一种带自锁扣的钢管束组合及其生产方法技术

本发明专利技术提供一种带自锁扣的钢管束组合及其生产方法，属于建筑材料技术领域。该钢管束组合由多个带自锁扣的U型钢以及单个端板依次连接构成，钢管束组合的带自锁扣的U型钢具有空腔，空腔内浇注混凝土；U型钢包括折弯底部、两内侧壁、两内凹U形折弯段、两外侧壁、两倾斜折弯段，两倾斜折弯段之间形成开口处；钢管束组合的端板包括折弯底部、两侧壁、两内凹U形折弯段以及两内侧壁；U型钢的倾斜折弯段与U型钢的内凹U形折弯段相互配合构成相邻U型钢之间的自锁扣；末端U型钢的倾斜折弯段与钢管束组合的端板的内凹U形折弯段相互配合构成末端U型钢与端板之间的自锁扣；生产方法均采用辊式冷弯成型工艺。本发明专利技术无需封闭焊接，工艺简单。

Steel pipe bundle combination with self-locking buckle and production method thereof

The invention provides a steel pipe bundle combination with a self locking buckle and a production method thereof, belonging to the technical field of building materials. U type steel and single end plate of the steel pipe bundle composed of a plurality of self locking buckle connected in sequence, the U type steel combined with self-locking buckle steel beam has a cavity, pouring the concrete cavity; U type steel including bending bottom, two inner walls, two concave U bending section, lateral wall, two the two inclined bending section, the opening is formed between the two inclined bending section; end plate steel beam combination including bending bottom, side walls, two concave U bending section and two inner walls; the concave U bending section inclined bending section and U steel U steel are fit with each other to form self-locking adjacent U type between the steel buckle; concave U bending section oblique end plate bending section and steel tube beam combination end of U steel with each other at the end of U steel formed between the self-locking and end plate buckle; production method adopts cold roll forming process. The invention does not need closed welding, and the process is simple.

【技术实现步骤摘要】
一种带自锁扣的钢管束组合及其生产方法
本专利技术涉及建筑材料
，特别是指一种带自锁扣的钢管束组合及其生产方法。
技术介绍
建筑主体结构按照材料划分，最为常见的是混凝土结构和钢结构。混凝土结构的优点主要体现在整体性和可模性好，可灌筑成为各种形状和尺寸的整体式结构，同时耐久性和耐火性也较好；其缺点为施工工序复杂，人力物力投入大，周期较长，且受季节和气候的影响较大，废水、扬尘等污染严重，不符合国家节能环保的政策要求。钢结构住宅可以充分发挥钢结构延性好、抗震抗风能力强的特点，住宅安全可靠性高，施工时大大减少了砂、石、灰的用量，符合住宅产业化和可持续发展的要求。通过将多个U型钢连接在一起形成钢管束，在其内部浇筑混凝土，形成钢管束组合，作为主要承重构件和抗侧力构件使用，可以同时利用混凝土和钢材两种材质的优点，弥补各自不足。对于传统的U字形型材的钢管束组合，U字形型材的开口处拼接相邻U字形型材的折弯底部，折弯底部和折弯段之间、末端U字形型材的开口处和端板之间均采用封闭焊接，焊接区间段长度等于翼缘整个宽度。此种设计由于采用拼接，所以需要封闭焊接保证相邻U字形型材之间以及末端U字形型材与端板之间配合的牢固性和可靠性，但是封闭焊接的焊接区间段长度大、焊接时间长，导致焊接后焊缝处残余应力和变形大，对焊件的强度、刚度、受压时的稳定性和配合精度均具有较大影响。
技术实现思路
为解决传统U字形型材钢管束组合相邻U型钢之间拼接不牢固、焊接后残余应力和变形大的缺点，本专利技术提出一种带自锁扣的钢管束组合及其生产方法，通过自锁扣提高U型钢之间配合的牢固性和可靠性，通过点焊代替封闭焊接实现焊接，减少焊接时间，降低焊接后残余应力和变形影响。该钢管束组合包括U型钢和端板，钢管束组合由一个以上的U型钢依次连接，最后一个U型钢末端连接端板构成；其中，所述U型钢带自锁扣，U型钢具有空腔，空腔内浇注混凝土；所述U型钢包括折弯底部一、两个内侧壁一、两个内凹U形折弯段一、两个外侧壁一、两个倾斜折弯段，两个倾斜折弯段之间形成开口处；所述端板包括折弯底部二、两个外侧壁二、两个内凹U形折弯段二以及两个内侧壁二；所述内凹U形折弯段一具有两个相互平行的侧壁以及圆弧段；所述外侧壁一的端部具有与所述内凹U形折弯段一侧壁相平行的倾斜折弯段；所述倾斜折弯段与所述内凹U形折弯段一相互配合构成相邻U型钢之间的自锁扣；所述U型钢的倾斜折弯段与所述U型钢的内凹U形折弯段一采用点焊连接；所述U型钢的折弯底部一构成相邻U型钢之间的隔板。所述U型钢的倾斜折弯段与所述U型钢的外侧壁一之间设置有第一圆弧段，所述U型钢的外侧壁一与所述U型钢的内凹U形折弯段一之间设置有第二圆弧段，所述U型钢的内凹U形折弯段一与所述U型钢的内侧壁一之间设置有第三圆弧段，所述U型钢的内侧壁一与折弯底部一之间设置有第四圆弧段；所述端板的内凹U形折弯段二与所述端板的外侧壁二之间设置有第五圆弧段，所述端板的外侧壁二与所述端板的折弯底部二之间设置有第六圆弧段，所述端板的折弯底部二与所述端板的内侧壁二之间设置有第七圆弧段，所述的第二圆弧段与所述的第五圆弧段的形状和大小相同，所述的第三圆弧段与所述的第七圆弧段的形状和大小相同。最后一个U型钢的倾斜折弯段与所述钢管束组合的端板的内凹U形折弯段二相互配合构成最后一个U型钢与端板之间的自锁扣，所述最后一个U型钢的倾斜折弯段与所述端板的内凹U形折弯段采用点焊连接。所述一个以上U型钢的外侧壁一相连接形成所述钢管束组合的翼缘；所述U型钢的折弯底部一形成所述翼缘之间的腹板。所述U型钢的空腔外侧壁一上设置有栓钉；相邻的U型钢之间的隔板上设置通孔。所述U型钢空腔内浇注的混凝土为普通混凝土、高强混凝土、轻骨料混凝土或自密实混凝土。生产该带自锁扣的钢管束组合的方法，其中，所述U型钢采用多道次辊式冷弯成型工艺，具体生产方法包括以下步骤：(1)上料：将与所述U型钢展开宽度相同的带钢送入生产线进料端；可以根据定长度法或定半径法，结合具体截面尺寸计算所述U型钢的展开宽度；(2)冲孔：根据所述U型钢的具体截面尺寸，在带钢中部位置冲孔，冲孔后的板料进入连续辊式冷弯成型生产线；(3)多道次连续辊式冷弯成型：冲孔后的带钢经过九道次连续辊式冷弯成型，最终达到符合要求的带自锁扣U型钢，所述的九道次连续辊式冷弯成型过程为：首先，使水平放置的带钢进入第一道次轧辊中，所述的第三圆弧段在第一道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成5度起角；所述的内凹U形折弯段一在第一道次轧辊约束下，沿顺时针方向形成10度起角；所述的第二圆弧段在第一道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成10度起角；所述的第一圆弧段在第一道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成5度起角；其次，将完成上述变形的带钢送入第二道次轧辊中，所述的第三圆弧段在第二道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成15度起角；所述的内凹U形折弯段一在第二道次轧辊约束下，沿顺时针方向形成35度起角；所述的第二圆弧段在第二道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成30度起角；所述的第一圆弧段在第二道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成15度起角；第三，将完成上述变形的带钢送入第三道次轧辊中，所述的第三圆弧段在第三道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成35度起角；所述的内凹U形折弯段一在第三道次轧辊约束下，沿顺时针方向形成60度起角；所述的第二圆弧段在第三道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成55度起角；所述的第一圆弧段在第三道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成35度起角；第四，将完成上述变形的带钢送入第四道次轧辊中，所述的第三圆弧段在第四道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成55度起角；所述的内凹U形折弯段一在第四道次轧辊约束下，沿顺时针方向形成90度起角；所述的第二圆弧段在第四道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成75度起角；所述的第一圆弧段在第四道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成55度起角；第五，将完成上述变形的带钢送入第五道次轧辊中，所述的第四圆弧段在第五道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成15度起角；所述的第三圆弧段在第五道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成70度起角；所述的内凹U形折弯段一在第五道次轧辊约束下，沿顺时针方向形成120度起角；所述的第二圆弧段在第五道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成95度起角；所述的第一圆弧段在第五道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成70度起角；第六，将完成上述变形的带钢送入第六道次轧辊中，所述的第四圆弧段在第六道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成35度起角；所述的第三圆弧段在第六道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成75度起角；所述的内凹U形折弯段一在第六道次轧辊约束下，沿顺时针方向形成145度起角；所述的第二圆弧段在第六道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成105度起角；所述的第一圆弧段在第六道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成75度起角；第七，将完成上述变形的带钢送入第七道次轧辊中，所述的第四圆弧段在第七道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成55度起角；所述的第三圆弧段在第七道次轧辊约束下，起角保持不变；所述的内凹U形折弯段一在第七道次轧辊约束下，沿顺时针方向形成170度起角；所述的第二圆弧段在第七道次轧辊约束下，起角保持不变；所述的第一圆弧段在第七道次轧辊约束下，起角保持不变；第八，将完成上述变形的带钢送入第八道次轧辊中，所述的第四圆弧段在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带自锁扣的钢管束组合，其特征在于：包括U型钢(1)和端板(2)，钢管束组合由一个以上的U型钢(1)依次连接，最后一个U型钢(1)末端连接端板(2)构成；其中，所述U型钢(1)带自锁扣，U型钢(1)具有空腔，空腔内浇注混凝土；所述U型钢(1)包括折弯底部一(14)、两个内侧壁一(13)、两个内凹U形折弯段一(12)、两个外侧壁一(11)、两个倾斜折弯段(15)，两个倾斜折弯段(15)之间形成开口处；所述端板(2)包括折弯底部二(22)、两个外侧壁二(21)、两个内凹U形折弯段二(23)以及两个内侧壁二(24)；所述内凹U形折弯段一(12)具有两个相互平行的侧壁以及圆弧段；所述外侧壁一(11)的端部具有与所述内凹U形折弯段一(12)侧壁相平行的倾斜折弯段；所述倾斜折弯段(15)与所述内凹U形折弯段一(12)相互配合构成相邻U型钢(1)之间的自锁扣；所述U型钢的倾斜折弯段(15)与所述U型钢的内凹U形折弯段一(12)采用点焊连接；所述U型钢的折弯底部一(14)构成相邻U型钢(1)之间的隔板。

【技术特征摘要】
1.一种带自锁扣的钢管束组合，其特征在于：包括U型钢(1)和端板(2)，钢管束组合由一个以上的U型钢(1)依次连接，最后一个U型钢(1)末端连接端板(2)构成；其中，所述U型钢(1)带自锁扣，U型钢(1)具有空腔，空腔内浇注混凝土；所述U型钢(1)包括折弯底部一(14)、两个内侧壁一(13)、两个内凹U形折弯段一(12)、两个外侧壁一(11)、两个倾斜折弯段(15)，两个倾斜折弯段(15)之间形成开口处；所述端板(2)包括折弯底部二(22)、两个外侧壁二(21)、两个内凹U形折弯段二(23)以及两个内侧壁二(24)；所述内凹U形折弯段一(12)具有两个相互平行的侧壁以及圆弧段；所述外侧壁一(11)的端部具有与所述内凹U形折弯段一(12)侧壁相平行的倾斜折弯段；所述倾斜折弯段(15)与所述内凹U形折弯段一(12)相互配合构成相邻U型钢(1)之间的自锁扣；所述U型钢的倾斜折弯段(15)与所述U型钢的内凹U形折弯段一(12)采用点焊连接；所述U型钢的折弯底部一(14)构成相邻U型钢(1)之间的隔板。2.根据权利要求1所述的带自锁扣的钢管束组合，其特征在于：所述U型钢的倾斜折弯段(15)与所述U型钢的外侧壁一(11)之间设置有第一圆弧段，所述U型钢的外侧壁一(11)与所述U型钢的内凹U形折弯段一(12)之间设置有第二圆弧段，所述U型钢的内凹U形折弯段一(12)与所述U型钢的内侧壁一(13)之间设置有第三圆弧段，所述U型钢的内侧壁一(13)与折弯底部一(14)之间设置有第四圆弧段；所述端板的内凹U形折弯段二(23)与所述端板的外侧壁二(21)之间设置有第五圆弧段，所述端板的外侧壁二(21)与所述端板的折弯底部二(22)之间设置有第六圆弧段，所述端板的折弯底部二(22)与所述端板的内侧壁二(24)之间设置有第七圆弧段，所述的第二圆弧段与所述的第五圆弧段的形状和大小相同，所述的第三圆弧段与所述的第七圆弧段的形状和大小相同。3.根据权利要求1所述的带自锁扣的钢管束组合，其特征在于：最后一个U型钢的倾斜折弯段(15)与所述钢管束组合的端板的内凹U形折弯段二(23)相互配合构成最后一个U型钢(1)与端板(2)之间的自锁扣，所述最后一个U型钢的倾斜折弯段(15)与所述端板的内凹U形折弯段二(23)采用点焊连接。4.根据权利要求1所述的带自锁扣的钢管束组合，其特征在于：所述一个以上U型钢(1)的外侧壁一(11)相连接形成所述钢管束组合的翼缘；所述U型钢(1)的折弯底部一(14)形成所述翼缘之间的腹板。5.根据权利要求1所述的带自锁扣的钢管束组合，其特征在于：所述U型钢(1)的空腔外侧壁一(11)上设置有栓钉；相邻的U型钢(1)之间的隔板上设置通孔(16)。6.根据权利要求1所述的带自锁扣的钢管束组合，其特征在于：所述U型钢(1)空腔内浇注的混凝土为普通混凝土、高强混凝土、轻骨料混凝土或自密实混凝土。7.生产权利要求1所述的带自锁扣的钢管束组合的方法，其特征在于：所述U型钢采用多道次辊式冷弯成型工艺，具体生产方法包括以下步骤：(1)上料：将与所述U型钢(1)展开宽度相同的带钢送入生产线进料端；(2)冲孔：根据所述U型钢(1)的具体截面尺寸，在带钢中部位置冲孔，冲孔后的板料进入连续辊式冷弯成型生产线；(3)多道次连续辊式冷弯成型：冲孔后的带钢经过九道次连续辊式冷弯成型，最终达到符合要求的带自锁扣U型钢，所述的九道次连续辊式冷弯成型过程为：首先，使水平放置的带钢进入第一道次轧辊中，所述的第三圆弧段在第一道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成5度起角；所述的内凹U形折弯段一在第一道次轧辊约束下，沿顺时针方向形成10度起角；所述的第二圆弧段在第一道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成10度起角；所述的第一圆弧段在第一道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成5度起角；其次，将完成上述变形的带钢送入第二道次轧辊中，所述的第三圆弧段在第二道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成15度起角；所述的内凹U形折弯段一在第二道次轧辊约束下，沿顺时针方向形成35度起角；所述的第二圆弧段在第二道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成30度起角；所述的第一圆弧段在第二道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成15度起角；第三，将完成上述变形的带钢送入第三道次轧辊中，所述的第三圆弧段在第三道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成35度起角；所述的内凹U形折弯段一在第三道次轧辊约束下，沿顺时针方向形成60度起角；所述的第二圆弧段在第三道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成55度起角；所述的第一圆弧段在第三道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成35度起角；第四，将完成上述变形的带钢送入第四道次轧辊中，所述的第三圆弧段在第四道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成55度起角；所述的内凹U形折弯段一在第四道次轧辊约束下，沿顺时针方向形成90度起角；所述的第二圆弧段在第四道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成75度起角；所述的第一圆弧段在第四道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成55度起角；第五，将完成上述变形的带钢送入第五道次轧辊中，所述的第四圆弧段在第五道次轧辊约束下，沿逆时针方向形成15度...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩静涛，王宇，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11