CN105369898A - 基于bim的薄壁槽钢组合房屋 - Google Patents

基于bim的薄壁槽钢组合房屋 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，包括地基、立柱、横梁、墙壁、顶板、门和窗，所述立柱和横梁采用内翻边C型钢或者由对称内翻边C型钢对扣形成的组合方钢；立柱与地基之间、立柱与横梁之间、相邻横梁之间、立柱或横梁与斜梁之间、横梁或斜梁与屋顶之间，以及相邻支撑体交汇处，采用底座连接件或对接连接件或交叉连接件相互连接在一起；本发明可将内翻边C型钢快速牢固对接，或者将组合方钢快速牢固对接。连接头设置有腹板，强度高，可作为标准连接件。连接头内侧设置的让位孔与内翻边C型钢的内翻边相互扣合并被压缩在一起，达到内外嵌套效果。连接头外侧设置的定位槽可与内翻边C型钢凸凹相互嵌套在一起，再通过紧固钢带进行压缩固定后，达到固定且防滑脱效果。

Description

基于BIM的薄壁槽钢组合房屋
技术领域
本发明涉及薄壁钢结构房屋组件技术领域，特别是涉及一种基于BIM的薄壁槽钢组合房屋。
背景技术
冷弯薄壁型钢结构建筑体系由于其自重轻，抗震性能好，连接形式多样，可适应复杂建筑造型，较少或无湿法作业，适宜工厂化优化设计及模块化生产，施工周期短，房屋格局布置灵活，建筑垃圾少，构件可重复使用，对环境的污染接近于零等的特点越来越受到人们的关注，并被列为底层和中高层建筑中的优选项目。
目前，对新型高强冷弯型钢尤其是薄壁冷弯型钢的开发及应用，成为冷弯型钢领域的新前沿。然而，我国在冷弯薄壁钢结构对产品构件的深加工不够，尚未达到广泛的零件化，模块化生产。习惯于采用外国成型技术，所开发的具有自主知识产权的结构体系少之又少，缺少自主品牌。随着近年来新农村建设的迅速发展，对新型结构的房屋需求不断增长，逐渐也改变了传统的观念，钢结构住房也逐渐在农村发展开来，现有的钢结构住房体系结构比较笨重，施工周期比较长，成本较高，不利于其推广应用，发明人在去年申请了薄壁钢结构单体型材和组合型材及其薄壁钢结构房的实用新型专利中提出了一种新型的钢结构住房体系，本专利申请就是为了配套解决上述专利的快速安装的问题。
专利公布号CN102359191A提供了“薄壁钢结构连接件及其连接结构”的专利技术，在该专利技术中，采用了连接件与薄壁钢型材之间通过箍紧钢带进行快速对接的方案。该方案适合短期快速组件薄壁钢结构房屋，结构设计合理，在无故障条件下强度较高。然而，上述专利技术在投入实施过程中存在型材结构复杂，制造难度大的问题，不能很好地与现有型材成型机相结合，需要专用成型设备，成本高，影响推广应用。在该专利技术中，将管状或槽状型材套装于连接件外侧，再利用连接件上的箍槽作为防脱落固定中心，用箍紧钢带将型材强制压缩在箍槽内。但在实际使用过程中，由于箍槽两侧翼板的边缘存在台阶和棱边，而薄壁钢型材的厚度非常薄，薄壁型钢厚度通常在0.3mm左右，被箍紧钢带压缩变形后的薄壁钢型材很容易破损，破损后导致型材强度明显降低，甚至会造成整个型材断裂，而且破损后形成的空洞无法进行防腐处理，雨水进入破损缝隙后造成连接结构受到腐蚀问题。所以以上专利技术在实际应用中存在安全隐患，有待于改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有薄壁钢结构连接件和连接结构存在的问题和不足，提供一种基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，可以避免连接结构局部受压力过大而受损问题，而且能够适合不同型钢连接需求以便降低加工难度和降低生产成本。
为实现上述发明目的采用如下技术方案：
一种基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，包括地基、立柱、横梁、墙壁、顶板、门和窗，所述立柱和横梁采用内翻边C型钢或者由对称内翻边C型钢对扣形成的组合方钢；立柱与地基之间、立柱与横梁之间、相邻横梁之间、立柱或横梁与斜梁之间、横梁或斜梁与屋顶之间，以及相邻支撑体交汇处，采用底座连接件或对接连接件或交叉连接件相互连接在一起；
所述内翻边C型钢包括腹板和两侧翼板，并在两侧翼板边缘设置有向内弯曲的内翻边；所述组合方钢包括两个对扣的内翻边C型钢和内支撑体；所述内支撑体是在对扣的两个C型钢接头的内侧匹配焊接腹板，并在两个C型钢接头外侧表面分别设置冲压或冲孔定位凹槽；两个C型钢接头的两侧边板对齐且存在间隙，各腹板于间隙处设置有向外开口的让位槽；所述内翻边C型钢的两侧边板分别设置有内翻边；内翻边C型钢包裹在内支撑体外侧并且内翻边匹配插入对应的让位孔中；在内翻边C型钢表面设置后压槽，后压槽匹配套合于所述冲压或冲孔的定位凹槽内；在内翻边C型钢外侧扎固钢带使内翻边C型钢与内支撑体固定为一体；在所述C型钢接头的外侧设置有卡槽，卡槽设置在与腹板对应的位置，钢带压迫内翻边C型钢局部凹陷进入卡槽内；
所述底座连接件含有发了底座和连接头，所述对接连接件的两端各设置有一个连接头，所述交叉连接件是将至少两个连接头垂直或倾斜固定在一起；所述连接头是在一个C型钢接头的侧面焊接有至少一个水平或倾斜的插头，插头为槽形，所述C型钢接头和斜插头的内侧至少在端部位置匹配焊接腹板，C型钢接头和斜插头的外侧表面设置冲压或冲孔的定位凹槽；各腹板与C型钢接头或斜插头的两侧边板之间设置有向外开口的让位槽；在所述C型钢接头和斜插头的外侧设置有卡槽,卡槽设置在与腹板对应的位置；
对钢结构工程中各工件的唯一名称、唯一空间位置、形状和材质信息用BIM信息定位片进行记录；包括对梁、柱和各连接头的唯一名称、唯一空间位置、形状和材质信息的BIM信息定位片记录；在施工过程中，利用BIM信息扫描仪器读取各工件上BIM信息定位片所包含的信息，对工程中各工件的连接和焊接施工。
所述对梁、柱的BIM信息定位片记录方法：在每根梁或柱的正面两端建立对梁或柱的BIM信息定位片，分别在觇标位置建立左端BIM信息定位片A和右端BIM信息定位片B，其中，觇标位于BIM信息定位片中心；所述左端BIM信息定位片A和右端BIM信息定位片B包含对梁或柱的唯一名称信息记录，尺寸信息记录，材料信息记录，以及该梁或柱空间位置信息记录，该梁或柱的端部构件的名称信息记录，该梁或柱的各侧面定位连接板的名称信息和位置信息记录。
所述底座连接件或对接连接件或交叉连接件的连接头包括单薄壁内翻边C型钢连接头和双薄壁内翻边C型钢连接头。
所述双薄壁内翻边C型钢连接头是在一对扣的两个C型钢接头的内侧至少两端位置匹配焊接腹板，并在两个C型钢接头外侧表面分别设置冲压或冲孔定位凹槽；两个C型钢接头的两侧边板对齐且存在间隙，各腹板于间隙处设置有向外开口的让位槽；在所述C型钢接头的外侧设置有卡槽,卡槽设置在与腹板对应的位置。
所述交叉连接件包括十字形、T形、K形、L形、V形或相互垂直的三维坐标形。
还包括薄壁钢顶与梁顶梁连接件，包括上、下贴合面和前、后腹板，上贴合面与下贴合面存在倾斜夹角；上、下贴合面的两侧分别设置侧边，前、后腹板与所述侧边之间存在让位槽；在上、下贴合面的两边表面设置冲压或冲孔的定位凹槽；在所述上、下贴合面的两侧边的外侧设置有卡槽,卡槽设置在与腹板对应的位置。
还包括用于将内翻边C型钢与各连接件腹板之间挤压出凸凹镶嵌入结构的压边机。
还包括用于将内翻边C型钢压凹进入各连接件的卡槽内的压槽机。
还包括用将钢带紧固于内翻边C型钢及各连接件卡槽内的打包机。
还包括楼梯和围栏。
有益效果：本发明可将内翻边C型钢快速牢固对接，或者将组合方钢快速牢固对接。连接头设置有腹板，强度高，可作为标准连接件。内翻边C型钢为标准型钢，根据尺寸标准有五种型号内翻边C型钢，以适应不同结构强度要求。连接头内侧设置的让位孔与内翻边C型钢的内翻边相互扣合并被压缩在一起，达到内外嵌套效果。连接头外侧设置的定位槽可与内翻边C型钢凸凹相互嵌套在一起，再通过紧固钢带进行压缩固定后，达到固定且防滑脱效果。本发明结构简单合理，不会出现局部受挤压而破损问题，通过箍紧钢带可以达到简便、高效施工的目的，不需要焊接或铆接等工艺步骤，而且连接强度高，不易滑脱。连接件的部分腹板中部还可以设有匹配的减重孔，能够进一步的减轻该连接件的自重，从而能够减轻房屋的自重。
附图说明
图1是本发明组合房屋的整体结构示意图；
图2是底座连接头的结构示意图；
图3是单槽钢对接连接件的结构示意图；
图4是单槽钢对接连接件与内翻边C型钢连接结构示意图；
图5是图4的A-A剖面结构示意图；
图6是双槽钢对接连接件的结构示意图；
图7是双槽钢对接连接件与内翻边C型钢连接结构示意图；
图8是图7的B-B剖面结构示意图；
图9是由对口两个内翻边C型钢组合而成的组合方钢结构示意图；
图10是组合方钢的内部支撑垫块结构示意图；
图11是图10的立体结构示意图；
图12是双槽钢十字形连接头的结构示意图；
图13是单槽钢梁柱四通连接头的结构示意图；
图14是单槽钢梁柱三通连接头的结构示意图；
图15是双槽钢梁柱三通连接头的结构示意图；
图16是单槽钢T型连接头的结构示意图；
图17是单槽钢L型连接头的结构示意图；
图18是双槽钢L型连接头的结构示意图；
图19是单槽钢屋脊连接头的结构示意图；
图20是单槽钢屋脊与顶梁连接头的结构示意图；
图21是双槽钢屋脊与顶梁连接头的结构示意图；
图22是单槽钢相互垂直的六通连接头的结构示意图；
图23是双槽钢相互垂直的六通连接头的结构示意图；
图24是屋檐与梁的连接结构示意图；
图25是屋檐与梁连接头的结构示意图；
图26是图24的D-D剖面结构示意图；
图27是加强肋连接结构示意图；
图28是组合桁架的结构示意图之一；
图29是图28中交叉连接头的结构示意图；
图30是组合桁架的结构示意图之二；
图31是图30中交叉连接头的结构示意图；
图32是图31中内支撑体的结构示意图。
图中，标号A1为单槽钢对接连接件，A2为双槽钢对接连接件，B是内部支撑垫块，C是十字形连接头，D是单槽钢梁柱四通连接头，E1是单槽钢梁柱三通连接头，E2是双槽钢梁柱三通连接头，F是单槽钢T型连接头，G1是单槽钢L型连接头，G2是双槽钢L型连接头，H是单槽钢屋脊连接头，I1是单槽钢屋脊与顶梁连接头，I2是双槽钢屋脊与顶梁连接头，J1是单槽钢相互垂直的六通连接头，J2是双槽钢相互垂直的六通连接头，K是屋檐与梁的连接头，L是斜向交叉连接头，M1是一体式K型连接头，M2是组合式K型连接头，N是底座连接头。1为内翻边C型钢，2为C型钢的内翻边，3a和3b为腹板，4为让位槽，5为冲孔或冲压定位槽，6为后压槽，7为底板，8为钢带，9为加强连接板。
具体实施方式
参见图1，基于BIM的薄壁槽钢组合房屋包括地基、立柱、横梁、墙壁、顶板、门和窗，以及楼梯和围栏等结构。
基于BIM的薄壁槽钢组合房屋所使用的梁或柱采用单层内翻边C型钢1，内翻边C型钢1包括腹板和两侧翼板，并在两侧翼板边缘设置有向内弯曲的内翻边2。
或者，所使用的梁或柱采用由两个内翻边C型钢1对扣组合而成的组合方钢。参见图9、图10和图11，组合方钢包括两个对扣的内翻边C型钢1和内支撑体；所述内支撑体是在对扣的两个C型钢接头的内侧匹配焊接腹板，并在两个C型钢接头外侧表面分别设置冲压或冲孔定位凹槽；两个C型钢接头的两侧边板对齐且存在间隙，各腹板于间隙处设置有向外开口的让位槽；所述内翻边C型钢1的两侧边板分别设置有内翻边2；内翻边C型钢1包裹在内支撑体外侧并且内翻边2匹配插入对应的让位孔中；在内翻边C型钢1表面设置后压槽，后压槽匹配套合于所述冲压或冲孔的定位凹槽内；在内翻边C型钢1外侧扎固钢带使内翻边C型钢1与内支撑体固定为一体；在所述C型钢接头的外侧设置有卡槽，卡槽设置在与腹板对应的位置，钢带压迫内翻边C型钢1局部凹陷进入卡槽内。
参见图2，地基深埋于地下，地基与各柱之间通过底座连接头对接。
参见图12-图32，梁与柱之间或梁与梁之间通过交叉连接头相互连接在一起。交叉连接头包括：十字形连接头、单槽钢梁柱四通连接头、单槽钢梁柱三通连接头、双槽钢梁柱三通连接头、单槽钢T型连接头、单槽钢相互垂直的六通连接头、双槽钢相互垂直的六通连接头、斜向交叉连接头、一体式K型连接头和组合式K型连接头等。
梁与柱之间或梁与梁之间通过十字形连接头连接如图12，或通过单槽钢梁柱四通连接头连接如图13，或通过单槽钢梁柱三通连接头连接如图14，或通过双槽钢梁柱三通连接头连接如图15，或通过单槽钢T型连接头连接如图16，或通过单槽钢相互垂直的六通连接头连接如图22，或通过双槽钢相互垂直的六通连接头连接如图23，或通过斜向交叉连接头连接如图27，或通过一体式K型连接头连接如图28和图29，或通过组合式K型连接头连接如图30、图31和图32。
屋脊采用单槽钢屋脊如图19，或采用屋脊与顶梁连接头连接如图20，或者采用双槽钢屋脊与顶梁连接头连接如图21。
屋檐或采用屋檐与梁的连接头连接如图24、图25和图26。
梁与梁之间、柱与柱之间，还可以采用延长的连接头，即采用单槽钢对接连接件如图3-图5，或者采用双槽钢对接连接件连接如图6-图9。
底座连接头、交叉连接头、对接连接头、屋脊连接头和屋檐连接头等，均设置有含C型钢及腹板组成的接头，具体结构为：一个C型钢接头或两个对扣的C型钢接头。在一个或两个C型钢接头外侧表面分别设置冲压或冲孔定位凹槽。两个C型钢接头时，两侧边板对齐且存在间隙，各腹板于间隙处设置有向外开口的让位槽。内翻边C型钢1包裹在一个或两个C型钢接头外侧并且内翻边2匹配插入对应的让位孔中。在C型钢接头的表面设置后压槽，后压槽匹配套合于所述冲压或冲孔的定位凹槽内；在内翻边C型钢1外侧扎固钢带使内翻边C型钢1与一个或两个C型钢接头固定为一体；在所述C型钢接头的外侧设置有卡槽，卡槽设置在与腹板对应的位置，钢带压迫内翻边C型钢1局部凹陷进入卡槽内。
所述底座连接件含有底座和连接头，所述对接连接件的两端各设置有一个连接头，所述交叉连接件是将至少两个连接头垂直或倾斜固定在一起；所述连接头是在一个C型钢接头的侧面焊接有至少一个水平或倾斜的插头，插头为槽形，所述C型钢接头和斜插头的内侧至少在端部位置匹配焊接腹板，C型钢接头和斜插头的外侧表面设置冲压或冲孔的定位凹槽；各腹板与C型钢接头或斜插头的两侧边板之间设置有向外开口的让位槽；在所述C型钢接头和斜插头的外侧设置有卡槽,卡槽设置在与腹板对应的位置。
对钢结构工程中各工件的唯一名称、唯一空间位置、形状和材质信息用BIM信息定位片进行记录；包括对梁、柱和各连接头的唯一名称、唯一空间位置、形状和材质信息的BIM信息定位片记录；在施工过程中，利用BIM信息扫描仪器读取各工件上BIM信息定位片所包含的信息，对工程中各工件的连接和焊接施工。单薄壁内翻边C型钢1的对接式连接头A1，参见图4。该连接头是在一个C型钢接头内侧的两端位置，分别匹配焊接腹板，并在C型钢接头外侧表面设置冲孔的定位凹槽；各腹板与C型钢接头的两侧边板之间设置有向外开口的让位槽4。以及在C型钢接头的外侧设置有卡槽7，并将卡槽7设置在与腹板对应的位置。连接件的腹板中部还可以设有匹配的减重孔，能够进一步的减轻该连接件的自重，从而能够减轻房屋的自重。

Claims (10)

1.一种基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，包括地基、立柱、横梁、墙壁、顶板、门和窗，其特征是：所述立柱和横梁采用内翻边C型钢或者由对称内翻边C型钢对扣形成的组合方钢；立柱与地基之间、立柱与横梁之间、相邻横梁之间、立柱或横梁与斜梁之间、横梁或斜梁与屋顶之间，以及相邻支撑体交汇处，采用底座连接件或对接连接件或交叉连接件相互连接在一起；
所述内翻边C型钢包括腹板和两侧翼板，并在两侧翼板边缘设置有向内弯曲的内翻边；所述组合方钢包括两个对扣的内翻边C型钢和内支撑体；所述内支撑体是在对扣的两个C型钢接头的内侧匹配焊接腹板，并在两个C型钢接头外侧表面分别设置冲压或冲孔定位凹槽；两个C型钢接头的两侧边板对齐且存在间隙，各腹板于间隙处设置有向外开口的让位槽；所述内翻边C型钢的两侧边板分别设置有内翻边；内翻边C型钢包裹在内支撑体外侧并且内翻边匹配插入对应的让位孔中；在内翻边C型钢表面设置后压槽，后压槽匹配套合于所述冲压或冲孔的定位凹槽内；在内翻边C型钢外侧扎固钢带使内翻边C型钢与内支撑体固定为一体；在所述C型钢接头的外侧设置有卡槽，卡槽设置在与腹板对应的位置，钢带压迫内翻边C型钢局部凹陷进入卡槽内；
所述底座连接件含有发了底座和连接头，所述对接连接件的两端各设置有一个连接头，所述交叉连接件是将至少两个连接头垂直或倾斜固定在一起；所述连接头是在一个C型钢接头的侧面焊接有至少一个水平或倾斜的插头，插头为槽形，所述C型钢接头和斜插头的内侧至少在端部位置匹配焊接腹板，C型钢接头和斜插头的外侧表面设置冲压或冲孔的定位凹槽；各腹板与C型钢接头或斜插头的两侧边板之间设置有向外开口的让位槽；在所述C型钢接头和斜插头的外侧设置有卡槽,卡槽设置在与腹板对应的位置；
对钢结构工程中各工件的唯一名称、唯一空间位置、形状和材质信息用BIM信息定位片进行记录；包括对梁、柱和各连接头的唯一名称、唯一空间位置、形状和材质信息的BIM信息定位片记录；在施工过程中，利用BIM信息扫描仪器读取各工件上BIM信息定位片所包含的信息，对工程中各工件的连接和焊接施工。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，其特征是：所述对梁、柱的BIM信息定位片记录方法：在每根梁或柱的正面两端建立对梁或柱的BIM信息定位片，分别在觇标位置建立左端BIM信息定位片A和右端BIM信息定位片B，其中，觇标位于BIM信息定位片中心；所述左端BIM信息定位片A和右端BIM信息定位片B包含对梁或柱的唯一名称信息记录，尺寸信息记录，材料信息记录，以及该梁或柱空间位置信息记录，该梁或柱的端部构件的名称信息记录，该梁或柱的各侧面定位连接板的名称信息和位置信息记录。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，其特征是：所述底座连接件或对接连接件或交叉连接件的连接头包括单薄壁内翻边C型钢连接头和双薄壁内翻边C型钢连接头。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，其特征是：所述双薄壁内翻边C型钢连接头是在一对扣的两个C型钢接头的内侧至少两端位置匹配焊接腹板，并在两个C型钢接头外侧表面分别设置冲压或冲孔定位凹槽；两个C型钢接头的两侧边板对齐且存在间隙，各腹板于间隙处设置有向外开口的让位槽；在所述C型钢接头的外侧设置有卡槽,卡槽设置在与腹板对应的位置。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，其特征是：所述交叉连接件包括十字形、T形、K形、L形、V形或相互垂直的三维坐标形。
6.根据权利要求1所述的基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，其特征是：还包括薄壁钢顶与梁顶梁连接件，包括上、下贴合面和前、后腹板，上贴合面与下贴合面存在倾斜夹角；上、下贴合面的两侧分别设置侧边，前、后腹板与所述侧边之间存在让位槽；在上、下贴合面的两边表面设置冲压或冲孔的定位凹槽；在所述上、下贴合面的两侧边的外侧设置有卡槽,卡槽设置在与腹板对应的位置。
7.根据权利要求1所述的基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，其特征是：还包括用于将内翻边C型钢与各连接件腹板之间挤压出凸凹镶嵌入结构的压边机。
8.根据权利要求1所述的基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，其特征是：还包括用于将内翻边C型钢压凹进入各连接件的卡槽内的压槽机。
9.根据权利要求1所述的基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，其特征是：还包括用将钢带紧固于内翻边C型钢及各连接件卡槽内的打包机。
10.根据权利要求1所述的基于BIM的薄壁槽钢组合房屋，其特征是：还包括楼梯和围栏。
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