CN102561510A - 工厂装配式格构轻钢结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种工厂装配式格构轻钢结构及其制造方法，其中工厂装配式格构轻钢结构由间隔平行分布的框架和固定连接在框架之间的横梁组成，所述框架包括两根格构柱和固定放置在两根格构柱顶部之间的屋架，所述格构柱包括两片相对平行的片柱、通过自攻螺丝连接在两片片柱之间的片柱用中撑连接板、通过自攻螺丝连接在片柱底部的基础连接件、以及通过自攻螺丝连接在片柱顶部的屋架连接件，所述屋架包括两片相对平行的桁架和通过自攻螺丝连接在两片桁架之间的桁架用中撑连接板。本轻钢结构无需焊接，通用性好，互换性强，所述节点扣板上特殊设计的冲压压筋提高了节点扣板的承载力和刚度。

Description

工厂装配式格构轻钢结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种跨度为30米以下的厂房用中小型轻钢结构。

背景技术

型钢框架和冷弯薄壁型钢架具有受力合理、抗震性能好、制作方便、施工速度快等特点，近年来得到了广泛应用。传统的钢结构柱及冷弯薄壁型钢架一般是以3㎜以上的钢板、方（矩）型管、圆管、型钢、角钢等，通过与杆件的焊接制成钢结构柱或冷弯薄壁型钢架。

传统的跨度为30米以下的厂房中的轻钢结构一般是采用焊接连接的方式，焊接是钢结构柱与杆件之间一种直接的连接方式，虽然这种连接方式承载力大，但是具有以下几点缺点：

1、需要很强的气切割和焊接技术，同时还需要大量的设备及人员，所以人工量大。

2、焊接制成的钢结构柱或冷弯薄壁型钢架，由于采用较厚的钢材焊接，制成的成品重量较重，钢材用量大、运输安装需要重型机械，所以材料成本高、运输成本高。

3、较薄冷弯薄壁型钢架杆件焊接时容易焊穿、虚焊或焊漏，所以人工焊接质量不易控制。

4、钢结构柱及冷弯薄壁型钢架需要做防锈处理，工序烦琐。

5、钢结构柱及冷弯薄壁型钢架与杆件之间需要一个节点一个节点焊接，没有通用性，没有互换性，不能形成批量生产，生产效率低，成本高。

6、焊接产生的惰性气体对人体健康有害，污染环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种工厂装配式格构轻钢结构及其制造方法，要解决传统的厂房用中小型轻钢结构只能焊接制作的技术问题； 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种工厂装配式格构轻钢结构，由间隔平行分布的框架和固定连接在框架之间的横梁组成，所述框架包括两根格构柱和固定放置在两根格构柱顶部之间的屋架，所述横梁固定连接在屋架之间，其特征在于：所述格构柱包括两片相对平行的片柱、通过自攻螺丝连接在两片片柱之间的片柱用中撑连接板、通过自攻螺丝连接在片柱底部的基础连接件、以及通过自攻螺丝连接在片柱顶部的屋架连接件，所述片柱包括两根竖杆、连接在两根竖杆之间的横向腹杆、以及通过自攻螺丝连接在竖杆与横向腹杆的连接节点处的片柱连接扣板。

所述屋架包括两片相对平行的桁架和通过自攻螺丝连接在两片桁架之间的桁架用中撑连接板，所述桁架包括上弦杆、下弦杆、连接在上弦杆与下弦杆之间的竖向腹杆、以及通过自攻螺丝连接在上弦杆与竖向腹杆的连接节点处和下弦杆与竖向腹杆的连接节点处的桁架连接扣板，所述上弦杆包括左上弦杆、右上弦杆、以及通过自攻螺丝将左上弦杆与右上弦杆连接在一起的的屋脊节点扣板；所述屋架的下弦杆上还固定连接有格构柱连接件，格构柱连接件通过螺栓与所述的屋架连接件连接在一起。

所述片柱用中撑连接板的结构与桁架用中撑连接板的结构相同，均是由金属薄壁板冲压而成的板状整体连接件，金属薄壁板左、右两边的中间呈凹形，且凹形的边沿有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的翼缘翻边，金属薄壁板的上部和下部均开有螺丝孔，金属薄壁板的正面分布有向金属薄壁板正面凸鼓的冲压压筋；所述冲压压筋由交叉分布的竖向冲压压筋和横向冲压压筋组成，所述竖向冲压压筋由左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋和中竖向冲压压筋组成，所述左竖向冲压压筋和右竖向冲压压筋对称，左竖向冲压压筋的上端向金属薄壁板的左上角弯曲出左上端头、下端向金属薄壁板的左下角弯曲出左下端头，右竖向冲压压筋的上端向金属薄壁板的右上角弯曲出右上端头、下端向金属薄壁板的右下角弯曲出右下端头，所述横向冲压压筋由上弧形冲压压筋、下弧形冲压压筋和环形冲压压筋组成，所述上弧形冲压压筋连接在左竖向冲压压筋的左上端头与右竖向冲压压筋的右上端头之间，由一个向金属薄壁板的上边弯曲的弧形冲压压筋和一个向金属薄壁板的中部弯曲的弧形冲压压筋组成，所述下弧形冲压压筋连接在左竖向冲压压筋的左下端头与右竖向冲压压筋的右下端头之间，由一个向金属薄壁板的下边弯曲的弧形冲压压筋和一个向金属薄壁板的中部弯曲的弧形冲压压筋组成，所述环形冲压压筋连接在左竖向冲压压筋的中部与右竖向冲压压筋的中部之间。

所述屋脊节点扣板的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有左弦杆连接板、右弦杆连接板和腹杆连接板的一个板状整体连接件，左弦杆连接板的下边缘至腹杆连接板的侧边缘、右弦杆连接板的下边缘至腹杆连接板的侧边缘均设有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔；板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋、中竖向冲压压筋、左横向冲压压筋、右横向冲压压筋和弧形冲压压筋组成；所述左横向冲压压筋沿左弦杆连接板分布，所述右横向冲压压筋沿右弦杆连接板分布，并且左横向冲压压筋与右横向冲压压筋相交于一点；所述左竖向冲压压筋自左弦杆连接板的右部至腹杆连接板分布，并且左竖向冲压压筋朝腹杆连接板的左下角弯折，左竖向冲压压筋的上端还与左横向冲压压筋的右段T字相交；所述右竖向冲压压筋自右弦杆连接板的左部至腹杆连接板分布，并且右竖向冲压压筋朝腹杆连接板的右下角弯折，右竖向冲压压筋的上端还与右横向冲压压筋的左段T字相交；所述弧形冲压压筋向下弯曲，弧形冲压压筋的左端位于左弦杆连接板上并且与左横向冲压压筋T字相交，弧形冲压压筋的右端位于右弦杆连接板上并且与右横向冲压压筋T字相交，弧形冲压压筋的中段位于腹杆连接板上并且与左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋均为十字相交；所述中竖向冲压压筋位于左竖向冲压压筋与右竖向冲压压筋之间，并且中竖向冲压压筋的上端与左横向冲压压筋、右横向冲压压筋相交于一点，中竖向冲压压筋的下端与弧形冲压压筋十字相交。

所述横向腹杆包括横向90°腹杆和横向斜45°腹杆，所述片柱连接扣板包括片柱用T型节点扣板和格构柱节点扣板，所述片柱用T型节点扣板连接在竖杆与横向90°腹杆的连接节点处，所述格构柱节点扣板连接在竖杆、横向90°腹杆和横向斜45°腹杆的连接节点处。

所述片柱用T型节点扣板的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有横向的上板体和竖向的下板体的一个T型的板状整体连接件，所述下板体的两侧边缘至上板体的下边缘设有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔，板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由一根竖向冲压压筋和一根横向冲压压筋组成，所述竖向冲压压筋自上板体至下板体分布，所述横向冲压压筋沿上板体的中间位置分布，并且竖向冲压压筋和横向冲压压筋交叉呈十字形状。

所述格构柱节点扣板的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有上连接板、左45°腹杆连接板、右45°腹杆连接板和90°腹杆连接板的一个板状整体连接件，左45°腹杆连接板的左上侧边缘、右45°腹杆连接板的右上侧边缘、左45°腹杆连接板与90°腹杆连接板之间的板体下边缘、右45°腹杆连接板与90°腹杆连接板之间的板体下边缘均设有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔，板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由横向冲压压筋、左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋、上弧形冲压压筋和下弧形冲压压筋组成；所述横向冲压压筋设置在上连接板上；所述左竖向冲压压筋自上连接板至左45°腹杆连接板分布，左竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，左竖向冲压压筋的下部朝左45°腹杆连接板弯折、并与横向冲压压筋呈45°夹角，所述右竖向冲压压筋自上连接板至右45°腹杆连接板分布，右竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，右竖向冲压压筋的下部朝右45°腹杆连接板弯折、并与横向冲压压筋呈45°夹角，所述上弧形冲压压筋向上弯曲，下弧形冲压压筋向下弯曲，上弧形冲压压筋的左端和下弧形冲压压筋的左端均位于左45°腹杆连接板上并且均与左竖向冲压压筋T字相交，上弧形冲压压筋的右端和下弧形冲压压筋的右端均位于右45°腹杆连接板上并且均与右竖向冲压压筋T字相交，上弧形冲压压筋的中段和下弧形冲压压筋的中段均设置在90°腹杆连接板上。

所述竖向腹杆包括竖向90°腹杆、竖向左60°腹杆和竖向右60°腹杆，所述桁架连接扣板包括桁架用T型节点扣板和屋架节点扣板，所述桁架用T型节点扣板连接在上弦杆与竖向90°腹杆的连接节点处，所述屋架节点扣板连接在上弦杆、竖向左60°腹杆和竖向右60°腹杆的连接节点处，以及下弦杆、竖向90°腹杆、竖向左60°腹杆和竖向右60°腹杆的连接节点处。

所述桁架用T型节点扣板的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有横向的上板体和竖向的下板体的一个T型的板状整体连接件，所述下板体的两侧边缘至上板体的下边缘设有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔，板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由一根竖向冲压压筋和一根横向冲压压筋组成，所述竖向冲压压筋自上板体至下板体分布，所述横向冲压压筋沿上板体的中间位置分布，并且竖向冲压压筋和横向冲压压筋交叉呈十字形状。

所述屋架节点扣板的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有弦杆连接板和腹杆连接板的一个板状整体连接件，所述腹杆连接板的左右两侧边缘呈凹形，并且凹形的边沿有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔，板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由横向冲压压筋、左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋、上弧形冲压压筋和下弧形冲压压筋组成，所述横向冲压压筋设置在弦杆连接板上，所述左竖向冲压压筋自弦杆连接板至腹杆连接板分布，左竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，左竖向冲压压筋的下部朝腹杆连接板的左下端弯折、与横向冲压压筋呈60°夹角，所述右竖向冲压压筋自弦杆连接板至腹杆连接板分布，右竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，右竖向冲压压筋的下部朝腹杆连接板的右下端弯折、与横向冲压压筋呈60°夹角，所述上弧形冲压压筋和下弧形冲压压筋设置在腹杆连接板上并且连接在左竖向冲压压筋与右竖向冲压压筋之间，上弧形冲压压筋向上弯曲，下弧形冲压压筋向下弯曲。

一种所述工厂装配式格构轻钢结构的制造方法，其特征在于：步骤一、在工厂中制造出横梁、竖杆、横向腹杆、片柱连接扣板、片柱用中撑连接板、基础连接件、左上弦杆、右上弦杆、下弦杆、竖向腹杆、屋脊节点扣板、桁架连接扣板、桁架用中撑连接板、屋架连接件和格构柱连接件。

步骤二、在工厂中，在工作台模具上，通过自攻螺丝把竖杆、横向腹杆、片柱连接扣板、片柱用中撑连接板、基础连接件和屋架连接件组装起来，形成格构柱，通过自攻螺丝把左上弦杆、右上弦杆、下弦杆、竖向腹杆、桁架连接扣板、桁架用中撑连接板和格构柱连接件组装起来，形成屋架。

步骤三、将横梁、格构柱和屋架运送至施工现场，然后组装成工厂装配式格构轻钢结构。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明解决传统的跨度为30米以下的厂房中的轻钢结构只能焊接制作的问题，同时解决由于焊接带来的不通用性、不能批量生产、焊接质量不易控制、生产效率低、成本高、对人体健康有害、污染环境等问题。

本发明提供了一系列标准通用冲压成型的节点扣板（即片柱用T型节点扣板、桁架用T型节点扣板、屋脊节点扣板、格构柱节点扣板和屋架节点扣板），其外形美观，通用性好，互换性强。各种节点扣板均为一次冲压成型，制造精度高，施工过程可实现流水施工，节约施工成本。

本发明所述的各种节点扣板上设计有特定的冲压压筋，这些冲压压筋在板体上彼此贯通形成一个闭合的整体，大大提高了节点扣板的承载力和刚度，实验证明，节点扣板采用本发明所述的冲压压筋，其受力性能明显优于已有的各种节点扣板，尤其是在受到多个方向的力的时候，不会轻易发生弯裂或变形；此外，应用了本发明所述节点扣板的轻钢结构的承载力和稳定性也得到了极大的提高。

本发明所述的各种节点扣板的圆弧状翻边即可以限位腹杆，确保腹杆的准确连接，又提高了节点扣板的承载力和刚度，克服了传统的节点扣板通用性差、互换性差的弱点。

本发明采用了结构级镀锌钢材，无需防腐处理，使用寿命长。所述的节点扣板的角度、外形、加强压筋、加强翻边、自攻螺丝孔均采用自制专用模具在专用冲压机床上一次性全自动连续冲压成型，可进行工业化大批量生产，生产效率高。同时，用节点扣板组合轻钢结构时采用自制的全自动自锁螺丝机，所以可以快速、准确、安全的将节点扣板与各个杆件通过自攻螺丝连接在一起，实现了全自动工业化生产，使生产成本大大降低。

此外，由于全部采用工厂装配的制作方式，所以应用了本发明的厂房的施工具有了生产环境好、无污染的优点，完全克服了传统的焊接生产速度慢、效率低、成本高、污染重、防腐处理烦琐等缺点。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图１是本发明的立体示意图。

图2是一榀框架的立体示意图。

图3是屋架与格构柱在连接处的放大示意图。

图4是屋架顶部的放大示意图。

图5是从正面看中撑连接板的示意图。

图6是从背面看中撑连接板的示意图。

图7是从正面看屋脊节点扣板的示意图。

图8是从背面看屋脊节点扣板的示意图。

图9是从正面看T型节点扣板的示意图。

图10是从背面看T型节点扣板的示意图。

图11是从正面看格构柱节点扣板的示意图。

图12是从背面看格构柱节点扣板的示意图。

图13是从正面看屋架节点扣板的示意图。

图14是从背面看屋架节点扣板的示意图。

附图标记：1－横梁、2－格构柱、3－屋架、4－片柱、5－竖杆、6－横向90°腹杆、7－横向斜45°腹杆、8－基础连接件、9－桁架、10－左上弦杆、11－右上弦杆、12－下弦杆、13－竖向90°腹杆、14－竖向左60°腹杆、15－竖向右60°腹杆、16－屋架连接件、17－格构柱连接件、18－片柱用中撑连接板、19－桁架用中撑连接板、20－片柱用T型节点扣板、21－桁架用T型节点扣板、22－屋脊节点扣板、23－格构柱节点扣板、24－屋架节点扣板。

具体实施方式

实施例参见图1-4所示，这种工厂装配式格构轻钢结构，由间隔平行分布的框架和固定连接在框架之间的横梁1组成，所述框架包括两根格构柱2和固定放置在两根格构柱2顶部之间的屋架3，所述横梁1固定连接在屋架3之间。

所述格构柱2包括两片相对平行的片柱4、通过自攻螺丝连接在两片片柱4之间的片柱用中撑连接板18、通过自攻螺丝连接在片柱4底部的基础连接件8（基础连接件上设有螺栓孔，用以连接基础）、以及通过自攻螺丝连接在片柱4顶部的屋架连接件16，所述片柱4包括两根竖杆5、连接在两根竖杆5之间的横向腹杆、以及通过自攻螺丝连接在竖杆5与横向腹杆的连接节点处的片柱连接扣板。

所述屋架3包括两片相对平行的桁架9和通过自攻螺丝连接在两片桁架9之间的桁架用中撑连接板19，所述桁架9包括上弦杆、下弦杆12、连接在上弦杆与下弦杆12之间的竖向腹杆、以及通过自攻螺丝连接在上弦杆与竖向腹杆的连接节点处和下弦杆12与竖向腹杆的连接节点处的桁架连接扣板，所述上弦杆包括左上弦杆10、右上弦杆11、以及通过自攻螺丝将左上弦杆10与右上弦杆11连接在一起的的屋脊节点扣板22；所述屋架3的下弦杆12上还固定连接有格构柱连接件17，格构柱连接件17通过螺栓与所述的屋架连接件16连接在一起。

所述屋架连接件16由外形与竖杆5相同的套筒和焊接在套筒上端的上部底板组成，套筒通过自攻螺丝与竖杆5连接。所述格构柱连接件17由U形固定件和焊接连接在U形固定件下端的下部底板组成，U形固定件通过自攻螺丝与下弦杆12连接，下部底板通过螺栓与屋架连接件16上的上部底板连接。

参见图5、图6，所述片柱用中撑连接板18和桁架用中撑连接板19统称为中撑连接板，片柱用中撑连接板18的结构与桁架用中撑连接板19的结构相同，均是由金属薄壁板冲压而成的板状整体连接件，金属薄壁板左、右两边的中间呈凹形，且凹形的边沿有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的翼缘翻边，金属薄壁板的上部和下部均开有螺丝孔，金属薄壁板的正面分布有向金属薄壁板正面凸鼓的冲压压筋；所述冲压压筋由交叉分布的竖向冲压压筋和横向冲压压筋组成，所述竖向冲压压筋由左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋和中竖向冲压压筋组成，所述左竖向冲压压筋和右竖向冲压压筋对称，左竖向冲压压筋的上端向金属薄壁板的左上角弯曲出左上端头、下端向金属薄壁板的左下角弯曲出左下端头，右竖向冲压压筋的上端向金属薄壁板的右上角弯曲出右上端头、下端向金属薄壁板的右下角弯曲出右下端头，所述横向冲压压筋由上弧形冲压压筋、下弧形冲压压筋和环形冲压压筋组成，所述上弧形冲压压筋连接在左竖向冲压压筋的左上端头与右竖向冲压压筋的右上端头之间，由一个向金属薄壁板的上边弯曲的弧形冲压压筋和一个向金属薄壁板的中部弯曲的弧形冲压压筋组成，所述下弧形冲压压筋连接在左竖向冲压压筋的左下端头与右竖向冲压压筋的右下端头之间，由一个向金属薄壁板的下边弯曲的弧形冲压压筋和一个向金属薄壁板的中部弯曲的弧形冲压压筋组成，所述环形冲压压筋连接在左竖向冲压压筋的中部与右竖向冲压压筋的中部之间。

参见图7、图8，所述屋脊节点扣板22的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有左弦杆连接板、右弦杆连接板和腹杆连接板的一个板状整体连接件，左弦杆连接板的下边缘至腹杆连接板的侧边缘、右弦杆连接板的下边缘至腹杆连接板的侧边缘均设有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔；板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋、中竖向冲压压筋、左横向冲压压筋、右横向冲压压筋和弧形冲压压筋组成；所述左横向冲压压筋沿左弦杆连接板分布，所述右横向冲压压筋沿右弦杆连接板分布，并且左横向冲压压筋与右横向冲压压筋相交于一点；所述左竖向冲压压筋自左弦杆连接板的右部至腹杆连接板分布，并且左竖向冲压压筋朝腹杆连接板的左下角弯折，左竖向冲压压筋的上端还与左横向冲压压筋的右段T字相交；所述右竖向冲压压筋自右弦杆连接板的左部至腹杆连接板分布，并且右竖向冲压压筋朝腹杆连接板的右下角弯折，右竖向冲压压筋的上端还与右横向冲压压筋的左段T字相交；所述弧形冲压压筋向下弯曲，弧形冲压压筋的左端位于左弦杆连接板上并且与左横向冲压压筋T字相交，弧形冲压压筋的右端位于右弦杆连接板上并且与右横向冲压压筋T字相交，弧形冲压压筋的中段位于腹杆连接板上并且与左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋均为十字相交；所述中竖向冲压压筋位于左竖向冲压压筋与右竖向冲压压筋之间，并且中竖向冲压压筋的上端与左横向冲压压筋、右横向冲压压筋相交于一点，中竖向冲压压筋的下端与弧形冲压压筋十字相交。

参见图3、图4，所述横向腹杆包括横向90°腹杆6和横向斜45°腹杆7，所述片柱连接扣板包括片柱用T型节点扣板20和格构柱节点扣板23，所述片柱用T型节点扣板20连接在竖杆5与横向90°腹杆6的连接节点处，所述格构柱节点扣板23连接在竖杆5、横向90°腹杆6和横向斜45°腹杆7的连接节点处。

参见图3、图4，所述竖向腹杆包括竖向90°腹杆13、竖向左60°腹杆14和竖向右60°腹杆15，所述桁架连接扣板包括桁架用T型节点扣板21和屋架节点扣板24，所述桁架用T型节点扣板21连接在上弦杆与竖向90°腹杆13的连接节点处，所述屋架节点扣板24连接在上弦杆、竖向左60°腹杆14和竖向右60°腹杆15的连接节点处，以及下弦杆12、竖向90°腹杆13、竖向左60°腹杆14和竖向右60°腹杆15的连接节点处。

参见图9、图10，所述片柱用T型节点扣板20和桁架用T型节点扣板21统称为T型节点扣板，片柱用T型节点扣板20的结构与桁架用T型节点扣板21的结构相同，均是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有横向的上板体和竖向的下板体的一个T型的板状整体连接件，所述下板体的两侧边缘至上板体的下边缘设有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔，板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由一根竖向冲压压筋和一根横向冲压压筋组成，所述竖向冲压压筋自上板体至下板体分布，所述横向冲压压筋沿上板体的中间位置分布，并且竖向冲压压筋和横向冲压压筋交叉呈十字形状。

参见图11、图12，所述格构柱节点扣板23的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有上连接板、左45°腹杆连接板、右45°腹杆连接板和90°腹杆连接板的一个板状整体连接件，左45°腹杆连接板的左上侧边缘、右45°腹杆连接板的右上侧边缘、左45°腹杆连接板与90°腹杆连接板之间的板体下边缘、右45°腹杆连接板与90°腹杆连接板之间的板体下边缘均设有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔，板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由横向冲压压筋、左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋、上弧形冲压压筋和下弧形冲压压筋组成；所述横向冲压压筋设置在上连接板上；所述左竖向冲压压筋自上连接板至左45°腹杆连接板分布，左竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，左竖向冲压压筋的下部朝左45°腹杆连接板弯折、并与横向冲压压筋呈45°夹角，所述右竖向冲压压筋自上连接板至右45°腹杆连接板分布，右竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，右竖向冲压压筋的下部朝右45°腹杆连接板弯折、并与横向冲压压筋呈45°夹角，所述上弧形冲压压筋向上弯曲，下弧形冲压压筋向下弯曲，上弧形冲压压筋的左端和下弧形冲压压筋的左端均位于左45°腹杆连接板上并且均与左竖向冲压压筋T字相交，上弧形冲压压筋的右端和下弧形冲压压筋的右端均位于右45°腹杆连接板上并且均与右竖向冲压压筋T字相交，上弧形冲压压筋的中段和下弧形冲压压筋的中段均设置在90°腹杆连接板上。

参见图13、图14，所述屋架节点扣板24的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有弦杆连接板和腹杆连接板的一个板状整体连接件，所述腹杆连接板的左右两侧边缘呈凹形，并且凹形的边沿有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔，板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由横向冲压压筋、左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋、上弧形冲压压筋和下弧形冲压压筋组成，所述横向冲压压筋设置在弦杆连接板上，所述左竖向冲压压筋自弦杆连接板至腹杆连接板分布，左竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，左竖向冲压压筋的下部朝腹杆连接板的左下端弯折、与横向冲压压筋呈60°夹角，所述右竖向冲压压筋自弦杆连接板至腹杆连接板分布，右竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，右竖向冲压压筋的下部朝腹杆连接板的右下端弯折、与横向冲压压筋呈60°夹角，所述上弧形冲压压筋和下弧形冲压压筋设置在腹杆连接板上并且连接在左竖向冲压压筋与右竖向冲压压筋之间，上弧形冲压压筋向上弯曲，下弧形冲压压筋向下弯曲。

所述屋脊节点扣板22、片柱用T型节点扣板20、桁架用T型节点扣板21、格构柱节点扣板23和屋架节点扣板24与杆件连接都是对称和双面的连接。

所述工厂装配式格构轻钢结构的制造方法，其特征在于：步骤一、在工厂中制造出横梁1、竖杆5、横向腹杆、片柱连接扣板、片柱用中撑连接板18、基础连接件8、左上弦杆10、右上弦杆11、下弦杆12、竖向腹杆、屋脊节点扣板22、桁架连接扣板、桁架用中撑连接板19、屋架连接件16和格构柱连接件17；步骤二、在工厂中，在工作台模具上，通过自攻螺丝把竖杆5、横向腹杆、片柱连接扣板、片柱用中撑连接板18、基础连接件8和屋架连接件16组装起来，形成格构柱2，通过自攻螺丝把左上弦杆10、右上弦杆11、下弦杆12、竖向腹杆、桁架连接扣板、桁架用中撑连接板19和格构柱连接件17组装起来，形成屋架3；步骤三、将横梁1、格构柱2和屋架3运送至施工现场，然后组装成工厂装配式格构轻钢结构。

本发明中的所有的零部件的材料均为结构级镀锌钢材，节点扣板的角度、外形、加强压筋、加强翻边、自攻螺丝孔均采用自制专用模具在专用冲压机床上一次性全自动连续冲压成型，所以可进行工业化高效率大批量生产。用节点扣板组合格构柱时，将所有待组合的格构柱杆件放入制作好的夹具中，并在每个节点上放上通用节点扣板，移动自制的全自动自锁螺丝机，对准节点扣板孔位，启动开关，锁螺丝机自动送出自攻螺丝，气动钻自动下压快速、准确、将节点扣板与组合格构柱杆件牢固连接在一起，实现了全自动工业化生产。

Claims (10)

1.一种工厂装配式格构轻钢结构，由间隔平行分布的框架和固定连接在框架之间的横梁（1）组成，所述框架包括两根格构柱（2）和固定放置在两根格构柱（2）顶部之间的屋架（3），所述横梁（1）固定连接在屋架（3）之间，其特征在于：所述格构柱（2）包括两片相对平行的片柱（4）、通过自攻螺丝连接在两片片柱（4）之间的片柱用中撑连接板（18）、通过自攻螺丝连接在片柱（4）底部的基础连接件（8）、以及通过自攻螺丝连接在片柱（4）顶部的屋架连接件（16），所述片柱（4）包括两根竖杆（5）、连接在两根竖杆（5）之间的横向腹杆、以及通过自攻螺丝连接在竖杆（5）与横向腹杆的连接节点处的片柱连接扣板；

所述屋架（3）包括两片相对平行的桁架（9）和通过自攻螺丝连接在两片桁架（9）之间的桁架用中撑连接板（19），所述桁架（9）包括上弦杆、下弦杆（12）、连接在上弦杆与下弦杆（12）之间的竖向腹杆、以及通过自攻螺丝连接在上弦杆与竖向腹杆的连接节点处和下弦杆（12）与竖向腹杆的连接节点处的桁架连接扣板，所述上弦杆包括左上弦杆（10）、右上弦杆（11）、以及通过自攻螺丝将左上弦杆（10）与右上弦杆（11）连接在一起的的屋脊节点扣板（22）；所述屋架（3）的下弦杆（12）上还固定连接有格构柱连接件（17），格构柱连接件（17）通过螺栓与所述的屋架连接件（16）连接在一起。

2.根据权利要求1所述的工厂装配式格构轻钢结构，其特征在于：所述片柱用中撑连接板（18）的结构与桁架用中撑连接板（19）的结构相同，均是由金属薄壁板冲压而成的板状整体连接件，金属薄壁板左、右两边的中间呈凹形，且凹形的边沿有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的翼缘翻边，金属薄壁板的上部和下部均开有螺丝孔，金属薄壁板的正面分布有向金属薄壁板正面凸鼓的冲压压筋；所述冲压压筋由交叉分布的竖向冲压压筋和横向冲压压筋组成，所述竖向冲压压筋由左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋和中竖向冲压压筋组成，所述左竖向冲压压筋和右竖向冲压压筋对称，左竖向冲压压筋的上端向金属薄壁板的左上角弯曲出左上端头、下端向金属薄壁板的左下角弯曲出左下端头，右竖向冲压压筋的上端向金属薄壁板的右上角弯曲出右上端头、下端向金属薄壁板的右下角弯曲出右下端头，所述横向冲压压筋由上弧形冲压压筋、下弧形冲压压筋和环形冲压压筋组成，所述上弧形冲压压筋连接在左竖向冲压压筋的左上端头与右竖向冲压压筋的右上端头之间，由一个向金属薄壁板的上边弯曲的弧形冲压压筋和一个向金属薄壁板的中部弯曲的弧形冲压压筋组成，所述下弧形冲压压筋连接在左竖向冲压压筋的左下端头与右竖向冲压压筋的右下端头之间，由一个向金属薄壁板的下边弯曲的弧形冲压压筋和一个向金属薄壁板的中部弯曲的弧形冲压压筋组成，所述环形冲压压筋连接在左竖向冲压压筋的中部与右竖向冲压压筋的中部之间。

3.根据权利要求1所述的工厂装配式格构轻钢结构，其特征在于：所述屋脊节点扣板（22）的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有左弦杆连接板、右弦杆连接板和腹杆连接板的一个板状整体连接件，左弦杆连接板的下边缘至腹杆连接板的侧边缘、右弦杆连接板的下边缘至腹杆连接板的侧边缘均设有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔；板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋、中竖向冲压压筋、左横向冲压压筋、右横向冲压压筋和弧形冲压压筋组成；所述左横向冲压压筋沿左弦杆连接板分布，所述右横向冲压压筋沿右弦杆连接板分布，并且左横向冲压压筋与右横向冲压压筋相交于一点；所述左竖向冲压压筋自左弦杆连接板的右部至腹杆连接板分布，并且左竖向冲压压筋朝腹杆连接板的左下角弯折，左竖向冲压压筋的上端还与左横向冲压压筋的右段T字相交；所述右竖向冲压压筋自右弦杆连接板的左部至腹杆连接板分布，并且右竖向冲压压筋朝腹杆连接板的右下角弯折，右竖向冲压压筋的上端还与右横向冲压压筋的左段T字相交；所述弧形冲压压筋向下弯曲，弧形冲压压筋的左端位于左弦杆连接板上并且与左横向冲压压筋T字相交，弧形冲压压筋的右端位于右弦杆连接板上并且与右横向冲压压筋T字相交，弧形冲压压筋的中段位于腹杆连接板上并且与左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋均为十字相交；所述中竖向冲压压筋位于左竖向冲压压筋与右竖向冲压压筋之间，并且中竖向冲压压筋的上端与左横向冲压压筋、右横向冲压压筋相交于一点，中竖向冲压压筋的下端与弧形冲压压筋十字相交。

4.根据权利要求1所述的工厂装配式格构轻钢结构，其特征在于：所述横向腹杆包括横向90°腹杆（6）和横向斜45°腹杆（7），所述片柱连接扣板包括片柱用T型节点扣板（20）和格构柱节点扣板（23），所述片柱用T型节点扣板（20）连接在竖杆（5）与横向90°腹杆（6）的连接节点处，所述格构柱节点扣板（23）连接在竖杆（5）、横向90°腹杆（6）和横向斜45°腹杆（7）的连接节点处。

5.根据权利要求4所述的工厂装配式格构轻钢结构，其特征在于：所述片柱用T型节点扣板（20）的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有横向的上板体和竖向的下板体的一个T型的板状整体连接件，所述下板体的两侧边缘至上板体的下边缘设有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔，板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由一根竖向冲压压筋和一根横向冲压压筋组成，所述竖向冲压压筋自上板体至下板体分布，所述横向冲压压筋沿上板体的中间位置分布，并且竖向冲压压筋和横向冲压压筋交叉呈十字形状。

6.根据权利要求4所述的工厂装配式格构轻钢结构，其特征在于：所述格构柱节点扣板（23）的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有上连接板、左45°腹杆连接板、右45°腹杆连接板和90°腹杆连接板的一个板状整体连接件，左45°腹杆连接板的左上侧边缘、右45°腹杆连接板的右上侧边缘、左45°腹杆连接板与90°腹杆连接板之间的板体下边缘、右45°腹杆连接板与90°腹杆连接板之间的板体下边缘均设有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔，板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由横向冲压压筋、左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋、上弧形冲压压筋和下弧形冲压压筋组成；所述横向冲压压筋设置在上连接板上；所述左竖向冲压压筋自上连接板至左45°腹杆连接板分布，左竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，左竖向冲压压筋的下部朝左45°腹杆连接板弯折、并与横向冲压压筋呈45°夹角，所述右竖向冲压压筋自上连接板至右45°腹杆连接板分布，右竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，右竖向冲压压筋的下部朝右45°腹杆连接板弯折、并与横向冲压压筋呈45°夹角，所述上弧形冲压压筋向上弯曲，下弧形冲压压筋向下弯曲，上弧形冲压压筋的左端和下弧形冲压压筋的左端均位于左45°腹杆连接板上并且均与左竖向冲压压筋T字相交，上弧形冲压压筋的右端和下弧形冲压压筋的右端均位于右45°腹杆连接板上并且均与右竖向冲压压筋T字相交，上弧形冲压压筋的中段和下弧形冲压压筋的中段均设置在90°腹杆连接板上。

7.根据权利要求1所述的工厂装配式格构轻钢结构，其特征在于：所述竖向腹杆包括竖向90°腹杆（13）、竖向左60°腹杆（14）和竖向右60°腹杆（15），所述桁架连接扣板包括桁架用T型节点扣板（21）和屋架节点扣板（24），所述桁架用T型节点扣板（21）连接在上弦杆与竖向90°腹杆（13）的连接节点处，所述屋架节点扣板（24）连接在上弦杆、竖向左60°腹杆（14）和竖向右60°腹杆（15）的连接节点处，以及下弦杆（12）、竖向90°腹杆（13）、竖向左60°腹杆（14）和竖向右60°腹杆（15）的连接节点处。

8.根据权利要求7所述的工厂装配式格构轻钢结构，其特征在于：所述桁架用T型节点扣板（21）的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有横向的上板体和竖向的下板体的一个T型的板状整体连接件，所述下板体的两侧边缘至上板体的下边缘设有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔，板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由一根竖向冲压压筋和一根横向冲压压筋组成，所述竖向冲压压筋自上板体至下板体分布，所述横向冲压压筋沿上板体的中间位置分布，并且竖向冲压压筋和横向冲压压筋交叉呈十字形状。

9.根据权利要求7所述的工厂装配式格构轻钢结构，其特征在于：所述屋架节点扣板（24）的板体是由金属薄壁板冲压而成、并且包括有弦杆连接板和腹杆连接板的一个板状整体连接件，所述腹杆连接板的左右两侧边缘呈凹形，并且凹形的边沿有垂直于板面、且向金属薄壁板背面弯曲的圆弧状翻边，板体上设有螺丝孔，板体上还设有向金属薄壁板正面凸鼓且不通板体边缘的冲压压筋，所述冲压压筋由横向冲压压筋、左竖向冲压压筋、右竖向冲压压筋、上弧形冲压压筋和下弧形冲压压筋组成，所述横向冲压压筋设置在弦杆连接板上，所述左竖向冲压压筋自弦杆连接板至腹杆连接板分布，左竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，左竖向冲压压筋的下部朝腹杆连接板的左下端弯折、与横向冲压压筋呈60°夹角，所述右竖向冲压压筋自弦杆连接板至腹杆连接板分布，右竖向冲压压筋的上部与横向冲压压筋十字相交，右竖向冲压压筋的下部朝腹杆连接板的右下端弯折、与横向冲压压筋呈60°夹角，所述上弧形冲压压筋和下弧形冲压压筋设置在腹杆连接板上并且连接在左竖向冲压压筋与右竖向冲压压筋之间，上弧形冲压压筋向上弯曲，下弧形冲压压筋向下弯曲。

10.一种上述权利要求1-9中任意一项所述工厂装配式格构轻钢结构的制造方法，其特征在于：

步骤一、在工厂中制造出横梁（1）、竖杆（5）、横向腹杆、片柱连接扣板、片柱用中撑连接板（18）、基础连接件（8）、左上弦杆（10）、右上弦杆（11）、下弦杆（12）、竖向腹杆、屋脊节点扣板（22）、桁架连接扣板、桁架用中撑连接板（19）、屋架连接件（16）和格构柱连接件（17）；

步骤二、在工厂中，在工作台模具上，通过自攻螺丝把竖杆（5）、横向腹杆、片柱连接扣板、片柱用中撑连接板（18）、基础连接件（8）和屋架连接件（16）组装起来，形成格构柱（2），通过自攻螺丝把左上弦杆（10）、右上弦杆（11）、下弦杆（12）、竖向腹杆、桁架连接扣板、桁架用中撑连接板（19）和格构柱连接件（17）组装起来，形成屋架（3）；

步骤三、将横梁（1）、格构柱（2）和屋架（3）运送至施工现场，然后组装成工厂装配式格构轻钢结构。

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