CN110616801A - 设有连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架，该三维轻钢构架中的梁由连续和不连续的一支或多支形状结构相同或不相同的单侧梁组合而成，这种组合使得轻钢构件的安装灵活多变，方便使用。另外，本发明中采用螺栓紧固固定，使得现场安装得以简化，非建筑专业技术者都能参与施工。本发明中采用双侧梁夹柱的构法，其构件可以平行组装，利于构件更换与弹性调动，同时方便现场组装。

Description

设有连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架

技术领域

本发明属于轻钢建筑技术领域，特别地，涉及一种设有连续和 不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架。

背景技术

使用轻钢屋架的轻钢建筑已进入快速发展时期，并在工业建筑 中得到了广泛的应用，轻钢住宅已成为轻型钢结构应用的新领域和 新的增长点。目前，轻钢建筑的成本一般高于传统的混泥土结构， 但具有施工快、节能减排等竞争优势。越来越多的建设单位已认识 到轻钢结构的优越性，逐渐成为工业建筑首选的结构形式，在低层 民用建筑中也已得到了广泛的应用。

使用轻钢屋架的轻钢建筑，无论在建筑设计、结构设计，还是 在制作安装技术方面，还有很大的改进之处。目前使用的轻钢屋架 结构梁、结构柱等一般采用对接方式(如固接或铰接)进行连接。 由于目前这种结构的轻钢屋架中使用了大量的结构梁、结构柱等，这种对接方式造成结合工艺复杂，同时产生严重的误差积累。同一 申请人于2009年08月20日提交的专利号为200920171128.9、名称 为“设有连续双梁结构的轻钢屋架”的实用新型专利。但该专利尚 存以下不足：该专利未涉及连续和不连续双侧梁构成的三维轻钢构 架系統，同时三维构架组装困难，个别构件以及整体构架结构力不 足。另外，该专利中连续双梁无法因应不同受力情况采用不同断面 的需求，造成材料使用浪费，所述连续双梁无法因应不同的需求采 用不同的单梁组合缺乏灵活性；所述屋架与屋架间的连接采用连续 双梁交叠结合，所述连续双梁连接构件太长造成构架组装时的困难， 所述双向连续双梁交叠结合造成空间浪费，同时造成柱梁节点受力 不均匀。

另外，同一申请人于2015年10月21日提交的专利号为 201520052886.4、名称为“双向连续双梁构成的三維轻钢屋架”的实 用新型专利。但该专利尚存以下不足：1、该专利未涉及本專利所 述的连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架系統。2、该专利被 限縮於所述包括檩条和/或桁条、楼板、屋面、强化轻型复合楼板。3、 该专利未涉及本专利所述的连续和不连续单侧梁在腹板处与所述柱 或梁柱连接件连接。4、该专利未涉及本专利所述的连续双侧梁进一 步采用不连续单一梁，所述不连续单一梁选自槽钢、方形型钢、开 口方形型钢、圓形鋼管、桁架梁。5、该专利未涉及本专利所述的一 种设有连续和不连续双测梁所构成的三维轻钢构架系統，进一步設 置加強部件，所述的加強部件是在所述的双侧梁之间、和/或在所述 的柱的空腔之间全部或局部灌注混凝土，所述混凝土进一步设置用 於加強混凝土的箍筋和钢棒。

轻钢建筑领域中常用的方形钢部件一般是采用方形钢管。封闭 的方形钢管与其它构件连接的螺栓孔，只能用钻床或火焰切割加工， 无法使用冲床冲压加工，导致加工成本很高；封闭的方形钢管无法 使用锁紧式高拉力螺栓与其它构件接合，从而大幅度的降低结合点 的承载力。为了防锈腐，一般在完成对方形钢管的加工后进行镀锌， 这样导致生成成本很高。如采用两支镀锌钢板滚压成型的C型钢对 焊，这种加工方式则会破坏镀锌钢板的防锈层。同一申请人于2010 年6月30日提交的专利号为201010216616.4名称为“设有加强部件 的方形轻钢构件”的发明专利解决了上述问题，但仍有以下不足： 该专利技术方案在实际运用时，所述方形钢管的内部空腔填充有混 凝土或水泥砂浆时所述柱断面的抗压强度远远大于所述方形钢管柱 长细比所决定的所述柱的整体承压能力，即所述混凝土或水泥砂浆 未达到抗压破坏所述加强部件并不起作用，因此所述的加强部件并 不必要，而且设有加强部件的方形轻钢构件于运输时无法扣合，浪 费运输空间和运输成本。

有鉴于上述现有轻钢架构存在的缺陷，发明人基于从事此类产 品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用， 积极加以研究创新，以期创设一种新型结构轻钢架构，使其更具有 实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终 于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，特别是双向连续双梁适 应性差、无法灵活运用的缺陷，从而提出了一种连续和不连续双侧 梁所构成的三维轻钢构架，此类轻钢构架通过连续和不连续的双侧 梁构成，一方面简化了工艺提高了精确度，另一方面提高了整体的 坚固性和适应性，更加有利于实用。

本发明的目的及解决其技术问题采用以下的技术方案来实现：

定义：

“连续和不连续的双侧梁”的含义是指所述的连续和不连续的 双侧梁由连续和/或不连续的一支或多支形状结构相同或不相同的单 侧梁组合而成，所述单侧梁分别设置在所述柱和/或所述的梁柱连接 件外缘的两侧。其中，连续的单侧梁是指单侧梁与所述的柱在交叉 连接处保持连续不间断，连续的单侧梁和所述的柱直接连接；不连 续的单侧梁是指单侧梁与所述的柱在交叉连接处保持不连续，并通 过梁柱连接件和/或固定件与柱连接。

“不连续的单一梁”的含义是指柱与柱之间的为不连续的单一 梁，所述的不连续的单一梁固定在两个单侧梁之间，或通过双耳连 接件与柱固定连接。

本发明的一个实施方式提供了一种设有连续和不连续双侧梁所 构成的三维轻钢构架，其包括梁、柱以及抗水平机构，所述的抗水 平机构包括斜撑、拉杆、剪力墙和/或梁柱刚接的格构构架，用于进 一步固定所述维轻钢构架系統，其特征在于，

所述的梁为连续和不连续的双侧梁，其由连续和/或不连续的一 支或多支形状结构相同或不相同的单侧梁组合而成；

所述的单侧梁分别与所述柱和/或所述梁柱连接件连接；

所述单侧梁分别设置在所述柱和/或所述的梁柱连接件外缘的两 侧；

所述的单侧梁与所述柱在交叉处保持连续或不连续。

根据本发明的上述一个实施方式提供的设有连续和不连续双侧 梁所构成的三维轻钢构架，其中所述的连续和不连续双侧梁包括水 平梁、斜梁、桁架梁上弦梁和/或桁架梁下弦梁。

根据本发明的上述一个实施方式提供的设有连续和不连续双侧 梁所构成的三维轻钢构架，其中所述的单侧梁在腹板处与所述的柱 或梁柱连接件连接，所述的柱与所述的梁柱连接件连接，所述的连 接为螺栓/或自攻螺丝/或焊接/或卯接连接。

根据本发明的上述一个实施方式提供的设有连续和不连续双侧 梁所构成的三维轻钢构架，其中：

所述的单侧梁选自角钢、槽钢、L形型钢、C形型钢、Z形型钢 和/或平板形型钢中的一种或多种；

所述的柱包括主柱、主柱间的小柱、桁架梁中的小柱和/或桁架 梁中的斜撑，所述柱选自C形型钢、开口方形型钢、弯折方形型钢、 方形型钢、圆形钢管和/或方形木中的一种或多种；其中所述的弯折 方形型钢包括钢板冷弯滚压的方形和钢板两端于方形转角扣合处成 90度的卷边，所述两端的卷边各自采用拉钉间隔适当的距离拉合；

所述的梁柱连接件选自L形型钢、C形型钢、方形型钢和/或开 口方形型钢中的一种或多种。

根据本发明的上述一个实施方式提供的设有连续和不连续双侧 梁所构成的三维轻钢构架，其中所述的不连续梁进一步采用不连续 的单一梁，其中：

所述的不连续单一梁选自槽钢、方形型钢、开口方形型钢、圆 形钢管和/或桁架梁中的一种或几种；

所述的不连续的单一梁与双耳连接件和/或所述的双侧梁连接, 其中所述的双耳连接件选自钢板、角钢、槽钢、C形型钢中的一种 或几种，其中所述的双耳连接件进一步与所述的柱和/或所述的梁柱 连接件连接，所述连接为螺栓和/或自攻螺丝/或焊接/或卯接连接。

根据本发明的上述一个实施方式提供的设有连续和不连续双侧 梁所构成的三维轻钢构架，其中所述轻钢构架中进一步设置加强部 件，所述的加强部件是在所述的双侧梁之间和/或在所述的柱的空腔 之间全部或局部灌注混凝土，所述混凝土中进一步设置有用于加強 混凝土的箍筋和钢棒。

根据本发明的一个实施方式提供的设有连续和不连续双侧梁所 构成的三维轻钢构架，其具有以下优势：

(1)本发明所提供的三维轻钢构架，其梁为连续和不连续双侧 梁，由连续和不连续一支或多支形状相同或不相同的单侧梁组合而 成，提高了三维轻钢构架的灵活性，有利于实用。

在一般轻钢建筑中，轻型钢构配置大量小柱，梁柱接续困难。 本发明的单侧梁分别与柱/或梁柱连接件连接，单侧梁分别设置在所 述柱外缘的两侧，单侧梁与所述的柱在交叉处保持连续或不连续， 连续单侧梁让安装工艺简化精确度提高，不连续单侧梁能提高适应 性，有利于实用。

本发明的单侧梁在腹板处与所述柱或梁柱连接件连接，让所述 单侧梁能平行安装与柱连接，如此能简化安装工艺并有利于维修更 换，所述不连续单侧梁能藉由梁柱连接件与柱连接，提高适应性所 述连接为螺栓和/或自攻螺丝/或焊接/或卯接连接，有利于实用。而现 有技术梁为单一梁，梁和柱结合处将梁截断，造成误差积累精确度 降低，让安装工艺繁复。另一工艺为柱与双向连续双梁接合，适应 性低。

(2)本发明的柱选自C形型钢，开口方形型钢，弯折方形型钢， 方形型钢，圆形钢管，方形木；连续或不连续单侧梁选自角钢，槽 钢，L形型钢，C形型钢，Z形型钢，平板形型钢。如此让不同结构 的连续或不连续单侧梁、柱可以根据实际需要灵活进行选择运用。

(3)弯折方形型钢采用钢板冷弯滚压成方形，钢板两端于方形 转角扣合处作90度卷边，并于两端卷边各自采用拉钉间隔适当的距 离拉合。这样有利于采用钢卷冷湾滚压成型加工，以及方形型钢柱 四个面皆可设置螺栓紧锁连接孔方便与双梁紧锁连接，于方形转角 扣合处作90度卷边可加强薄钢板端部的稳定性，于两端卷边各自采 用拉钉间隔适当的距离拉合可维持所述柱扣合处不张开。

(4)本发明的不连续双侧梁进一步采用不连续单一梁，不连续 单一梁自选槽钢，方形型钢，开口方形型钢，圆形钢管，桁架梁， 提高了所述设有连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架系统的 强度与适应性。

(5)本发明的三维轻钢构架中还设置加强部件，加强部件是在 双侧梁之间，和/或在柱的空腔之间全部或局部灌注混凝土，混凝土 进一步设置用于加强混凝土的箍筋和钢棒，混凝土能增强轻钢构件 稳定性，分散螺栓对紧连接孔外围钢板的荷载，消除紧锁连接孔与 螺栓间施工间隙，提高了所所述设有连续和不连续双侧梁所构成的 三维轻钢构架系统的强度与适应性。

基于以上，本发明提出的连续和不连续双侧梁所构成的三维轻 钢构架系统使得轻钢构件生产得以简化，生产设备投资小。采用螺 栓紧固固定，现地安装得以简化，非建筑专业技术者都能参与施工； 双梁夹柱的构法构件可以平行组装，利于构件更换与弹性调动，同 时方便现场组装。

附图说明

图1示出了根据本发明的连续和不连续双侧梁所构成的三维轻 钢构架立体图；

图2示出了构成图1所示的三维轻钢构架的梁、柱以及梁柱连 接件的示意图；

图3分别示出了图1所示的三维轻钢构架的其中一种结构组成 的正视图、后视图、右视图、左视图以及俯视图；

图4示出了图1所示的三维轻钢构架的另一种结构组成的结构 示意图以及剖面图；

图5示出了图4所示的结构组成中的不连续的单一梁以及双耳 连接件的示意图。

具体实施方式

图1-5和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域 技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简 化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施 方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应 该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由 此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们 的等同物限定。

图1示出了根据本发明的连续和不连续双侧梁所构成的三维轻 钢构架立体图。如图1所示，本发明提供了一种设有连续和不连续 双侧梁所构成的三维轻钢构架，其包括梁、柱2以及抗水平机构。 所述的抗水平机构包括斜撑、拉杆、剪力墙和/或梁柱刚接的格构构架，用于进一步固定所述三维轻钢构架。所述的梁为连续和不连续 的双侧梁，其由连续和/或不连续的一支或多支形状结构相同或不相 同的单侧梁1组合而成。所述的单侧梁1分别与所述柱2和/或所述 梁柱连接件3连接。所述单侧梁1分别设置在所述柱2和/或所述的 梁柱连接件3外缘的两侧。所述的单侧梁1与所述柱2在交叉处保 持连续或不连续。梁包括水平梁、斜梁、桁架梁上弦梁、桁架梁下 弦梁。柱2包括主柱、主柱间的小柱、桁架梁中的小柱、桁架梁中 的斜撐。

图2示出了构成图1所示的三维轻钢构架的梁、柱以及梁柱连 接件的示意图。如图2所示，本发明所述的连续和不连续双侧梁由 连续和不连续一支或多支形状相同或不相同的单侧梁1组合而成。 单侧梁1选自如图2-1中所示的可以是1/L：角钢，1/C：槽钢，1/CR： C形型钢，L/Z：Z形型钢，L/P：平版形型钢。本发明的柱2包括主 柱、主柱间的小柱、桁架梁中的小柱和/或桁架梁中的斜撑。柱2选 自如图2-2中所示的可以是2/CR：C形型钢，2/U：开口方形型钢， 2/RT：折弯方形型钢，2/R：方形型钢，2/T：圆形钢管和/或2/W： 方形木中的一种或多种。所述的弯折方形型钢包括钢板冷弯滚压的 方形和钢板两端于方形转角扣合处成90度的卷边，所述两端的卷边 各自采用拉钉间隔适当的距离拉合。本发明所述梁柱连接件3选自 如图2-3中所示的可以是3/RL：L形型钢，3/CR：C型型钢，3/R： 方形型钢，3/U：开口方形型钢。

图3分别示出了图1所示的三维轻钢构架的其中一种结构组成 的正视图、后视图、右视图、左视图以及俯视图。如图3所示，本 发明所述的单侧梁1分别与所述的柱2/或梁柱连接件3连接4，所 述的单侧梁1分别设置在所述的柱2/或梁柱连接件3外缘的两侧， 所述的单侧梁1与所述的柱2在交叉处保持连续或不连续，所述的 单侧梁1在腹板处与所述的柱2或梁柱连接件3连接如图4所示， 所述的柱2与所述的梁柱连接件3连接，所述的连接4为螺栓/或自 攻螺丝/或焊接/或卯接连接。

图4示出了图1所示的三维轻钢构架的另一种结构组成的结构 示意图以及剖面图。如图4所示，本发明所述的不连续梁进一步采 用不连续的单一梁5。所述不连续的单一梁5与双耳连接件6或双侧 梁连接，所述双耳连接件6进一步与所述柱2/或梁柱连接件3连接。 本发明所述的设有连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架中进 一步设置加强部件7，所述的加强部件7是在所述的双侧梁1之间和 /或在所述的柱2的空腔之间全部或局部灌注混凝土7/C，所述混凝 土7/C进一步设置用于加强混凝土的箍筋7/S和钢棒7/RB。

图5示出了图4所示的结构组成中的不连续的单一梁以及双耳 连接件的示意图。如图5所示，本发明所述不连续的单一梁5选自 如图5-1中所示的可以是5/C：槽钢，5/R：方形型钢，5/U：开口方 形型钢，5/T：圆形钢管，5/TR：桁架梁。本发明所述双耳连接件6 选自图5-2中所示的可以是6/L：角钢，6/C：槽钢，6/LR：L形型钢， 6/CR：C形型钢，6/P：平板形钢。

基于以上，本发明提出的连续和不连续双侧梁所构成的三维轻 钢构架系统使得轻钢构件生产得以简化，生产设备投资小。采用螺 栓紧固固定，现地安装得以简化，非建筑专业技术者都能参与施工； 双梁夹柱的构法构件可以平行组装，利于构件更换与弹性调动，同 时方便现场组装。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护 范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露 的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的 保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护 范围为准。

Claims (6)

1.一种设有连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架，其包括梁、柱以及抗水平机构，所述的抗水平机构包括斜撑、拉杆、剪力墙和/或梁柱刚接的格构构架，用于进一步固定所述维轻钢构架系統，其特征在于，

所述的梁为连续和不连续的双侧梁，其由连续和/或不连续的一支或多支形状结构相同或不相同的单侧梁组合而成；

所述的单侧梁分别与所述柱和/或所述梁柱连接件连接；

所述单侧梁分别设置在所述柱和/或所述的梁柱连接件外缘的两侧；

所述的单侧梁与所述柱在交叉处保持连续或不连续。

2.根据权利要求1所述的设有连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架，其中所述的连续和不连续双侧梁包括水平梁、斜梁、桁架梁上弦梁和/或桁架梁下弦梁。

3.根据权利要求1所述的设有连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架，其中所述的单侧梁在腹板处与所述的柱或梁柱连接件连接，所述的柱与所述的梁柱连接件连接，所述的连接为螺栓和/或自攻螺丝和/或焊接和/或卯接连接。

4.根据权利要求3所述的设有连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架，其中：

所述的单侧梁选自角钢、槽钢、L形型钢、C形型钢、Z形型钢和/或平板形型钢中的一种或多种；

所述的柱包括主柱、主柱间的小柱、桁架梁中的小柱和/或桁架梁中的斜撑，所述柱选自C形型钢、开口方形型钢、弯折方形型钢、方形型钢、圆形钢管和/或方形木中的一种或多种；其中所述的弯折方形型钢包括钢板冷弯滚压的方形和钢板两端于方形转角扣合处成90度的卷边，所述两端的卷边各自采用拉钉间隔适当的距离拉合；

所述的梁柱连接件选自L形型钢、C形型钢、方形型钢和/或开口方形型钢中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的设有连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架，其中所述的不连续梁进一步采用不连续的单一梁，其中：

所述的不连续单一梁选自槽钢、方形型钢、开口方形型钢、圆形钢管和/或桁架梁中的一种或几种；

所述的不连续的单一梁与双耳连接件和/或所述的双侧梁连接,其中所述的双耳连接件选自钢板、角钢、槽钢、C形型钢中的一种或几种，其中所述的双耳连接件进一步与所述的柱和/或所述的梁柱连接件连接，所述连接为螺栓和/或自攻螺丝/或焊接/或卯接连接。

6.根据权利要求1所述的设有连续和不连续双侧梁所构成的三维轻钢构架，其中所述轻钢构架中进一步设置加强部件，所述的加强部件是在所述的双侧梁之间和/或在所述的柱的空腔之间全部或局部灌注混凝土，所述混凝土中进一步设置有用于加強混凝土的箍筋和钢棒。