CN109138160A - 一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，所述桁架梁包括高腹杆桁架梁、低腹杆桁架梁以及连接件组和钢带。所述高、低腹杆桁架梁均包括U型钢上弦杆、C型钢斜腹杆、C型钢第一直腹杆、C型钢第二直腹杆、U型钢下弦杆。所述连接件组包括L型第一连接件、L型第二连接件以及L型第三连接件，其中L型第二连接件分别与L型第一连接件、L型第三连接件组合使用，并通过螺栓和自攻螺钉固定连接。所述钢带套住连接处U型钢下弦杆以及C型钢直腹杆，并通过自攻螺钉固定连接。本发明属于首次提出一种针对高低腹杆桁架梁对接设置的解决方法，可以在不增加下层立柱的情况下实现楼面局部降板要求，而且传力路径清晰，连接处力学性能好。

Description

一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种基于装配式冷弯薄壁型钢 的高低腹杆桁架梁。

背景技术

由于建筑住宅各房间的功能不同，相应的采用不同的楼地面装饰材料，也 因此会产生局部降板情况。一般来说，处理降板可以采用整体降板，即将结构 所有梁板整体降低至所需标高处，其余部分通过面层找平。这种作法不仅降低 下层房间净高，并且增加本层楼板所承担的荷载。另一种是将所需降板处的梁 板降低至所需标高的局部降板。这种方法虽然施工以及受力变得复杂，但是可 以不增加荷载又不影响净高，故而绝大部分住宅均采用此种降板方法。

在混凝土结构中，因为钢筋混凝土结构是支模现浇，所以降板的设计以及 施工成型过程均较为简单。然而，目前国家正在大力推动装配式建筑、绿色建 筑。混凝土结构因为自重大，施工周期长，装配式程度低，污染重等因素不利 于住宅产业化。而冷弯薄壁型钢结构用料经济、节能环保以及全构件工厂生产 等因素在住宅领域的应用越来越广泛。

现有的冷弯薄壁型钢结构楼面梁有两种型式，一种直接采用C型钢，另一 种采用C型钢与U型钢组合的桁架梁。前者受限于梁的跨度，只能应用于小跨 度梁。后者桁架梁的型式可以突破前者跨度的限制，使得承载能力更大，并且 桁架梁杆件之间的空隙可用于管线穿过，不会牺牲楼层净高。因此，在冷弯薄 壁型钢结构中楼面梁采用桁架梁的型式越来越普及。

当楼面梁为桁架梁时，楼面降板的一般做法是整体降板，即将桁架梁的所 有腹杆降低至同一高度，并且在高腹杆桁架梁与低腹杆桁架梁连接处下设墙架 柱作为两侧桁架梁的支座。这种做法造成下层墙架柱增多，建筑空间变得狭窄， 不利于房间使用功能的实现以及影响居住舒适性。

发明内容

本发明目的在于针对上述桁架梁降板方法的不足提供一种不但可以实现局 部降板、跨度大、性能优越，而且施工方便快捷的高低腹杆桁架梁。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下所示：

一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，所述高低腹杆桁架梁包 括高腹杆桁架梁、低腹杆桁架梁、以及连接所述高腹杆桁架梁和低腹杆桁架梁 的连接件组和钢带；钢带处于高腹杆桁架梁和低腹杆桁架梁两侧；所述高腹杆 桁架梁与低腹杆桁架梁对接设置。

进一步的改进，所述高腹杆桁架梁包括高腹杆桁架梁包括第一U型钢弦杆， 第一U型钢弦杆包括第一U型钢上弦杆和与第一U型钢上弦杆平行设置的第一 U型钢下弦杆，第一U型钢上弦杆和第一U型钢下弦杆之间安装有C型钢第二 直腹杆一和第一C型钢斜腹杆，其中临近低腹杆桁架梁的C型钢第二直腹杆一 内侧安装有C型钢第一直腹杆一，C型钢第一直腹杆一两端分别与第一U型钢 上弦杆和第一U型钢下弦杆的内侧面固定连接，并与第一U型钢上弦杆和第一 U型钢下弦杆的腹板之间形成有便于连接件组穿过的间隙；所述第一U型钢下 弦杆凸出高腹杆桁架梁形成连接低腹杆桁架梁的第一凸板；

所述低腹杆桁架梁包括第二U型钢弦杆，所述第二U型钢弦杆包括第二U 型钢上弦杆和与第二U型钢上弦杆平行的第二U型钢下弦杆；第二U型钢上弦 杆和第二U型钢下弦杆之间安装有第二C型钢斜腹杆和C型钢第二直腹杆二， 其中临近高腹杆桁架梁的C型钢第二直腹杆二内侧安装有C型钢第一直腹杆二； C型钢第一直腹杆二的两端分别与第二U型钢上弦杆和第二U型钢下弦杆的内 侧面固定连接，并与第二U型钢上弦杆和第二U型钢下弦杆的腹板之间形成有 便于连接件组穿过的间隙；所述第二U型钢上弦杆凸出低腹杆桁架梁形成连接 高腹杆桁架梁的第二凸板。

进一步的改进，所述连接件组包括L型第一连接件、L型第二连接件、L型 第三连接件；所述L型第一连接件包括第一角钢；所述L型第二连接件包括第 二角钢，L型第三连接件包括第三角钢，第三角钢上固定有十字形加劲肋；所述 第一角钢和第二角钢上均固定有三角形加劲肋；第二角钢水平面固定在第一角 钢水平面上；所述C型钢第一直腹杆一和C型钢第一直腹杆二的腹板的上端和 下端分别固定第二角钢的竖直面，第一U型钢弦杆和第二U型钢弦杆分别固定 第二角钢的水平面；C型钢第二直腹杆二的腹板的上端和下端及第二直腹杆一 的下端分别固定第一角钢的竖直面；第二直腹杆二下端和第二直腹杆一的下端 固定的第一角钢相互固定连接；第二U型钢弦杆和第一U型钢上弦杆与第一角 钢的水平面固定连接；第二直腹杆一的腹板上端固定第三角钢的竖直面，第三 角钢的水平面与第一U型钢上弦杆固定连接。

进一步的改进，所述第二角钢水平面长度为第一角钢水平面长度的1/2倍。

进一步的改进，所述第一角钢的竖直面高度等于梁C型钢第二直腹杆一腹 板高度的1/4-1/3倍。

进一步的改进，所述第一角钢竖直面高度与第一角钢水平面长度相同。

进一步的改进，所述第三角钢竖直面高度为高腹杆桁架梁和低腹杆桁架梁 的高度之差加上第一角钢的竖直面高度。

进一步的改进，所述第二U型钢上弦杆较第二U型钢下弦杆多伸出三个直 腹杆翼缘宽度的长度形成第二凸板，并且第二凸板的腹板横截面内凹两个第二U 型钢上弦杆翼缘的宽度，以便第二凸板的翼缘伸入高腹杆桁架梁一侧并用自攻 螺钉固定于高腹杆桁架梁的直腹杆翼缘上；所述第一U型钢下弦杆较所述第一 U型钢上弦杆多伸出一个第一U型钢下弦杆翼缘宽度的长度形成第一凸板，使 得低腹杆桁架梁的直腹杆下端在高腹杆桁架梁的第一U型钢下弦杆中进行连 接。

进一步的改进，所述固定连接均为使用自攻螺钉或螺栓连接。

进一步的改进，所述连接件组的角钢和加劲肋均由冷弯薄壁型钢制作而成， 板件厚度均相同，厚度为2-3mm。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，不仅可以在 不增加下层立柱的情况下实现楼面局部降板要求，而且传力路径清晰，连接处 力学性能好。高低腹杆桁架梁上下弦杆通过各连接件水平面和螺栓分别传递压 力或拉力，高低腹杆桁架梁腹杆通过各连接件竖直面和螺栓传递剪力。

2、本发明的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，属于首次提 出的一种针对高低腹杆桁架梁共同作用的解决方法，可以极大提高房屋居住舒 适性。

3、本发明的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，有巨大的应 用范围，既可以应用于室内湿区，达到降板要求，又可以应用于悬挑结构。

4、本发明的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，各部件尺寸 统一，可实现标准化设计，工厂流水线生产，尤其适用于工业化生产，并且安 装全过程无焊接，可以极大简化施工难度和提高施工质量。

除了上面所描述的特点、优点之外，本发明还有其他的特点和优点。下面 将参照附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细阐述。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图 中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的高腹杆桁架梁结构示意图；

图3是本发明实施例的低腹杆桁架梁结构示意图；

图4是本发明实施例的高低腹杆桁架梁直腹杆结构示意图；

图5是本发明实施例的连接件组结构示意图；

图6是本发明实施例的L型第一连接件结构示意图；

图7是本发明实施例的L型第二连接件结构示意图；

图8是本发明实施例的L型第三连接件结构示意图；

图9是本发明实施例的高低腹杆桁架梁连接处部件示意图；

图10是本发明实施例的高低腹杆桁架梁连接处结构剖面图；

图11是本发明实施例的高低腹杆桁架梁连接处高腹杆桁架梁C型钢第二直 腹杆与L型第一连接件、L型第三连接件连接示意图；

图12是本发明实施例的高低腹杆桁架梁连接处高腹杆桁架梁C型钢第一直 腹杆与L型第二连接件连接示意图；

图13是本发明实施例的高低腹杆桁架梁连接处低腹杆桁架梁C型钢第二直 腹杆与L型第一连接件连接示意图；

图14是本发明实施例的高低腹杆桁架梁连接处低腹杆桁架梁C型钢第一直 腹杆与L型第二连接件连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要 求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本发明实施例的一种高低腹杆桁架梁包括高腹杆桁架梁1、低 腹杆桁架梁2、L型连接件组3、钢带4、六角螺栓5、自攻螺钉6。其中，高腹 杆桁架梁1与低腹杆桁架梁2通过连接件组3、钢带4、六角螺栓5以及自攻螺 钉6对接连接。

如图2、图4所示，所述高腹杆桁架梁1包括第一U型钢上弦杆11、第一 C型钢斜腹杆12、C型钢第一直腹杆一13、C型钢第二直腹杆一14、第一U型 钢下弦杆15。进一步，所述C型钢第一直腹杆一13的腹板上下两端横截面距离 高腹杆桁架梁上下弦杆腹板一定距离，以便连接件板从其腹板穿过。所述C型 钢第一直腹杆一13只在连接端处连接上下弦杆，其余直腹杆位置均采用C型钢 第二直腹杆一14。特别地，所述第一U型钢下弦杆15较所述第一U型钢上弦 杆11多伸出C型钢第二直腹杆二24翼缘宽度的长度，使得低腹杆桁架梁的直 腹杆下端在高腹杆桁架梁的第一U型钢下弦杆15中进行连接。

如图3、图4所示，所述低腹杆桁架梁2包括第二U型钢上弦杆21、第二 C型钢斜腹杆22、C型钢第一直腹杆二23、C型钢第二直腹杆二24、第二U型 钢下弦杆25。进一步，所述C型钢第一直腹杆二23的腹板上下两端横截面距离 低腹杆桁架梁上下弦杆腹板一定距离，以便连接件板从其腹板穿过。所述C型 钢第一直腹杆二23只在连接处连接上下弦杆，其余直腹杆位置均采用C型钢第 二直腹杆二24。特别地，所述第二U型钢上弦杆21较所述第二U型钢下弦杆 25多伸出三个直腹杆翼缘宽度的长度，并且所述第二U型钢上弦杆21连接处 的腹板横截面与翼缘横截面少两个翼缘宽度，以便其翼缘伸入高腹杆桁架梁1 一侧并用自攻螺钉6固定于高腹杆桁架梁1的直腹杆翼缘上。

如图5、图6、图7、图8所示，所述高低腹杆桁架梁连接件组3包括L型 第一连接件31、L型第二连接件32、L型第三连接件33。所述L型第一连接件 包括第一角钢311、三角形加劲肋312，所述第一角钢311长肢与高低腹杆桁架 梁C型钢直腹杆上下端腹板贴合一面(角钢竖直面)高度等于高腹杆桁架梁C 型钢第二直腹杆一14腹板高度的1/4-1/3倍，所述第一角钢311短肢与高低腹杆 桁架梁U型钢上下弦杆腹板贴合一面(角钢水平面)的宽度等于C型钢第二直 腹杆一14翼缘宽度的2-3倍，特别地，第一角钢311竖直面宽度与第一角钢311水平面高度尺寸相同，且小于直腹杆两侧翼缘或带卷边翼缘之间的净距离。所 述三角形加劲肋312与第一角钢311竖直面中间位置垂直焊接的一直角边顶端 与竖直面顶端平齐，所述三角形加劲肋312与角钢水平面中间位置垂直焊接的 另一直角边宽度小于第一直腹杆与第二直腹杆腹板之间的净距离。所述L型第 二连接件32与L型第一连接件31不同在于L型第二连接件32中的第二角钢 321水平面长度为L型第一连接件31中第一角钢311水平面长度的1/2倍。所 述L型第三连接件33与L型第一连接件31不同在于L型第三连接件33中的第三角钢331竖直面高度等于L型第一连接件31中第一角钢311竖直面高度与高 低腹杆桁架梁高差之和。由于L型第三连接件33第三角钢331竖直面高度大， 为了防止其竖直面板件发生屈曲，采用十字形加劲肋332。所述十字形加劲肋 332的高度小于第一直腹杆与第二直腹杆腹板之间的净距离，其水平肋与L型第 三连接件33第三角钢331水平面距离为高低腹杆桁架梁高差。

以上所述构件用材均为冷弯薄壁型钢，且制作过程均在工厂完成。高低腹 杆桁架梁的拼装既可以工厂完成，也可以现场完成。

结合图9、图10、图11、图12、图13、图14，高腹杆桁架梁1的第一U 型钢上弦杆11与第一U型钢下弦杆15平行放置，C型钢第二直腹杆一14一端 垂直置于连接处第一U型钢上弦杆11的凹槽，另一端垂直置于连接处第一U 型钢下弦杆15的凹槽内，然后通过自攻螺钉6固定上下端贴合的翼缘。其后将 低腹杆桁架梁2的C型钢第二直腹杆二24垂直置于连接处第一U型钢下弦杆 15伸出部分的凹槽内，使得C型钢第二直腹杆二24与C型钢第一直腹杆14的腹板相互贴合。取2个L型第一连接件31分别放置在C型钢第二直腹杆二24 与C型钢第二直腹杆一14下端凹槽内，其中，L型第一连接件31的第一角钢 311竖直面与直腹杆腹板面贴合，水平面与第一U型钢下弦杆15腹板面贴合。 将六角螺栓5置于第一角钢311竖直面连接孔并穿过两层腹板以及另一侧第一 角钢311竖直面上对应的连接孔，然后套入螺帽拧紧固定。同样地，取一个L 型第一连接件31和一个L型第三连接件33分别放置在C型钢第二直腹杆二24 与C型钢第二直腹杆一14上端凹槽内，其中，L型第一连接件31的第一角钢 311竖直面与C型钢第二直腹杆二24腹板面贴合，水平面与第二U型钢上弦杆 21腹板面贴合。L型第三连接件33的第三角钢331竖直面与C型钢第二直腹杆 一14腹板面贴合，水平面与第一U型钢上弦杆11腹板面贴合。将六角螺栓5 置于第一角钢311竖直面连接孔并穿过两层腹板以及另一侧第三角钢331竖直 面上对应的连接孔，然后套入螺帽拧紧固定。将C型钢第一直腹杆一13与C型 钢第二直腹杆一14紧邻放置，且开口方向一致。上下两端分别垂直于高腹杆桁 架梁1的上下弦杆。接着，将低腹杆桁架梁2的第二U型钢下弦杆25与高腹杆 桁架梁1的第一U型钢下弦杆15对接放置，将C型钢第一直腹杆二23与C型 钢第二直腹杆二24紧邻放置，且开口方向一致。将第二U型钢上弦杆21与C 型钢第二直腹杆二24垂直放置，两侧翼缘用自攻螺钉6与直腹杆固定。取4个 L型第二连接件32分别放于C型钢第一直腹杆一13、C型钢第一直腹杆二23 的上下两端，使得L型第二连接件32水平面上的连接孔分别与L型第一连接件31水平面上的连接孔、L型第三连接件33水平面上的连接孔一一对应。利用自 攻螺钉6分别固定连接L型第二连接件32竖直面与C型钢第一直腹杆一13腹 板、L型第二连接件32竖直面与C型钢第一直腹杆二23腹板。利用螺栓5和 自攻螺钉6固定L型第二连接件32水平面与第一U型钢上弦杆11、L型第二连 接件32水平面与第二U型钢上弦杆21。最后，将底部开有与L型第二连接件 32对应孔洞的钢带4套在高低桁架梁连接处外表面，然后将螺栓从钢带4底部 孔洞穿过下弦杆以及L型第一连接件31和L型第二连接件32，再用螺帽拧紧 固定。其余部分用自攻螺钉6固定。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的 技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，其特征在于，所述高低腹杆桁架梁包括高腹杆桁架梁、低腹杆桁架梁、以及连接所述高腹杆桁架梁和低腹杆桁架梁的连接件组和钢带；钢带处于高腹杆桁架梁和低腹杆桁架梁两侧；所述高腹杆桁架梁与低腹杆桁架梁对接设置。

2.根据权利要求1所述的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，其特征在于，所述高腹杆桁架梁包括高腹杆桁架梁包括第一U型钢弦杆，第一U型钢弦杆包括第一U型钢上弦杆和与第一U型钢上弦杆平行设置的第一U型钢下弦杆，第一U型钢上弦杆和第一U型钢下弦杆之间安装有C型钢第二直腹杆一和第一C型钢斜腹杆，其中临近低腹杆桁架梁的C型钢第二直腹杆一内侧安装有C型钢第一直腹杆一，C型钢第一直腹杆一两端分别与第一U型钢上弦杆和第一U型钢下弦杆的内侧面固定连接，并与第一U型钢上弦杆和第一U型钢下弦杆的腹板之间形成有便于连接件组穿过的间隙；所述第一U型钢下弦杆凸出高腹杆桁架梁形成连接低腹杆桁架梁的第一凸板；

所述低腹杆桁架梁包括第二U型钢弦杆，所述第二U型钢弦杆包括第二U型钢上弦杆和与第二U型钢上弦杆平行的第二U型钢下弦杆；第二U型钢上弦杆和第二U型钢下弦杆之间安装有第二C型钢斜腹杆和C型钢第二直腹杆二，其中临近高腹杆桁架梁的C型钢第二直腹杆二内侧安装有C型钢第一直腹杆二；C型钢第一直腹杆二的两端分别与第二U型钢上弦杆和第二U型钢下弦杆的内侧面固定连接，并与第二U型钢上弦杆和第二U型钢下弦杆的腹板之间形成有便于连接件组穿过的间隙；所述第二U型钢上弦杆凸出低腹杆桁架梁形成连接高腹杆桁架梁的第二凸板。

3.如权利要求2所述的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，其特征在于，所述连接件组包括L型第一连接件、L型第二连接件、L型第三连接件；所述L型第一连接件包括第一角钢；所述L型第二连接件包括第二角钢，L型第三连接件包括第三角钢，第三角钢上固定有十字形加劲肋；所述第一角钢和第二角钢上均固定有三角形加劲肋；第二角钢水平面固定在第一角钢水平面上；所述C型钢第一直腹杆一和C型钢第一直腹杆二的腹板的上端和下端分别固定第二角钢的竖直面，第一U型钢弦杆和第二U型钢弦杆分别固定第二角钢的水平面；C型钢第二直腹杆二的腹板的上端和下端及第二直腹杆一的下端分别固定第一角钢的竖直面；第二直腹杆二下端和第二直腹杆一的下端固定的第一角钢相互固定连接；第二U型钢弦杆和第一U型钢上弦杆与第一角钢的水平面固定连接；第二直腹杆一的腹板上端固定第三角钢的竖直面，第三角钢的水平面与第一U型钢上弦杆固定连接。

4.如权利要求3所述的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，其特征在于，所述第二角钢水平面长度为第一角钢水平面长度的1/2倍。

5.如权利要求3所述的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，其特征在于，所述第一角钢的竖直面高度等于梁C型钢第二直腹杆一腹板高度的1/4-1/3倍。

6.如权利要求3所述的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，其特征在于，所述第一角钢竖直面高度与第一角钢水平面长度相同。

7.如权利要求3所述的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，其特征在于，所述第三角钢竖直面高度为高腹杆桁架梁和低腹杆桁架梁的高度之差加上第一角钢的竖直面高度。

8.如权利要求3所述的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，其特征在于，所述第二U型钢上弦杆较第二U型钢下弦杆多伸出三个直腹杆翼缘宽度的长度形成第二凸板，并且第二凸板的腹板横截面内凹两个第二U型钢上弦杆翼缘的宽度，以便第二凸板的翼缘伸入高腹杆桁架梁一侧并用自攻螺钉固定于高腹杆桁架梁的直腹杆翼缘上；所述第一U型钢下弦杆较所述第一U型钢上弦杆多伸出一个第一U型钢下弦杆翼缘宽度的长度形成第一凸板，使得低腹杆桁架梁的直腹杆下端在高腹杆桁架梁的第一U型钢下弦杆中进行连接。

9.如权利要求3所述的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，其特征在于，所述固定连接均为使用自攻螺钉或螺栓连接。

10.如权利要求3所述的一种基于装配式冷弯薄壁型钢的高低腹杆桁架梁，其特征在于，所述连接件组的角钢和加劲肋均由冷弯薄壁型钢制作而成，板件厚度均相同，厚度为2-3mm。