一种钢结构单元的制作方法

1.本发明涉及钢结构技术领域，具体涉及一种钢结构单元。


背景技术：

2.钢结构从大类上归属于装配式建筑类型，拥有快速、环保等特点。而传统钢结构建筑由于钢结构的裸露，一方面需要表面涂批防火涂料，另一方面裸露的结构并不能让大部分人接受，故而大部分用于商业场馆的建设中，而在民用住宅领域中使用占比较少。
3.此外，现有的钢结构中，檩条与柱或梁均是通过螺钉连接，安装不便，施工时间较长。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种钢结构单元，其檩条与框架可以卡接连接，使得檩条的安装更加便捷。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的一种钢结构单元，包括框架，该框架包括相互平行设置的两个第一方钢管，两个所述第一方钢管之间连接有两个相互平行的第二方钢管，所述第一方钢管和第二方钢管的结构相同，且两个所述第一方钢管的棱边相对，两个所述第二方钢管的棱边相对；在两个所述第二方钢管之间连接有多个檩条，该檩条的长度方向的两端设置有v形的卡口，两个所述卡口分别卡接在两个所述第二方钢管的相对的棱边处；所述卡口具有两个相对设置的卡接部，在所述第二方钢管的四个侧壁上均沿其长度方向开设有多个固定槽，且所述第二方钢管的四个侧壁的结构相同；所述卡口的两个卡接部分别卡接在所述第二方钢管的相邻的两个侧壁的相应的固定槽内。
6.本发明中，第二方钢管的棱边与檩条的的端部相对，使得檩条的卡口可与第二方钢管的固定槽卡接，安装檩条时，无需使用安装工具，安装便捷，此外，第二方钢管的长度方向设置有多个固定槽，可以根据安装需要，将檩条卡接在任意一个固定槽内，便于钢结构的搭建。
7.优选地，所述固定槽的左右方向的两端均设置有插接板，所述固定槽的左右方向限定为所述第二方钢管的长度方向，且多个所述固定槽等距设置，在所述卡接部上设置有与该插接板适配的插槽，相邻的两个所述固定槽之间的距离为0.25na.其中，n为正整数，a为所述第二方钢管的横截面的对角距离。插接板插接在相应的插槽内，可以进一步限定檩条的位置，提高檩条与第二方钢管的连接强度。
8.优选地，所述檩条的宽度方向的两边均设置有多个安装槽，多个所述安装槽沿所述檩条的长度方向等距设置，且所述檩条的宽度方向的两边的安装槽对称设置；在所述檩条的宽度方向的两边均连接有多个结构板，多个所述结构板沿所述檩条的长度方向排列，该结构板的宽度方向的两端分别设置有第一卡固件和第二卡固件，所述第一卡固件和第二卡固件均沿所述结构板的长度方向设置。檩条的宽度方向的两端设置安装槽，可以便于安装结构板，此外，本发明在安装结构板时无需安装工具，安装便捷。
9.优选地，相邻两个所述结构板中，其中一个所述结构板的第一卡固件与另一个所述结构板的第二卡固件卡接于同一个所述安装槽内，且位于同一所述安装槽内的所述第二卡固件包覆在所述第一卡固件的外周；同一所述结构板上，所述第一卡固件靠近所述第二卡固件的一侧沿其长度方向设置有第一卡条，所述第二卡固件靠近所述第一卡固件的一侧沿其长度方向设置有第二卡条，所述第一卡条和第二卡条的底部均形成斜面，所述第一卡条的斜面沿远离所述第一卡固件的方向逐渐向上倾斜设置，所述第二卡条的斜面沿远离所述第二卡固件的方向逐渐向上倾斜设置；所述安装槽的两个侧壁上分别设置有与所述第一卡条和所述第二卡条适配的第一卡槽和第二卡槽。采用这种结构设计，安装后的相邻两个结构板的第一卡固件和第二卡固件部分重叠搭接，可以起到防水效果，还可以有效防止结构板掉落，有利于提高结构板与檩条的连接强度。
10.优选地，同一所述结构板上，所述第一卡固件远离所述第二卡固件的一侧形成凸面，所述第二卡固件远离所述第一卡固件的一侧形成凹面，该凹面能包覆在相邻的所述结构板的第一卡固件的凸面的外周。
11.优选地，所述安装槽从外至内依次包括相互连通的第一槽体和第二槽体，所述第二槽体的宽度大于所述第一槽体的宽度，在所述第二槽体靠近所述第一槽体的一侧形成台阶面，所述第一槽体的侧壁上设置有所述第一卡槽和第二卡槽；所述第一卡固件连接在所述第一槽体内，所述第二卡固件的底端伸入所述第二槽体内，且该第二卡固件的底端抵接在所述台阶面上。
12.优选地，同一所述结构板上，所述第一卡固件远离所述第二卡固件的一侧沿其长度方向设置有第一限位槽，所述第二卡固件远离所述第一卡固件的一侧沿其长度方向设置有第二限位槽；在相邻两个所述结构板中，所述第一限位槽和所述第二限位槽围合形成卡固槽，且相邻两个所述结构板之间形成与该卡固槽连通的对接缝，该对接缝的宽度小于所述卡固槽的宽度。
13.优选地，在所述结构板远离所述檩条的一侧铺设有多个装饰板，多个所述装饰板沿所述檩条的长度方向排列，该装饰板的底部设置有与所述卡固槽卡接的卡接结构。采用这种结构，安装装饰板时，无需安装工具，安装便捷。
14.优选地，所述卡接结构包括设置在所述装饰板宽度方向两端的半限位条，在两个所述半限位条之间设置有若干限位条，所述半限位条和限位条均沿所述装饰板的长度方向设置；所述限位条从上至下包括通过部和限位部，所述通过部与所述对接缝适配，所述限位部与所述卡固槽适配；相邻两个所述装饰板的相互靠近的两个所述半限位条卡接在同一所述卡固槽内，且两个所述半限位条能合并形成与所述限位条结构相同的整限位条。
15.优选地，所述檩条的宽度等于或大于所述第二方钢管的横截面的对角宽度；
16.相邻两个所述安装槽的间距等于所述第二方钢管的横截面的对角宽度的倍数，所述檩条与所述第二方钢管连接后，靠近所述檩条长度方向两端的所述安装槽，与所述第二方钢管的对角线宽度方向的端面平齐。这种结构设计，装饰板可以将第一方钢管和第二方钢管完全包裹在内，使得第一方钢管、第二方钢管、檩条以及结构板完全隐藏，提高钢结构单元的美观性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
18.图1为本发明实施例的钢结构单元的结构示意图之一；
19.图2为本发明实施例的钢结构单元的结构示意图之二；
20.图3为本发明实施例的第二方钢管的结构示意图；
21.图4为本发明实施例的檩条的结构示意图；
22.图5为本发明实施例的第二方钢管与檩条的连接结构示意图；
23.图6为本发明实施例的檩条、结构板和装饰板的连接结构示意图；
24.图7为图6中的局部放大图p；
25.图8为本发明实施例的第一方钢管和第二方钢管的连接结构示意图；
26.图9为本发明实施例的八面端板的结构示意图之一；
27.图10为本发明实施例的八面端板的结构示意图之二；
28.图11为本发明实施例的第一连接件的结构示意图；
29.图12为本发明实施例的第二连接件的结构示意图；
30.图13为本发明实施例的第一方钢管或第二方钢管对接的结构示意图。
31.附图标记：
[0032]1‑
第一方钢管；2
‑
第二方钢管；21
‑
固定槽；211
‑
插接板；3
‑
檩条；31
‑ꢀ
卡口；311
‑
插槽；32
‑
安装槽；321
‑
第一卡槽；322
‑
第二卡槽；4
‑
结构板；41
‑ꢀ
第一卡固件；411
‑
第一卡条；412
‑
第一限位槽；42
‑
第二卡固件；421
‑
第二卡条；422
‑
第二限位槽；5
‑
装饰板；51
‑
半限位条；52
‑
限位条；6
‑
八面端板；61
‑ꢀ
凸出部；611
‑
第一斜面；612
‑
第二斜面；613
‑
平面；62
‑
凹槽；63
‑
贯通槽；64
‑ꢀ
连接部；65
‑
开口；7
‑
第一连接件；71
‑
调节部；72
‑
第一螺纹部；73
‑
锥形部； 74
‑
第二螺纹部；8
‑
第二连接件；81
‑
连接螺栓；82
‑
调节块；83
‑
第二螺母。
具体实施方式
[0033]
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0034]
需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0035]
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13所示，本实施例提供了一种钢结构单元，包括框架，该框架包括相互平行设置的两个第一方钢管1，两个第一方钢管1之间连接有两个相互平行的第二方钢管2，且两个第一方钢管1的棱边相对，两个第二方钢管2的棱边相对。参考图3，第二方钢管2四个侧壁上均沿其长度方向开设有多个固定槽21，该固定槽21左右方向的两端均设置有插接板211，固定槽21的左右方向限定为第二方钢管2的长度方向；第二方钢管2的四个侧壁的结构相同，即第二方钢管2的四个侧壁对称布置，且多个固定槽21在第二方钢管2的长度方向上等距布置。本实施例中，第一方钢管1和第二方钢管2的结构相同，在此不做赘述。
[0036]
相邻两个固定槽21之间的距离为0.25na，其中，n为正整数，a为第二方钢管2的横截面的对角距离。本实施例中，a取150mm，n取2，即相邻两个固定槽21之间的距离为75mm，采用这种模数关系，可以便于后期的设计、加工、安装和装修。
[0037]
在两个第二方钢管2之间连接有多个檩条3，参考图4，该檩条3的长度方向的两端设置有v形的卡口31，两个卡口31分别卡接在两个第二方钢管2 的相对的棱边处；卡口31具有两个相对设置的卡接部，卡口31的两个卡接部分别卡接在第二方钢管2的相邻的两个侧壁的相应的固定槽21内。此外，在卡接部上设置有与上述插接板211适配的插槽311，在连接时，将檩条3对准第二方钢管2的相应棱边，然后用力向第二方钢管2的方向推动檩条，使得檩条3的卡接部卡接在相应的固定槽21内，并使得插接板211插接在相应的插槽311内，从而使得檩条3与第二方钢管2连接牢固(参考图5)。由图3可知，本实施例的固定槽21内靠近两个棱边处分别设置有一对插接板211，檩条3与较远的一对插接板连接，两对插接板的设计，可以使得檩条3可靠接在第二方钢管2的任意棱边处。
[0038]
本实施例中，檩条3由一块钢板弯折形成，该檩条的宽度方向的两端弯折形成三角形结构，参考图2。
[0039]
进一步地，参考图4、图6和图7，檩条3的宽度方向的两边均设置有多个安装槽32，多个安装槽32沿檩条3的长度方向等距设置，且檩条3的宽度方向的两边的安装槽32对称设置；在檩条3的宽度方向的两边均连接有多个结构板4，多个结构板4沿檩条3的长度方向排列，该结构板4的宽度方向的两端分别设置有第一卡固件41和第二卡固件42，第一卡固件41和第二卡固件42均沿结构板4的长度方向设置；相邻两个结构板4中，其中一个结构板的第一卡固件41与另一个结构板的第二卡固件42卡接于同一个安装槽32内，且位于同一安装槽32内的第二卡固件42包覆在第一卡固件41的外周。
[0040]
具体地，同一结构板4上，第一卡固件41靠近第二卡固件42的一侧沿其长度方向设置有第一卡条411，第二卡固件42靠近第一卡固件41的一侧沿其长度方向设置有第二卡条421，第一卡条411和第二卡条421的底部均形成斜面，第一卡条411的斜面沿远离第一卡固件41的方向逐渐向上倾斜设置，第二卡条421的斜面沿远离第二卡固件42的方向逐渐向上倾斜设置；且在同一结构板4上，第一卡固件41远离第二卡固件42的一侧形成凸面，第二卡固件 42远离第一卡固件41的一侧形成凹面，该凹面能包覆在相邻的结构板的第一卡固件41的凸面的外周。
[0041]
具体地，上述安装槽32从外至内依次包括相互连通的第一槽体和第二槽体，第二槽体的宽度大于第一槽体的宽度，在第二槽体靠近第一槽体的一侧形成台阶面，第一槽体的侧壁上设置有与第一卡条411和第二卡条421适配的第一卡槽321和第二卡槽322。
[0042]
本实施例中，第一卡固件41连接在第一槽体内，第二卡固件42的底端伸入第二槽体内，且该第二卡固件42的底端抵接在安装槽32的台阶面上。
[0043]
进一步地，在同一结构板4上，第一卡固件41远离第二卡固件42的一侧沿其长度方向设置有第一限位槽412，第二卡固件42远离第一卡固件41的一侧沿其长度方向设置有第二限位槽422；在相邻两个结构板4中，第一限位槽 412和第二限位槽422围合形成卡固槽，且相邻两个结构板4之间形成与该卡固槽连通的对接缝，该对接缝的宽度小于卡固槽的宽度。在结构板4远离檩条 3的一侧铺设有多个装饰板5，多个装饰板5沿檩条3的长度方向排列，该装饰板5的底部设置有与卡固槽卡接的卡接结构，该卡接结构包括设置在装饰板 5宽
度方向两端的半限位条51，在两个半限位条51之间设置有一个限位条52，半限位条51和限位条52均沿装饰板5的长度方向设置；限位条52从上至下包括通过部和限位部，通过部与对接缝适配，限位部与卡固槽适配；相邻两个装饰板5的相互靠近的两个半限位条51卡接在同一卡固槽内，且两个半限位条51能合并形成与限位条52结构相同的整限位条，以使得相邻两个装饰板2 无缝对接。
[0044]
此外，本实施例的檩条3的宽度与第二方钢管2的横截面的对角宽度相同，在实际中，还可以选择将檩条3的宽度设计为大于第二方钢管2的横截面的对角宽度。进一步地，相邻两个安装槽32的间距等于第二方钢管2的横截面的对角宽度的倍数，本实施例中，相邻两个安装槽32之间的距离为150mm，等于第二方钢管2的横截面的对角宽度150mm。
[0045]
在檩条3与第二方钢管2连接后，靠近檩条3长度方向两端的安装槽32，与第二方钢管2的对角线宽度方向的端面平齐，即靠近檩条3长度方向的端部的安装槽32与第二方钢管2的与檩条3宽度方向一致的对角面之间的距离是相邻两个安装槽32之间的距离的一半，本实施例中，安装槽与对角面之间的距离以及相邻两个安装槽之间的距离，均是以安装槽的中间位置为基准进行描述的。本实施例的钢结构单元可以拓展为多样的钢结构，在同一根第二方钢管 2的长度方向的两侧对称连接两个檩条3后，两个檩条3的相互靠近的两个安装槽之间的距离也为150mm，以便于后期结构板的安装。
[0046]
本实施例的钢结构单元中，第二方钢管2、檩条3、结构板4和装饰板5 之间的连接均采用卡接结构，安装时，不需要工具，使得钢结构单元的组装更加便捷。此外，檩条3的结构及尺寸设计，当第二方钢管远离檩条的一侧连接其它钢结构单元时，结构板可同时与两个钢结构单元的檩条连接，在铺设装饰板后，可以将第一方钢管、第二方钢管、檩条以及结构板全包裹在内，提高钢结构单元整体的美观性，此外，参考图2，本实施例的钢结构单元搭建后内部形成若干空腔，可在该空腔内填充阻燃材料，以提高钢结构单元的防火性能，而无需在装饰板的表面涂批防火涂料。
[0047]
为便于第一方钢管1与第二方钢管2的连接，以及多个钢结构单元的拼接，本实施例的钢结构单元还包括八面端板组件，该八面端板组件包括八面端板 6，参考图9和图10，该八面端板6包括方形的本体，该本体的一侧设置有四个呈中心对称布置的凸出部61，该凸出部61远离本体的一侧具有第一斜面611 和第二斜面612，同一凸出部61的第一斜面611的顶部和第二斜面612的顶部相交，在相邻两个凸出部61之间，其中一个凸出部61的第一斜面611的底部与另一个凸出部61的第二斜面612的底部在本体的对角线方向相交，使得在本体的两个对角线方向分别形成一个卡槽。在上述本体的中间位置贯通设置有开口65，该开口65贯通凸出部61的第一斜面611和第二斜面612。在本体远离凸出部61的一侧设置有四个呈中心对称布置的凹槽62，该凹槽62的内壁为球面，四个凹槽62与四个凸出部61一一对应，且每个凹槽62处均开设有贯通槽63，该贯通槽63的一端贯通相应的凸出部61的第一斜面611和第二斜面612，另一端贯通相应的凹槽62的内壁。本实施例的相邻两个凹槽62 之间还突出设置有连接部64，四个连接部64分别位于本体的四个角部。
[0048]
本实施例的八面端板组件还包括第一连接件7，参考图11，该第一连接件 7上设置有调节部71，该调节部71上设置有与凹槽62内壁适配的球面，第一连接件7上还设置有能通过贯通槽63的第一螺纹部72，该第一螺纹部72的外周设置有自攻螺纹或普通螺纹，本实施例中，优选为自攻螺纹，第一连接件 7能相对于凹槽62转动，使得第一螺纹部72在第一连接
位置和第二连接位置之间切换，在第一螺纹部72位于其第一连接位置时，第一螺纹部72与相应的凸出部61的第一斜面611垂直，在第一螺纹部72位于其第二连接位置时，第一螺纹部72与相应的凸出部61的第二斜面612垂直。本实施例中，第一斜面 611与第二斜面612之前的角度为90度，则第一螺纹部72从其第一连接位置移动到第二连接位置时转过的角度也为90度。此外，在调节部71远离其球面的一端还设置有外六角，以便于扳手操作。进一步地，第一连接件7上还设置有锥形部73，该锥形部73和第一螺纹部72分设于调节部71的两侧，锥形部 73的直径沿远离调节部71的方向逐渐减小，锥形部73的小径端连接有第二螺纹部74，该第二螺纹部74上螺纹连接有第一螺母，图中未示出。
[0049]
进一步地，上述凸出部61的顶部形成有平面613，该平面613与该凸出部61的第一斜面611和第二斜面612相交；本实施例还包括第二连接件8，参考图12，该第二连接件8包括连接螺栓81，该连接螺栓81的螺栓杆的外周活动套设有两个调节块82，两个调节块82上均设置有与凹槽62内壁适配的球面，且两个调节块82的球面相对设置，第二连接件8还包括与连接螺栓81 螺纹连接的第二螺母83。
[0050]
本实施例中，第一方钢管1和第二方钢管2的相邻两个固定槽之间设置有连接孔，在将第一方钢管1和第二方钢管2角接时，参考图8，先将八面端板 6焊接在第二方钢管2的端部，使得四个连接部64分别插接在第二方钢管2 的四个角部；再将第二方钢管2端部的八面端板6的一个对角线方向的卡槽靠接在第一方钢管1的棱边处，然后将四个第一连接件7分别穿设在四个贯通槽 63内，转动第一连接件7，使得其第一螺纹部72插接在相应的连接孔内，利用扳手拧紧第一连接件7上的外六角，使得第一螺纹部72上的自攻螺纹与连接孔螺纹连接，为确保连接可靠，还可以在第一螺纹部72伸出连接孔的一端螺纹连接一个螺母。
[0051]
在将多个钢结构单元相互拼接时，需要将第一方钢管1或第二方钢管2对接，此时，参考图13，在两个第一方钢管1或第二方钢管2的相互靠近端均焊接一个八面端板6，然后利用四个第二连接件8将两个八面端板6连接在一起，使得两个八面端板6的平面613相互抵接。连接时，先在连接螺栓81上套设一个调节块82，使得该调节块82嵌设在其中一个八面端板的凹槽62内，在连接螺栓81穿过另一八面端板的相应凹槽62后，再将另一个调节块82套在连接螺栓81的外周，然后将第二螺母83螺纹连接在连接螺栓81上，使得另一调节块82嵌设在另一八面端板的相应凹槽62内。
[0052]
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0053]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0054]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。