冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件及其生产工艺.pdf

本发明是一种冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件及其生产工艺，其特征是：包括在构件横截面内有C型、U型或Z型截面的腹板布有正、反三角形孔洞的冷弯薄壁格构型钢，按照间距排列由一种或一种以上的截面排列组装而成的钢骨架，固定于钢骨架上的建筑板材形成的可以有保温面层，装饰面层的永久模板，能使冷弯薄壁格构型钢相互组装和模板与钢骨架组装的连接件、过渡件；型钢骨架可以在一面或一面以上，根据需要固定模板而形成建筑楼板型、墙体型、梁、柱体型构件形状，可在模板内浇注混凝土、复合成建筑结构构件，本发明既具有耐久、高温、节能、轻度、高效、低成本，又能实现保温、管线穿越与主体结构同步、快速装配、施工等优点。

1、  一种冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件，包括冷弯薄壁格构型钢骨架、连接件(5)、过渡件(6)，其特征在于，构件的横截面主要由冷弯薄壁格构型钢(1)组装的冷弯薄壁格构型钢骨架、混凝土、固定于冷弯薄壁格构型钢骨架上的建筑板材形成的模板(3)、以及连接件(5)、过渡件(6)组成。

2、  按权利要求1所述的冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件，其特征在于：所述的冷弯薄壁格构型钢骨架由冷弯薄壁格构型钢(1)、连接件(5)、过渡件(6)组成，是由一种或一种以上截面的冷弯薄壁格构型钢(1)，按照需要排列组合，以连接件(5)、过渡件(6)装配而成。

3、  按权利要求1、2所述的冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件，其特征在于：所述的冷弯薄壁格构型钢(1)，其横截面或是Z型、或是U型、或是C型截面，并有多种尺寸规格，是沿着冷弯薄壁型钢的腹板纵向布有正、反排列的接近于三角型的孔洞；孔洞的周边有卷边，形成加强凸缘，相邻的两个凸缘在各孔间形成斜向的U型腹杆，在腹杆与翼缘交接处布有接近于三角形的压槽，使得三角孔的凸缘连续，成为冷弯薄壁格构型钢。

4、  按权利要求1所述的冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件，其特征在于：所述的模板(3)可以是一般建筑模板；或者是带有装饰面层和保温面层(4)的建筑板材做成的永久模板。

5、  一种冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件的制作方法，其特征在于：根据构件的设计尺寸和结构要求，将一种或一种以上规格的冷弯格构薄壁型钢进行排列组合，以过渡件(6)、连接件(5)连接或焊接成冷弯薄壁格构型钢骨架，在冷弯薄壁格构型钢骨架的外表面的一面或一面以上，固定有建筑模板(3)，然后浇注混凝土(2)，使得冷弯薄壁格构型钢骨架与混凝土复合成构件整体或使得冷弯薄壁格构型钢骨架、混凝土(2)、建筑模板(3)形成复合构件整体。

冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件及其生产工艺
技术领域
本发明属于建筑结构构件，特别涉及一种将模板固定于冷弯薄壁格构型钢骨架上的冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件及其生产工艺。
背景技术
目前建筑结构的受力构件，主要以钢筋混凝土构件，包括但不限于板型构件和梁、柱构件，和钢构件为主。钢筋混凝土构件和钢构件，基本相对独立的形成钢筋混凝土结构体系和钢结构体系。钢结构和钢筋混凝土结构基本是两个相对独立的结构体系，型钢很难实现与混凝土的结合。
目前钢筋混凝土结构构件中的钢筋做为主要结构材料，不能在施工阶段即可形成骨架以保证结构形状和施工荷载要求；必须配合大量的模板和支撑才能实现浇注混凝土；浇注后的混凝土表面，必须配合面层摸灰才能平整；钢筋和模板加工过程只能通过人工才能实现；特别是木材消耗量巨大。钢筋在混凝土结构体系中，一般只考虑其受拉作用，而难以发挥钢材的抗压性能，钢材的结构性能和使用性能都没有得到充分利用。钢筋混凝土结构体系，对混凝土的强度和性能要求严格，这就必须配合高强度水泥和高强度骨料实现，由于混凝土的重量巨大造成结构重量大，结构的有效强度效率低。住宅是综合布线非常密集的建筑，而综合布线难以与主体结构同步施工，更难以实现在主体结构中灵活的水平和垂直穿越，造成室内明露管线过多，增加工序、增加成本、质量难以保证、影响使用。框架结构的节点复杂、维护墙体特别是砌筑墙体的整体性能薄弱，影响抗震效果。并形成室内明露的梁角和柱角，影响使用。一般钢筋混凝土结构施工成本，钢筋加工、损耗、以及模板工程，繁重的人工成本过高；模板造成大量的木材消耗。而这些仅为施工过程的消耗没有对结构产生任何意义。
做为钢骨混凝土构件中的热轧型钢，由于截面大，必须配合钢筋或人工面层处理才能和混凝土可靠结合，工艺复杂，造价高。且型钢截面积很大，很难灵活组合成多种截面构造，一般只用于高层建筑的结构柱，和梁等承受线性荷载和集中荷载的构件。维护结构还需要传统方法解决。
普通钢结构中的热轧型钢构件，一般仅做为承受线性荷载的梁、和承受集中荷载的柱来使用。其防腐、防火、和稳定性，需要进行复杂的构造处理和涂层处理才能实现。在民用建筑中，对维护结构的要求条件极高。
目前冷弯型钢一般为实腹的C、U、Z、型钢，由于稳定性能较差，一般用于非主要受力结构。国内用于建造低层住宅的规范尚未成熟，还没有形成用于建造多层和高层住宅的技术体系。在国外，冷弯型钢主要用于建造低层住宅，但是其稳定性和防火性能，需要用具有强度和耐火性能的维护强板来保证，防腐问题一般需要镀锌涂层实现。
目前国外还有一种冷弯薄壁格构型钢。这种冷弯薄壁格构型钢实现了对普通C型钢的腹板进行连续开孔，且保证型钢的整体强度没有明显的削弱，且侧向稳定得到加强。并且近年在国外已经实现了产业化生产。这种型钢解决了在结构中穿线的问题，且整体稳定性能得到加强。冷弯薄壁格构型钢，目前在国外的应用，一般仅结合外挂维护板材用于低层建筑，目前还没有与混凝土进行合理的结合。
发明内容
本发明的目的，是为了避免上述技术中存在的缺点和不足之处，而提供一种具有耐久、高强、节能、轻质、快速装配施工、低成本的冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件及其生产工艺。
本发明的目的，是以如下技术方案实现的：冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件，包括冷弯薄壁格构型钢骨架、连接件、过渡件，其特征在于，构件的横截面主要由冷弯薄壁格构型钢组装的冷弯薄壁格构型钢骨架、混凝土、固定于冷弯薄壁格构型钢骨架上的建筑板材形成的模板、以及连接件、过渡件组成。所述的冷弯薄壁格构型钢骨架由冷弯薄壁格构型钢、连接件、过渡件组成，是由一种或一种以上截面的冷弯薄壁格构型钢，按照需要排列组合，以连接件、过渡件装配而成，型钢骨架可以与其它构件可靠连接，形成建筑结构；可以根据需要在型钢骨架的一面或一面以上固定模板，并满足构件的构造和形状要求，然后在模板内浇注混凝土，成为冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合建筑构件。可以但不限于做为建筑结构用的楼板、墙板、以及结构柱、梁等受力建筑结构构件。所述的冷弯薄壁格构型钢骨架中的冷弯薄壁格构型钢，指的是一种经特殊处理的冷弯型钢，就是在普通冷弯薄壁型钢的基础上，沿着普通冷弯薄壁型钢的腹板纵向布有正、反排列的接近于三角型的孔洞；在孔洞的周边有卷边，形成加强凸缘，相邻的两个三角孔周边的凸缘在各孔间形成斜向的U型腹杆，在腹杆与翼缘交接处，布有压槽，使得三角孔的凸缘连续；上述构造，使得冷弯型钢整体构成空间格构形状，形成所述的呈格构型的型钢，冷弯薄壁格构型钢，实现了在腹板连续开孔但其整体强度没有降低，这种冷弯薄壁格构型钢在混凝土内部，可以保证与混凝土的有效结合并保证混凝土的连续；其横截面或是Z型、或是U型、或是C型截面，并有多种尺寸规格。所述的型钢骨架，可以是，但不限于在工厂完成，现场安装；也可在现场拼装。所述的模板，可以但不限于用通常的可拆卸地建筑模板，也可以是带有装饰面层和保温面层的建筑板材，根据需要加工，固定于钢骨架上成为永久模板；建筑板材，可以但不限于是诸如加强水泥压力板、加强硅酸钙压力板类等可以做为建筑面层的板材，这种板材可以实现工厂预制；特别涉及与保温面层粘结成整体的保温模板，在浇注混凝土后可以与混凝土成为整体，使得本发明可以成为具有保温或装饰面层的构件。
本发明所述的一种冷弯薄壁格构型钢与混凝土复合的建筑构件的制作方法，其特征在于：根据构件的设计尺寸和结构要求，将一种或一种以上规格的冷弯格构薄壁型钢进行排列、组合，以过渡件、连接件连接或焊接成冷弯薄壁格构型钢骨架，在冷弯薄壁格构型钢骨架的外表面的一面或一面以上，固定有建筑模板，然后浇注混凝土，使得冷弯薄壁格构型钢骨架与混凝土复合成构件整体或使得冷弯薄壁格构型钢骨架、混凝土、建筑模板形成复合构件整体。
本发明可以广泛应用于建筑楼板、建筑墙体，以及结构柱和梁等多种建筑结构构件。
与现有技术相比，本发明具有下列优点：
1、提供更大的结构空间。
2、避免大量的支撑和模板工程以及钢筋加工工程；
3、减少抹灰等面层处理工序；
4、如果用永久性带有保温层的模板即可容易实现保温与主体结构同步施工；
5、便于各种管线的灵活穿越，实现同步施工；
6、如采用轻质混凝土，可以降低结构自重；
7、骨架可以实现快速装配化施工。
附图说明
本发明共有五幅附图，其中：
附图1：是本发明具体实施例之一，建筑楼板构件的主视构造示意图。
附图2：是图1的I-I横截面构造示意图。
附图3：是本发明具体实施例之二，建筑墙体构件的横截面构造示意图。
附图4：是本发明具体实施例之三，建筑柱体构件的横截面构造示意图。
附图5：是本发明具体实施例之四，建筑梁构件的横截面构造示意图。
图中：1、冷弯薄壁格构型钢  2、混凝土  3、模板  4、保温面层5、连接件  6、过渡件  7、正、反三角形孔洞  8、孔洞边缘卷边9、U型腹杆  10、压槽
具体实施方式
在图1、2所示的实施例之一，是建筑楼板构件，根据楼板的长×宽尺寸，用C型截面的冷弯薄壁格构型钢1以间距平行排列组合，用钢板制的过渡件6、自攻螺钉5的螺纹连接成冷弯薄壁格构型钢的钢骨架，与钢骨架连接的模板3，而其中永久模板3的下面有保温面层4，在模板内浇入混凝土2。采用的C型截面的冷弯薄壁格钢型钢的腹板面上布有正、反排列的接近三角形的孔洞7，各孔洞7上的周边有卷边8，形成加强凸缘，相邻的两个凸缘在各孔洞间形成斜向的U型腹杆9，在腹杆9与翼缘交接处布有接近于三角形的压槽10。
在图3所示的实施例之二，是建筑墙体构件，沿墙的高度将C型截面的冷弯薄壁结构型钢1以间距上、下平行同向排列组合，并分别以连接件5连接成型钢骨架，其它与实施例一相同。
在图4所示的实施例之三，是建筑柱体构件，C型截面的冷弯薄壁格构型钢1叠置在U型截面的冷弯薄壁格构型钢1内并对角排列组合，以自攻螺纹5连接成型钢骨架，模板3下面不设保温面层4，其它与实施例之一相同。
在图5所示的实施例之四，是建筑梁的构件，从图5所示的由四根“C”型截面的冷弯薄壁格构型钢1，口对口有间距的排列、组合，以钢板过渡件6，自攻螺纹连接件5，组装的冷弯薄壁格构型钢骨架，其它与实施例之三相同。