中的公性接头与连接件中的母性接头间；图4为本发明的固态直料条件的位于后方直料凸缘的直料连接系统剖视图，其包含一实施例，其具有结构内锁啮合，此介于二关闭设定二倍母性接头(off-setting doublefemale joint)间,其中一者在直料中，另一者在连接件中；图5为本发明的固态直料条件的位于直料网上的直料连接系统，其包含一实施例，其具有结构内锁啮合，此介于直料中的母性接头与连接件中的公性接头间；图6为本发明的固态直料条件的位于直料网上的直料连接系统，其包含一实施例，其具有结构内锁啮合，此介于直料与连接件间，此两者的每一者皆具有一对母性接头与公性接头；图7为本发明的固态直料条件的位于后方直料凸缘的直料连接系统剖视图，其包含一实施例，其具有结构内锁啮合，此介于直料中的公性接头与连接件中的母性接头间；图8为本发明的裂缝直料条件的位于后方直料凸缘的直料连接系统剖视图，其包含一实施例，其具有结构内锁啮合，此介于二关闭设定二倍母性接头(off-setting doublefemale joint)间,其中一者在直料中，另一者在连接件中；图9为本发明的裂缝直料条件的位于直料网上的直料连接系统，其包含一实施例，其具有结构内锁啮合，此介于直料中的母性接头与连接件中的公性接头间；图10为本发明的裂缝直料条件的位于直料网上的直料连接系统，其包含一实施例，其具有结构内锁啮合，此介于直料与连接件间，此两者的每一者皆具有一对母性接头与公性接头；图11为本发明直料连接系统侧视图，其包含一实施例，其适用于在低上升楼层中的静载直料设计；图12为本发明直料连接系统侧视图，其包含一实施例，其适用于在高上升楼层中的正常幕墙直料设计。附图标记说明:10、20_直料连接系统；ll、lla_直料；12_连接件；13_结构式桥梁；14、14a、14b、14c、14d、14f-公性接头；15、15a、15c、15d、15e、15f、15g、15h_ 母性接头；16_外墙单元；17、17a、17b-直料管状腔室；18_滑轨凸缘；19_分隔元件；21_紧固件；22-静载重区块；23-紧固件。
具体实施例方式本发明的实施例连同附图详述如下，附图及实施方式中使用相同的元件符号代表相同的元件名称。为了更好的描述本发明的工作原理，以下列出本发明中所使用到的术语:直料(Mullion):多个建筑构件中的一种，通常使用于垂直方向，以在结构上支撑耐候密封外墙单兀(weather sealing exterior wall panel)；直料连接系统:一种结构系统的设计，用以将静载重(dead load)及风压(windload)在直料上产生的反作用力转给建筑结构中的一结构性支撑元件；连接件(connector clip):直料连接系统的第一构件,用以将直料上的反作用力传送给直料连接系统的一第二构件；以及结构式桥梁(structural bridge):直料连接系统的第二构件,用以在连接件及建筑的一结构性支撑元件之间产生结构性连接。图1所示为直料连接系统10 —实施例的侧面剖视图，此直料连接系统10包含一垂直实心的直料11、一连接件12及一结构式桥梁13，其中直料11用以支撑多个外墙单元16 ;于连接件12的每一侧分别设有一公性接头14，以与直料11上的母性接头15咬合，由此可轻易看出公性接头14可在连接件12及直料11之间自由滑动，因此不需螺栓等紧固件穿过直料11便可调整任何公差；此外，只要连接件12的最终调整位置在直料11的长度中，可抵抗风压反作用力的咬合连接强度是一常数，不受连接件12最终调整位置的影响。直料管状腔室(mullion tube cavity) 17 可作为一楼间管路(inter-floor conduit)使用，垂直分布于使用的线路上，如电线、通讯缆线或导水管等，此直料管状腔室17更可因其它目的而隔出区间，例如与一区域脱离，以与一对接接头(butt joint)上两区段的直料11利用叠接管线(splice tube)及多个紧固件(图中未示)叠接。连接件12与结构式桥梁13固定，以与建筑结构中(图中未示)的一结构元件连接。直料连接系统的安装方法包括下列四个简单步骤:(I)将直料11 一端放置于连接点旁，与连接点之间为最小距离，以获得最大的可容许公差调整；(2)将连接件12滑动至直料11 一端并与直料11互相咬合，再将连接件12滑动至靠近连接点的一位置；(3)将连接件12固定于结构式桥梁13上；(4)将连接件12及结构式桥梁13的组合向上或向下滑动至连接点，并将结构式桥梁13固定在建筑结构的结构元件上。结构式桥梁13的外型可依建筑结构中结构元件上连接点的需求，从众多可行的外型中选择，举例而言，建筑结构中一种常用的结构元件为一厚板，其边缘系预留可嵌入钢材的空间，另有一种一体成型的钢连接角(simple steel angle clip),可作为结构式桥梁13使用，利用焊接或螺丝与厚板的边缘空间固定。图2为图1的变化设计，其提供一分隔元件19以产生两直料腔室空间(cavityspace) 17a、17b，使直料11中产生一宽的母性接头15，其与连接件12的公性接头咬合。于分隔元件19上设置多个滑轨边缘(slide guide lip)18，在此实施例中，腔室空间17a用以供直料叠接管线及紧固件在直料对接接头(图中未示)上做动，腔室空间17b用以打开管道进行管线作业而不需要牵引线；当使用管线(utility line)安装完成后，邻近的直料凸缘(rear mull ion flange)在内部可视区域之间隙(gap)可轻易用一个盖子(snap)覆盖。其它的功能及建造流程与图1描述相同。图3为图2的变化设计，其是在直料11中提供两公性接头14a，并与连接件12中的两相符的母性接头15a结构性咬合，其它的功能与图2所述相同，建造流程则与图1描述相同。图4为图3的另一变化设计，其是在直料11上提供两母性接头15c，并与连接件12中的两相符的母性接头15a结构性咬合。其它的功能与图2所述相同，建造流程则与图1描述相同。图5为图2的另一变化设计，在直料11的每一侧提供母性接头15d，其设于直料11的网状区域(web area)中，并与连接件12中的两相符的公性接头14b结构性咬合。除了在腔室空间17b需要引导线的外，其它的功能与图2所述相同，建造流程则与图1描述相同。图6为图2的另一变化设计，在直料11的每一侧提供一母性接头15f及一公性接头14c,其设于直料11的网状区域(web area)中，公性接头14c与连接件12上的母性接头15e结构性咬合，母性接头15f与连接件12上的公性接头14d结构性咬合。除了在腔室空间17b需要引导线之外，其它的功能与图2所述相同，建造流程则与图1描述相同。图7所示为直料连接系统20 —实施例的侧面剖视图，此直料连接系统20包含两垂直并分离的直料11a、一连接件12及一结构式桥梁13，其中直料Ila用以支撑多个外墙单元16，于连接件12的每一侧分别设有一母性接头15g，以分别与分离的直料Ila上的公性接头14f咬合；若分离的直料I Ia是在多重楼层上连续使用，则接着直料管状腔室17c可垂直分布于使用管线中。其它的功能及建造流程则与图1描述相同。图8为图7的变化设计，其与图7唯一的不同之处在于母性接头15h是分别设于分离的直料Ila上，与连接件12上的母性接头15g产生结构性咬合。图9为图7的另一变化设计，其与图7唯一的不同之处在于母性接头15d是分别设于分离的直料Ila的网状区域(web area)上，且分别与每一连接件12上的公性接头14b产生结构性咬合。图10为图7的另一变化设计，其与图7唯一的不同之处在于在每一分离的直料Ila提供一母性接头15f及一公性接头14c,其设于直料Ila的网状区域(webarea)中，公性接头14c与每一连接件12上的母性接头15e结构性咬合，母性接头15f与每一连接件12上的公性接头14d结构性咬合。图11为直料连接系统10或20的侧面剖视图，墙板16被直料11或Ila支撑，连接件12与直料11或Ila结构性咬合以抵抗风压作用力，且连接件12可在一个大的公差调整上任意地上下滑动。此连接件12利用多个紧固件21固定在结构式桥梁13上，将连接件12及结构式桥梁13的组合向上或向下滑动至建筑结构中结构元件上的连接点后，将结构式桥梁13固定在建筑结构的结构元件(图中未示)上。此情况适用于一静载重直料设计，并可适应当连接件在垂直方向上任意滑动产生的压力时，任何楼板的偏斜带给结构式桥梁13的活负载(live load)。图12同样为直料连接系统10或20的侧面剖视图，但此实施例中新增一静载重区块(dead load block) 22，其设于连接件12的顶端，并利用紧固件23与直料11或Ila固定，以将直料区段的静载重的反作用力传送给连接件12。此设计适用于正规的幕墙直料设计。从上面的讨论中，很明显，所有这三种发明目的皆得以实现。本发明可减少需要建造公差在垂直方向上施加非实际要求的其他同业(例如楼板或建筑框架的承包商)。本发明对于幕墙承包商的好处包含有:(I)消除在垂直方向上的场地测量的需求；(2)连接件或直料网状区域中的长孔(slotted hole)可减少店铺建造时的需求，或减少店铺设置昂贵的装置时对一体成型的系统进行调整的需求；(3)当在方向上或方向外(例如:若直料及间隙边缘之间的边缘太大，超过正规的板上连接(on-slab connection)时,连接件12可向下滑动至板子的下方，结构式桥梁13可轻易地变成一结构性钢型，延伸至外墙托梁(spandrelbeam)并焊接)发生超出公差的问题时，提供一简单的补救方法；(4)分段建造店铺时减少对直料的需求，一种设计是沿着板子边缘改变高度，例如停车场结构的斜坡；(5)幕墙更新计画中需重新定位时，可减少重新设计时对调查和测量(有时不可能在现存的墙面上做任何移动)的需求。结构性咬合的公性接头和母性接头在外观及位置上有无限种可能的变化设计，连接件12亦有无限种可能的外型设计变化，而结构式桥梁13亦有无限种可能的外型设计变化，以与连接件12及建筑结构中的结构元件固定。以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。
权利要求
1.一种外部幕墙系统，其装设在一建筑框架，其特征在于，该幕墙系统部分包括: 多个框架单元； 多个垂直的直料，支撑该多个框架单元； 多个结构式桥梁，能够移动的装设在该建筑框架上；以及 多个连接件，装设在该多个结构式桥梁上，该连接件在所述的垂直的直料的垂直面上滑动接合至该直料，可调整的结合长度至少大约为+0.75英寸，其中滑动接合连接件到结构式桥梁强度对抗一设计水平的风压实质上不受最终调整位置影响。
2.如权利要求1所述的外部幕墙系统，其特征在于，该可调整的长度至少为+2英寸，且接合该连接件至该结构式桥梁强度对抗设计水平的风压实质上沿着该可调整的长度固定。
3.如权利要求1所述的外部幕墙系统，其特征在于，该可调整的长度至少为+10英寸。
4.如权利要求1所述的外部幕墙系统，其特征在于，该可调整的长度为大部分该直料的长度的主要部分。
5.如权利要求4所述的外部幕墙系统，其特征在于，大部分的该直料亦包括一垂直腔室，该垂直腔室用于容纳通用电缆管路。
6.如权利要求4所述的外部幕墙系统，其特征在于，大部分的该直料亦包括一垂直腔室，该垂直腔室用于容纳流体管路。
7.如权利要求6所述的外部幕墙系统，其特征在于，来自该流体管路的泄漏能够引导至该外部幕墙系统的外面部分。
8.如权利要求6所述的外部幕墙系统，其特征在于，该滑接接合在无长孔的情况下。
9.一种锚状物，用以将一直料装设在一建筑物结构，其中该直料支撑一墙板的至少一部份，其特征在于，该锚状物包括: 一结构式桥梁，装设在该建筑物结构上；以及 一连接件，装设在该结构式桥梁上，其中该连接件在垂直长度上滑动接合该直料，且该滑接接合在无长孔的情况下。
10.如权利要求9所述的锚状物，其特征在于，该滑动接合在无紧固件的情况下。
11.如权利要求10所述的锚状物，其特征在于，该滑动接合的至少一部份对抗水平风压。
12.如权利要求10所述的锚状物，其特征在于，更包括一静载重区块，该静载重区块支撑该直料。
13.如权利要求10所述的锚状物，其特征在于，该滑动接合包括一垂直腔室，该垂直腔室在该连接件内。
14.如权利要求13所述的锚状物，其特征在于，该垂直腔室容纳通用管路。
15.如权利要求13所述的锚状物，其特征在于，该垂直腔室容纳流体管路。
16.如权利要求15所述的锚状物，其特征在于，该垂直腔室延伸至少0.75英寸。
17.如权利要求15所述的锚状物，其特征在于，该垂直腔室延伸至少2英寸。
18.如权利要求15所述的锚状物，其特征在于，该垂直腔室延伸至少10英寸。
19.一种外部幕墙系统，其装设在一建筑框架，其特征在于，该幕墙系统部分包括: 多个框架单元； 多个垂直的直料，支撑该多个框架单元；多个结构式桥梁，装设在该建筑框架上；以及 多个 连接件，装设在该些结构式桥梁，该连接件在垂直结合长度上滑动接合至该直料，其中滑动接合连接件到结构式桥梁的结合长度对抗设计水平的风压的至少一主要部分，其是在该外部幕墙系统无长孔及无紧固件的情况下。
全文摘要
直料连接设计使用一连接件结构性接合一直料，不需要孔洞和紧固件贯穿此直料表面，以对抗风压反应。连接件可以承受无应力(stress-free)垂直滑动相对于直料沿着直料的整体长度，而不会减少结构性连接强度，因此，幕墙系统的设计考量可以消除在垂直方向的建筑物建造公差。此设计亦可消除预先制造用于连接位置的直料孔洞的需求。此设计亦不需要预先决定好各连接点的高度，如此最有利于幕墙改造计画，在建筑物结构中可用于结构性连接的可用的位置不用在现有墙壁破坏前决定。此连续直料管路腔室可被更方便的应用在各楼层的通用管线分布。
文档编号E04B2/88GK103216028SQ20131002187
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月21日 优先权日2012年1月20日
发明者丁明朗 申请人:丁明朗