CN113982184A - 一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件及其制作方法 - Google Patents

一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，由若干开口截面冷弯薄壁型钢构件组装形成的具有闭口空腔翼缘的类工字形拼合构件，包括开口截面冷弯薄壁型钢构件一和开口截面冷弯薄壁型钢构件二，两个开口截面冷弯薄壁型钢构件一的腹板拼装连接形成工字形截面组合构件，工字形截面组合构件的两端翼板通过与至少两个开口截面冷弯薄壁型钢构件二拼装连接形成闭口空心翼缘。本发明提供的冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，具有更高的强度、刚度和稳定性，充分利用拼合截面特性及材料属性，空心翼缘高度可以弥补部分腹板高度，提高梁上楼板自振频率，改善楼板体验感差的现状。

Description

一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件及其制作方法
技术领域
本发明属于建筑结构构件设计与制作技术领域，涉及一种冷弯薄壁型钢拼合构件设计与制作，特别是涉及一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件及其制作方法
背景技术
冷弯薄壁型钢作为一种绿色建材，具有轻质高强以及经济的优点，将冷弯薄壁型钢构件用于工业与民用建筑可以实现建筑高度装配化的目标，施工时可以完全现场拼装，操作简单，人工投入较少。
国内冷弯薄壁型钢建筑目前仍以低层建筑为主，这与我国人多地少的现状不符。多层及高层建筑所需冷弯薄壁型钢构件的力学性能较高，仅单一构件难以满足使用要求，而将多个构件通过物理连接组成拼合截面构件可以很好的提升构件的力学性能，从而达到多层及高层建筑的使用要求。
与普通工字形截面相比，空心翼缘截面力学性能更为突出，相同用钢量下空心翼缘的截面惯性矩和扭转惯性矩更大，空心翼缘截面拥有更高的强度、刚度及稳定性。有研究表明，增加梁腹板的高度可以有效提高楼板自振频率。空心翼缘截面作为梁构件使用，空心翼缘截面的翼缘高度可以弥补一部分腹板高度，在突破腹板宽高比限制的同时，实现提高楼板自振频率的目的。
将冷弯薄壁型钢单一构件组成拼装式空心翼缘构件可以在相同用钢量前提下最大限度的提升拼合构件的承载性能。基于经济目标，拼装式空心翼缘构件可以用于更大跨度、更大高度的建筑中，研发经济型冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了满足建筑行业发展需要，最大限度发挥冷弯薄壁型钢拼合构件的材料利用率，提供一种施工简便、造价经济且适用于更大建筑跨度和高度的冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件及其制作方法。
为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，为由若干开口截面冷弯薄壁型钢构件组装形成的具有闭口空腔翼缘的类工字形拼合构件，包括开口截面冷弯薄壁型钢构件一和开口截面冷弯薄壁型钢构件二，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一的腹板拼装连接形成工字形截面组合构件，所述工字形截面组合构件的两端翼板通过与至少两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二拼装连接形成闭口空心翼缘。
进一步，与所述工字形截面组合构件的翼板拼装连接的所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二的数量至少为两个。
进一步，所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一和所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二均由冷弯薄壁钢板弯折加工而成，钢板厚度为1mm至5mm。
进一步，所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一和所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二的截面为C型、U型、帽型、中间加劲C型以及中间加劲U型中任意一种或几种组合。
进一步，所述开口截面冷弯薄壁型钢构件之间的连接为自攻螺钉连接、拉铆连接、锁铆链接或螺栓连接。
进一步，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一的所述腹板处的连接个数在其横截面方向上为至少2个，在其长度方向上，所述连接等间距布置，最大间距不大于冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件的翼缘宽度。
本发明的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件的制作方法，具体步骤包括：
第一步，按照承载力设计要求，确定所采用的所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一和所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二的截面形状及尺寸、长度尺寸、钢板厚度以及连接类型及参数；
第二步，按照确定参数下料并加工所需的所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一和所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二；
第三步，将两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一的腹板拼装连接形成工字形截面组合构件；
第四步，将所述工字形截面组合构件的两端翼板通过与至少两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二拼装连接形成闭口空心翼缘。
本发明的优点和有益效果：
(1)构成所述冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件的开口截面冷弯薄壁型钢构件可由冷弯薄钢板经过弯折机加工而成，几何尺寸可依据设计随意变更，无需铸模等工序，降低造价。
(2)可于工厂预制，亦可现场拼装，降低环境污染，施工过程简便，物理连接操作极易上手，降低人工费；
(3)空心翼缘可为整个截面提供更高的截面惯性矩，从而使空心翼缘拼合构件具有更高的刚度、强度和稳定性，极大限度地发挥了材料强度。
(4)空心翼缘拼合构件作为梁构件使用时，空心翼缘的高度可充当一部分腹板高度，避免腹板因超过高宽比而失稳，提高梁上楼板的自振频率，改善冷弯薄壁型钢建筑中楼板舒适度体验感差的现状，提升群众对冷弯薄壁型钢建筑的接受度。
(5)可用于更大建筑跨度和高度的建筑物及构筑物中，扩展冷弯薄壁型钢材料的应用领域。
附图说明
图1是本发明实施例一的截面结构示意图；
图2是本发明实施例二的截面结构示意图；
图3是本发明实施例三的截面结构示意图；
图4是本发明实施例四的截面结构示意图；
图5是本发明实施例五的截面结构示意图；
图6是本发明实施例六的截面结构示意图；
图7是本发明实施例七的截面结构示意图；
图中：1为开口截面冷弯薄壁型钢构件一，2为开口截面冷弯薄壁型钢构件二，3为工字形截面组合构件，4为闭口空心翼缘，1.1为腹板，1.2为翼板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。这些实施方法并非对本发明的限制，本领域技术人员对实施方法所作的功能、方法或者结构上的等效变化或替代，均属于本发明的保护范围之内。
实施例一：
如图1所示，为本发明的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，为由若干开口截面冷弯薄壁型钢构件组装形成的具有闭口空腔翼缘的类工字形拼合构件，具体包括开口截面冷弯薄壁型钢构件一1和开口截面冷弯薄壁型钢构件二2，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1的腹板1.1拼装连接形成工字形截面组合构件3，所述工字形截面组合构件3的两端翼板1.2通过与两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2拼装连接形成闭口空心翼缘4。其中所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1采用C型钢，所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2采用U型钢，所述腹板1.1之间采用锁铆连接，连接数量为2，一个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向下与所述工字形截面组合构件3的上端翼板1.2的两端通过锁铆连接形成上部闭口空心翼缘4，另一个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向上与所述工字形截面组合构件3的下端翼板1.2的两端通过锁铆连接形成下部闭口空心翼缘4。
实施例二：
如图2所示，为本发明的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，所述冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件为由若干开口截面冷弯薄壁型钢构件组装形成的具有闭口空腔翼缘的类工字形拼合构件，具体包括开口截面冷弯薄壁型钢构件一1和开口截面冷弯薄壁型钢构件二2，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1的腹板1.1拼装连接形成工字形截面组合构件3，所述工字形截面组合构件3的两端翼板1.2通过与两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2拼装连接形成闭口空心翼缘4。其中所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1采用C型钢，所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2采用加劲U型钢，在U型钢的中部有折弯筋，所述腹板1.1之间采用锁铆连接，连接数量为2，一个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向下与所述工字形截面组合构件3的上端翼板1.2的两端通过锁铆连接形成上部闭口空心翼缘4，另一个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向上与所述工字形截面组合构件3的下端翼板1.2的两端通过锁铆连接形成下部闭口空心翼缘4。
实施例三：
如图3所示，为本发明的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，所述冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件为由若干开口截面冷弯薄壁型钢构件组装形成的具有闭口空腔翼缘的类工字形拼合构件，具体的包括开口截面冷弯薄壁型钢构件一1和开口截面冷弯薄壁型钢构件二2，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1的腹板1.1拼装连接形成工字形截面组合构件3，所述工字形截面组合构件3的两端翼板1.2通过与至少两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2拼装连接形成闭口空心翼缘4。其中所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1采用加劲C型钢，在C型钢的中部有折弯筋，所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2采用加劲U型钢，在U型钢的中部有折弯筋，所述腹板1.1之间采用锁铆连接，连接数量为2，一个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向下与所述工字形截面组合构件3的上端翼板1.2的两端通过锁铆连接形成上部闭口空心翼缘4，另一个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向上与所述工字形截面组合构件3的下端翼板1.2的两端通过锁铆连接形成下部闭口空心翼缘4。
实施例四：
如图4所示，为本发明的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，所述冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件为由若干开口截面冷弯薄壁型钢构件组装形成的具有闭口空腔翼缘的类工字形拼合构件，具体的包括开口截面冷弯薄壁型钢构件一1和开口截面冷弯薄壁型钢构件二2，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1的腹板1.1拼装连接形成工字形截面组合构件3，所述工字形截面组合构件3的两端翼板1.2通过与四个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2拼装连接形成闭口空心翼缘4。其中所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1采用C型钢，所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2采用U型钢，所述腹板1.1之间采用锁铆连接，连接数量为2，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向下并排形成M形，其中外侧的两侧板与所述工字形截面组合构件3上端的翼板1.2的两端锁铆连接，内侧的两侧板插入所述工字形截面组合构件3的两腹板1.1之间并与之锁铆连接，最终形成上部两个闭口空心翼缘4，同样另两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向上并排形成W形并与所述工字形截面组合构件3的下端翼板1.2的两端以及中部的腹板1.1锁铆连接形成下部两个闭口空心翼缘4。
实施例五：
如图5所示，为本发明的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，所述冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件为由若干开口截面冷弯薄壁型钢构件组装形成的具有闭口空腔翼缘的类工字形拼合构件，具体的包括开口截面冷弯薄壁型钢构件一1和开口截面冷弯薄壁型钢构件二2，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1的腹板1.1拼装连接形成工字形截面组合构件3，所述工字形截面组合构件3的两端翼板1.2通过与四个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2拼装连接形成闭口空心翼缘4。其中所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1采用C型钢，所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2采用加劲U型钢，在U型钢的中部有折弯筋，所述腹板1.1之间采用锁铆连接，连接数量为2，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向下并排形成M形，其中外侧的两侧板与所述工字形截面组合构件3上端的翼板1.2的两端锁铆连接，内侧的两侧板插入所述工字形截面组合构件3的两腹板1.1之间并与之锁铆连接，最终形成上部两个闭口空心翼缘4，同样另两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向上并排形成W形并与所述工字形截面组合构件3的下端翼板1.2的两端以及中部的腹板1.1锁铆连接形成下部两个闭口空心翼缘4。
实施例六：
如图6所示，为本发明的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，所述冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件为由若干开口截面冷弯薄壁型钢构件组装形成的具有闭口空腔翼缘的类工字形拼合构件，具体的包括开口截面冷弯薄壁型钢构件一1和开口截面冷弯薄壁型钢构件二2，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1的腹板1.1拼装连接形成工字形截面组合构件3，所述工字形截面组合构件3的两端翼板1.2通过与两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2拼装连接形成闭口空心翼缘4。其中所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1采用C型钢，所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2采用帽型钢，所述腹板1.1之间采用锁铆连接，连接数量为2，一个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向下与所述工字形截面组合构件3的上端翼板1.2的两端通过锁铆连接形成上部闭口空心翼缘4，另一个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向上与所述工字形截面组合构件3的下端翼板1.2的两端通过锁铆连接形成下部闭口空心翼缘4。
实施例七：
如图7所示，为本发明的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，所述冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件为由若干开口截面冷弯薄壁型钢构件组装形成的具有闭口空腔翼缘的类工字形拼合构件，具体的包括开口截面冷弯薄壁型钢构件一1和开口截面冷弯薄壁型钢构件二2，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1的腹板1.1拼装连接形成工字形截面组合构件3，所述工字形截面组合构件3的两端翼板1.2通过与四个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2拼装连接形成闭口空心翼缘4。其中所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一1采用C型钢，所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2采用U型钢，所述腹板1.1之间采用锁铆连接，连接数量为2，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向下并排形成M形，其中外侧的两侧板与所述工字形截面组合构件3上端的翼板1.2的两端锁铆连接，内侧的两侧板插入所述工字形截面组合构件3的两腹板1.1之间并与之锁铆连接，最终形成上部两个闭口空心翼缘4，同样另两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2开口向上并排形成W形并与所述工字形截面组合构件3的下端翼板1.2的两端锁以及中部的腹板1.1铆连接形成下部两个闭口空心翼缘4，同时上部两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2的内侧侧板与下部两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二2的内侧侧板端面连接形成一体，起到加强所述工字形截面组合构件3的所述腹板1.1的作用。
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均属于本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，其特征在于：所述冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件为由若干开口截面冷弯薄壁型钢构件组装形成的具有闭口空腔翼缘的类工字形拼合构件，包括开口截面冷弯薄壁型钢构件一(1)和开口截面冷弯薄壁型钢构件二(2)，两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一(1)的腹板(1.1)拼装连接形成工字形截面组合构件(3)，所述工字形截面组合构件(3)的两端翼板(1.2)通过与至少两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二(2)拼装连接形成闭口空心翼缘(4)。
2.根据权利要求1所述的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，其特征在于：与所述工字形截面组合构件(3)的翼板(1.2)拼装连接的所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二(2)的数量至少为四个。
3.根据权利要求1所述的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，其特征在于：所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一(1)和所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二(2)均由冷弯薄壁钢板弯折加工而成，钢板厚度为1mm至5mm。
4.根据权利要求1所述的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，其特征在于：所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一(1)和所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二(2)的截面为C型、U型、帽型、中间加劲C型以及中间加劲U型中任意一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，其特征在于：所述开口截面冷弯薄壁型钢构件之间的连接为自攻螺钉连接、拉铆连接、锁铆链接或螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件，其特征在于：两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一(1)的所述腹板(1.1)处的连接个数在其横截面方向上为至少2个，在其长度方向上，所述连接等间距布置，最大间距不大于冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件的翼缘宽度。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种冷弯薄壁型钢拼装式空心翼缘构件的制作方法，其特征在于，具体步骤是：
第一步，按照承载力设计要求，确定所采用的所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一(1)和所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二(2)的截面形状及尺寸、长度尺寸、钢板厚度以及连接类型及参数；
第二步，按照确定参数下料并加工所需的所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一(1)和所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二(2)；
第三步，将两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件一(1)的腹板(1.1)拼装连接形成工字形截面组合构件(3)；
第四步，将所述工字形截面组合构件(3)的两端翼板(1.2)通过与至少两个所述开口截面冷弯薄壁型钢构件二(2)拼装连接形成闭口空心翼缘(4)。
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