[发明专利]用于格栅支撑梁的机械接合装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有纵向方向和横向方向的用于格栅（lattice）支撑梁的机械接合装置，并且还涉及一种用于制造这种接合装置的方法。机械接合装置至少包括第一弦杆（chord member，弦构件）、第一斜杆（diagonal member，斜构件）、以及用于结合所述第一弦杆和所述第一斜杆的连接元件。

背景技术

传统上格构梁通过将弦杆和斜杆焊接在一起而制成。现有技术文献GB927,917公开了一种由杆状构件构成的焊接的三维格构梁，其中，适于制造框格式格构梁的材料包括钢、铝、塑料和任何其他可焊接材料。该设计的缺陷是低承载能力，至少在使用铝时是这样。

因此需要一种除去上述缺点的改良的轻质格构梁。

概要

本发明的目的是提供一种用于格栅支撑梁的创新性机械接合装置，其中，所述机械接合装置具有纵向方向和横向方向，至少包括第一弦杆、第一斜杆、以及用于结合所述第一弦杆和所述第一斜杆的连接元件，其中，部分地避免了上述问题。所述目的通过权利要求1的特征部分的特征实现，其中，所述第一弦杆、所述第一斜杆、以及所述连接元件中的每个由挤压铝型材制成。

其中，所述连接元件至少包括：第一附接部，具有与所述第一弦杆接触的第一接触表面，以及第二附接部，具有与所述第一斜杆的邻接表面接触的第二接触表面，其中，所述第一接触表面包括在所述横向方向上延伸并接合于布置在所述第一弦杆内的至少一个相应槽形凹口内的至少一个肋状突起，并且其中，所述第二接触表面通过至少一个紧固件压在所述第一斜杆的所述邻接表面上，所述紧固件的纵向方向与所述第一斜杆的纵向方向基本平行地布置。

通过铝质斜杆和铝质弦杆的焊接而结合的格构梁的接合装置不论是短期还是长期由于疲劳而受到热影响区内的材料的严重削弱。因此，热影响区内所允许的应力非常有限，这样导致相对低的承载能力。可行的补救方法是为接合装置的构件提供增加的材料厚度，或者使用其他材料，例如钢。然而两种替代方法均会导致格构梁的重量增加。根据本发明的接合装置通过提供其中不再需要梁构件的焊接的机械接合装置来解决上述问题。

机械接合装置的一个重要方面是在使载荷交替的过程中接合装置内出现的机械间隙量。接合装置中的机械间隙导致承载能力降低，这是因为所述机械间隙由每个接合装置累积并导致在高负载下梁挠度增加，致使梁强度的削弱，还影响了格构梁的固有频率。机械接合装置内的间隙源可来自在接合装置的设计中所使用的机械紧固件的布置。由于销/螺纹构件和孔（其中布置有销/螺纹构件）之间的直径差异，垂直于载荷传递方向布置的销或者螺纹紧固件的使用时常产生间隙。根据本发明的接合装置通过提供这样的机械接合装置解决了所述问题，即，在该装置中，紧固件基本平行于斜杆的纵向方向布置。从而完全消除了连接元件和斜杆之间的连接间隙。

机械接合装置的另一重要方面是施加在任何夹持装置上的剪力水平，所述夹持装置使所述第一接触表面压在所述第一弦杆上。剪力由于将斜杆内的压缩力和张力传递至弦杆以及从弦杆传出而产生。剪力通常部分地通过弦杆和斜杆之间的接触表面处的摩擦阻力以及部分地通过用于将第一接触表面夹持在第一弦杆上的夹持装置本身而传递至弦杆。增加的夹持应力产生增加的摩擦阻力，因此在某种程度上缓和夹持装置。然而，在某种程度上仅能在铝梁构造中施加高强度摩擦夹持螺栓，所述摩擦夹持螺栓通过增加夹持力提供了增加的摩擦阻力，这是由于高强度摩擦夹持螺栓的钢材料和弦杆和斜杆的铝材料之间的热膨胀差异所致。根据本发明的接合装置通过提供一种这样的机械接合装置来解决上述问题，即，在该机械接合装置中，所述第一接触表面包括至少一个肋状突起，该突起在所述横向方向上延伸并接合于布置在所述第一弦杆内的至少一个相应槽形凹口内。肋状突起在槽形凹口内的接合提供了一种用于在第一斜杆和第一弦杆之间传递压缩力和张力的有效且节约成本的解决方案，因此至少部分地减轻了夹持装置的剪应力。结果，在维持或者降低应力水平的情况下，可制造较小的和/或含有较少构件的夹持装置。

总之，该创新性机械接合装置提供一种具有相对高承载能力的轻质格构梁。