一种钢结构建筑的拼合式异形冷成型钢骨混凝土柱模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钢结构建筑的拼合式异形冷成型钢骨混凝土柱模块，包括角柱模块、边柱模块和中柱模块，各模块均包括多块冷成型钢板弯折后通过紧固件拼合而成的不同截面形状的异形钢骨，各异形钢骨的内腔中灌注混凝土或轻质混凝土，各异形钢骨的外围有用于固定装配式墙板的夹角面、有用于布置水电管线的凹槽。将各种结构柱的受力性能加以区分，分别设计角柱模块、边柱模块和中柱模块，各柱模块的异形钢骨可满足其相应的性能要求，且钢板折弯后的刚度大大提高，使其承载能力和抗弯曲能力大大提高。拼合式结构可根据各种柱模块的性能要求来灵活确定其异形钢骨各成型板的不同折弯次数及成型形状，使各种柱模块可满足大跨度空间及高层建筑的需求。度空间及高层建筑的需求。度空间及高层建筑的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种钢结构建筑的拼合式异形冷成型钢骨混凝土柱模块


[0001]本技术属于钢结构建筑领域，具体为一种钢结构建筑的拼合式异形冷成型钢骨混凝土柱模块。

技术介绍

[0002]近年来，随着社会主义市场经济的迅速发展,可持续发展、生态环保等理念逐渐深入人心，作为高耗资源的行业之一的建筑业正逐渐向环保节能、集约高效的方向发展。而装配式钢结构建筑因其具有抗震能力强、自重轻、建造方式高度集成、建造成本低、节能环保等优点，逐渐被应用在了越来越多的建筑体系中。
[0003]冷成型钢结构体系与传统钢筋混凝土及普通钢结构体系相比，造型更加多元化，结构体系更加轻薄，现场无污染，建造成本更低，所获综合效益更高，已成为装配式钢结构建筑的重要组成部分和发展趋势
[0004]冷成型钢结构柱为冷成型钢结构体系最主要的受力构件。其中冷成型钢结构角柱不仅受到结构自重等竖向荷载，还受到风荷载、地震作用力等。其承载能力、抗屈曲能力等特性备受重视。同时冷成型钢结构角柱因与外界环境接触几率最高，其耐火性能、防腐性能也备受关注。冷成型钢结构边柱直接或间接受到梁、板、墙等构件传递的恒载，其相比冷成型钢结构中柱更容易受到偏心作用。其承载能力、抗屈曲能力等特性备受重视。冷成型钢结构中柱不仅直接或间接受到梁、板、墙等构件传递的内力，其承载性能、抗震性能、防火防腐性能等特性备受重视。冷成型钢结构中柱也是冷成型钢房屋拼合形式最为多样、最为灵活的构件。现有研究对冷成型钢结构柱的多由C型、U型、Z型冷成型钢拼合而成，而其不同的截面形式大多存在抗屈曲强度、承载能力较低的缺陷，且多数研究并未将不同类型的结构柱受力性能加以区分。导致冷成型钢结构体系多局限于进深小、跨度小的低层建筑，难以满足社会对大跨度空间及高层建筑的需求。此外，尽管冷成型钢结构柱与预制墙板的拼合为水电管线的放置提供了支承，但实际施工中仍需用加强固定装置，该过程不仅会不同程度地削弱结构柱的性能，加固装置的采购工作与现场施工也提高了架设水电管线的施工成本。

技术实现思路

[0005]本技术的主要目的在于提供一种能克服上述冷成型钢结构柱的缺陷、适用于建造多高层钢结构建筑的柱模块。
[0006]本技术提供的这种钢结构建筑的拼合式异形冷成型钢骨混凝土柱模块，包括角柱模块、边柱模块和中柱模块，各柱模块分别包括采用多块冷成型钢板弯折后通过紧固件拼合而成的不同截面形状的异形钢骨，各异形钢骨的内腔中灌注混凝土或轻质混凝土，各异形钢骨的外围有用于固定装配式墙板的夹角面、有用于布置水电管线的凹槽。
[0007]上述技术方案的一种实施方式中，所述角柱模块、边柱模块和中柱模块的异形钢骨的横截面形状分别为L形、T形和十字形。
[0008]上述技术方案的一种实施方式中，所述角柱模块、边柱模块和中柱模块的异形钢
骨的内腔中均拼合有与异形钢骨等长的加强钢骨。
[0009]上述技术方案的一种实施方式中，所述角柱模块的加强钢骨的横截面形状为偏中的十字形，包括一对相邻的长边和另一对相邻的短边；所述边柱模块的加强钢骨的横截面形状为偏中的十字形，包括三长边和一短边；所述中柱模块的加强钢骨的横截面形状为正十字形。
[0010]上述技术方案的一种实施方式中，所述角柱模块、边柱模块和中柱模块的异形钢骨分别包括一块、两块和四块相同的多折弯板，多折弯板沿板体的宽度方向内、外交错依次经大于或者等于五次的基数次弯折后成型。
[0011]上述技术方案的一种实施方式中，所述角柱模块还包括两块联板，联板的横截面形状为开口端一侧带外折边的U形，还包括分别与联板拼合的角板，角板的横截面形状为L形；角柱模块的加强钢骨的两长边外侧夹持于所述多折弯板和联板的外折边之间，加强钢骨的两短边分别与联板不带外折边的侧板贴合，角板的两折边分别与联板的封闭端外表面贴合，各贴合处通过紧固件拧固成整体；角板和加强钢骨的两短边之间围成用于布置水电管线的空腔，钢骨的其它内腔中灌入混凝土或者轻质混凝土；空腔中的水电管线可通过拧入紧固件支撑固定；多折弯板和联板外折边的拼合面两侧夹角处均可作为布置水电管线的凹槽，且水电管线的外侧可通过紧固件作为侧向支撑；多折弯板的中间次数折弯的两夹角面用于固定角部墙板的内侧板，角板的两侧板外表面用于固定角部墙板的外侧板。
[0012]上述技术方案的一种实施方式中，所述边柱模块还包括一块横截面形状为凸字头的联板，边柱模块的加强钢骨的短边外缘垂直连接有开口朝向加强钢骨的U形板；边柱模块的两块多折弯板以一外折边相对对称布置，边柱模块的加强钢骨与短边共线的长边外侧夹持于两块多折弯板的外折边之间、另两共线长边分别与两块多折弯板的另一外折边贴合，边柱模块的联板的两外折边分别与加强钢骨的两共线长边的外表面贴合，同时联板封闭端的内表面与U形板的封闭端外表面贴合；各贴合面处通过紧固件拧固成整体，钢骨的内腔中灌入混凝土或者轻质混凝土；各外折边拼合面的两侧夹角处均可作为布置水电管线的凹槽，且水电管线的外侧可通过紧固件作为侧向支撑；两块多折弯板的中间次数折弯的两夹角面分别用于固定外墙板的内侧板和与外墙板垂直的室内墙板的两侧板，联板的封闭端外表面用于固定外墙板的外侧板。
[0013]上述技术方案的一种实施方式中，所述中柱模块的四块多折弯板以各外折边相对对称布置，中柱模块的加强钢骨的四边外侧分别夹持于两块多折弯板的外折边之间；各贴合处通过紧固件拧固成整体，钢骨的内腔中灌入混凝土或者轻质混凝土；各多折弯板外折边拼合处的两侧夹角处均可作为布置水电管线的凹槽，且水电管线的外侧可通过紧固件作为侧向支撑；四块多折弯板的中间次数折弯的两夹角面分别用于固定相互垂直的室内墙板的两侧板。
[0014]上述技术方案的一种实施方式中，所述紧固件采用自攻螺钉。
[0015]上述技术方案的一种实施方式中，所述角柱模块、边柱模块和中柱模块的异形钢骨的各结构板顶部和加强钢骨顶部分别对称设置便于拼合操作的吊装孔。
[0016]本技术将不同类型的结构柱的受力性能加以区分，分别设计角柱模块、边柱模块和中柱模块，各柱模块分别采用多块冷成型钢板折弯后通过紧固件拼合成不同截面形状的异形钢骨，以满足不同类型结构柱不同的性能要求。由于钢板折弯后的刚度大大提高，
所以其承载能力和抗弯曲能力大大提高。另外，可根据不同类型柱模块的性能要求来灵活确定其异形钢骨各成型板的不同折弯次数及成型形状，从而可采用本技术不同类型的柱模块可满足社会对大跨度空间及高层建筑的需求。钢板的折弯可批量生产，即各柱模块可在工厂批量拼合生产，生产效率高。整体钢骨作为柱模块在工厂生产后灌入混凝土或者轻质混凝土，其承载能力和抗屈曲能力进一步提高，还提高了柱模块的耐火性能。柱模块在工厂生产拼合成型后，由于各柱模块的异形钢骨有分别用于固定墙体内、外板的夹角面，所以往施工现场运输时，可柱模块可通过夹角面叠合套置，可节约运输空间，还可降低运输过程中的损伤。柱模块外围还有用于布置水电管线凹槽，且凹槽中的水电管线可通过拼合钢骨的紧固件作为侧向支撑，使水电管线的布置和架设无需设置管线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢结构建筑的拼合式异形冷成型钢骨混凝土柱模块，其特征在于：它包括角柱模块、边柱模块和中柱模块，各柱模块分别采用包括多块冷成型钢板弯折后通过紧固件拼合而成的不同截面形状的异形钢骨，各异形钢骨的内腔中灌注混凝土或轻质混凝土，各异形钢骨的外围有用于固定装配式墙板的夹角面、有用于布置水电管线的凹槽。2.如权利要求1所述的钢结构建筑的拼合式异形冷成型钢骨混凝土柱模块，其特征在于：所述角柱模块、边柱模块和中柱模块的异形钢骨的横截面形状分别为L形、T形和十字形。3.如权利要求2所述的钢结构建筑的拼合式异形冷成型钢骨混凝土柱模块，其特征在于：所述角柱模块、边柱模块和中柱模块的异形钢骨的内腔中均拼合有与异形钢骨等长的加强钢骨。4.如权利要求3所述的钢结构建筑的拼合式异形冷成型钢骨混凝土柱模块，其特征在于：所述角柱模块的加强钢骨的横截面形状为偏中的十字形，包括一对相邻的长边和另一对相邻的短边；所述边柱模块的加强钢骨的横截面形状为偏中的十字形，包括三长边和一短边；所述中柱模块的加强钢骨的横截面形状为正十字形。5.如权利要求4所述的钢结构建筑的拼合式异形冷成型钢骨混凝土柱模块，其特征在于：所述角柱模块、边柱模块和中柱模块的异形钢骨分别包括一块、两块和四块相同的多折弯板，多折弯板沿板体的宽度方向内、外交错依次经过大于或者等于五次的基数次弯折后成型。6.如权利要求5所述的钢结构建筑的拼合式异形冷成型钢骨混凝土柱模块，其特征在于：所述角柱模块还包括两块联板，联板的横截面形状为开口端一侧带外折边的U形，还包括分别与联板拼合的角板，角板的横截面形状为L形；角柱模块的加强钢骨的两长边外侧夹持于所述多折弯板和联板的外折边之间，加强钢骨的两短边分别与联板不带外折边的侧板贴合，角板的两折边分别与联板的封闭端外表面贴合，各贴合处通过紧固件拧固成整体；角板和加强钢骨的两短边之间围成用于布置水电管线的空腔，钢骨的其它内腔中灌入混凝土或者轻质混凝土；空腔中的水电管线可通过拧入紧固件支撑固定；多折弯板和联板外折边的拼合面两侧夹角处...

【专利技术属性】
技术研发人员：江力强，张星铄，蒋丽忠，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：