一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢及其组合构件的制作方法

1.本发明涉及一种建筑型钢构件，尤其涉及一种用于装配式建筑的具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢及其组合构件。


背景技术：

2.长期以来我国的建筑行业发展都是粗放型，重数量不重质量，对钢材、水泥、红砖的消耗都高居世界首位，住宅产业化进程在进入21世纪后的前十年发展地仍然十分缓慢。传统建筑技术对资源和能源的消耗已经在严重透支我们子孙后代的财富，同时随着人口老龄化及生育率降低，人工成本在不断上涨，建设成本持续上涨，使得中国建筑企业在国际上的竞争力日渐下降，这和中国制造业大国的身份形成鲜明反差。因此传统建筑亟需产业变革，使行业向重质量、重效率、重技术、低能耗、低污染的方向转变。
[0003][0004]
在政策的加码及建筑技术持续升级的背景下，我国装配式建筑面积、行业规模迎来快速发展，但是当前我国装配式建筑发展主观动力不足，主要源于两点原因：首先传统现浇建筑模式的成本仍低于装配式建筑;其次传统土建施工企业、操作工人施工中更熟悉现浇工艺流程。以pc结构（预制混凝土构件）为主流的装配式建筑体系在技术上的改进只考虑到了施工层面的装配化，未充分考虑整个生产建造过程中的各个环节的时间和人力成本，它仅完成了将传统现浇建筑结构拆分为结构构件后进行工厂生产，然后运到现场装配式安装，却造成构件标准化低、差异性大、体量庞大、工厂养护时间长、合格装配工的培养周期长等问题，增大了设计、制造、运输、安装的难度，反而加大了建筑成本。钢结构装配式建筑在我国住宅产业化高速发展的这几年里未能享受到政策红利，跟pc结构相比钢结构具备工业化程度更高、抗震性能出色、结构灵活、得房率高等优点，但我国钢结构主要应用于公共建筑、工业建筑，而住宅建设中应用较少，主要源于三点原因：首先传统土建施工企业更熟悉混凝土工艺及钢结构人才相对欠缺，其次在高层住宅项目中，同样体量的建筑采用钢结构比pc结构的价格高8%—15%，而且中国老百姓传统观念普遍认为混凝土建筑比钢结构更加安全，再次在低多层住宅中，虽然钢结构相对pc结构有成本优势，但低层住宅的建设规模和体量远远无法与高层住宅相比，所以应用规模非常有限。


技术实现要素：

[0005]
针对上述现有装配式建筑技术中的不足，本发明提供一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢及其组合构件。
[0006]
本发明的一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢及其组合构件是采取了构件轻量化、标准化及可装配化的设计思路，对常规冷弯型钢进行冷压冲孔及压槽处理使其具有优美的桁架状均匀排列的孔格结构，从而使型钢产生了优越的结构性能及更广泛的用途。
[0007]
其中，所述具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢包括c型钢和u型钢主体，所述c
型钢和u型钢主体的腰部上设置有等间距交错对称排列的圆角等边大三角形冲压孔和圆角等边小三角形压槽，用该型钢可快捷地组合为装配式基础骨架、格构梁、格构立柱、墙体骨架、三角屋架、屋面结构骨架等。
[0008]
其中，在所述等间距交错对称排列的圆角等边大三角形冲压孔上有冷压模具冲出的卷边，卷边和孔构成型钢内部交错支撑的桁架结构的腹杆。
[0009]
其中，所述圆角等边大三角形冲压孔位于同一平面内且尺寸大小相同，是采用同样尺寸冷压模具冲压成型。
[0010]
其中，在所述等间距交错对称排列的圆角等边大三角形冲压孔是按照一正一反方式排列，即前一个三角形尖头朝上，后一个三角形尖头朝下，相邻两个三角形孔按照等间距m排列，依次布满整个型钢的腰部，所有三角形大孔的中心连线与型钢腰部的中线重合。
[0011]
其中，所述圆角等边小三角形压槽位于圆角等边大三角形冲压孔构成的桁架结构的腹杆上，并且两个一组对称排列在每个大三角形尖头的两端。
[0012]
其中，所述圆角等边小三角形压槽两个一组的中线和大三角形垂直方向的中线重合，并且每组的间距和大三角形冲压孔的间距相同，也是固定模数m。
[0013]
其中，所述圆角等边小三角形压槽的最外侧边线与圆角等边大三角形冲压孔的上下两端边线或圆角头的切线重合。
[0014]
其中，所述装配式基础骨架是由具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型c型作为纵向受力筋兼骨架，由具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢作为上下边框用自攻钉固定后组成的立体框架，在实际施工过程中采用这种装配式基础骨架省去了放线、绑钢筋和支模板的过程，将基础骨架拼装后并在骨架两侧钉有筋钢网模，然后直接向内部灌注细石混凝土后便完成了基础的施工。
[0015]
其中，所述格构梁是将两根具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型c型钢呈口对口设置，中间夹有多个第一短截矩形管并连接，多个第一短截矩形管呈等间距排布，在多个第一短截矩形管和两侧c型钢1的接缝上进行焊接从而组合成的格状镂空结构的梁，梁的截面外轮廓为矩形。
[0016]
其中，所述格构立柱是将两根具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型c型钢开口向内放置，中间夹有多个第二短截矩形管作为连接件，短截矩形管等间距排布，在短截矩形管和两侧c型钢的接缝上进行焊接，从而组合成格状镂空结构的立柱，立柱的截面外轮廓为正方形。在实际施工中，向结构框架内灌注的轻骨料混凝土会通过格构立柱上的镂空孔自动流入立柱内部从而转化成型钢混凝土柱混合结构，是目前最经济且性能优异的结构形式之一。
[0017]
其中，所述墙体骨架是由具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型c型作为竖向龙骨，由具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢作为天地龙骨，通过多个第二沉头十字自攻钉连接后组成的立体框架。在实际施工中，水电管线埋设可直接在墙体骨架上的冲压孔中穿行并固定，无需后期在墙上开槽，极大的降低了施工难度和杜绝对结构的破坏，并且在立体框架的内外两侧钉有筋钢网模作为横向受力筋和免拆模板，可直接向墙体骨架内灌注轻质保温颗粒混凝土后形成轻钢轻混凝土剪力墙结构，使建筑的整体性和可靠性大大地增强。
[0018]
其中，所述三角屋架是由具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型c型作为腹杆，由具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢作为上下弦杆，通过自攻钉固定后组成的屋架。
[0019]
其中，所述屋面结构骨架是由多个具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢构成的主檩条、多个具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯c型钢构成的次檩条，并且屋面的上下两端的主檩条是采用单根具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢，屋面中部的多组主檩条是采用两根具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢为一组并呈背靠背设置，然后将多个次檩条斜插在多组主檩条的槽口内呈菱形对称交错排列，最后用多个第四沉头十字自攻钉将主、次檩条相连接从而构成的网架状屋面结构。在实际施工过程中，在屋面结构框架的底部再钉装有筋钢网模作为免拆模板，然后向屋面结构骨架内灌注轻质保温颗粒混凝土后形成轻钢轻混凝土屋面体系。
[0020]
本发明的一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢及其组合构件，该型钢拥有较复杂的截面形态使其本身具有足够刚度且能够自成结构体系，该型钢可以方便的组合一座建筑中所需要的任意结构构件和骨架，型钢上带卷边的孔增强了与混凝土的有效结合和共同作用，且水电管线可通过这些孔在结构骨架内部自由穿行，灌注的混凝土浆料也可通过这些孔自由流动并将内部填满，从而解决了现有装配式建筑的标准化低、构件大且笨重、通用性差、加工时间长、运输成本高、施工难度大等问题，极大节约了建筑成本，并且拥有和传统混凝土建筑一样的外观效果，使国内的用户更容易接受。
[0021]
参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
[0022]
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]
图1示例性地示出了本发明的用于装配式建筑的一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯c型钢的立体结构图。
[0024]
图2为图1的侧立面图。
[0025]
图3为图1的剖面图。
[0026]
图4示例性地示出了本发明的用于装配式建筑的一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢的立体结构图。
[0027]
图5为图4的侧立面图。
[0028]
图6为图4的剖面图。
[0029]
图7示例性地示出了本发明的由一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢组合成的装配式基础骨架结构示意图。
[0030]
图8示例性地示出了本发明的由一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢组合成的格构梁结构示意图。
[0031]
图9示例性地示出了本发明的由一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢组合成的格构立柱结构示意图。
[0032]
图10示例性地示出了本发明的由一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢组合成的墙体骨架结构示意图。
[0033]
图11示例性地示出了本发明的由一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢组合成的三角屋架结构示意图。
[0034]
图12示例性地示出了本发明的由一种具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢组合成的屋面结构骨架结构示意图。
具体实施方式
[0035]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0036]
下面结合附图，详细说明该用于装配式建筑的具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢及其组合构件。
[0037]
具体实施方式一：如图1—图12所示的一种用于装配式建筑的具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢及其组合构件可以包括c型钢主体1和u型钢主体2，在c型钢主体1和u型钢主体2的腰部上设置有多个等间距交错对称排列的圆角等边大三角形冲压孔3和圆角等边小三角形压槽4，在圆角等边大三角形冲压孔3上带有冷压模具冲出的卷边5，用该型钢可快捷地组合为装配式基础骨架11、格构梁12、格构立柱13、墙体骨架14、三角屋架15、屋面结构骨架16等。
[0038]
具体实施方式二：如图1—图6所示设在型钢主体上的圆角等边大三角形冲压孔3及其带有的冷弯压模具冲出的卷边5构成了型钢内部交错支撑的桁架结构的腹杆，这种构造使具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯c型钢主体1和u型钢主体2拥有比普通型钢更优的力学性能。
[0039]
具体实施方式三：如图1—图6所示设在型钢主体上的圆角等边边小三角形压槽4位于圆角等边大三角形冲压孔3构成的桁架结构的腹杆上，并且两个一组对称排列，使结构更加稳固且造型更优美。
[0040]
具体实施方式四：参考图2、图5，为了满足标准化、自动化加工的需要，所述圆角等边大三角形冲压孔3位于同一平面内且尺寸大小相同，可采用同样尺寸冷压模具冲压成型，且圆角等边大三角形冲压孔3是按照一正一反方式排列，并且相邻两个等边大三角形冲压孔3按照等间距m排列，依次布满整个型钢的腰部，所有等边大三角形冲压孔3的中心连线与型钢腰部的中线重合。
[0041]
具体实施方式五：参考图2、图5，圆角等边小三角形压槽4两个一组的间距为固定长度n ,且n的中线和圆角等边大三角形冲压孔3垂直方向的中线重合，相邻两个n的中线的距离也是固定模数m。
[0042]
具体实施方式六：参考图2、图5，圆角等边小三角形压槽4的最外侧边线与圆角等边大三角形冲压孔3的上下两端边线或圆角最外侧切线重合。
[0043]
具体实施方式七：如图3、图6所示具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢的c型钢主体1和u型钢主体2拥有较为复杂的截面形态，使其更有效与混凝土结合并共同作用。
[0044]
具体实施方式八：如图7所示一种装配式基础骨架11是采用由具有桁架格结构卷
边冲压孔的冷弯型c型钢1作为纵向受力筋兼骨架，由具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢2作为上下边框组合而成，在c型钢1和u型钢2的交接处用多个第一沉头十字自攻钉61连接固定。在实际施工过程中采用这种装配式基础骨架省去了放线、绑钢筋和支模板的过程，将基础骨架拼装后并在骨架两侧钉有筋钢网模，然后直接向内部灌注细石混凝土后便完成了基础的施工。
[0045]
具体实施方式九：如图8所示一种格构梁12是将两根具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型c型钢1呈口对口设置，中间夹有多个第一短截矩形管71并连接，多个第一短截矩形管71呈等间距排布，在多个第一短截矩形管71和两侧c型钢1的接缝711、712上进行焊接从而组合成的格状镂空结构的梁，梁的截面轮廓为矩形。在实际施工中，向结构框架内灌注的轻骨料混凝土会通过格构梁12上的镂空孔自动流入梁的内部从而转化成型钢混凝土梁混合结构，是目前最经济且性能优异的结构形式之一。
[0046]
具体实施方式十：如图9所示一种格构立柱13是将两根具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型c型钢1开口向内放置，中间夹有多个第二短截矩形管72作为连接件，短截矩形管72等间距排布，在短截矩形管72和两侧c型钢1的接缝721、722上进行焊接，从而组合成格状镂空结构的立柱，立柱的截面外轮廓为正方形。在实际施工中，向结构框架内灌注的轻骨料混凝土会通过格构立柱13上的镂空孔自动流入立柱内部从而转化成型钢混凝土柱混合结构，是目前最经济且性能优异的结构形式之一。
[0047]
具体实施方式十一：如图10所示一种墙体骨架14是由具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型c型1作为竖向龙骨，由具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢2作为天地龙骨，通过多个第二沉头十字自攻钉62连接后组成的立体框架。在实际施工中，水电管线埋设可直接在墙体骨架14上的冲压孔中穿行并固定，无需后期在墙上开槽，极大的降低了施工难度和杜绝对结构的破坏，并且在立体框架的内外两侧钉有筋钢网模作为横向受力筋和免拆模板，可直接向墙体骨架14内灌注轻质保温颗粒混凝土后形成轻钢轻混凝土剪力墙结构，使建筑的整体性和可靠性大大地增强。
[0048]
具体实施方式十二：如图11所示一种三角屋架15是由具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型c型钢1作为腹杆，由普通冷弯u型钢21作为下弦杆，由普通冷弯u型钢22作为上弦杆通过多个第三沉头十字自攻钉63连接后组成的屋架。
[0049]
具体实施方式十三：如图12所示的屋面结构骨架16是由多个具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢2构成的主檩条、多个具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯c型钢1构成的次檩条，并且屋面的上下两端的主檩条是采用单根具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢2，屋面中部的多组主檩条是采用两根具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯u型钢2为一组并呈背靠背设置，然后将多个次檩条斜插在多组主檩条的槽口内呈菱形对称交错排列，最后用多个第四沉头十字自攻钉64将主、次檩条相连接从而构成的网架状屋面结构。在实际施工过程中，在屋面结构框架的底部再钉装有筋钢网模作为免拆模板，然后向屋面结构骨架16内灌注轻质保温颗粒混凝土后形成轻钢轻混凝土屋面体系。
[0050]
本发明制定了一种用于装配式房屋的具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢及其组合构件，使得装配式建筑构件更易于自动化、批量化生产，便于运输及现场施工，使建设周期缩短，综合造价降低，并使该具有桁架格结构卷边冲压孔的冷弯型钢有利于推广应用。
[0051]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0052]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。