具体实施方式

只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。本文公开的实施例涉及用于干墙支柱和天花板型材的加强件，该加强件相应地改善了隔板和天花板系统的挠曲、隔板高度和抗开裂性。

图1A示出了根据本公开的一实施例的示例性的用于干墙支柱的加强件50。如图所示，加强件50具有U形横截面，并且包括：腹板10；相对于腹板10垂直立起(角度X等于90度)的一对侧凸缘20a、20b；以及从凸缘20a、20b中的每个立起的肋30。图1A中所示的肋30垂直于凸缘20a、20b。凸缘20a上有三个肋30，这三个肋30与凸缘20b上的三个肋30相对应。在本公开的这个实施例中，凸缘上的肋30设置为彼此对应。可替代地，凸缘20a、20b上的肋30也可设置为彼此交替。此外，加强件50设置有一个或更多个铆钉孔40，用于将加强件50铆接到干墙支柱。在本公开的多个实施例中这些铆钉孔40可以设置在腹板10上或凸缘20a、20b上或两者上。

加强件50被构造为固定在干墙支柱内，根据需要沿着干墙支柱的长度间隔开，以为凸缘20a、20b提供加强。当螺钉被驱动进入凸缘20a、20b中以将干墙面板紧固到凸缘131a、131b以便形成后文要描述的墙壁结构时，加强件50支撑干墙支柱100的凸缘131a、131b以将其保持就位。如果没有这些加强件，干墙支柱的凸缘在螺纹连接过程中可能向内弯曲，并且可能无法供螺钉穿透凸缘，从而影响紧固程序。通过沿着干墙支柱的长度设置加强件可防止凸缘的这种弯曲，以将凸缘保持就位以便螺纹连接。

因此，通过提供本公开的加强件50赋予了干墙支柱额外的强度和刚度，这进而导致由其构造的干墙结构的结构稳定性。虽然与图1A所示的U形结构类似的加强件在现有技术中是已知的，但这些加强件从未公开从凸缘20a、20b向内突出的肋30。由于与其制造相关的复杂性、固定有这些加强件的干墙支柱在运输过程中造成的不便、其生产和制造的额外的材料成本和人力需求，此类突出部从未被考虑过。然而，本公开的发明人已将本文所述的加强件50设计为具有一个或更多个肋30，以便为加强件提供均匀的载荷分布，并且增加了对可能影响干墙系统稳定性的纵向风力的抵抗性。本公开的加强件50还具有易于制造的简单设计，不需要改变当前实践中的运输机制，优化其生产的材料成本并且允许在生产现场和在安装过程中就地灵活组装加强件50。

加强件50的肋30可设计成与凸缘20a、20b成各种角度。在图1A所示的实施例中，肋30与凸缘20a、20b成90度角。在替代实施例中，肋30可设计成与凸缘20a、20b成锐角或钝角。在又一替代实施例中，加强件50中的每个肋30可被设计成与凸缘20a、20b成不同的角度。在本公开的一个实施例中，肋30的高度H等于或小于凸缘20a、20b的高度H’。在图1A所示实施例中，加强件50的所有肋30的高度H等于凸缘20a、20b的高度H’。然而，加强件也可以设计成具有多个肋30，其中一些肋30的高度H小于H’，而一些其他肋30的高度等于H’。在又一实施例中，肋30可设计为间断地设置在凸缘20a、20b上。然而，图1A所示的实施例示出了肋30是连续设计的，从凸缘20a、20b的底部边缘延伸到凸缘20a、20b的顶部边缘。

在本公开的一个实施例中，肋30的长度L小于腹板10的长度L’。在示例实施例中，肋30的长度为2mm。这具有特别的意义，如图8所示，因为配装有本公开的加强件50的干墙支柱仍然可以通过将一个干墙支柱布置在另一个的顶上来运输。图8示出了用于运输而布置的两个设置有本公开的加强件50的干墙支柱100的横截面图。在从凸缘20a立起的肋30和从凸缘20b立起的肋30之间设置的间隙允许在底部的干墙支柱顶部容纳另一个干墙支柱，从而能够有效利用空间。因此，用于运输干墙支柱的常规布置保持不受引入本公开的加强件50的影响。

加强件50由选自铝或涂有镀锌铁(GI)的低碳钢的材料制成。加强件50的厚度范围在0.4mm和2mm之间。在特定实施例中，加强件50的厚度为1mm。与传统的干墙支柱相比，希望固定有本公开的加强件50的干墙支柱的基部金属厚度可以具有减小的基部金属厚度。当配装有本公开的加强件50时，即使具有减小的基部金属厚度，这种干墙支柱也由此给墙壁系统结构赋予改进的刚度和性能。通过这种方式，用于制造加强件的额外材料成本可以被控制，因为基部金属减小的厚度补偿了用于加强件的材料成本。

在本公开的可选实施例中，如图1B所示，肋30’可以设置在加强件50的腹板10上。这里，肋30’在腹板10上设置在从凸缘20a和凸缘20b立起的肋30之间的空间中。同样，从腹板10立起的肋30’的数量、设计和角度可以是改变的，并且所有这些变型都落入本公开的范围内。加强件50的U形横截面的尺寸略小于常规的U形干墙支柱，使得加强件50配装在干墙支柱内部。尽管在图1A和图1B所描述的实施例中，加强件50设置有铆钉孔40，用于将它们铆接到干墙支柱，本公开的教导也包括将加强件固定在干墙支柱内的其他方式。例如，通过在干墙腹板和凸缘上的期望附接加强件50的位置处提供泡沫背衬，加强件50可以粘合到干墙支柱。

图2示出了根据本公开的另一个实施例的用于天花板型材的加强件50’。图1A和图1B中示出的用于干墙支柱的加强件50和图2中示出的用于天花板型材的加强件50’之间的主要区别是，从加强件50’的腹板10’立起的凸缘20a’、20b’具有大于90度的角度X。由于用于干墙天花板构造的天花板型材的形状，这具有实际意义。此外，加强件50’的肋30’的长度L大于腹板10’的长度L’。在特定实施例中，肋30’的长度L在2mm至35mm的范围内。此外，加强件50’的肋30’的长度L等于凸缘20a’和凸缘20b’之间的距离D。凸缘20a’、20b’上设置有两个铆钉孔40’，用于将加强件50’铆接到天花板型材。可替代地，为了铆接的目的，铆钉孔40’也可以设置在加强件50’的腹板10’上。

图3示出了根据本公开的一个实施例的配装有本公开的加强件50的干墙支柱100。干墙支柱100包括位于底部的腹板130并具有两个凸缘131a、131b，两个凸缘131a、131b在其外端处具有朝向彼此向内弯曲的边缘部分132a、132b。加强件50配装在干墙支柱100中，加强件50的腹板10和凸缘20a、20b分别抵靠干墙支柱100的腹板130和凸缘131a、131b。加强件50的尺寸被调整成使得加强件50卡扣配合到干墙支柱100中并保持就位，以吸收在干墙面板的紧固期间在干墙支柱100的凸缘131a、131b中驱动螺钉所需的力。通常，石膏面板用于此目的。两个石膏面板将通过螺纹连接固定到干墙支柱100的凸缘131a、131b。在受压期间，加强肋30为加强件50的凸缘20a、20b增加强度并且因此在螺纹连接期间为干墙支柱100的凸缘131a、131b提供坚实的支撑。

本公开的加强件50还可配装在不具有边缘部分132a、132b的干墙支柱100内。在图3所示的实施例中，加强件通过设置在加强件50的腹板10上的铆钉孔40铆接到干墙支柱100的腹板130上。在一个实施例中，铆钉孔40的直径在1mm到3mm的范围内，并且铆钉孔40设置在加强件的腹板10的边缘处。也可以采用替代方式将加强件50固定在干墙支柱100内。在替代实施例中，加强件50还可以通过设置在加强件50的凸缘30a、30b上的铆钉孔铆接到干墙支柱100的凸缘131a、131b。根据干墙支柱的将发生螺纹连接的位置，可以在干墙支柱100内固定多个加强件50。在示例实施例中，加强件50以每2英尺的间隔固定在干墙支柱中。在另一个示例实施例中，加强件50固定在干墙支柱的顶部边缘和底部边缘中。

图4示出了根据本公开的一个实施例的配装有本公开的加强件50’的天花板型材200。天花板型材200包括在底部处的腹板230并具有两个凸缘231a、231b，两个凸缘231a、231b在其外端处具有向外弯曲远离彼此的边缘部分232a、232b。凸缘231a、231b从天花板型材200的腹板230以大于90度的角度延伸。加强件50’的凸缘20a’、20b’和腹板10’之间形成的角度X正是与该角度相当。加强件50’配装在天花板型材200内部，加强件50’的腹板10’和凸缘20a’、20b’分别抵靠天花板型材200的腹板230和凸缘231a、231b。

加强件50’的尺寸被调整成使加强件50’卡扣配合到天花板型材200中并保持就位，以吸收在干墙面板的紧固期间在天花板型材200的腹板230中驱动螺钉所需的力。通常，石膏面板用于此目的。石膏面板通常通过螺纹连接固定到天花板型材200的腹板230。加强肋30’使加强件50’的凸缘20a’、20b’和腹板10’在受压时非常不易弯曲，并且因此在螺纹连接期间为天花板型材200的腹板230提供坚实的支撑。除此之外，加强件50’还减少了天花板结构中裂缝的形成，尤其是由于安装不合规而产生的裂缝的形成。

在本公开的一个实施例中，如图4所示，加强件50’通过切缝240配装在天花板型材200内，切缝240在凸缘231a、231b中设置在期望固定加强件50’的位置处。切缝240是设置在天花板型材200的凸缘231a、231b上的矩形切口，其稍微向内弯曲以允许插入加强件50’的凸缘20a’、20b’。可替代地，可以在加强件50’上设置与在用于干墙支柱100的加强件50上设置的铆钉孔类似的铆钉孔，用于将加强件50’固定在天花板型材200内。应当理解的是，干墙加强件50和天花板加强件50’可以制造有铆接孔或切缝特征，并且本申请倾向于描述具有铆钉孔40的干墙加强件50以及通过切缝特征固定到天花板型材的天花板加强件50’，仅出于教导目的。在又一个实施例中，天花板加强件50’可以使用存在于凸缘231a、231b(图4中示出)上的切缝和设置在加强件50’的腹板10’上的铆钉孔40’两者固定在天花板型材200内(如图1A、图1B和图2等所示)。

根据天花板型材的将发生螺纹连接的位置，可以在天花板型材200内固定多个加强件50’。在示例实施例中，加强件50’以每2英尺的间隔固定在天花板型材中。通常，通过将天花板型材彼此堆叠来运输天花板型材。因此，在本公开的最优选实施例中，加强件50’在安装现场固定在天花板型材200内。然而，加强件50’也可以在运输前于制造现场处通过铆接或切缝固定在天花板型材200内。

应当理解的是，本公开在其应用中不限于附图中所示的部件的结构和布置的细节，因为本公开能够以不同的实施例实施并以各种方式实践。此外，本文中使用的术语是为了描述和教导本公开的目的，并且在任何意义上都不限制本公开的范围。

图5A至图5G示出了根据本公开的多个实施例的用于干墙支柱的加强件50。图5A示出了用于干墙支柱的加强件50，加强件50具有平行于凸缘20a、20b布置的肋30以及设置在加强件50的腹板10上的肋。凸缘20a上的肋30在位置上对应于凸缘20b上的肋30并且沿着凸缘20a、20b的整个长度延伸。图5B示出了用于干墙支柱的具有布置在凸缘20a、20b的边缘上的肋30的加强件50。

图5C至图5F示出了与本公开目前为止描述的加强件50略有不同的加强件50。这是因为目前为止描述的加强件50被设计成具有从它们的凸缘突出的肋。而图5C至图5F中描绘的加强件50被设计成使得加强件的凸缘向内突出以形成垂直、平行或斜向于凸缘的肋结构。图5C示出了加强件50，其凸缘20a、20b弯曲以形成平行于凸缘延伸的肋30。此外，加强件50的腹板10也被弯曲以在加强件50的底部处形成类似肋结构。图5D示出了加强件50，其凸缘20a、20b弯曲以形成沿与凸缘垂直的方向延伸的肋30。此外，加强件50的腹板10也被弯曲以在加强件50的底部处形成类似肋结构。图5E所示的加强件50设置有两个肋30，两个肋斜向于凸缘20a、20b延伸并且在凸缘20a、20b的中央部分相交。类似地，图5F中所示的加强件50包括肋30，肋30是平行和斜向于凸缘20a、20b延伸的肋的组合以形成簇状形状(cluster-shape)。

图5G再次示出了用于干墙支柱的加强件50，其具有肋30，肋30的长度L等于腹板的长度L’，并且肋30在加强件50的凸缘20a和凸缘20b之间垂直延伸。

针对干墙加强件50示出的所有变型都应理解为适用于本公开的天花板加强件50’。图1A、图1B、图5A和图5B中所示的干墙加强件50可以通过压铸制造，而图5C至图5F中所示的干墙加强件50可以通过压花制造。此外，这些加强件中的肋30的深度可以进行优化，以便通过冷加工制造加强件。因此，干墙加强件50和天花板加强件50’在制造方面具有灵活性。

图6示出了由干墙支柱100构造的干墙隔板300，干墙支柱在地板槽道310和天花板槽道320之间延伸。干墙支柱100在其底部处由地板槽道310保持并且在其顶部处由类似的天花板槽道320保持。石膏面板330a、330b通过钉子或螺钉340固定到干墙支柱100的相反两侧。干墙支柱100可以用螺钉340或通过其他方法固定到地板槽道310和天花板槽道320。

在需要于干墙支柱100上进行螺纹连接以便石膏面板330a、330b紧固在干墙支柱100的任一侧上的位置处，干墙支柱100固定有本公开的多个加强件50。加强件50可以以多种方式固定在干墙支柱100内，例如但不限于铆接或切缝连接。因此，当螺钉被驱动进入凸缘131a、131b中以将石膏面板330a和330b紧固到凸缘131a、131b时，加强件50防止凸缘131a、131b弯曲并允许螺钉相对容易地穿透凸缘131a、131b。类似地，在钉子被敲入凸缘131a、131b而不是螺钉被驱动进入凸缘131a、131b中的情况下，则加强件50将凸缘131a、131b保持就位。加强件50还为干墙支柱100提供额外的结构强度以获得整体的结构强度。

本公开的加强件50提供的额外结构强度支持更高的隔板高度，否则这将是不可能的。通常，由48mm干墙支柱制成的干墙隔板构造为具有2.5米的标准高度。当本公开的加强件50就位时，由48mm干墙支柱制成的干墙隔板所实现的高度可以增加到3.3米。这是通过本公开的加强件50提供的刚度和加固作用而成为可能。

图7示出了悬挂式干墙天花板400，其包括由中间梁420与垂直延伸的天花板型材200互锁形成的格栅410。格栅410通过吊线或类似物悬挂在结构天花板上，这是悬挂天花板的已知方式。中间梁420和天花板型材200通过常规的夹持机构连接在一起。悬挂式干墙天花板的结构是已知的。首先，格栅410由中间梁420构成，并通过吊线悬挂在结构天花板上。大片石膏面板430然后通过安装者用电动螺丝刀插入穿过石膏面板430进入天花板型材200的自攻螺钉从下方固定到格栅410。石膏面板430的尺寸可以对应于格栅410中的天花板型材200的中心线之间的距离。在图7中，两个石膏面板430a、430b在点450处连接在一起，这形成天花板型材200的中心线。

如图所示，天花板型材200在其内设置有多个天花板加强件50。在图7所示的实施例中，加强件50’设置在天花板型材200的两个边缘处，并且一个加强件50’设置在中央。然而，在替代实施例中，加强件50’可以仅设置在天花板型材的顶部边缘和底部边缘处。加强件50’、尤其是设置在具有点450的天花板型材200中的加强件是关键的。这是因为这些加强件50’为天花板型材200的腹板230提供了支撑，使得石膏面板430的螺纹连接有效地完成。

如果天花板型材200内部没有设置加强件50’，则点450可能导致在该位置处天花板型材200破裂，引起悬挂式天花板400下垂，经过一段时间后最终造成天花板开裂。对于与点450邻近的其他天花板型材200也存在此类破裂问题。根据本公开，通过在天花板型材200内部提供加强件50’来减少悬挂式天花板400中裂缝的发展，这些加强件50’在螺钉被驱动进入天花板型材200时支撑天花板型材200的腹板230以将其保持就位，从而确保螺钉穿透腹板230并进一步限制天花板型材200的凸缘231a、231b经过一段时间后破裂或屈曲。

示例比较示例1

干墙隔板的挠曲测试

通过在常规的地板槽道和天花板槽道之间架设(erect)设置有本公开的3.8mm干墙加强件50的具有0.4mm厚度的48mm干墙支柱来构造干墙隔板。48mm干墙支柱设置有两个加强件50，一个附接到干墙支柱的顶端，另一个附接到干墙支柱的底端。在施加200Pa的载荷时，通过模拟测量具有加强件的干墙隔板的挠曲，并将其与不具有加强件的干墙隔板所表现出的挠曲进行比较。

常规的干墙隔板(没有加强件)在200Pa时显示了7.74mm的最大挠曲，而由设置有本公开的加强件的干墙支柱构造的干墙隔板在200Pa时显示了3.81mm的最大挠曲。因此，发现包括加强件的干墙隔板的挠曲改善了近50％。这是因为加强件的肋通过均匀分布载荷抵抗了凸缘的挠曲。此外，带有加强件的隔板系统的刚度、稳定性和结构强度提高50％实现了更高的隔板高度。

比较示例2

悬挂式天花板的挠曲测试

通过将设置有本公开的3.8mm天花板加强件50’的天花板型材架设到悬挂于结构天花板的垂直放置的中间槽道来构造悬挂式天花板。每个天花板型材设置有两个天花板加强件50’，天花板型材的每个边缘均有一个天花板加强件50’。在施加50N至75N之间的载荷时，通过模拟测量具有加强件的悬挂式天花板系统的挠曲，并将其与常规的悬挂式天花板系统所表现出的挠曲进行比较。

常规的悬挂式天花板(没有加强件)在75N时显示了0.65mm的最大挠曲，而由设置有本公开的天花板加强件的天花板型材构造的悬挂式天花板系统显示了0.0046mm的最大挠曲。因此，发现悬挂式天花板系统的刚度通过本公开的天花板加强件得到了很大程度的改善，这可归因于天花板加强件中存在的肋，肋在弯曲载荷期间抵抗了天花板型材的弯曲。

比较示例3

悬挂式天花板系统的挠曲测试

通过将设置有本公开的3.8mm天花板加强件50’的天花板型材架设到悬挂于结构天花板的跨越1700mm的垂直放置的中间槽道来构造1800mm×1200mm悬挂式天花板，该悬挂式天花板配有尺寸为1800mm×1200mm的石膏面板。每个天花板型材设置有三个天花板加强件50’，在天花板型材的每个边缘均有一个加强件，另一个加强件位于中央。通过在设置有加强件的每个天花板型材上施加10kg来将30kg的总重量从顶部施加在系统上，并使用度盘式指示表从底部测量由载荷引起的挠曲。

没有本公开的加强件的完全相似的悬挂式天花板系统被构造，并且从顶部施加30kg的载荷并且从底部测量挠曲。发现设置有加强件的悬挂式天花板系统挠曲了15.1mm，而发现没有加强件的悬挂式天花板系统挠曲了26.5mm，因此证明挠曲减少了将近43％。

工业适用性

通过使用和实施本公开的加强件，可以获得具有改进刚度的诸如干墙支柱和天花板型材之类的槽道，而不会使支柱结构复杂化。槽道的刚度通过加强件提供给干墙支柱和天花板型材的凸缘的支撑而得到改善，这允许螺钉或钉子被驱动进入凸缘而不会使凸缘弯曲。本公开提供了一种加强件，该加强件可以通过简单的方式容易地插入到槽道中并且将其自身保持就位。本公开提供了使用加强件的加强支柱结构，其可以由板材容易且经济地制造。加强件可抵抗悬挂式天花板系统的破裂/屈曲，从而延迟和减少裂缝的发展。

本公开还通过设计不会改变常规的槽道运输方式的加强件来注意制造有加强件的槽道的运输。此外，加强件的设计提供了其通过多种方法(例如压铸、压花和冷加工)生产的灵活性。此外，加强件的设计通过允许使用厚度减小的槽道来补偿生产加强件所涉及的额外材料成本。此外，加强件由简单的结构制成，加强件互补地配装在加强件与其共同起作用的槽道内。

应注意，上文在一般描述或示例中所描述的所有活动并非都是需要的，具体活动的一部分可能不是需要的，并且除了所描述的活动之外，还可以执行一个或多个另外的活动。更进一步地，列出活动的顺序不一定是其执行活动的顺序。

上文已经针对具体实施例描述了益处、其他优点和问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案和可能使任何益处、优点或解决方案产生或变得更加明显的任何特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或基本特征。

本文所描述的实施例的说明书和图示旨在提供对各个实施例的结构的一般理解。说明书和图示不旨在用作对使用本文描述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的详尽和全面的描述。本文中为了清楚起见而在分开实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，为简洁起见而在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独提供或以子组合提供。此外，对以范围表示的值的引用包括该范围内的每个值。只有在阅读本说明书之后，许多其他实施例对于技术人员才是显而易见的。可以使用其他实施例并从本公开中得出其他实施例，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构替换、逻辑替换或其他改变。因此，本公开应被视为说明性的而非限制性的。

提供结合附图的描述是为了帮助理解本文公开的教导、帮助描述教导，并且不应被解释为对教导的范围或适用性的限制。然而，在本申请中当然可以使用其他教导。

如本文所使用的，术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”、“具备”或其他任何变型旨在涵盖非排他性的包含。例如，包括一系列特征的方法、物品或仪器不一定仅限于那些特征，而是可以包括未明确列出的或上述方法、制品或装置固有的其他特征。此外，除非有相反的明确说明，否则“或”是指包含性的或，而不是排他性的或。例如，条件A或B由以下任何一个满足：A为真(或存在)且B为假(或不存在)、A为假(或不存在)且B为真(或存在)、以及A和B都为真(或存在)。

同样，使用“一”或“一种”来描述本文中所描述的元件和部件。这样做仅仅是为了方便并给出本发明范围的一般含义。该描述应被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，或者复数也包括单数，除非清楚地另有所指。例如，当在本文中描述单个项目时，可以使用多于一个的项目代替单个项目。类似地，在本文中描述了多于一个的项目的情况下，可以用单个项目代替所述多于一个的项目。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。材料、方法和示例仅是说明性的而非限制性的。在没有描述关于特定材料和加工方法的某些细节的程度上，这些细节可以包括常规方法，其可以在制造领域内的参考书和其他来源中找到。

虽然已经参考上述实施例具体示出和描述了本公开的各方面，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所公开内容的精神和范围的情况下，通过修改所公开的机器、系统和方法可以预期各种其他的实施例。应当理解，这些实施例落入基于权利要求及其任何等同物确定的本公开的范围内。

元件列表

名称：用于结构元件的加强件

50 用于干墙支柱的加强件

10 腹板

20a、20b 凸缘

30 肋

30’ 肋

40 铆钉孔

50’ 用于天花板型材的加强件

10’ 腹板

20a’、20b’ 凸缘

40’ 铆钉孔

100 干墙支柱

130 腹板

131a、131b 凸缘

132a、132b 边缘部分

200 天花板型材

230 腹板

231a、231b 凸缘

232a、232b 边缘部分

240 切缝

300 干墙隔板

310 地板槽道

320 天花板槽道

330a、330b 石膏面板

400 悬挂式天花板系统

410 格栅

420 中间槽道

430a、430b 石膏面板

450 连接点

X 加强件的腹板和凸缘之间的角度

L 加强件的肋的长度

L’ 加强件的腹板的长度

H 加强件的肋的高度

H’ 加强件的凸缘的高度

D 加强件的凸缘之间的距离