[发明专利]用于轻质混凝土板的紧固件和板组件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在美国专利商标局于2009年8月23日提交的第12/583,607号、2009年10月14日提交的第12/587,851号和2009年12月22日提交的第12/655,032号在前申请的权益。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及具有支撑钢框架和将混凝土表面连接到钢框架的装置的轻质混凝土板。

2.相关技术描述

以下专利限定了本领域的现状：

Schilger的美国专利第4,602,467号描述了具有附接到混凝土平板的支撑钢框架的建筑板。将钢框架连接到混凝土平板(concrete slab)的附接机构是立柱部件(stud member)的一部分。立柱部件一侧的翼缘以各种形状被冲压和修改，旨在当其整侧被嵌入混凝土平板中时用作锚固件。由于立柱的翼缘嵌入混凝土中，板被认为是复合板，其中混凝土层和钢框架两者在支撑载荷方面均承担了重要的角色。

Schilger的美国专利第4,885,884号描述了具有附接到混凝土平板的支撑钢框架的建筑板。将钢框架连接到混凝土平板的附接机构是立柱部件的一部分。此板的附接装置不是像其在前技术美国专利第4,602,467号一样延伸立柱部件的一整侧的一个长型材。反而，多个连接装置是在C型立柱的翼缘中间断地冲压且弯曲的部分。冲压且弯曲的部分可以是平行于立柱部件延伸并伸入混凝土平板中的L型、V型和T型型材，用作连接装置。

Ruiz的美国专利第6,151,858号具有与Schilger的美国专利第4,885,884号中类似的概念。Ruiz的立柱翼缘中间断地冲压且弯曲的部分具有不同的形状和弯曲方向。Ruiz的突出L型窄于Schilger的突出L型且不同地弯曲。像Schilger的突出部分一样，Ruiz的冲压键是连接装置，该连接装置为立柱部件的一部分。

Bodnar的美国专利第4,909,007号具有与Schilger的美国专利第4,602,467号中类似的概念。C型立柱的一整侧被冲压且弯曲成一个L型翼缘，形成要嵌入混凝土平板中的一个长整体的附接装置。Bodnar技术中的不同在于嵌入的L型连接翼缘中的开口和立柱腹板区域中的大开口。嵌入的连接翼缘中的开口被要求使得材料能够流过并在局部区域中形成较强的混凝土。立柱腹板中的大开口意在限制从一侧到另一侧的热传导，由此减小立柱腹板中的热路径或钢区域。

存在与所有提到技术相关的三个主要问题：首先是其将需要专门设计的机器以产生具有整体连接机构的此特殊立柱；其次是其低劣的热性能；以及第三是建筑规范技术指标的满足。通常，为生产此修改的立柱的工程专用机器的成本是昂贵的且禁止的。Ruiz和Schilger墙板的热性能由于立柱翼缘和外部混凝土平板之间直接的材料接触而是低劣的。金属具有高的温度传导性且来自外部混凝土的热量正好流过立柱的金属材料到达立柱翼缘内部。虽然Bodnar的打开腹板立柱在减小立柱腹板中的热传导方面是一种改进，但是在立柱腹板中产生开口的机器的成本由于其复杂工艺而是昂贵的且禁止的。Bodnar的打开腹板立柱是一种改进，但是其钢框架中底部和顶部的导轨仍然具有实心腹板，因此板在板的这些区域中仍具有低劣的热性能。在承载应用中，Bodnar和Schilger的墙板在国家和世界的很多部分将不满足当前国际的建筑规范技术指标。在其设计中，混凝土平板和钢框架之间的复合作用知之甚少。在规范技术指标中不存在指南以覆盖此板的结构。假设所有独特的复合板被测试且被证明具有结构性能，其数据的提交且将其在规范技术指标中特定化可能是非常长且昂贵的过程。所有独特复合板的广泛采用是非常不可能的，这是因为制定规范技术指标的目的是包含结构的类型而不是包含所有特定的产品。之前技术忽略了这三个主要的问题。本发明被开发以克服所有现有技术中固有的这些主要问题。

发明概述

本发明是关于板结构及组成板结构的独特构件。轻质混凝土板包括薄混凝土平板、标准立柱框架、任选的隔离带和具有突出头部的新颖锚固铆钉，标准立柱框架可以是被很好地研究的承载或无承载的，任选的隔离带用于增加在外墙应用中的热性能，锚固铆钉作为优选的混凝土到框架的连接装置。其他任选的混凝土到框架的连接装置可以是普通盲铆钉和弯曲钢支架的组合，其用作将混凝土平板连接到金属框架的具有弹性封盖的混凝土锚固件或螺钉。