[发明专利]一种带自锁扣的钢管束组合及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别是指一种带自锁扣的钢管束组合及其生产方法。

背景技术

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。

发明内容

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，本发明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：