专利名称：轻钢构件、轻钢构件组件及其快速定位和固定的接合方法
技术领域：
本发明涉及一种轻钢建筑中使用的构件，特别是涉及一种用于轻钢建筑中的轻钢构件。本发明还涉及一种适用于施工现场大规模组装的轻钢构件的定位和固定接合方法，以及由该方法固定连接形成的轻钢构件的组件。
背景技术：
近年来，轻钢结构住宅的优越性越来越被人人们所认识，并逐渐成为住宅技术新热点。在北美、欧洲等国家，轻钢结构建筑已是一种常见的结构体系，采用轻钢结构的住宅所占的比例已从90年代初的5%发展到现在的25%左右。轻钢结构房屋体系以其高度工业化的生产方式、高效的现场安装水平、优良的使用性能、健康居家的产品理念，为越来越多的人们所接受。
但是，传统的轻钢建筑体系在实际建造过程中，存在多种技术障碍和不足。例如，如何降低楼板的重量，使其更加适合轻钢建筑体系，发明名称为“轻型楼板”的中国专利CN200820133842.4很好的解决了这个问题。在轻钢建筑体系中常用的冷弯薄壁型钢也存在强度不足的问题，发明名称为“设有加强结构的冷弯薄壁型钢”的中国专利CN200920000905. 3提出了一种新的解决方案。由于轻钢建筑体系的基本结构是由多种轻钢构件固定连接而成，因此在轻钢建筑的施工现场，有大量的轻钢构件需要精确而又快速的连接和固定。目前，传统结构的轻钢构件在施工现场一般通过焊接、铆接、自攻螺丝和螺栓的方式进行固定和连接。焊接的固定接合方式的主要问题如下(I)轻钢构件所用的钢板较薄，焊接时容易破损；(2)轻钢构件的钢板普遍采用镀锌防锈处理，焊接过程会造成构件的镀锌层破坏，形成防锈薄弱点；(3)轻钢构件的用量大，现场组装和校正工作困难；(4)轻钢构件需要连接的节点繁多，现场焊接工作繁重。轻钢构件在施工现场铆接接合时，主要存在以下问题(I)铆接在2毫米以下薄钢板的固定接合中普遍采用，如果薄钢板厚度超过2毫米时，铆接操作困难；(2)轻钢构件的配置密度较大，现场构件组装校正工作困难；(3)冷弯薄壁型钢结构这件的连接节点繁多，现场铆接工作繁重。轻钢构件在施工现场自攻螺丝接合，主要问题如下(1)现场攻丝操作困难；(2)用自攻螺丝接合时存在过度锁紧问题，易造成基材扩孔接合失效及自攻螺丝过热熔断，接合点品质难以保证。因此自攻螺丝接合一般用于少量构件的临时固定，不能适应施工现场大规模构件的组装。用螺栓接合轻钢构件的方式区别于以上三种接合方式，螺栓接合属可灵活调节节点处松紧状态的接合，但目前使用的螺栓接合存在以下问题(1)采用单支螺栓，属于铰接节点，结构稳定度较差，且单一螺栓使得应力集中，造成薄钢板撕裂，从而节点位置的抗剪力不足；(2)若采用多支螺栓进行接合以增加节点处抗剪力，则使得构件定位及校正工作更加困难。因此，由于现有技术中轻钢构件的结构及现有固定和连接方式存在的一些缺点，使得现实中迫切需要针对上述缺陷开发出一种新型结构的轻钢构件和固定连接技术，从而使得轻钢构件在轻钢建筑体系中能够发挥更多的作用。有鉴于此，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的轻钢构件、轻钢构件组件及其快速定位和固定接合的方法，能够改进一般现有技术存在的不足，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的轻钢构件结构存在的缺陷，而提供一种新的一种轻钢构件，所要解决的技术问题是使其能够进行快速精确的定位，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。 本发明的另一目的在于，提供一种轻钢构件的快速定位和固定的方法，所要解决的技术问题是克服现有轻钢构件在定位和固定时效率低下、准确度不高的缺陷，从而更加适于实用。本发明的再一目的在于，提供一种轻钢构件组件，该组件安装定位准确，成本低廉，从而更加适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种快速定位和固定轻钢构件的方法，其包括如下步骤(I)首先确定轻钢构件欲固定面的轴向中心线；(2)确定轻钢构件欲固定面轴向中心线的节点位置，作为定位轻钢构件的中心点，并在所述中心点进行冲孔，形成所述轻钢构件的中心定位孔；以及(3)通过所述中心定位孔对多个所述轻钢构件进行定位和固定接合。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的轻钢构件的快速定位和固定的接合方法，其中所述的轻钢构件由冷弯薄壁型钢、C型钢或L型钢制成。 前述的轻钢构件的快速定位和固定的接合方法，其中对多个所述轻钢构件进行定位和固定是通过螺栓穿过所述的中心定位孔，从而对多个所述轻钢构件进行定位和固定接
口 o前述的轻钢构件的快速定位和固定的接合方法，其中进一步在所述轻钢构件上设有多个用于进一步加强固定所述轻钢构件的紧固孔，所述紧固孔以中心定位孔为圆心，以同一半径分布，螺栓穿过所述的多个紧固孔，对多个所述轻钢构件进行进一步的加强固定。前述的轻钢构件的快速定位和固定的接合方法，其中所述的紧固孔为2-10个。前述的轻钢构件的快速定位和固定的接合方法，其中所述轻钢构件的中心定位孔与紧固孔同时冲孔而成。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种轻钢构件，该轻钢构件欲固定面轴向中心线的节点位置设有中心定位孔。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的轻钢构件，其中所述的轻钢构件由冷弯薄壁型钢、C型钢或L型钢制成。前述的轻钢构件，其中所述轻钢构件进一步设有多个用于进一步加强固定所述轻钢构件的紧固孔，所述紧固孔以中心定位孔为圆心，以同一半径分布。前述的轻钢构件，其中所述紧固孔的数目为2-10个。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种轻钢构件组件，该组件由两个或两个以上的轻钢构件构成，所述轻钢构件的欲固定面轴向中心线的节点位置设有中心定位孔，并通过螺栓穿过所述轻钢构件的中心定位孔定位固定接合，从而形成轻钢构件组件。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的轻钢构件组件，其中所述的轻钢构件由冷弯薄壁型钢、C型钢或L型钢制成。
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前述的轻钢构件组件，其中所述的轻钢构件进一步设有多个用于进一步加强固定所述轻钢构件的紧固孔，所述紧固孔以中心定位孔为圆心，以同一半径分布。前述的轻钢构件组件，其中所述的轻钢构件的紧固孔的数目为2-10个。借由上述技术方案，本发明提出的轻钢构件、轻钢构件组件及其快速定位和固定的接合方法至少具有下列优点(I)轻钢构件一般是铆接、焊接等方式，而且现有螺栓连接方式也存在缺陷。本发明克服了传统技术的偏见，通过特殊结构的轻钢构件和连接固定方法，实现了轻钢构件的快速准确定位。(2)传统轻钢构件连接采用螺栓结合，固定点一般为一个，而本发明可以通过多孔固定连接，从而连接强度更好。(3)采用中心定位孔连接和固定轻钢构件时，首先通过中心定位孔将需要固定和连接的轻钢构件连接到一起，然后再通过加强定位孔进一步加强轻钢构件的固定。该连接方法的优点是快速、方便、稳固。(4)传统螺栓固定的方式误差大，而本发明的连接方法具有连接精度精确，现场操作方便等优点。综上所述，本发明提出的轻钢构件、轻钢构件组件及其快速定位和固定的方法，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类技术和产品中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在方法上或产品功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有技术具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体方法及产品结构由以下实施例及其附图详细给出。
图I显示的是本发明轻钢构件的平面示意图。图2显示的是本发明轻钢构件和其它轻钢构件接合时的立体示意图。图3显示的是本发明轻钢构件和其它轻钢构件接合的一个实施例的截面示意图。
图4所示的是图3实施例的平面示意图。图5所示的是本发明轻钢构件和其它轻钢构件接合的另一实施例的截面示意图。图中I:中心定位孔2 :紧固孔3 :螺栓4:轻钢构件
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下接合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种轻钢构件、轻钢构件组件及其快速定位和固定的方法的具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。本发明提出的快速定位和固定轻钢构件的接合方法，其包括如下步骤
(I)首先确定轻钢构件的欲固定面轴向中心线；(2)确定轻钢构件欲固定面轴向中心线处的节点位置，作为定位轻钢构件的中心点，并在所述中心点进行冲孔，形成所述轻钢构件的中心定位孔；根据需要，可以对所述轻钢构件设有多个用于进一步加强固定所述轻钢构件的紧固孔，所述紧固孔以中心定位孔为圆心，以同一半径分布，螺栓穿过所述的多个紧固孔，对多个所述轻钢构件进行进一步的加强固定；以及(3)通过所述中心定位孔和紧固孔对多个所述轻钢构件进行定位和固定。对轻钢构件进行冲孔时，本发明采用多孔位整体冲压模具。该冲压模具的优点是既可以一次完成对节点处的中心定位孔完成冲孔，也可以同时完成对中心定位孔和紧固孔的冲孔。在组装轻钢构件时，首先将轻钢构件上的中心定位孔通过螺栓连接定位，由轻钢构件形成的整个屋架校正之后，再对节点处的中心定位孔或其四周的紧固孔锁紧，精确对位后，再用螺栓将其锁紧。该方法具有如下特点I、本方法采用多孔位整体冲压模具，节点处多孔可以一次性冲压形成，有效控制节点处多孔之间的误差，这种方法主要应用于梁与柱直角相交处。2、在本方法中，节点处的多孔由中心定位孔和四周锁紧接合孔构成。3、本方法应用于轻钢构件组装时，首先将中心定位孔通过螺栓连接定位，整个屋架校正之后，再对节点处的多孔进行锁紧接合，这种固定连接能够实现精确对位，然后即可通过螺栓将其锁紧。下面对本发明提出的新型结构的轻钢构件及其组件进行说明。实施例I请参阅图I所示，本发明较佳实施例的一种轻钢构件4主要包括轻钢构件欲固定面轴向中心线的节点位置设有一中心定位孔1，以及所述轻钢构件4上以中心定位孔为圆心，以同一半径分布的多个用于进一步加强固定所述轻钢构件的紧固孔2。紧固孔2可设计为长条孔。在本实例中，所述的轻钢构件4可以是由冷弯薄壁型钢、C型钢或L型钢制成的。实施例2请参阅图2、3和4，其中所示的本发明中轻钢构件组合在一起，形成轻钢构件组件的情况。在该实例中，轻钢构件4上设有四个紧固孔2，并通过螺栓3对中心定位孔I和紧固孔2进行精确紧固和定位。其中定位中心定位孔I的螺栓可以称之为定位螺栓，固定紧固孔2的螺栓可以称之为紧固螺栓。在图2、3和4中，所述的轻钢构件4可以形成连续双梁，以夹持其它轻钢构件，如C型钢柱或方柱。其中的中心定位孔I设于节点中央可以通过长螺栓贯通中心定位孔进行定位。紧固孔2可设为长条型的孔，从而可调节螺栓，方便组装。紧固孔2可使用短螺栓，将两构件接触面紧密接合。实施例3请参阅图5所示，所示的是本发明轻钢构件组件的另一实施例。和实施例2不同的是，本实施例中的轻钢构件4上设置的紧固孔2的数目为2个。本发明除了具有上述优点和特点外，还具有如下一些特征 (I)本发明采用螺栓紧固定位，突破了轻钢建筑领域的技术偏见。螺栓接合属可灵活调节节点处松紧状态的接合，本发明集合单支螺栓及多支螺栓各自在使用过程中的优势，分步骤同时运用，弥补两者的短处。冷弯薄壁型钢结构的构件接合处首先采用单支螺栓，属铰接节点，能够使冷弯薄壁型钢结构的构件精准定位，且校正工作容易进行，当单一螺栓节点抗剪力不足时，以单支螺栓为中心，在其周边增加若干多支螺栓，增加节点处抗剪力。(2)本发明采用的用于薄钢板的多支螺栓接合，能将受力分散，提高构件节点的承载力。(3)本发明采用的多支螺栓以定位螺栓为圆心，以同一半径平均分布，当构件节点受弯矩力时，多支螺栓能够平均受力，避免产生应力集中在局部螺栓进而产生的连锁破坏。(4)在本发明的技术方案中，位于圆心的定位螺栓，以构件中心线位置定位，方便构件组装校正，可采用贯穿多重接合面的长螺栓，定位完成后抽换成短螺栓。(5)本发明中多支螺栓进一步以定位螺栓为圆心分布，其中的螺栓孔可以设为长圆孔，以利于对轻钢构件的固定和连接位置作微调使用。(6)本发明中的紧固螺栓可以采用锁紧式螺栓，从而提高每一支螺栓的接合力。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种快速定位和固定轻钢构件的接合方法，其包括如下步骤 (1)首先确定轻钢构件欲固定面的轴向中心线； (2)确定轻钢构件欲固定面轴向中心线的节点位置，作为定位轻钢构件的中心点，并在所述中心点进行冲孔，形成所述轻钢构件的中心定位孔；以及 (3)通过所述中心定位孔对多个所述轻钢构件进行定位和固定接合。
2.根据权利要求I所述的方法，其中所述的轻钢构件由冷弯薄壁型钢、C型钢或L型钢 制成。
3.根据权利要求I所述的方法，其中对多个所述轻钢构件进行定位和固定是通过螺栓穿过所述的中心定位孔，从而实现对多个所述轻钢构件进行定位和固定。
4.根据权利要求I或2或3所述的方法，其中进一步对所述轻钢构件设有多个用于进一步加强固定所述轻钢构件的紧固孔，所述紧固孔以中心定位孔为圆心，以同一半径分布，螺栓穿过所述的多个紧固孔，对多个所述轻钢构件进行进一步的加强固定。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述的紧固孔为2-10个。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述轻钢构件的中心定位孔与紧固孔同时冲孔而成。
7.—种权利要求I所述的方法中适用的轻钢构件，其特征在于该所述轻钢构件欲固定面的轴向中心线的节点位置设有中心定位孔。
8.根据权利要求7所述的轻钢构件，其中轻钢构件由冷弯薄壁型钢、C型钢或L型钢制成。
9.根据权利要求7或8所述的轻钢构件，其中所述轻钢构件进一步设有多个用于进一步加强固定所述轻钢构件的紧固孔，所述紧固孔以中心定位孔为圆心，以同一半径分布。
10.根据权利要求9所述的轻钢构件，其中所述紧固孔的数目为2-10个。
11.一种由权利要求7所述的轻钢构件组成的轻钢构件组件，该组件由两个或两个以上的权利要求7所述的轻钢构件构成，其中，所述的轻钢构件欲固定面轴向中心线的节点位置设有中心定位孔，并通过螺栓穿过所述轻钢构件的中心定位孔定位固定。
12.根据权利要求11所述的轻钢构件组件，其中所述的轻钢构件由冷弯薄壁型钢、C型钢或L型钢制成。
13.根据权利要求11或12所述的轻钢构件组件，其中所述的轻钢构件进一步设有多个用于进一步加强固定所述轻钢构件的紧固孔，所述紧固孔以中心定位孔为圆心，以同一半径分布。
14.根据权利要求14所述的轻钢构件组件，其中所述的轻钢构件的紧固孔的数目为2-10 个。
全文摘要
本发明是关于一种轻钢构件、轻钢构件组件及其快速定位和固定的接合方法。本发明提供的轻钢构件的中心线的节点位置设有中心定位孔，所述轻钢构件可进一步设有多个用于进一步加强固定所述轻钢构件的紧固孔，所述紧固孔以中心定位孔为圆心，以同一半径分布。本发明提供的轻钢构件的结构和轻钢构件的定位和固定接合方法具有安装快速准确等优点。
文档编号E04B1/24GK102808451SQ20111014388
公开日2012年12月5日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者谢英俊 申请人:谢英俊