可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱的制作方法及注意事项

　　本发明涉及土木工程领域，特别涉及一种可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱。

　　背景技术：

　　随着我国装配式建筑的大力发展，钢结构凭借其抗震性能好，产业化成都高，建筑总量轻，建设工期短，环保效果好，灵活丰实，有效解决当前我国钢材产能过剩等诸多优点，成为政府力推的主要建筑结构形式。

　　而在钢结构中，冷弯薄壁型钢在成型过程中因冷作硬化的影响，钢材屈服点显著提高，对构件受力性能有利，从而可节省钢材。冷弯薄壁型钢结构的重量轻、功能多、能工业化生产，是一种有发展前途的结构。

　　对于冷弯薄壁型钢柱，抗震减灾型建筑、轻型活动房屋、工作平台、栈桥和支架等的柱，大多采用钢柱。钢柱具有重量轻，容量大，耐碰撞，运输及安装方便的优点，在建筑中已经越来越被广泛采用。

　　现行的普通截面的冷弯薄壁型钢柱，考虑到剪切变形的影响，普通截面的冷弯薄壁型钢柱因局部有较大的空洞削弱压杆等原因导致整体稳定性相对较差，新型三角形截面的薄壁型钢柱因其截面形状稳定使钢柱整体稳定性较强，能有效解决这一问题，所以可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱在框架结构中的推广更具有重要意义。

　　技术实现要素：

　　为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱，具体技术方案如下：

　　一种可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱，包括冷弯薄壁型钢板和连接螺钉；

　　通过冷弯成型机将所述冷弯薄壁型钢板加工成开有空隙的三角形截面钢柱，且斜截面设置呈非卷边或卷边；

　　所述三角形截面钢柱四周开有多个螺钉圆孔；

　　通过连接螺钉将两个所述三角形截面钢柱的斜边固定，形成一个整体稳定的长方形结构。

　　所述的一种可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱，其优选方案为所述连接螺钉可为铆钉、自攻螺栓、射钉、高强螺栓。

　　所述的一种可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱，其优选方案为所述冷弯薄壁型钢板的材料为碳素结构钢或低合金高强度结构钢。

　　所述的一种可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱，其优选方案为所述三角形截面钢柱截面斜边空隙的位置可以调整，且该柱的高度以及截面面积根据承载能力的不同进行调整。

　　本发明的有益效果：解决了普通型截面钢柱局部有较大的空洞削弱压杆等原因导致整体稳定性相对较差而局部屈曲带来的不利影响，并降低用钢量，本发明提供了一种可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱，因三角形确定之后，其边长、角度不会发生改变这一优点，设计上性能合理，施工上简单高效，经济上节能降耗，有助于实现构件制作简单、安装方便和成本适宜的设计理念和施工方法。如埃及金字塔、钢轨、三角形框架、起重机、屋顶等结构均利用了三角形稳定性这一特性。本发明提出的可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱具有下列优点：

　　1、可应用于低层或多层框架结构、框架结构的别墅、轻型活动房屋、工作平台、栈桥等形式的建筑。

　　2、能够改善目前普遍应用的普通截面钢柱抗震设计的性能，扩大冷弯薄壁型钢柱的应用范围。三角形具有稳定性而两个三角形截面所连接而成的冷弯薄壁型钢组合柱的相互作用使其具有较高的承载能力和较好的延性性能，增加抗弯、抗剪能力，减小结构变形，提高了冷弯薄壁型钢柱的抗震性能，使其能够应用在抗震设防烈度较高的地区。

　　3、冷弯薄壁型钢板件宽厚比较大，比普通钢结构构件节省钢材，材料利用效率更高，具有优良的经济效益。

　　4、与传统钢柱相比，可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱，可以在内部适当冲孔，方便钢结构住宅等建筑中管线、设备的穿孔和铺设，节约了住宅空间，使住宅整体性更强。

　　附图说明

　　图1为可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱的结构示意图的形式一；

　　图2为组合柱形式一的俯视图；

　　图3为组合柱形式一的两冷弯薄壁型钢拆分图；

　　图4为组合柱左视图；

　　图5为一种连接螺钉布置示意图；

　　图6为可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱的结构示意图的形式二；

　　图7为组合柱形式二的俯视图；

　　图8为组合柱形式二的两冷弯薄壁型钢拆分图。

　　图中，2-连接螺钉，10-三角形截面钢柱，11-冷弯薄壁型钢板，12-螺钉圆孔。

　　具体实施方式

　　下面结合本发明中的附图对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主体范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，作出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

　　实施例一：

　　如图1-5所示，一种可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱，包括冷弯薄壁型钢板和连接螺钉；

　　通过冷弯成型机将所述冷弯薄壁型钢板加工成开有空隙的三角形截面钢柱，且斜边不设置卷边；

　　所述三角形截面钢柱四周开有多个螺钉圆孔；

　　通过连接螺钉将两个所述三角形截面钢柱的斜边固定，形成一个整体稳定的长方形结构。

　　所述连接螺钉可为铆钉、自攻螺栓、射钉、螺栓。

　　所述冷弯薄壁型钢板的材料为碳素结构钢或低合金高强度结构钢。

　　所述三角形截面钢柱截面斜边空隙的位置可以调整，且该柱的高度以及截面面积根据承载能力的不同进行调整。

　　实施例二：

　　本实施例的可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱，其三角形斜边上具有卷边，其他基本结构同实施例一。参见图6-8，所述可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱，其三角形斜边上具有任意形状的卷边。

　　技术特征：

　　技术总结

　　本发明公开了一种可装配式冷弯薄壁型钢三角形截面格构柱，包括两个冷弯薄壁型钢柱以及连接螺钉。两个薄壁钢板冷弯成直角三角形截面的立柱，在斜边处布置连接螺钉，形成一格构柱。本发明设计上性能合理，相比于传统的钢柱，采用三角形截面这一设计，因三角形确定之后，其边长、角度不会发生改变这一优点，有效的提高了承载能力和稳定性能，增加抗弯、抗剪能力，减小结构变形，有助于实现构件制作简单、安装方便和成本适宜的设计理念和施工方法。

　　技术研发人员：张岩;于丰佼;金路;赵思琪;孙大为;石彬;陈立平;马云思;蔡子宪

　　受保护的技术使用者：沈阳建筑大学

　　技术研发日：2019.01.28

　　技术公布日：2019.03.26