CN109811934A - Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴及与主体结构柱连接构造 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢结构技术领域，具体一种适用于Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴及其与主体结构柱的连接构造。整体卫浴由四面的Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体用角钢和自攻螺钉连接而成，组合好的整体卫浴与提前和主体结构柱固定的连接件相连接。主体结构柱的侧面通过螺钉安装连接件，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体通过边立柱与主体结构柱一侧的连接件插装配合，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的边立柱内表面与连接件外表面之间形成插装配合结构。本发明将传统整体卫浴中的墙体换成Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的立柱采用Σ型截面，这种Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体可以大幅度提高整体卫浴的刚度、强度、稳定性。

Description

Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴及与主体结构柱连接构造

技术领域

本发明属于钢结构技术领域，具体一种适用于Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴及其与主体结构柱的连接构造。

背景技术

钢结构住宅具有自重轻、空间利用率高、抗震性能好、能够便捷实现工业化生产等明显优势，符合建设生态文明社会的需要，装配式钢结构住宅在国内市场得到越来越多的应用。在装配式钢结构建筑的推广应用中，内装的一体化是其重要内容之一，在钢结构装饰装修一体化中，整体卫浴又以其巨大的优势成为人们重视的对象。

整体卫浴以其独立配套的整体框架结构，不仅提供齐全的卫生单元功能，实现在有限的空间内盥洗、如厕、洗浴等功能，还也可以根据使用需要装配在任何环境中。与传统住宅卫浴相比整体卫浴优势巨大，整体卫浴不但可以标准化生产、节省空间、防水效果好、维护与保养方便，而且施工安装方便、具有良好的环保效益。

目前，整体卫浴主要采用SMC、FRP、ABS等复合材料，具有整体美观、易清洁、保温隔热、甲醛释放少等优点，但其强度不高且不与主体结构相连，使得在地震来临时无法承担过大荷载，以致倒塌倾覆。

在我国整个建筑规范中，都没有明确给出整体卫浴与主体结构的连接形式标准。因此，建立整体卫浴与主体结构的合理连接形式对于保证结构整体安全性能，卫浴的正常使用有着重要的意义。

在建筑行业，C型钢的使用是不可缺少的，在房屋建筑中经常能看到的C型钢，因为C型钢不仅有很强的牢固性，同时还具备较高的稳定性。在同样的应用场合，与之前使用的铝合金比起来，C型钢不仅造型独特、使用量减少等优点，材料还有良好的环保性。C型钢广泛用于钢结构建筑的檩条、墙梁，也可自行组合成轻量型屋架、托架等建筑构件。此外，还可用于机械轻工制造中的柱、梁和臂等。

但是，在使用过程中经常会碰到的问题就是C型钢的弯曲后会反弹的问题，作为C型钢加工过程中的一道重要工序，冷弯是C型钢成形的关键，虽然冷弯之后还要对材料进行校正，但是将材料防止一段时间后还是会出现严重的变形情况。这就说明C型钢中有很大的内应力存在，才使得弯曲之后还是会产生很大的回弹。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴及其与主体结构柱的连接构造，冷弯薄壁型钢能充分利用钢材强度，节约钢材，具有轻质高强、抗震性能好，节能环保等优点，在轻钢结构中得到广泛应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴，由四面的Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体用角钢和自攻螺钉连接而成，组合好的整体卫浴与提前和主体结构柱固定的连接件相连接；

其中，四面的Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体分别为墙体A、墙体B、墙体C、墙体D，每个Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体包括边立柱、中间立柱、横梁、螺钉，具体结构如下：横梁为上下两组平行相对设置，每组为两个横梁平行相对设置，上下两组平行相对设置的横梁之间两端部沿竖向分别设置边立柱，上下两组平行相对设置的横梁之间中部沿竖向分别设置中间立柱，形成骨架结构。

所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴，墙体A和墙体B间的连接：首先将自攻螺钉由角钢向墙体A的一端边立柱打入，将角钢的一角外侧与墙体A的一端固定；然后将墙体B的一端靠紧于角钢的内侧，由角钢的另一角外侧向墙体B的一端打入自攻螺钉，使墙体B的一端与角钢固定；

墙体B和墙体C间的连接：首先将自攻螺钉由角钢向墙体B的另一端边立柱打入，将角钢的一角外侧与墙体B的另一端固定；然后将墙体C的一端靠紧于角钢的内侧，由角钢的另一角外侧向墙体C的一端打入自攻螺钉，使墙体C的一端与角钢固定；

墙体C和墙体D间的连接：首先将自攻螺钉由角钢向墙体C的另一端边立柱打入，将角钢的一角外侧与墙体C的另一端固定；然后将墙体D的一端靠紧于角钢的内侧，由角钢的另一角外侧向墙体D的一端打入自攻螺钉，使墙体D的一端与角钢固定；

墙体D和墙体A间的连接：首先将自攻螺钉由角钢向墙体A的另一端边立柱打入，将角钢的一角外侧与墙体A的另一端固定；然后将墙体D的另一端靠紧于角钢的内侧，由角钢的另一角外侧向墙体D的另一端打入自攻螺钉，使墙体D的另一端与角钢固定。

所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的边立柱采用两根Σ型截面立柱背对背对称设置，并依靠螺钉连接，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的中间立柱采用一根Σ型截面立柱。

所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴，每根Σ型截面立柱的两个平行端部设有二次卷边。

所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴与主体结构柱连接构造，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体与主体结构柱的连接，依靠提前与主体结构柱固定的连接件；主体结构柱的侧面通过螺钉安装连接件，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体通过边立柱与主体结构柱一侧的连接件插装配合，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的边立柱内表面与连接件外表面之间形成插装配合结构。

所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴与主体结构柱连接构造，主体结构柱上安装的连接件沿竖向隔距离布置。

所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴与主体结构柱连接构造，主体结构柱与连接件的连接结构如下：

在主体结构柱的两侧分别对称设有螺栓孔二，在主体结构柱内部的预留螺栓孔二相对应位置焊接螺母，在连接件上与预留螺栓孔二的相应位置处设有预留螺栓孔一，连接件与主体结构柱之间连接处通过螺栓依次穿过预留螺栓孔一、预留螺栓孔二，并与螺母连接固定；在连接件的两侧与Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的边立柱相对应位置处分别设有螺钉孔，自攻螺钉依次穿过边立柱和连接件上的螺钉孔连接固定。

所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴与主体结构柱连接构造，将连接件上的预留螺栓孔一与主体结构柱上的预留螺栓孔二对应，施工人员手持螺栓伸入连接件内部，由连接件向主体结构柱方向插入并拧紧螺栓，连接件安装完毕。

所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴与主体结构柱连接构造，施工时，将Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体由上方通过边立柱插入连接件，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的边立柱内表面与连接件外表面完全贴合；在边立柱与连接件配合处的侧面相应位置预留螺钉孔，通过采用自攻螺钉由Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体向连接件方向打入，使Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体与连接件连接固定；当整体卫浴与连接件连接完毕后，用螺栓将整体卫浴与地面连接。

本发明的设计思想是：

本发明将传统整体卫浴中的墙体换成Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的立柱采用Σ型截面，这种Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体可以大幅度提高整体卫浴的刚度、强度、稳定性。Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体与主体结构柱通过专用的连接件相连，使得整体卫浴承受地震作用时将荷载全部传递到主体结构上，以保证整体卫浴在遭遇设防烈度地震作用后，不发生整体倾覆而影响正常使用功能。在Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体平面内设置管道和电线，并通过具体措施使得卫浴产品与Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体结合成整体，增强装修一体化程度。

本发明的优点及有益效果在于：

1、本发明中的整体卫浴采用冷弯薄壁型钢结构，相比于传统整体卫浴具有更高的强度、刚度和稳定性。

2、本发明中的整体卫浴与主体结构相连，承受地震作用时将荷载全部传递到主体结构上，以保证整体卫浴在遭遇设防烈度地震作用后不发生整体倾覆而影响正常使用功能。

3、本发明中的墙体立柱采用Σ型截面，相比于目前冷弯薄壁型钢墙体龙骨中常用的C型截面，Σ型截面在钢材用量上升不大的情况下能大幅度的提高Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的承载能力，因此需要一种特殊的连接件既能适应其复杂的截面特性，又能满足国家政策支持的装配式要求，使得整体卫浴完全实现预制，在现场无需切割、焊接等复杂工序即可与主体结构进行连接。

4、本发明适用于Σ型冷弯薄壁型钢立柱整体卫浴，Σ型立柱使得整体卫浴具有优良的承载性能，但其复杂的截面使得节点连接较为困难，此发明包含针对这种复杂的新型截面的连接件。连接件采用螺栓连接，螺母焊接的工序在前期加工过程进行，施工现场只需完成拼装，方便快捷，体现装配式结构的优势，且无需考虑焊接质量以及残余应力等问题。

附图说明

图1为整体卫浴平面图。

图2为图1中的M处放大图。

图3为图1中的N处放大图。

图4为整体卫浴连接平面图。

图5为整体卫浴连接拆分图。

图6为图5中的P处放大图。

图7为连接件立体图。

图8为连接件拆分图。

图9为Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体示意图。

图10为Σ型截面立柱的示意图。

图中，1—连接件；2—主体结构柱；3—Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体；31—墙体A；32—墙体B；33—墙体C；34—墙体D；35—边立柱；36—中间立柱；37—横梁；38—螺钉；4—预留螺栓孔一；4′—预留螺栓孔二；5—螺钉孔；6—Σ型截面立柱；61—二次卷边；7—角钢；8—螺栓。

具体实施方式

如图1-图10所示，本发明Σ型冷弯薄壁型钢立柱整体卫浴，由四面的Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3用角钢7和自攻螺钉连接而成，组合好的整体卫浴与提前和主体结构柱2(钢结构箱型框架柱)固定好的连接件1相连接。Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3的边立柱35采用两根Σ型截面立柱6背对背对称设置，并依靠螺钉连接。Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3的中间立柱36采用一根Σ型截面立柱6，每根Σ型截面立柱6的两个平行端部设有二次卷边61。Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3与主体结构柱2的连接，依靠提前与主体结构柱2固定的连接件1。

如图1-图3、图9-图10所示，四面的Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3分别为墙体A31、墙体B32、墙体C33、墙体D34，每个Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3包括边立柱35、中间立柱36、横梁37、螺钉38等，具体结构如下：横梁37为上下两组平行相对设置，每组为两个横梁平行相对设置，上下两组平行相对设置的横梁之间两端部沿竖向分别设置边立柱35，上下两组平行相对设置的横梁之间中部沿竖向分别设置中间立柱36，横梁37与边立柱35、中间立柱36之间通过螺钉38连接固定，形成骨架结构。

如图4-图6所示，本发明Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴与主体结构柱连接构造如下：主体结构柱2的两侧分别通过螺钉对称安装连接件1，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3通过边立柱35与主体结构柱2一侧的连接件1插装配合，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3的边立柱35内表面与连接件1外表面之间形成插装配合结构。

如图7-图8所示，本发明主体结构柱2与连接件1的连接结构如下：

在主体结构柱2的两侧分别对称设有螺栓孔二4′，在主体结构柱2内部的预留螺栓孔二4′相对应位置焊接螺母，在连接件1上与预留螺栓孔二4′的相应位置处设有预留螺栓孔一4，连接件1与主体结构柱2之间连接处通过螺栓8依次穿过预留螺栓孔一4、预留螺栓孔二4′，并与螺母连接固定。在连接件1的两侧与Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3的边立柱35相对应位置处分别设有螺钉孔5，自攻螺钉依次穿过边立柱35和连接件1上的螺钉孔5连接固定。

主体结构柱2与连接件1连接处的施工方法如下：将连接件1上的预留螺栓孔一4与主体结构柱2上的预留螺栓孔二4′对应，施工人员手持螺栓8伸入连接件1内部，由连接件1向主体结构柱2方向插入并拧紧螺栓，连接件1安装完毕。注意：连接件可沿竖向隔距离布置，具体数量根据荷载计算确定。

施工时，将Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3由上方通过边立柱35插入连接件1，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3的边立柱35内表面与连接件1外表面完全贴合；Σ型截面立柱6的二次卷边61与连接件1产生勾连起到固定作用。在边立柱35与连接件1配合处的侧面相应位置预留螺钉孔5，通过采用自攻螺钉由Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3向连接件1方向打入，使Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体3与连接件1连接固定；当整体卫浴与连接件1连接完毕后，用螺栓将整体卫浴与地面连接。

如图1、图2所示，以墙体A31和墙体B32间连接为例：首先将自攻螺钉由角钢7向墙体A31的一端边立柱35打入，将角钢7的一角外侧与墙体A31的一端固定；然后将墙体B32的一端靠紧于角钢7的内侧，由角钢7的另一角外侧向墙体B32的一端打入自攻螺钉，使墙体B32的一端与角钢7固定。如图1、图3所示，以墙体B32和墙体C33间连接为例：首先将自攻螺钉由角钢7向墙体B32的另一端边立柱35打入，将角钢7的一角外侧与墙体B32的另一端固定；然后将墙体C33的一端靠紧于角钢7的内侧，由角钢7的另一角外侧向墙体C33的一端打入自攻螺钉，使墙体C33的一端与角钢7固定。

另外，墙体C33和墙体D34间的连接：首先将自攻螺钉由角钢7向墙体C33的另一端边立柱35打入，将角钢7的一角外侧与墙体C33的另一端固定；然后将墙体D34的一端靠紧于角钢7的内侧，由角钢7的另一角外侧向墙体D34的一端打入自攻螺钉，使墙体D34的一端与角钢7固定。墙体D34和墙体A31间的连接：首先将自攻螺钉由角钢7向墙体A31的另一端边立柱35打入，将角钢7的一角外侧与墙体A31的另一端固定；然后将墙体D34的另一端靠紧于角钢7的内侧，由角钢7的另一角外侧向墙体D34的另一端打入自攻螺钉，使墙体D34的另一端与角钢7固定。

Claims (9)

1.一种Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴，其特征在于，由四面的Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体用角钢和自攻螺钉连接而成，组合好的整体卫浴与提前和主体结构柱固定的连接件相连接；

其中，四面的Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体分别为墙体A、墙体B、墙体C、墙体D，每个Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体包括边立柱、中间立柱、横梁、螺钉，具体结构如下：横梁为上下两组平行相对设置，每组为两个横梁平行相对设置，上下两组平行相对设置的横梁之间两端部沿竖向分别设置边立柱，上下两组平行相对设置的横梁之间中部沿竖向分别设置中间立柱，形成骨架结构。

2.按照权利要求1所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴，其特征在于，墙体A和墙体B间的连接：首先将自攻螺钉由角钢向墙体A的一端边立柱打入，将角钢的一角外侧与墙体A的一端固定；然后将墙体B的一端靠紧于角钢的内侧，由角钢的另一角外侧向墙体B的一端打入自攻螺钉，使墙体B的一端与角钢固定；

墙体B和墙体C间的连接：首先将自攻螺钉由角钢向墙体B的另一端边立柱打入，将角钢的一角外侧与墙体B的另一端固定；然后将墙体C的一端靠紧于角钢的内侧，由角钢的另一角外侧向墙体C的一端打入自攻螺钉，使墙体C的一端与角钢固定；

墙体C和墙体D间的连接：首先将自攻螺钉由角钢向墙体C的另一端边立柱打入，将角钢的一角外侧与墙体C的另一端固定；然后将墙体D的一端靠紧于角钢的内侧，由角钢的另一角外侧向墙体D的一端打入自攻螺钉，使墙体D的一端与角钢固定；

墙体D和墙体A间的连接：首先将自攻螺钉由角钢向墙体A的另一端边立柱打入，将角钢的一角外侧与墙体A的另一端固定；然后将墙体D的另一端靠紧于角钢的内侧，由角钢的另一角外侧向墙体D的另一端打入自攻螺钉，使墙体D的另一端与角钢固定。

3.按照权利要求1所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴，其特征在于，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的边立柱采用两根Σ型截面立柱背对背对称设置，并依靠螺钉连接，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的中间立柱采用一根Σ型截面立柱。

4.按照权利要求3所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴，其特征在于，每根Σ型截面立柱的两个平行端部设有二次卷边。

5.一种权利要求1-4之一所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴与主体结构柱连接构造，其特征在于，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体与主体结构柱的连接，依靠提前与主体结构柱固定的连接件；主体结构柱的侧面通过螺钉安装连接件，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体通过边立柱与主体结构柱一侧的连接件插装配合，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的边立柱内表面与连接件外表面之间形成插装配合结构。

6.按照权利要求5所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴与主体结构柱连接构造，其特征在于，主体结构柱上安装的连接件沿竖向隔距离布置。

7.按照权利要求5所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴与主体结构柱连接构造，其特征在于，主体结构柱与连接件的连接结构如下：

在主体结构柱的两侧分别对称设有螺栓孔二，在主体结构柱内部的预留螺栓孔二相对应位置焊接螺母，在连接件上与预留螺栓孔二的相应位置处设有预留螺栓孔一，连接件与主体结构柱之间连接处通过螺栓依次穿过预留螺栓孔一、预留螺栓孔二，并与螺母连接固定；在连接件的两侧与Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的边立柱相对应位置处分别设有螺钉孔，自攻螺钉依次穿过边立柱和连接件上的螺钉孔连接固定。

8.按照权利要求7所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴与主体结构柱连接构造，其特征在于，将连接件上的预留螺栓孔一与主体结构柱上的预留螺栓孔二对应，施工人员手持螺栓伸入连接件内部，由连接件向主体结构柱方向插入并拧紧螺栓，连接件安装完毕。

9.按照权利要求5所述的Σ型立柱冷弯薄壁型钢整体卫浴与主体结构柱连接构造，其特征在于，施工时，将Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体由上方通过边立柱插入连接件，Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体的边立柱内表面与连接件外表面完全贴合；在边立柱与连接件配合处的侧面相应位置预留螺钉孔，通过采用自攻螺钉由Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体向连接件方向打入，使Σ型冷弯薄壁型钢立柱墙体与连接件连接固定；当整体卫浴与连接件连接完毕后，用螺栓将整体卫浴与地面连接。