TW202001048A - 設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，該三維輕鋼構架中的樑由連續和不連續的一支或多支形狀結構相同或不相同的單側樑組合而成，這種組合使得輕鋼構件的安裝靈活多變，方便使用。另外，本發明中採用螺栓緊固固定，使得現場安裝得以簡化，非建築專業技術者都能參與施工。本發明中採用雙側樑夾柱的構法，其構件可以平行組裝，利於構件更換與彈性調動，同時方便現場組裝。

Description

設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架

本發明屬於輕鋼建築技術領域，特別地，涉及一種設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架。

使用輕鋼屋架的輕鋼建築在我國已進入快速發展時期，並在工業建築中得到了廣泛的應用，輕鋼住宅已成為輕型鋼結構應用的新領域和新的增長點。目前，輕鋼建築的成本一般高於傳統的混凝土結構，但具有施工快、節能減排等競爭優勢。越來越多的建設單位已認識到輕鋼結構的優越性，逐漸成為工業建築首選的結構形式，在低層民用建築中也已得到了廣泛的應用。

使用輕鋼屋架的輕鋼建築，無論在建築設計、結構設計，還是在製作安裝技術方面，還有很大的改進之處。目前使用的輕鋼屋架結構樑、結構柱等一般採用對接方式（如固接或鉸接）進行連接。由於目前這種結構的輕鋼屋架中使用了大量的結構樑、結構柱等，這種對接方式造成結合工藝複雜，同時產生嚴重的誤差積累。同一申請人於2009年08月20日在中國提交的專利號為200920171128. 9、名稱為 「設有連續雙樑結構的輕鋼屋架」的實用新型專利。但該專利尚存以下不足：該專利未涉及連續和不連續雙側樑構成的三維輕鋼構架系統，同時三維構架組裝困難，個別構件以及整體構架結構力不足。另外，該專利中連續雙樑無法因應不同受力情況採用不同斷面的需求，造成材料使用浪費，所述連續雙樑無法因應不同的需求採用不同的單樑組合缺乏靈活性；所述屋架與屋架間的連接採用連續雙樑交疊結合，所述連續雙樑連接構件太長造成構架組裝時的困難，所述雙向連續雙樑交疊結合造成空間浪費，同時造成柱樑節點受力不均勻。

另外，同一申請人於2015年10月21日在中國提交的專利號為201520052886.4、名稱為「雙向連續雙樑構成的三維輕鋼屋架」的實用新型專利。但該專利尚存以下不足： 1、該專利未涉及本專利所述的連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架系統。2、該專利被限縮於所述包括檁條和/或桁條、樓板、屋面、強化輕型複合樓板。3、該專利未涉及本專利所述的連續和不連續單側樑在腹板處與所述柱或樑柱連接件連接。4、該專利未涉及本專利所述的連續雙側樑進一步採用不連續單一樑，所述不連續單一樑選自槽鋼、方形型鋼、開口方形型鋼、圓形鋼管、桁架樑。5、該專利未涉及本專利所述的一種設有連續和不連續雙測樑所構成的三維輕鋼構架系統，進一步設置加強部件，所述的加強部件是在所述的雙側樑之間、和/或在所述的柱的空腔之間全部或局部灌注混凝土，所述混凝土進一步設置用於加強混凝土的箍筋和鋼棒。

輕鋼建築領域中常用的方形鋼部件一般是採用方形鋼管。封閉的方形鋼管與其它構件連接的螺栓孔，只能用鑽床或火焰切割加工，無法使用沖床沖壓加工，導致加工成本很高；封閉的方形鋼管無法使用鎖緊式高拉力螺栓與其它構件接合，從而大幅度的降低結合點的承載力。為了防銹腐，一般在完成對方形鋼管的加工後進行鍍鋅，這樣導致生成成本很高。如採用兩支鍍鋅鋼板滾壓成型的C型鋼對焊，這種加工方式則會破壞鍍鋅鋼板的防銹層。同一申請人於2010年6月30日在中國提交的專利號為201010216616.4名稱為「設有加強部件的方形輕鋼構件」的發明專利解決了上述問題，但仍有以下不足：該專利技術方案在實際運用時，所述方形鋼管的內部空腔填充有混凝土或水泥砂漿時所述柱斷面的抗壓強度遠遠大於所述方形鋼管柱長細比所決定的所述柱的整體承壓能力，即所述混凝土或水泥砂漿未達到抗壓破壞所述加強部件並不起作用，因此所述的加強部件並不必要，而且設有加強部件的方形輕鋼構件於運輸時無法扣合，浪費運輸空間和運輸成本。

有鑒於上述現有輕鋼架構存在的缺陷，發明人基於從事此類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構輕鋼架構，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經反複試作樣品及改進後，終於創設出確具實用價值的本發明。

本發明針對現有技術存在的上述不足，特別是雙向連續雙樑適應性差、無法靈活運用的缺陷，從而提出了一種連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，此類輕鋼構架通過連續和不連續的雙側樑構成，一方面簡化了工藝提高了精確度，另一方面提高了整體的堅固性和適應性，更加有利於實用。

本發明的目的及解決其技術問題採用以下的技術方案來實現：

定義：

「連續和不連續的雙側樑」的含義是指所述的連續和不連續的雙側樑由連續和/或不連續的一支或多支形狀結構相同或不相同的單側樑組合而成，所述單側樑分別設置在所述柱和/或所述的樑柱連接件外緣的兩側。其中，連續的單側樑是指單側樑與所述的柱在交叉連接處保持連續不間斷，連續的單側樑和所述的柱直接連接；不連續的單側樑是指單側樑與所述的柱在交叉連接處保持不連續，並通過樑柱連接件和/或固定件與柱連接。

「不連續的單一樑」的含義是指柱與柱之間的為不連續的單一樑，所述的不連續的單一樑固定在兩個單側樑之間，或通過雙耳連接件與柱固定連接。

本發明的一個實施方式提供了一種設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其包括樑、柱以及抗水平機構，所述的抗水評機構包括斜撐、拉杆、剪力牆和/或樑柱剛接的格構構架，用於進一步固定所述維輕鋼構架系統，其特徵在於，

所述的樑為連續和不連續的雙側樑，其由連續和/或不連續的一支或多支形狀結構相同或不相同的單側樑組合而成；

所述的單側樑分別與所述柱和/或所述樑柱連接件連接；

所述單側樑分別設置在所述柱和/或所述的樑柱連接件外緣的兩側；

所述的單側樑與所述柱在交叉處保持連續或不連續。

根據本發明的上述一個實施方式提供的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其中所述的連續和不連續雙側樑包括水平樑、斜樑、桁架樑上弦樑和/或桁架樑下弦樑。

根據本發明的上述一個實施方式提供的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其中所述的單側樑在腹板處與所述的柱或樑柱連接件連接，所述的柱與所述的樑柱連接件連接，所述的連接為螺栓/或自攻螺絲/或焊接/或卯接連接。

根據本發明的上述一個實施方式提供的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其中：

所述的單側樑選自角鋼、槽鋼、L形型鋼、C形型鋼、Z形型鋼和/或平板形型鋼中的一種或多種；

所述的柱包括主柱、主柱間的小柱、桁架樑中的小柱和/或桁架樑中的斜撐，所述柱選自C形型鋼、開口方形型鋼、彎折方形型鋼、方形型鋼、圓形鋼管和/或方形木中的一種或多種；其中所述的彎折方形型鋼包括鋼板冷彎滾壓的方形和鋼板兩端於方形轉角扣合處成90度的卷邊，所述兩端的卷邊各自採用拉釘間隔適當的距離拉合；

所述的樑柱連接件選自L形型鋼、C形型鋼、方形型鋼和/或開口方形型鋼中的一種或多種。

根據本發明的上述一個實施方式提供的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其中所述的不連續樑進一步採用不連續的單一樑，其中：

所述的不連續單一樑選自槽鋼、方形型鋼、開口方形型鋼、圓形鋼管和/或桁架樑中的一種或幾種；

所述的不連續的單一樑與雙耳連接件和/或所述的雙側樑連接, 其中所述的雙耳連接件選自鋼板、角鋼、槽鋼、C形型鋼中的一種或幾種，其中所述的雙耳連接件進一步與所述的柱和/或所述的樑柱連接件連接，所述連接為螺栓和/或自攻螺絲/或焊接/或卯接連接。

根據本發明的上述一個實施方式提供的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其中所述輕鋼構架中進一步設置加強部件，所述的加強部件是在所述的雙側樑之間和/或在所述的柱的空腔之間全部或局部灌注混凝土，所述混凝土中進一步設置有用於加強混凝土的箍筋和鋼棒。

根據本發明的一個實施方式提供的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其具有以下優勢：

（1）本發明所提供的三維輕鋼構架，其樑為連續和不連續雙側樑，由連續和不連續一支或多支形狀相同或不相同的單側樑組合而成，提高了三維輕鋼構架的靈活性，有利於實用。

在一般輕鋼建築中，輕型鋼構配置大量小柱，樑柱接續困難。本發明的單側樑分別與柱/或樑柱連接件連接，單側樑分別設置在所述柱外緣的兩側，單側樑與所述的柱在交叉處保持連續或不連續，連續單側樑讓安裝工藝簡化精確度提高，不連續單側樑能提高適應性，有利於實用。

本發明的單側樑在腹板處與所述柱或樑柱連接件連接，讓所述單側樑能平行安裝與柱連接，如此能簡化安裝工藝並有利於維修更換，所述不連續單側樑能藉由樑柱連接件與柱連接，提高適應性所述連接為螺栓和/或自攻螺絲/或焊接/或卯接連接，有利於實用。而現有技術樑為單一樑，樑和柱結合處將樑截斷，造成誤差積累精確度降低，讓安裝工藝繁複。另一工藝為柱與雙向連續雙樑接合，適應性低。

（2）本發明的柱選自C形型鋼，開口方形型鋼，彎折方形型鋼，方形型鋼，圓形鋼管，方形木；連續或不連續單側樑選自角鋼，槽鋼，L形型鋼，C形型鋼，Z形型鋼，平板形型鋼。如此讓不同結構的連續或不連續單側樑、柱可以根據實際需要靈活進行選擇運用。

（3）彎折方形型鋼採用鋼板冷彎滾壓成方形，鋼板兩端於方形轉角扣合處作90度卷邊，並於兩端卷邊各自採用拉釘間隔適當的距離拉合。這樣有利於採用鋼卷冷灣滾壓成型加工，以及方形型鋼柱四個面皆可設置螺栓緊鎖連接孔方便與雙樑緊鎖連接，於方形轉角扣合處作90度卷邊可加強薄鋼板端部的穩定性，於兩端卷邊各自採用拉釘間隔適當的距離拉合可維持所述柱扣合處不張開。

（4）本發明的不連續雙側樑進一步採用不連續單一樑，不連續單一樑自選槽鋼，方形型鋼，開口方形型鋼，圓形鋼管，桁架樑，提高了所述設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架系統的強度與適應性。

（5）本發明的三維輕鋼構架中還設置加強部件，加強部件是在雙側樑之間，和/或在柱的空腔之間全部或局部灌注混凝土，混凝土進一步設置用於加強混凝土的箍筋和鋼棒，混凝土能增強輕鋼構件穩定性，分散螺栓對緊連接孔週邊鋼板的荷載，消除緊鎖連接孔與螺栓間施工間隙，提高了所所述設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架系統的強度與適應性。

基於以上，本發明提出的連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架系統使得輕鋼構件生產得以簡化，生產設備投資小。採用螺栓緊固固定，現地安裝得以簡化，非建築專業技術者都能參與施工；雙樑夾柱的構法構件可以平行組裝，利於構件更換與彈性調動，同時方便現場組裝。

圖1至5和以下說明描述了本發明的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現本發明。為了教導本發明技術方案，已簡化或省略了一些常規方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將落在本發明的保護範圍內。本領域技術人員應該理解下述特徵能夠以各種方式組合以形成本發明的多個變型。由此，本發明並不局限於下述可選實施方式，而僅由申請專利範圍和它們的等同物限定。

圖1示出了根據本發明的連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架立體圖。如圖1所示，本發明提供了一種設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其包括樑、柱2以及抗水平機構。所述的抗水平機構包括斜撐、拉杆、剪力牆和/或樑柱剛接的格構構架，用於進一步固定所述三維輕鋼構架。所述的樑為連續和不連續的雙側樑，其由連續和/或不連續的一支或多支形狀結構相同或不相同的單側樑1組合而成。所述的單側樑1分別與所述柱2和/或所述樑柱連接件3連接。所述單側樑1分別設置在所述柱2和/或所述的樑柱連接件3外緣的兩側。所述的單側樑1與所述柱2在交叉處保持連續或不連續。樑包括水平樑、斜樑、桁架樑上弦樑、桁架樑下弦樑。柱2包括主柱、主柱間的小柱、桁架樑中的小柱、桁架樑中的斜撐。

圖2示出了構成圖1所示的三維輕鋼構架的樑、柱以及樑柱連接件的示意圖。如圖2所示，本發明所述的連續和不連續雙側樑由連續和不連續一支或多支形狀相同或不相同的單側樑1組合而成。單側樑1選自如圖2-1中所示的可以是1/L：角鋼，1/C：槽鋼，1/CR：C形型鋼，L/Z：Z形型鋼，L/P：平板形型鋼。本發明的柱2包括主柱、主柱間的小柱、桁架樑中的小柱和/或桁架樑中的斜撐。柱2選自如圖2-2中所示的可以是2/CR：C形型鋼，2/U：開口方形型鋼，2/RT：彎折方形型鋼，2/R：方形型鋼，2/T：圓形鋼管和/或2/W：方形木中的一種或多種。所述的彎折方形型鋼包括鋼板冷彎滾壓的方形和鋼板兩端於方形轉角扣合處成90度的卷邊，所述兩端的卷邊各自採用拉釘間隔適當的距離拉合。本發明所述樑柱連接件3選自如圖2-3中所示的可以是3/RL：L形型鋼，3/CR：C型型鋼，3/R：方形型鋼，3/U：開口方形型鋼。

圖3分別示出了圖1所示的三維輕鋼構架的其中一種結構組成的正視圖、後視圖、右視圖、左視圖以及俯視圖。如圖3所示，本發明所述的單側樑1分別與所述的柱2 /或樑柱連接件3連接4，所述的單側樑1分別設置在所述的柱2 /或樑柱連接件3外緣的兩側，所述的單側樑1與所述的柱2在交叉處保持連續或不連續，所述的單側樑1在腹板處與所述的柱2或樑柱連接件3連接如圖4所示，所述的柱2與所述的樑柱連接件3連接，所述的連接4為螺栓/或自攻螺絲/或焊接/或卯接連接。

圖4示出了圖1所示的三維輕鋼構架的另一種結構組成的結構示意圖以及剖面圖。如圖4所示，本發明所述的不連續樑進一步採用不連續的單一樑5。所述不連續的單一樑5與雙耳連接件6或雙側樑連接，所述雙耳連接件6進一步與所述柱2 /或樑柱連接件3連接。本發明所述的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架中進一步設置加強部件7，所述的加強部件7是在所述的雙側樑1之間和/或在所述的柱2的空腔之間全部或局部灌注混凝土7/C，所述混凝土7/C進一步設置用於加強混凝土的箍筋7/S和鋼棒7/RB。

圖5示出了圖4所示的結構組成中的不連續的單一樑以及雙耳連接件的示意圖。如圖5所示，本發明所述不連續的單一樑5選自如圖5-1中所示的可以是5/C：槽鋼，5/R：方形型鋼，5/U：開口方形型鋼，5/T：圓形鋼管，5/TR：桁架樑。本發明所述雙耳連接件6選自圖5-2中所示的可以是6/L：角鋼，6/C：槽鋼，6/LR：L形型鋼，6/CR：C形型鋼，6/P：平板形型鋼。

基於以上，本發明提出的連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架系統使得輕鋼構件生產得以簡化，生產設備投資小。採用螺栓緊固固定，現地安裝得以簡化，非建築專業技術者都能參與施工；雙樑夾柱的構法構件可以平行組裝，利於構件更換與彈性調動，同時方便現場組裝。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應該涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以申請專利範圍的保護範圍為准。

1‧‧‧單側樑2‧‧‧柱3‧‧‧樑柱連接件1/L‧‧‧角鋼1/C‧‧‧槽鋼1/CR‧‧‧C形型鋼L/Z‧‧‧Z形型鋼L/P‧‧‧平板形型鋼2/CR‧‧‧C形型鋼2/U‧‧‧開口方形型鋼2/RT‧‧‧彎折方形型鋼2/R‧‧‧方形型鋼2/T‧‧‧圓形鋼管2/W‧‧‧方形木3/RL‧‧‧L形型鋼3/CR‧‧‧C形型鋼3/R‧‧‧方形型鋼3/U‧‧‧開口方形型鋼4‧‧‧連接5‧‧‧單一樑5/C‧‧‧槽鋼5/R‧‧‧方形型鋼5/U‧‧‧開口方形型鋼5/T‧‧‧圓形鋼管5/TR‧‧‧桁架樑6‧‧‧雙耳連接件6/L‧‧‧角鋼6/C‧‧‧槽鋼6/LR‧‧‧L形型鋼6/CR‧‧‧C形型鋼6/P‧‧‧平板形型鋼7‧‧‧加強部件7/C‧‧‧混凝土7/S‧‧‧箍筋7/RB‧‧‧鋼棒

圖1示出了根據本發明的連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架立體圖； 圖2示出了構成圖1所示的三維輕鋼構架的樑、柱以及樑柱連接件的示意圖； 圖3分別示出了圖1所示的三維輕鋼構架的其中一種結構組成的正視圖、後視圖、右視圖、左視圖以及俯視圖； 圖4示出了圖1所示的三維輕鋼構架的另一種結構組成的結構示意圖以及剖面圖； 圖5示出了圖4所示的結構組成中的不連續的單一樑以及雙耳連接件的示意圖。

1‧‧‧單側樑

2‧‧‧柱

3‧‧‧樑柱連接件

5‧‧‧單一樑

6‧‧‧雙耳連接件

Claims (6)

1. 一種設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其包括樑、柱以及抗水平機構，所述的抗水平機構包括斜撐、拉杆、剪力牆和/或樑柱剛接的格構構架，用於進一步固定所述三維輕鋼構架系統，其特徵在於， 所述的樑為連續和不連續的雙側樑，其由連續和/或不連續的一支或多支形狀結構相同或不相同的單側樑組合而成； 所述的單側樑分別與所述柱和/或樑柱連接件連接； 所述單側樑分別設置在所述柱和/或所述的樑柱連接件外緣的兩側； 所述的單側樑與所述柱在交叉處保持連續或不連續。
2. 根據請求項1所述的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其中所述的連續和不連續雙側樑包括水平樑、斜樑、桁架樑上弦樑和/或桁架樑下弦樑。
3. 根據請求項1所述的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其中所述的單側樑在腹板處與所述的柱或樑柱連接件連接，所述的柱與所述的樑柱連接件連接，所述的連接為螺栓和/或自攻螺絲和/或焊接和/或卯接連接。
4. 根據請求項3所述的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其中： 所述的單側樑選自角鋼、槽鋼、L形型鋼、C形型鋼、Z形型鋼和/或平板形型鋼中的一種或多種； 所述的柱包括主柱、主柱間的小柱、桁架樑中的小柱和/或桁架樑中的斜撐，所述柱選自C形型鋼、開口方形型鋼、彎折方形型鋼、方形型鋼、圓形鋼管和/或方形木中的一種或多種；其中所述的彎折方形型鋼包括鋼板冷彎滾壓的方形和鋼板兩端於方形轉角扣合處成90度的卷邊，所述兩端的卷邊各自採用拉釘間隔適當的距離拉合； 所述的樑柱連接件選自L形型鋼、C形型鋼、方形型鋼和/或開口方形型鋼中的一種或多種。
5. 根據請求項1所述的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其中所述的不連續樑進一步採用不連續的單一樑，其中： 所述的不連續單一樑選自槽鋼、方形型鋼、開口方形型鋼、圓形鋼管和/或桁架樑中的一種或幾種； 所述的不連續的單一樑與雙耳連接件和/或所述的雙側樑連接, 其中所述的雙耳連接件選自鋼板、角鋼、槽鋼、C形型鋼中的一種或幾種，其中所述的雙耳連接件進一步與所述的柱和/或所述的樑柱連接件連接，所述連接為螺栓和/或自攻螺絲/或焊接/或卯接連接。
6. 根據請求項1所述的設有連續和不連續雙側樑所構成的三維輕鋼構架，其中所述輕鋼構架中進一步設置加強部件，所述的加強部件是在所述的雙側樑之間和/或在所述的柱的空腔之間全部或局部灌注混凝土，所述混凝土中進一步設置有用於加強混凝土的箍筋和鋼棒。

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