專利名稱：用于輕鋼屋架中梁和柱的固定方法和固定機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕鋼建筑結(jié)構(gòu)及其固定方法，特別是涉及輕鋼屋架中連續(xù)梁和梁、梁和柱的固定方法，以及一種加強(qiáng)輕鋼屋架中梁和柱節(jié)點(diǎn)的抗彎矩抗剪力的固定機(jī)構(gòu)，該固定機(jī)構(gòu)同時(shí)增強(qiáng)了梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力和抗拉力性能。
背景技術(shù)：
輕鋼屋架的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造作法對輕鋼建筑的品質(zhì)和施工有很大的影響。輕鋼屋架的主要支撐構(gòu)件，如結(jié)構(gòu)梁和結(jié)構(gòu)柱，一般由厚度1.0-5mm的薄鋼板經(jīng)冷彎或冷軋成型的薄壁型鋼及其制品所構(gòu)成。冷彎薄壁型鋼型材還包括厚度1.0mm以下各種型式的壓型薄鋼板，它的制品往往具有支撐和圍護(hù)兩個(gè)方面的功能。另外，采用小截面型鋼如角鋼、管鋼、槽鋼、扁鋼和圓鋼等組成的構(gòu)件，或與冷彎薄壁型鋼組成的構(gòu)件，亦常用作輕鋼結(jié)構(gòu)的支撐構(gòu)件，如檁條連接件、桁架斜撐等。但是，使用輕鋼屋架的輕鋼建筑，無論在建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還是在制作安裝技術(shù)方面，還有很大的改進(jìn)之處。目前使用的輕鋼屋架在現(xiàn)場進(jìn)行組裝時(shí)，其中的支撐構(gòu)件，如由冷彎薄壁型鋼、角鋼、槽鋼或鋼板制成的結(jié)構(gòu)梁、結(jié)構(gòu)柱、檁條等，一般采用對接方式(如固定結(jié)合或鉸接)進(jìn)行連接、定位或固定。由于目前這種結(jié)構(gòu)的輕鋼屋架中的結(jié)構(gòu)梁、結(jié)構(gòu)柱、檁條等數(shù)量龐大，這種對接方式造成結(jié)合工藝復(fù)雜，同時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的誤差積累。為了克服上述缺陷，本發(fā)明人于2009年8月20日提交了名稱為“設(shè)有連續(xù)雙梁結(jié)構(gòu)的輕鋼屋架”、專利號為200920171128.9的實(shí)用新型專利。該專利的全部內(nèi)容作為整體引入本發(fā)明中。在該專利中，本發(fā)明人提出了 “連續(xù)雙梁”的技術(shù)方案?，F(xiàn)有技術(shù)中，梁在與柱結(jié)合固定的地方是斷開的。這樣做的缺陷如上所述，即“造成結(jié)合工藝復(fù)雜，同時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的誤差積累”。采用連續(xù)雙梁，梁和柱在結(jié)合固定處梁沒有斷開，梁是連續(xù)的，從而克服了上述缺陷。采用了連續(xù)雙梁，在梁與柱的交叉節(jié)點(diǎn)，雙梁貼合柱子兩側(cè)連續(xù)通過。梁與柱在其接觸面范圍內(nèi)通過機(jī)械接合方式固定。但梁和柱的接觸面積較小，螺栓或鉚釘使用數(shù)量受限，并且材料厚度較薄，無法形成有效的抗彎矩及抗剪切的能力。冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)雙梁與柱交叉節(jié)點(diǎn)的接觸面以機(jī)械接合方式固定，機(jī)械接合方式包括如螺栓，鉚釘以及鉆尾絲等。但是由于受接觸面積限制，螺栓或鉚釘不能數(shù)量過多，節(jié)點(diǎn)抗彎矩性能與抗剪力性能，以及梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力和抗拉力性能較弱。因此，現(xiàn)有技術(shù)中柱和梁的固定方式和結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用時(shí)產(chǎn)生很多缺陷。有鑒于上述缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，提出了一種新型的柱、梁固定連接方式和結(jié)構(gòu)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是克服現(xiàn)有輕鋼屋架中雙向雙梁與柱固定連接時(shí)存在的問題，而提出一種提高雙向雙梁與柱在節(jié)點(diǎn)處固定連接時(shí)的抗彎矩抗剪力，以及梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力抗拉力的方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于固定輕鋼屋架中柱和梁的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能夠提高輕鋼屋架中雙向雙梁與柱在節(jié)點(diǎn)處固定連接時(shí)的抗彎矩抗剪力，以及梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力抗拉力。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種輕鋼屋架中梁和柱的固定方法，該方法包括:確定梁與梁之間、梁與柱之間的接觸面；根據(jù)所述的接觸面選擇固定件；以及所述的固定件通過所述的梁與梁之間、梁與柱之間的接觸面對所述的梁與梁、梁與柱進(jìn)行固定連接。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的的固定方法，其中所述的梁為冷彎薄壁型鋼制成的雙向連續(xù)雙梁，所述的固定件為螺栓或鉚釘。前述的的固定方法，其中所述的固定件穿過所述的柱，將所述柱兩側(cè)的同向雙梁通過固定件固定連接，所述的固定件為螺栓或鉚釘。前述的的固定方法，其中進(jìn)一步包括在所述的梁與梁、梁與柱的接觸面設(shè)置加固梁與梁、梁與柱的連接的加強(qiáng)連接件，所述的加強(qiáng)連接件和所述的梁的結(jié)構(gòu)匹配，并通過所述的固定件固定在所述梁的內(nèi)側(cè)。前述的的固定方法，其中所述的加強(qiáng)連接件為方形或三角形的鋼構(gòu)件，該鋼構(gòu)件優(yōu)選為冷彎薄壁型鋼。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種用于輕鋼屋架中的固定機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括梁、柱、固定梁和柱的固定件，其中所述的固定件通過所述的梁與梁之間、梁與柱之間的接觸面對所述的梁與梁、梁與柱進(jìn)行固定連接，形成固定梁、柱的抗彎矩抗剪力機(jī)構(gòu)，以及梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力抗拉力機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的固定機(jī)構(gòu)，其中所述的梁為冷彎薄壁型鋼制成的雙向連續(xù)雙梁，所述的固定件為螺栓或鉚釘。前述的固定機(jī)構(gòu)，其中所述的固定件穿過所述的柱，將所述柱兩側(cè)的同向雙梁通過固定件固定連接，所述的固定件為螺栓或鉚釘。前述的固定機(jī)構(gòu)，其中進(jìn)一步包括在所述的梁與梁、梁與柱的接觸面設(shè)置加固梁與梁、梁與柱的連接的加強(qiáng)連接件，所述的加強(qiáng)連接件和所述的梁的結(jié)構(gòu)匹配，并通過所述的固定件固定在所述梁的內(nèi)側(cè)。前述的固定機(jī)構(gòu)，其中所述的加強(qiáng)連接件為方形或三角形的鋼構(gòu)件。本發(fā)明提出的固定方法和固定機(jī)構(gòu)主要是用于輕鋼建筑系統(tǒng)中。輕鋼建筑系統(tǒng)中優(yōu)選采用連續(xù)雙梁結(jié)構(gòu)，即本發(fā)明提出輕鋼屋架中梁和柱的固定方法和用于輕鋼屋架中的固定機(jī)構(gòu)特別優(yōu)選適用于“雙向連續(xù)雙梁與柱子的交叉節(jié)點(diǎn)”。具體來說，在梁與柱的交叉節(jié)點(diǎn)，雙梁貼合柱子兩側(cè)連續(xù)通過。梁與柱在其接觸面范圍內(nèi)通過機(jī)械接合方式固定。但梁和柱的接觸面積較小，螺栓或鉚釘使用數(shù)量受限，并且材料厚度較薄，無法形成有效的抗彎矩及抗剪切的能力，這是連續(xù)雙梁結(jié)構(gòu)之間及和柱子之間的固定過程中存在的技術(shù)難題，本發(fā)明很好的解決了該技術(shù)難題。本發(fā)明的技術(shù)方案是在梁與柱的交叉節(jié)點(diǎn)，一個(gè)向度的連續(xù)雙梁與另一向度的連續(xù)雙梁在柱子周邊上下錯(cuò)開并緊密貼合形成井字交叉，分別通過機(jī)械接合方式與柱子固定。兩個(gè)向度的連續(xù)雙梁獨(dú)立作用。在上下兩個(gè)向度連續(xù)雙梁的接觸面通過機(jī)械接合固定并有效聯(lián)動(dòng)，形成的固定機(jī)構(gòu)克服了梁柱節(jié)點(diǎn)處的抗彎矩及抗剪力較差，以及梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力抗拉力不足的問題。通過兩個(gè)向度雙梁接觸面的接合形成聯(lián)動(dòng)機(jī)制，大幅度提高節(jié)點(diǎn)抗彎矩及抗剪力能力，以及梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力抗拉力的能力。在本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案中，冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)雙向雙梁與柱交叉節(jié)點(diǎn)抗彎矩抗剪力的加強(qiáng)方法適用于冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)雙向雙梁與柱交叉節(jié)點(diǎn)的抗彎矩抗剪力的加強(qiáng)，以及梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力抗拉力的加強(qiáng)。具體的技術(shù)方案為:雙向雙梁各自的接觸面al、a2、bl、b2使用螺栓或鉚釘連接，雙向雙梁與柱的交叉節(jié)點(diǎn)形成雙向交叉雙梁的抗彎矩抗剪力機(jī)構(gòu)，以及梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力抗拉力機(jī)構(gòu)，并且能夠使一個(gè)向度雙梁與柱的接合點(diǎn)與另一向度雙梁與柱的接合點(diǎn)共同承擔(dān)剪力和梁在節(jié)點(diǎn)處的壓力和拉力。具體來說本發(fā)明具有以下特點(diǎn):第一，在雙向雙梁與柱的交叉節(jié)點(diǎn)中，雙向連續(xù)雙梁的接觸面使用螺栓或鉚釘連接成形成整體的抗壓力抗拉力機(jī)構(gòu)，從而能夠在兩個(gè)向度與柱的共同抵抗梁在節(jié)點(diǎn)處的壓力和拉力。第二、一個(gè)向度雙梁可通過與另一向度雙梁的接觸面的接合，使一個(gè)向度的彎矩由另一向度雙梁與柱兩側(cè)接合面大小相同、方向相反的抗力承擔(dān)，形成完整的抗彎矩機(jī)構(gòu)(如圖1所示)。第三、一個(gè)向度雙梁可通過與另一向度雙梁的接觸面的接合，能夠使一個(gè)向度雙梁與柱的接合點(diǎn)與另一向度雙梁與柱的接合點(diǎn)共同承擔(dān)剪力，從而形成完整的抗剪力機(jī)構(gòu)。第四、通過加強(qiáng)連結(jié)件F加強(qiáng)接觸面與固定連接連續(xù)雙梁和柱的固定件的連接，加強(qiáng)連結(jié)件F在整個(gè)斷面分散梁的受力。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出的輕鋼屋架中梁和柱的固定方法，和用于輕鋼屋架中的固定機(jī)構(gòu)，至少具有下列優(yōu)點(diǎn)。
(I)本發(fā)明提出的固定方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，在雙向雙梁與柱的交叉節(jié)點(diǎn)中，雙向連續(xù)雙梁的接觸面使用螺栓或鉚釘連接成形成整體，從而能夠在兩個(gè)向度與柱共同作用，加強(qiáng)梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力抗拉力。( 2 )本發(fā)明中提出的固定機(jī)構(gòu)，使一個(gè)向度的彎矩由另一向度雙梁與柱兩側(cè)接合面大小相同、方向相反的抗力承擔(dān)，形成完整的抗彎矩機(jī)構(gòu)。( 3 )本發(fā)明中提出的固定機(jī)構(gòu)，能夠使一個(gè)向度的雙梁與柱的接合點(diǎn)與另一向度的雙梁與柱的接合點(diǎn)共同承擔(dān)剪力。(4)本發(fā)明中提出的固定機(jī)構(gòu)，采用加強(qiáng)連結(jié)件加強(qiáng)接觸面和固定件的連接，將梁的受力分散于整個(gè)斷面，避免了受力集中于梁、梁和柱的連結(jié)點(diǎn)。綜上所述，本發(fā)明提出的輕鋼屋架中梁和柱的固定方法和用于輕鋼屋架中的固定機(jī)構(gòu)，其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，并在同類方法和結(jié)構(gòu)中未見有類似的設(shè)計(jì)公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在方法上或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的輕鋼屋架中梁和柱的固定方法具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新發(fā)明。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。


圖1顯示的本發(fā)明某一節(jié)點(diǎn)抗彎矩抗剪力以及梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力抗拉力機(jī)構(gòu)的整體示意圖，其中AA方向剖視圖如圖3所示，B-B方向剖視圖如圖2所示。圖2顯示的為圖1所示節(jié)點(diǎn)另一方向的結(jié)構(gòu)示意圖，其中C-C方向剖視圖如圖1所示。圖3顯示的為圖1所示節(jié)點(diǎn)另一方向的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4顯示的本發(fā)明另一節(jié)點(diǎn)抗彎矩抗剪力機(jī)構(gòu)的整體示意圖，其中DD方向剖視圖如圖5所示，E-E方向剖視圖如圖2所示。圖5顯示的為圖4所示節(jié)點(diǎn)另一方向的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6和圖7所示的是加強(qiáng)連接件F的兩種結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖中的代碼所示部件分別如下所示。A1、A2:某一向度的連續(xù)雙梁B1、B2:另一向度的連續(xù)雙梁C:柱al、a2、bl、b2:某一向度的連續(xù)雙梁Al、A2與另一向度的連續(xù)雙梁B1、B2的接觸
面el:固定某一向度的連續(xù)雙梁Al、A2和柱C的固定件e2:固定某一向度的連續(xù)雙梁B1、B2和柱C的固定件F:A1、A2、B1、B2的接觸面al、bl、a2、b2與固定件el、e2之間的加強(qiáng)連結(jié)件
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的輕鋼屋架中梁和柱的固定方法和用于輕鋼屋架中的固定機(jī)構(gòu)詳細(xì)說明如后。優(yōu)選的，本發(fā)明提出的輕鋼屋架中梁和柱的固定方法，其中梁為連續(xù)雙梁，優(yōu)選為兩個(gè)向度的連續(xù)雙梁Al、A2、B1、B2，該方法包括:確定一個(gè)向度的連續(xù)雙梁A1、A2和另一向度的連續(xù)雙梁B1、B2之間的接觸面al、a2、bl、b2 ；用固定件(優(yōu)選為螺栓或鉚釘)固定A1、A2、B1、B2 ；固定件el或e2穿過柱C與同一向度的連續(xù)雙梁Al、A2或B1、B2，將其固定在一起，從而形成抗彎矩抗剪力的機(jī)構(gòu)，以及梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力抗拉力機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)雙梁和柱C的固定連接。更進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，連續(xù)雙梁Al、A2、B1、B2與柱C的接觸面al、a2、bl、b2設(shè)置了加固A1、A2、B1、B2與柱C的連接的加強(qiáng)連接件F，該加強(qiáng)連接件F和所述的連續(xù)雙梁A1、A2、B1、B2的結(jié)構(gòu)匹配，并通過所述的固定件固定在A1、A2、B1、B2的內(nèi)側(cè)。加強(qiáng)連接件F為設(shè)有孔的長方體。在另一實(shí)施例中，加強(qiáng)連接件F為設(shè)有孔的三角體。圖1-5顯示了本發(fā)明較佳實(shí)施例的用于輕鋼屋架中的固定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖1、圖2、圖3表示的是連續(xù)雙梁和柱的一個(gè)節(jié)點(diǎn)的三個(gè)方向的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4、圖2、圖5表示的是連續(xù)雙梁和柱的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的三個(gè)方向的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6和圖7所示的是加強(qiáng)連接件F的兩種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示意圖。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輕鋼屋架中梁和柱的固定方法，該方法包括: 確定梁與梁之間、梁與柱之間的接觸面； 根據(jù)所述的接觸面選擇固定件；以及 所述的固定件通過所述的梁與梁之間、梁與柱之間的接觸面對所述的梁與梁、梁與柱進(jìn)行固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定方法，其中所述的梁為冷彎薄壁型鋼制成的雙向連續(xù)雙梁，所述的固定件為螺栓或鉚釘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固定方法，其中所述的固定件穿過所述的柱，將所述柱兩側(cè)的同向雙梁通過固定件固定連接，所述的固定件為螺栓或鉚釘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固定方法，其中進(jìn)一步包括在所述的梁與梁、梁與柱的接觸面設(shè)置加固梁與梁、梁與柱的連接的加強(qiáng)連接件，所述的加強(qiáng)連接件和所述的梁的結(jié)構(gòu)匹配，并通過所述的固定件固定在所述梁的內(nèi)側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固定方法，其中所述的加強(qiáng)連接件為方形或三角形的鋼構(gòu)件。
6.一種用于輕鋼屋架中的固定機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括梁、柱、固定梁和柱的固定件，其中所述的固定件通過所述的梁與梁之間、梁與柱之間的接觸面對所述的梁與梁、梁與柱進(jìn)行固定連接，形成固定梁、柱節(jié)點(diǎn)的固定機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固定機(jī)構(gòu)，其中所述的梁為冷彎薄壁型鋼制成的雙向連續(xù)雙梁，所述的固定件為螺栓或鉚釘。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固定機(jī)構(gòu)，其中所述的固定件穿過所述的柱，將所述柱兩側(cè)的同向雙梁通過固定件固定連接，所述的固定件為螺栓或鉚釘。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的固定機(jī)構(gòu)，其中進(jìn)一步包括在所述的梁與梁、梁與柱的接觸面設(shè)置加固梁與梁、梁與柱的連接的加強(qiáng)連接件，所述的加強(qiáng)連接件和所述的梁的結(jié)構(gòu)匹配，并通過所述的固定件固定在所述梁的內(nèi)側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固定機(jī)構(gòu)，其中所述的加強(qiáng)連接件為方形或三角形的鋼構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種輕鋼屋架中梁和梁、梁和柱的固定方法，該方法包括確定梁與梁之間、梁與柱之間的接觸面；根據(jù)所述的接觸面選擇固定件進(jìn)行固定連接。本發(fā)明還提供了一種用于輕鋼屋架中梁和梁、梁和柱的固定機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括梁、柱、固定梁和柱的固定件，其中所述的固定件通過所述的梁與梁之間、梁與柱之間的接觸面對所述的梁與梁、梁與柱進(jìn)行固定連接，形成固定梁、柱的固定機(jī)構(gòu)。該固定機(jī)構(gòu)具有抗彎矩、抗剪力、抗壓力和抗拉力的功能。本發(fā)明的方法提高了雙向雙梁與柱在固定連接時(shí)其交叉節(jié)點(diǎn)的抗彎矩和抗剪力，以及增強(qiáng)了梁在節(jié)點(diǎn)處的抗壓力和抗拉力。
文檔編號E04B1/58GK103161247SQ201310051909
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月17日
發(fā)明者謝英俊 申請人:謝英俊