CN110118003B - 基于折弯拼接工艺的钢板异形柱及建筑组件 - Google Patents

Abstract

本申请实施提供了一种基于折弯拼接工艺的钢板异形柱及建筑组件，钢板异形柱包括由第一钢板折弯形成的第一钢构件，以及至少一个第二钢构件；第一钢构件为敞开式结构；或者，第一钢构件的一部分为敞开式结构，另一部分为封闭式结构，且封闭式结构围合形成矩形腔体；第二钢构件连接于第一钢构件中的敞开式结构的部分，第一钢构件和第二钢构件围合形成矩形腔体；多个矩形腔体的开口排列成L形或T形。钢板异形柱的制作工序简单，工艺成熟，有利于提高生产效率。钢板异形柱的焊接量明显降低，能够保证钢板异形柱的结构强度。在钢板异形柱的制作过程中，可以更加灵活地改变结构形式，使得钢板异形柱更加易于设计。

Description

基于折弯拼接工艺的钢板异形柱及建筑组件

技术领域

本申请涉及建筑组件领域，尤其涉及一种基于折弯拼接工艺的钢板异形柱及建筑组件。

背景技术

目前建筑行业正大力发展推广装配式钢结构建筑，使得此类建筑在发展节能环保新产业、提高建筑安全水平、推动化解过剩产能等方面发挥重要作用。

异形柱作为装配式钢结构建筑中的重要组件，已得到越来越广泛的应用。在现有技术中，一个异形柱通常由多个构件组成。在制作异形柱是，通常需要将各个构件按照预设的方式进行组装和焊接，制作过程繁琐，降低了生产效率，而且异形柱的具有较多的焊接区域，无法保证异形柱具有较高的强度。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于折弯拼接工艺的钢板异形柱及建筑组件，用以解决现有技术中存在的异形柱的制作过程繁琐或强度较低的技术问题。

第一方面，本申请实施提供了一种基于折弯拼接工艺的钢板异形柱，包括由第一钢板折弯形成的第一钢构件，以及至少一个第二钢构件；第一钢构件为敞开式结构；或者，第一钢构件的一部分为敞开式结构，另一部分为封闭式结构，且封闭式结构围合形成矩形腔体；第二钢构件连接于第一钢构件中的敞开式结构的部分，第一钢构件和第二钢构件围合形成矩形腔体；多个矩形腔体的开口排列成L形或T形。

第二方面，本申请实施例还提供了一种建筑组件，包括多个本申请实施提供的基于折弯拼接工艺的钢板异形柱，矩形腔体内填充有混凝土。

与现有技术相比，本申请具备如下优点：

在本申请实施例提供的基于折弯拼接工艺的钢板异形柱中，第一钢构件是由一个第一钢板弯折后成型的，将第一钢构件作为主构件，在第一钢构件上设置多个第二钢构件，最终形成钢板异形柱。该钢板异形柱的制作工序简单，工艺成熟，有利于提高生产效率。钢板异形柱的焊接量明显降低，能够保证钢板异形柱的结构强度。而且，在制作钢板异形柱的过程中，只需要改变第一钢板中弯折部分的位置或增减第二钢构件的数量，就可以改变钢板异形柱的形状、矩形腔体的数量和尺寸等，使得钢板异形柱更加易于设计。

另外，该钢板异形柱腔体的矩形腔体的内部无连接钢板或隔板，矩形腔体的内部空间大，易于施工浇筑混凝土，可保证施工进度和施工质量。钢板异形柱腔体的外部无连接钢板或肋板，外形简洁，易于工厂制作，可保证加工周期和制造质量。用于制作第一钢构件和第二钢构件的钢板易采购、易备料，可适当降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的第一种基于折弯拼接工艺的钢板异形柱的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的图1所示基于折弯拼接工艺的钢板异形柱的一种成型过程示意图；

图3是本申请实施例提供的第二种基于折弯拼接工艺的钢板异形柱的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的图3所示基于折弯拼接工艺的钢板异形柱的一种成型过程示意图；

图5是本申请实施例提供的第三种基于折弯拼接工艺的钢板异形柱的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的图5所示基于折弯拼接工艺的钢板异形柱的一种成型过程示意图；

图中：

100-第一钢板；200-矩形腔体；

101-第一单元段；102-第二单元段；103-第三单元段；

1-第一钢构件；11-第一U形件；12-第二U形件；13-第三U形件；

1001-第一区间段；1002-第二区间段；

2-第二钢构件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请实施提供了一种基于折弯拼接工艺的钢板异形柱，包括由第一钢板100折弯形成的第一钢构件1，以及至少一个第二钢构件2。第一钢构件1为敞开式结构；或者，第一钢构件1的一部分为敞开式结构，另一部分为封闭式结构，且封闭式结构围合形成矩形腔体200。第二钢构件2连接于第一钢构件1中的敞开式结构的部分，第一钢构件1和第二钢构件2围合形成矩形腔体200。多个矩形腔体200的开口排列成L形或T形。

在本申请实施例提供的基于折弯拼接工艺的钢板异形柱中，第一钢构件1是由一个第一钢板100弯折后成型的，将第一钢构件1作为主构件，在第一钢构件1上设置多个第二钢构件2，最终形成钢板异形柱。该钢板异形柱的制作工序简单，工艺成熟，有利于提高生产效率。钢板异形柱的焊接量明显降低，能够保证钢板异形柱的结构强度。而且，在制作钢板异形柱的过程中，只需要改变第一钢板100中弯折部分的位置或增减第二钢构件2的数量，就可以改变钢板异形柱的形状、矩形腔体200的数量和尺寸等，使得钢板异形柱更加易于设计。

另外，该钢板异形柱腔体的矩形腔体200的内部无连接钢板或隔板，矩形腔体200的内部空间大，易于施工浇筑混凝土，可保证施工进度和施工质量。钢板异形柱腔体的外部无连接钢板或肋板，外形简洁，易于工厂制作，可保证加工周期和制造质量。用于制作第一钢构件1和第二钢构件2的钢板易采购、易备料，可适当降低成本。

应当说明的是，图1和图2中的虚线段，L形的第一钢构件1中各区间段之间的分界线；图1和图2中的虚线段，代表第一钢板100中各单元段之间的分界线。

下面具体介绍本申请实施例提供的基于折弯拼接工艺的钢板异形柱的几种结构形式：

可选地，在本申请实施例中，如图1所示，对于多个矩形腔体200的开口排列成L形的钢板异形柱，包括三个矩形腔体200。第一钢构件1呈L形，包括两个互相垂直的翼板，第二钢构件2呈U形。

第二钢构件2和翼板一一对应，每个翼板设置在对应的翼板中远离两个翼板连接处的一端，并且第二钢构件2中靠近开口的两个端部固定连接于对应的翼板的内侧，每个翼板与对应的翼板围合形成矩形腔体200。两个翼板中靠近两个翼板连接处的部分，与两个第二钢构件2中靠近两个翼板连接处的侧壁，围合形成矩形腔体200。

图1所示的钢板异形柱的第一钢构件1为敞开式结构。图2示出了图1所示的钢板异形柱的一种成型过程，如图2所示，第一钢板100呈90度折弯，形成第一钢构件1，两个翼板连接处实际上就是第一钢构件1的折弯处。在图2中，将第一钢板100的位于上侧的面称为顶面，将第一钢板100的位于下侧的面称为底面，则第一钢构件1中顶面所在的一侧称为第一钢构件1的内侧。

可选地，如图所示，翼板沿远离两个翼板连接处的方向分为第一区间段1001和第二区间段1002，第二钢构件2的开口正对第二区间段1002，第二钢构件2中靠近开口的两个端部，分别固定连接于第二区间段1002内侧的两个边界处。一个第二钢构件2的棱边，与另一个第二钢构件2的棱边接触并固定连接。两个翼板的第一区间段1001，与两个第二钢构件2中靠近两个翼板连接处的侧壁，围合形成矩形腔体200。

两个第二钢构件2中相接触的棱边，实际上就是两个第二钢构件2中，靠近两个翼板连接处的侧壁的边缘。在图中，第一钢构件1的一个翼板竖直设置，另一个翼板水平设置。对于竖直设置的翼板上的第二钢构件2，该第二钢构件2中靠近两个翼板连接处的侧壁，与水平设置的翼板的第一区间段1001正对；对于水平设置的翼板上的第二钢构件2，该第二钢构件2中靠近两个翼板连接处的侧壁，与竖直设置的翼板的第一区间段1001正对。上述的两个侧壁和两个第一区间段1001，围合形成矩形腔体200。

可选地，如图所示，第一钢构件1与第二钢构件2固定连接的方式，以及两个第二钢构件2之间的固定连接的方式，包括如下至少一种：焊接、粘接、铆接。

在本申请实施例中，第二钢构件2中靠近开口的两个端部，分别与第二区间段1002内侧的两个边界处焊接连接；两个第二钢构件2中相接触的棱边焊接连接。

可选地，在本申请实施例中，如图3和图4所示，第一钢板100沿自身的长度方向依次分为第一至第三单元段。第一钢构件1包括：由折弯后的第一单元段101形成的第一U形件11、由折弯后的第二单元段102形成的第二U形件12、以及由折弯后的第三单元段103形成的第三U形件13。

第一U形件11的开口和第三U形件13的开口分别正对第二U形件12的两个侧壁的外侧，且靠近第二U形件12的开口。第一U形件11的靠近开口的端部、第三U形件13的靠近开口的端部，分别与第二U形件12中对应的侧壁的外侧固定连接；第一U形件11和第三U形件13，分别与第二U形件12中对应的侧壁围合形成矩形腔体200。

在第二U形件12的槽深方向，第二U形件12超出第一U形件11和第三U形件13。钢板异形柱包括一个呈板状的第二钢构件2，第二钢构件2与第三U形件13中靠近开口的端部固定连接，第二钢构件2与第三U形件13围合形成矩形腔体200。

图3所示的钢板异形柱的第一钢构件1中，一部分为敞开式结构，另一部分为封闭式结构。其中，第二U形件12为敞开式结构；第一U形件11和第三U形件13，两个U形件的开口所正对第二U形件12的侧壁，构成封闭式结构。

图4示出了图3中的钢板异形柱的一种成型过程，将第一钢板100分为第一单元段101、第二单元段102和第三单元段103，第一单元段101和第三单元段1031的长度，都小于第二单元段102的长度。在图4中，将第一钢板100的位于上侧的面称为顶面，将第一钢板100的位于下侧的面称为底面。

对第一钢板100进行弯折，第二单元段102折弯后形成第二U形件12，第二U形件12内壁面为第二单元段102的底面；第一单元段101弯折后形成第一U形件11，第一U形件11的开口与第二U形件12的一个侧壁正对，第一U形件11的内壁面为第一单元段101的顶面，第一U形件11的开口所正对的侧壁，是第二单元段102中靠近第一单元段101的部分；第三单元段103弯折后形成第三U形件13，第三U形件13的开口与第二U形件12的一个侧壁正对，第三U形件13的内壁面为第三单元段103的顶面，第三U形件13的开口所正对的侧壁，是第二单元段102中靠近第三U形件13的部分。

由于第二U形件12在槽深方向超出第一U形件11和第三U形件13，因此，第二钢构件2与第三U形件13围合形成矩形腔体200，大于第一U形件11与第二U形件12围合形成矩形腔体200，也大于第三U形件13与第二U形件12围合形成矩形腔体200。

可选地，如图3所示，第二钢构件2的一端，与第一U形件11中靠近第二U形件12开口的翼板对齐，第二钢构件2的另一端，与第三U形件13中靠近第二U形件12开口的翼板对齐。因此，图3所示的钢板异形柱的底面是一个较平整的平面，使得钢板异形柱外形更加简洁。

可选地，如图5和图6所示，钢板异形柱还包括另一个呈板状的第二钢构件2。该另一个第二钢构件2设置在第三U形件13内，与第三U形件13的开口保持预设距离，且分别与第三U形件13的两个侧壁的内侧固定连接。两个U形件与第二钢构件2围合形成两个矩形腔体200。

图5所示的钢板异形柱包括两个呈板状的第二钢构件2，两个U形件与第二钢构件2围合形成两个矩形腔体200，因此图5所示的钢板异形柱共有4个矩形腔体200。图5所示的钢板异形柱的第一钢构件1，与图3所示的钢板异形柱的第一钢构件1是相同的，此处不再赘述。

可选地，对于其中一个第二钢构件2，该第二钢构件2的一端，与第一U形件11中靠近第二U形件12开口的翼板对齐，该第二钢构件2的另一端，与第三U形件13中靠近第二U形件12开口的翼板的对齐。钢板异形柱的底面是一个较平整的平面，使得钢板异形柱外形更加简洁。

对于另一个第二钢构件2，该第二钢构件2的一端，与第一U形件11中远离第二U形件12开口的翼板对齐；该第二钢构件2的另一端，与第三U形件13中远离第二U形件12开口的翼板的对齐。这使得两个第二钢构件2与第三U形件13围合形成的两个矩形腔体200，与第一U形件11与第二U形件12围合形成矩形腔体200以及第三U形件13与第二U形件12围合形成矩形腔体200的尺寸大致相等。

可选地，如图5所示，第一钢构件1中第一U形件11和第三U形件13与第二U形件12之间的固定连接的方式，以及第一钢构件1和第二钢构件2之间的固定连接的方式，包括如下至少一种：焊接、粘接、铆接。

在本申请实施例中，第二钢构件2与第三U形件13侧壁的内侧焊接连接。

在本申请实施例中，将第一钢板100中每个单元段的左侧定义为首端，右侧定义为尾端。第一单元段101所形成的第一U形件11中靠近开口的两个端部，分别为第一单元段101的首端和尾端；第二单元段102所形成的第二U形件12中靠近开口的两个端部，分别为第二单元段102的首端和尾端；第三单元段103所形成的第三U形件13中靠近开口的两个端部，分别为第三单元段103的首端和尾端。

第一单元段101的尾端和第二单元段102的首端本身是连接在一起的，因此只需要将第一单元段101的首端，与第一U形件11的开口所正对的第二U形件12的侧壁焊接连接。第三单元段103的首端和第二单元段102的尾端本身是连接在一起的，因此只需要将第三单元段103的尾端，与第三U形件13的开口所正对的第二U形件12的侧壁焊接连接。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种建筑组件，包括多个本申请实施提供的基于折弯拼接工艺的钢板异形柱，矩形腔体200内填充有混凝土。

建筑组件可以包括核心筒和本申请实施例提供的钢板异形柱，核心筒和钢板异形柱连接后形成一套建筑组件。

本申请实施例提供的建筑组件中，钢板异形柱对混凝土具有较高的约束力，混凝土可以提升钢板异形柱的韧性、强度，避免了钢板异形柱的局部屈曲，混凝土和钢板异形柱共同工作，提高构件承载力、耗能能力、延性、防火和耐腐蚀性。钢板异形柱具有与填充墙等厚的特点，避免了柱角突出墙面。

应用本申请实施例，至少具备如下技术效果：

1、在本申请实施例提供的基于折弯拼接工艺的钢板异形柱中，第一钢构件是由一个第一钢板弯折后成型的，将第一钢构件作为主构件，在第一钢构件上设置多个第二钢构件，最终形成钢板异形柱。该钢板异形柱的制作工序简单，工艺成熟，有利于提高生产效率。钢板异形柱的焊接量明显降低，能够保证钢板异形柱的结构强度。而且，在制作钢板异形柱的过程中，只需要改变第一钢板中弯折部分的位置或增减第二钢构件的数量，就可以改变钢板异形柱的形状、矩形腔体的数量和尺寸等，使得钢板异形柱更加易于设计。

另外，该钢板异形柱腔体的矩形腔体的内部无连接钢板或隔板，矩形腔体的内部空间大，易于施工浇筑混凝土，可保证施工进度和施工质量。钢板异形柱腔体的外部无连接钢板或肋板，外形简洁，易于工厂制作，可保证加工周期和制造质量。用于制作第一钢构件和第二钢构件的钢板易采购、易备料，可适当降低成本。

2、在本申请实施例提供的建筑组件中，钢板异形柱对混凝土具有较高的约束力，混凝土可以提升钢板异形柱的韧性、强度，避免了钢板异形柱的局部屈曲，混凝土和钢板异形柱共同工作，提高构件承载力、耗能能力、延性、防火和耐腐蚀性。钢板异形柱具有与填充墙等厚的特点，避免了柱角突出墙面。该建筑组件可以应用在多层、高层和超高层住宅建筑中，具有良好的市场推广前景，可显著提高我国建筑的工业化水平，对国家供给侧改革、节能减排、绿色发展方式和新型城镇化建设具有重大意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个及以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于折弯拼接工艺的钢板异形柱，其特征在于，包括由第一钢板折弯形成的第一钢构件，以及至少一个第二钢构件；

所述第一钢构件为敞开式结构；或者，第一钢构件的一部分为敞开式结构，另一部分为封闭式结构，且所述封闭式结构围合形成矩形腔体；

所述第二钢构件连接于所述第一钢构件中的敞开式结构的部分，所述第一钢构件和所述第二钢构件围合形成矩形腔体；

多个所述矩形腔体的开口排列成L形或T形；

对于多个所述矩形腔体的开口排列成L形的所述钢板异形柱，包括三个所述矩形腔体；所述第一钢构件呈L形，包括两个互相垂直的翼板，所述第二钢构件呈U形；所述第二钢构件和所述翼板一一对应，每个所述翼板设置在对应的所述翼板中远离两个所述翼板连接处的一端，每个所述第二钢构件与对应的所述翼板围合形成所述矩形腔体；两个所述翼板中靠近两个所述翼板连接处的部分，与两个所述第二钢构件中靠近两个所述翼板连接处的侧壁，围合形成所述矩形腔体；

对于多个所述矩形腔体的开口排列成T形的所述钢板异形柱，所述第一钢板沿自身的长度方向依次分为第一至第三单元段；所述第一钢构件包括：由折弯后的所述第一单元段形成的第一U形件、由折弯后的所述第二单元段形成的第二U形件、以及由折弯后的所述第三单元段形成的第三U形件；所述第一U形件的开口和所述第三U形件的开口分别正对所述第二U形件的两个侧壁的外侧，且靠近所述第二U形件的开口；所述第一U形件的靠近开口的端部、所述第三U形件的靠近开口的端部，分别与所述第二U形件中对应的侧壁的外侧固定连接；所述第一U形件和所述第三U形件，分别与所述第二U形件中对应的侧壁围合形成所述矩形腔体；在所述第二U形件的槽深方向，所述第二U形件超出所述第一U形件和所述第三U形件；所述钢板异形柱包括一个呈板状的所述第二钢构件，所述第二钢构件与所述第二U形件中靠近开口的端部固定连接，所述第二钢构件与所述第二U形件围合形成所述矩形腔体。

2.根据权利要求1所述的钢板异形柱，其特征在于，所述第二钢构件中靠近开口的两个端部固定连接于对应的所述翼板的内侧。

3.根据权利要求2所述的钢板异形柱，其特征在于，所述翼板沿远离两个所述翼板连接处的方向分为第一区间段和第二区间段，所述第二钢构件的开口正对所述第二区间段，所述第二钢构件中靠近开口的两个端部，分别固定连接于所述第二区间段内侧的两个边界处；

一个所述第二钢构件的棱边，与另一个所述第二钢构件的棱边接触并固定连接；两个所述翼板的所述第一区间段，与两个所述第二钢构件中靠近两个所述翼板连接处的侧壁，围合形成所述矩形腔体。

4.根据权利要求3所述的钢板异形柱，其特征在于，所述第一钢构件与所述第二钢构件固定连接的方式，以及两个所述第二钢构件之间的固定连接的方式，包括如下至少一种：焊接、粘接、铆接。

5.根据权利要求1所述的钢板异形柱，其特征在于，所述第二钢构件的一端，与所述第一U形件中靠近所述第二U形件开口的翼板对齐，所述第二钢构件的另一端，与所述第三U形件中靠近所述第二U形件开口的翼板对齐。

6.根据权利要求1所述的钢板异形柱，其特征在于，所述钢板异形柱还包括另一个呈板状的所述第二钢构件；

另一个所述第二钢构件设置在所述第三U形件内，与所述第三U形件的开口保持预设距离，且分别与所述第三U形件的两个侧壁的内侧固定连接；两个所述U形件与所述第二钢构件围合形成两个所述矩形腔体。

7.根据权利要求6所述的钢板异形柱，其特征在于，对于其中一个所述第二钢构件，所述第二钢构件的一端，与所述第一U形件中靠近所述第二U形件开口的翼板对齐，所述第二钢构件的另一端，与所述第三U形件中靠近所述第二U形件开口的翼板对齐；

对于另一个所述第二钢构件，所述第二钢构件的一端，与所述第一U形件中远离所述第二U形件开口的翼板对齐，所述第二钢构件的另一端，与所述第三U形件中远离所述第二U形件开口的翼板对齐。

8.根据权利要求1所述的钢板异形柱，其特征在于，

所述第一钢构件中所述第一U形件和所述第三U形件与所述第二U形件之间的固定连接的方式，以及所述第一钢构件和所述第二钢构件之间的固定连接的方式，包括如下至少一种：焊接、粘接、铆接。

9.一种建筑组件，其特征在于，包括多个如权利要求1-8中任一项所述的基于折弯拼接工艺的钢板异形柱，所述矩形腔体内填充有混凝土。