雙向連續(xù)雙梁構(gòu)成的三維輕鋼構(gòu)架的制作方法
【專利說明】雙向連續(xù)雙梁構(gòu)成的三維輕鋼構(gòu)架
[0001]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本實用新型要求2014年I月24日提交的專利號為201410035766.3、名稱為“設(shè)有結(jié)構(gòu)柱與連續(xù)結(jié)構(gòu)雙梁的輕鋼屋架”的優(yōu)先權(quán)，該專利申請的全部內(nèi)容并入本申請中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本實用新型涉及輕鋼建筑領(lǐng)域，特別是涉及用于輕鋼建筑的一種雙向連續(xù)雙梁構(gòu)成的三維輕鋼構(gòu)架。
【背景技術(shù)】
[0004]使用輕鋼屋架的輕鋼建筑在我國已進入快速發(fā)展時期，并在工業(yè)建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，輕鋼住宅已成為輕型鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的新領(lǐng)域和新的增長點。目前，輕鋼建筑的成本一般高于傳統(tǒng)的混泥土結(jié)構(gòu)，但具有施工快、節(jié)能減排等競爭優(yōu)勢。越來越多的建設(shè)單位已認(rèn)識到輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，逐漸成為工業(yè)建筑首選的結(jié)構(gòu)形式，在低層民用建筑中也已得到了廣泛的應(yīng)用。
[0005]使用輕鋼屋架的輕鋼建筑，無論在建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計，還是在制作安裝技術(shù)方面，還有很大的改進之處。目前使用的輕鋼屋架結(jié)構(gòu)梁、結(jié)構(gòu)柱等一般采用對接方式(如固接或鉸接)進行連接。由于目前這種結(jié)構(gòu)的輕鋼屋架中使用了大量的結(jié)構(gòu)梁、結(jié)構(gòu)柱等，這種對接方式造成結(jié)合工藝復(fù)雜，同時產(chǎn)生嚴(yán)重的誤差積累。本發(fā)明人于2009年08月20日提交的專利號為200920171128.9、名稱為“設(shè)有連續(xù)雙梁結(jié)構(gòu)的輕鋼屋架”的實用新型專利。但該專利尚存以下不足:該專利未涉及所述樓板、屋面、強化輕型復(fù)合樓板、抗側(cè)向力拉桿等構(gòu)件，無法構(gòu)成完整的三維輕鋼構(gòu)構(gòu)架，所述的連續(xù)雙梁未明確兩向連續(xù)雙梁的關(guān)系，同時三維構(gòu)架組裝困難，個別構(gòu)件以及整體構(gòu)架結(jié)構(gòu)力不足。另外，該專利中連續(xù)雙梁無法因應(yīng)不同受力情況采用不同斷面的需求，造成材料使用浪費，所述連續(xù)雙梁無法因應(yīng)不同的需求采用不同的單梁組合缺乏靈活性；所述屋架與屋架間的連接采用連續(xù)雙梁交疊結(jié)合，所述連續(xù)雙梁連接構(gòu)件太長造成構(gòu)架組裝時的困難，所述雙向連續(xù)雙梁交疊結(jié)合造成空間浪費，同時造成柱梁節(jié)點受力不均勻。
[0006]采用分散式構(gòu)件現(xiàn)場組裝輕鋼(如冷彎薄壁型鋼)建筑是將個別鋼架柱或鋼架斜撐固定在預(yù)埋錨定螺栓固定件上，這種鋼架結(jié)構(gòu)柱及斜撐的數(shù)量大，其預(yù)埋錨定螺栓固定件的位置都需在現(xiàn)場測量定位，因此預(yù)埋的工序非常復(fù)雜，而且這些預(yù)埋錨定螺栓固定連接件的位置的精度不易把握，這種定位在實際施工過程中相當(dāng)?shù)馁M時費力。本發(fā)明人于2009年6月30日提交的專利號為ZL200920158989.3名稱為“用于輕鋼建筑中的一體化定位鋼架”解決了上述問題，但尚存以下缺點:該專利所述的預(yù)埋螺栓固定連接件僅固定于一體化定位鋼架構(gòu)件的底部一個點，無法維持垂直，施工中易被碰撞松動，同時所述預(yù)埋螺栓必須于基礎(chǔ)混凝土達到一定強度后始能組裝并鎖定鋼架。
[0007]輕鋼建筑領(lǐng)域中常用的方形鋼部件一般是采用方形鋼管，或是用兩支C型鋼對焊。封閉的方形鋼管與其它構(gòu)件連接的螺栓孔，只能用鉆床或火焰切割加工，無法使用沖床沖壓加工，導(dǎo)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(gòu)件接合，從而大幅度的降低結(jié)合點的承載力。為了防銹腐，一般在完成對方形鋼管的加工后進行鍍鋅，這樣導(dǎo)致生成成本很高。如采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。本發(fā)明人于2010年6月30日提交的專利號為201010216616.4名稱為“設(shè)有加強部件的方形輕鋼構(gòu)件”的發(fā)明專利解決了上述問題，但仍有以下不足:該專利技術(shù)方案在實際運用時，所述方形鋼管的內(nèi)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于所述方形鋼管柱長細(xì)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并不起作用，因此所述的加強部件并不必要，而且設(shè)有加強部件的方形輕鋼構(gòu)件于運輸時無法扣合，浪費運輸空間和運輸成本。
[0008]為了減輕樓版重量加強樓版防水性與防火，本發(fā)明人于2013年2月4日提交的申請?zhí)?201310044986.8名稱為“輕型復(fù)合樓板”的發(fā)明專利解決了上述問題，但是該專利的技術(shù)方案在實際使用時還有以下缺陷:該專利所述“輕型復(fù)合樓板”主要在于減少樓板厚度，減輕樓板重量，但是減少樓板厚度使得樓板在承受側(cè)向壓力時產(chǎn)生挫屈，從而降低了樓板在三維度完整構(gòu)架結(jié)構(gòu)傳遞水平力的能力。
[0009]輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑中墻體龍骨和墻體作適當(dāng)?shù)募訌娂敖Y(jié)合可以達到蒙皮效應(yīng)的墻體，本發(fā)明人于2009年4月14日提交的專利號為ZL 2009 2 0147815.7名稱為“一種設(shè)有蒙皮效應(yīng)結(jié)構(gòu)的墻體”的實用新型專利、2013年12月10日提交的專利號為201310664792.8、名稱為“具有蒙皮效應(yīng)的墻體”的發(fā)明專利能夠解決上述問題，但是也存在以下弱點:在上述技術(shù)方案中，隔斷材料層造成有筋擴張網(wǎng)無法與龍骨做很好接合，導(dǎo)致單側(cè)蒙皮效應(yīng)減損。
[0010]為了達到安全與節(jié)能環(huán)保和成本節(jié)約就地取材的目的本發(fā)明人于2011年I月20日提交的專利號為ZL201110023291.2/名稱為“設(shè)有拉結(jié)式鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)的墻體”的發(fā)明專利能夠解決上述問題，但是也存在以下弱點:定位支撐構(gòu)件不夠穩(wěn)固無法定位鋼網(wǎng)和墻體，同時容易造成粉刷層順縱向定位支撐構(gòu)件龜裂。
[0011]有鑒于上述現(xiàn)有輕鋼架構(gòu)存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)輕鋼架構(gòu)，能夠改進一般現(xiàn)有的墻體，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本實用新型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本實用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有輕鋼建筑存在的缺陷，特別是現(xiàn)有輕鋼建筑三維構(gòu)架在結(jié)構(gòu)和構(gòu)建時存在的生產(chǎn)設(shè)備投資大、墻體及內(nèi)裝設(shè)備等配套的房屋體系過于龐雜、而且須要專業(yè)的施工團隊始能施作、成本一般高于傳統(tǒng)的磚混土結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致許多建筑工業(yè)化不發(fā)達地區(qū)輕型工業(yè)化墻體建材不普及條件下不易推廣，而提出了一種新型的雙向連續(xù)雙梁構(gòu)成的三維輕鋼構(gòu)架，目的是為了加強輕鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)力，讓傳統(tǒng)濕式墻體構(gòu)造例如磚石砌塊、混凝土、土等重型建筑材料能夠搭配使用，鋼構(gòu)件生產(chǎn)與現(xiàn)場施工工藝簡化，降低資本投入的同時讓非建筑專業(yè)技術(shù)者都能參與施工。
[0013]本實用新型的另一目的在于，雙向連續(xù)雙梁構(gòu)成的三維輕鋼構(gòu)架，所要解決的技術(shù)問題是使其結(jié)構(gòu)簡化，符合建筑安全環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)，同時方便現(xiàn)場施工，更加節(jié)約材料和成本。
[0014]本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0015]定義:
[0016]“連續(xù)雙梁”的含義是指所述的連續(xù)雙梁由結(jié)構(gòu)相同或不相同的連續(xù)單梁組合而成，所述的連續(xù)單梁分別設(shè)置在所述柱的外緣的兩側(cè)，所述的連續(xù)單梁與所述的柱在交叉連接處保持連續(xù)不間斷；以及屋架與屋架間的連接也采用連續(xù)單梁與柱通過交叉結(jié)合，結(jié)合處的單梁和柱也不截斷或不間斷。而現(xiàn)有技術(shù)則是在梁和柱交叉結(jié)合的地方，將梁或柱截斷。
[0017]“嵌入式連續(xù)單梁”的含義是指形狀為L形型鋼、C形型鋼、Z形型鋼的上下緣于所述柱兩邊線以內(nèi)處切除嵌入，所述的嵌入式單梁于腹板處設(shè)置緊鎖連接孔與柱設(shè)置的緊鎖連接孔以螺栓連接，從而實現(xiàn)梁的不間斷或不截斷。
[0018]“單梁重迭續(xù)接”是指單梁選自L形型鋼、平板形型鋼、單片桁架梁時，在單梁端部重迭，在單梁和/或單片桁架梁的上弦腹板和/或下弦腹板處設(shè)置緊鎖連接孔與柱兩側(cè)各設(shè)置的緊鎖連接孔以螺栓緊鎖連接；單梁選自C形型鋼和/或Z形型鋼時，所述重迭續(xù)接是將單梁端部的重迭翼板切除，在所述單梁腹板處設(shè)置緊鎖連接孔與所述柱兩側(cè)各設(shè)置的緊鎖連接孔以螺栓緊鎖連接。
[0019]“單梁連接件續(xù)接”是指在連接件設(shè)置緊鎖連接孔分別與所述單梁腹板處設(shè)置緊鎖連接孔/及所述柱兩側(cè)各設(shè)置的緊鎖連接孔以螺栓緊鎖連接，其中的連接件為L形型鋼、U形型鋼或平板形型鋼
[0020]本實用新型是關(guān)于一種雙向連續(xù)雙梁構(gòu)成的三維輕鋼構(gòu)架，包括梁、檁條和/或桁條、柱、樓板(優(yōu)選全部或部分為強化輕型復(fù)合樓板)、抗側(cè)向力斜撐和/或拉桿，其中所述的梁為連續(xù)雙梁，所述的連續(xù)雙梁由結(jié)構(gòu)相同或不相同的連續(xù)單梁組合而成；所述的連續(xù)雙梁與柱于柱外緣兩側(cè)各置一連續(xù)單梁；所述的連續(xù)單梁與柱于節(jié)點處保持連續(xù)不間斷。
[0021]本實用新型進一步設(shè)有加強結(jié)構(gòu)。使得雙向連續(xù)雙梁構(gòu)成的三維輕鋼構(gòu)架的個別構(gòu)件以及三維整體結(jié)構(gòu)得以加強，所述構(gòu)件生產(chǎn)與現(xiàn)場安裝得以簡化；所述構(gòu)件可以平行組裝，有利于所述構(gòu)件更換與彈性調(diào)動；所述的連續(xù)單梁進一步采用單梁續(xù)接，解決全部為連續(xù)梁時的組裝難題；所述型鋼構(gòu)件優(yōu)選為采用鍍鋅鋼卷裁切和/或冷灣滾壓成型，所述構(gòu)件可一次性滾壓成型，有利于自動化生產(chǎn)以及所述構(gòu)件生產(chǎn)與現(xiàn)場安裝不須焊接，無任何破壞鍍鋅層的焊縫，可解決銹蝕問題；所述構(gòu)件現(xiàn)場組裝采用螺栓緊鎖固定，非建筑專業(yè)人員使用簡單工具即可安裝；所述連續(xù)雙梁與柱于柱外緣兩側(cè)各置一連續(xù)單梁的構(gòu)法消除了安裝過程中的誤差積累；所述個別構(gòu)件設(shè)有加強結(jié)構(gòu)可以消除安裝間隙所產(chǎn)生的不穩(wěn)定性，進而降低建筑成本使其更加適于實用。
[0022]在本實用新型的一實施例中，本實用新型提出的雙向連續(xù)雙梁構(gòu)成的三維輕鋼構(gòu)架設(shè)置了樓板和/或屋面(屋頂)、樓板部分或全部采用強化輕型復(fù)合樓板，以及可選的設(shè)置抗側(cè)向力拉桿，使得三維整構(gòu)架結(jié)構(gòu)得以完善
[0023]在本實用新型的一實施例中，雙向連續(xù)雙梁為平面交叉的兩向度連續(xù)雙梁，其中的雙向(即兩向度)的含義是指一個方向或向度的連續(xù)雙梁與另一個方向或向度的連續(xù)雙梁在和柱連接的節(jié)點處，兩個向度的連續(xù)雙梁上下交迭或穿插，形成抗彎矩、抗拉力或抗壓力的機構(gòu)。
[0024]在本實用新型的一實施例中，連續(xù)雙梁由結(jié)構(gòu)相同或不相同的連續(xù)單梁組合而成，有利于實用。
[0025]在一般輕鋼建筑中，輕型鋼構(gòu)配置大量所述小柱，梁柱接續(xù)困難。本實用新型提出的連續(xù)雙梁與柱于柱外緣兩側(cè)各置一連續(xù)單梁，所述連續(xù)單梁與柱于節(jié)點處保持連續(xù)不間斷；可減少梁續(xù)接誤差積累，簡化柱梁交接節(jié)點工藝。
[0026]在本實用新型的一實施例中，其中的柱包括結(jié)構(gòu)主柱、小柱、砌塊和/或填充墻體中垂直配置的補強柱、以及設(shè)于桁架梁中的柱；其中的結(jié)構(gòu)主柱夾于雙向連續(xù)雙梁中間，小柱、砌塊和/或填充墻體中垂直配置的補強柱夾于所述連續(xù)雙梁中間；優(yōu)選的，柱在一個方向的寬度相同，柱與墻體加強結(jié)構(gòu)結(jié)合形成強固抗側(cè)向力構(gòu)架。
[0027]在本實用新型的一實施例中，其中的梁包括水平梁/或斜梁、桁架梁上弦梁和/或下弦梁、和/或地梁；所述的地梁使得柱的定位更加容易，構(gòu)架與基礎(chǔ)連接工序得以簡化。在一優(yōu)選的實施例中，其中的梁優(yōu)選為雙梁采用相同的單梁組合而成，所述的單梁采用單片桁架梁，該單片桁架梁包括上弦、下弦、抗剪力斜撐，上弦及下弦采用L形型鋼，抗剪力斜撐采用L形型鋼/或平板形型鋼/或圓形型鋼組成。該實施例中的地梁進一步可