一种抗压钢结构

摘要

本发明公开了钢结构领域内的一种抗压钢结构，包括由前钢板、左钢板、后钢板和右钢板围成的长方体外壁面，前钢板和后钢板平行设置，左钢板和右钢板平行设置，前钢板和后钢板之间设置有一排间隔排列的竖直矩形钢，矩形钢的四条棱边竖直设置，矩形钢的第一棱边与前钢板相连接，矩形钢上与第一棱边相对的第三棱边与后钢板相连接，各矩形钢的第二棱边和第四棱边位于同一平面内，各矩形钢的第二棱边和第四棱边处分别竖直设置有支撑柱，左钢板和右钢板靠近矩形钢的一侧也竖直设置有支撑柱，相邻支撑柱之间设置有弹簧，弹簧的两端弹性抵触在对应支撑柱上。本发明能够缓冲载荷，吸收巨大冲击力，提高抗压能力。

权利要求

1.一种抗压钢结构，其特征在于，包括由前钢板、左钢板、后钢板和右钢板依次围成的长方体外壁面，前钢板和后钢板平行设置，左钢板和右钢板平行设置，前钢板和后钢板之间设置有一排间隔排列的竖直矩形钢，矩形钢的四条棱边竖直设置，矩形钢的第一棱边与前钢板相连接，矩形钢上与第一棱边相对的第三棱边与后钢板相连接，各矩形钢的第二棱边和第四棱边均位于同一平面内，各矩形钢的第二棱边和第四棱边处分别竖直设置有支撑柱，所述左钢板和右钢板靠近矩形钢的一侧也竖直设置有支撑柱，相邻支撑柱之间设置有弹簧，弹簧的两端分别弹性抵触在对应支撑柱上。

2.根据权利要求1所述的一种抗压钢结构，其特征在于，所述矩形钢的第二棱边与相邻矩形钢的第四棱边之间的间隔相等。

3.根据权利要求1或2所述的一种抗压钢结构，其特征在于，所述矩形钢的第一棱边与前钢板焊接连接，矩形钢的第三棱边与后钢板焊接连接，支撑柱与矩形钢焊接连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种抗压钢结构，其特征在于，所述弹簧为螺旋压缩弹簧，相邻支撑柱之间平行设置有多个螺旋压缩弹簧。

5.根据权利要求4所述的一种抗压钢结构，其特征在于，所述支撑柱上设置有若干弹簧座，弹簧座上设置有伸入对应弹簧内部的定位头，每个弹簧的两端分别弹性抵触在对应支撑柱上的弹簧座表面。

6.根据权利要求1或2所述的一种抗压钢结构，其特征在于，所述矩形钢内部竖直设置有一块与前钢板平行的加强板一，加强板一与矩形钢内侧面焊接连接，加强板一与前钢板之间的距离小于矩形钢第二棱边与前钢板之间的距离。

7.根据权利要求6所述的一种抗压钢结构，其特征在于，所述矩形钢内部设置有与加强板一相对称的加强板二。

8.根据权利要求1或2所述的一种抗压钢结构，其特征在于，所述矩形钢的第一棱边与第三棱边处均设置有弹簧座，两弹簧座之间水平设置有弹簧。

说明书

一种抗压钢结构

技术领域

[0001] 本发明属于钢结构领域，特别涉及一种抗压钢结构。

背景技术

[0002] 目前，在钢结构抗压领域中，方型钢结构是一种常见的建材，是应用范围最广的钢结构。现有技术中，通常采用将多根方型钢平行间隔布置或者是将多根方型钢横向与纵向交错布置，以提高钢结构的抗压能力。其不足之处在于：这种布置形式结构过于简单，钢结构受到前后方向的载荷时，各方型钢的对应侧板是直接受力，各方型钢的侧板会产生扭曲变形，无法缓冲前后方向的载荷，当方型钢的侧板变形量超过临界点时，方型钢容易因挤压而变形、断裂，甚至会造成整体钢结构的垮塌；钢结构受到左右方向的载荷时，各方型钢的对应侧板也是直接受力，无法缓冲左右方向的载荷，各方型钢的侧板会产生扭曲变形甚至断裂，最终造成整体钢结构的垮塌。现有技术中的钢结构无法对所受的载荷进行缓冲，方型钢直接受到冲击，不能用于对抗压能力要求比较高的装置或建筑，存在着较大的安全隐患。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种抗压钢结构，能够缓冲钢结构在前后方向和左右方向受到的载荷，吸收作用在钢结构上的巨大冲击力，提高钢结构的抗压能力，使得钢结构能够用于对抗压能力要求比较高的装置或建筑中。

[0004] 本发明的目的是这样实现的：一种抗压钢结构，包括由前钢板、左钢板、后钢板和右钢板依次围成的长方体外壁面，前钢板和后钢板平行设置，左钢板和右钢板平行设置，前钢板和后钢板之间设置有一排间隔排列的竖直矩形钢，矩形钢的四条棱边竖直设置，矩形钢的第一棱边与前钢板相连接，矩形钢上与第一棱边相对的第三棱边与后钢板相连接，各矩形钢的第二棱边和第四棱边均位于同一平面内，各矩形钢的第二棱边和第四棱边处分别竖直设置有支撑柱，所述左钢板和右钢板靠近矩形钢的一侧也竖直设置有支撑柱，相邻支撑柱之间设置有弹簧，弹簧的两端分别弹性抵触在对应支撑柱上。

[0005] 本发明的左钢板和右钢板受到来自左右方向的载荷时，相邻支撑柱之间的弹簧可以缓冲来自左右方向的载荷，弹簧将作用在左钢板、右钢板上的巨大冲击力给吸收掉，转化成弹簧的弹性势能；前钢板和后钢板受到来自前后方向的载荷时，呈菱形布置的矩形钢的第一棱边和第三棱边受力，矩形钢的第一棱边和第三棱边向内挤压收缩，矩形钢的第二棱边和第四棱边向两侧膨胀外拓，弹簧缓冲矩形钢第二棱边和第四棱边膨胀外拓的巨大冲击力，转化成弹簧的弹性势能。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：由于作用在钢结构上的外力可以分解成来自前后方向和左右方向的分力，钢结构可以缓冲来自前后方向和左右方向的载荷，因此钢结构可以缓冲来自不同方向的载荷，吸收来自任意方向的外力，提高钢结构的抗压能力，避免钢结构因外力挤压而变形、断裂，提高了安全性能。本发明的抗压钢结构可以层叠多层设置，以进一步提高抗压能力。本发明的抗压钢结构可以用于制作防爆门体，吸收爆炸时产生的巨大能量冲击，安全性能更高；可以用于对于抗压能力要求比较高的钢结构建筑中，提高钢结构建筑的抗压能力。

[0006] 作为本发明的进一步改进，所述矩形钢的第二棱边与相邻矩形钢的第四棱边之间的间隔相等。矩形钢按均匀间隔排列，整体结构更加稳定，来自前后方向的载荷均匀分布作用在各弹簧上，钢结构更容易吸收和缓冲冲击力，抗压能力更好。

[0007] 作为本发明的进一步改进，所述矩形钢的第一棱边与前钢板焊接连接，矩形钢的第三棱边与后钢板焊接连接，支撑柱与矩形钢焊接连接。矩形钢和前钢板、后钢板焊接固定，整体结构更加稳定，支撑柱提高了矩形钢的稳定性，避免矩形钢晃动，支撑柱提高了矩形钢第二棱边和第四棱边处的强度。

[0008] 作为本发明的进一步改进，所述弹簧为螺旋压缩弹簧，相邻支撑柱之间平行设置有多个螺旋压缩弹簧。平行设置的多个弹簧提高了钢结构缓冲来自左右方向的载荷的能力，左右方向的载荷均匀作用在每个弹簧上，抗压能力更好。

[0009] 为了便于安装弹簧，防止弹簧错位，所述支撑柱上设置有若干弹簧座，弹簧座上设置有伸入对应弹簧内部的定位头，每个弹簧的两端分别弹性抵触在对应支撑柱上的弹簧座表面。弹簧在压缩变形过程中，弹簧两端始终套装在弹簧座的定位头上，弹簧不会错位。

[0010] 作为本发明的进一步改进，所述矩形钢内部竖直设置有一块与前钢板平行的加强板一，加强板一与矩形钢内侧面焊接连接，加强板一与前钢板之间的距离小于矩形钢第二棱边与前钢板之间的距离。加强板一和矩形钢的两侧板之间形成三角形稳定结构，增强了钢结构靠近加强板一一侧的强度，钢结构另外一侧可以吸收巨大冲击力，可以用于制作如高速公路收费站的墙体，既可以保护车上人员，又可以保护收费人员。

[0011] 更进一步地，所述矩形钢内部设置有与加强板一相对称的加强板二。矩形钢的第一棱边和第三棱边处均形成三角形稳定结构，钢结构前侧和后侧的强度更高，抗压能力更好。

[0012] 作为本发明的进一步改进，所述矩形钢的第一棱边与第三棱边处均设置有弹簧座，两弹簧座之间水平设置有弹簧。钢结构受到来自前后方向的载荷时，矩形钢的第一棱边与第三棱边之间的弹簧可以直接缓冲部分载荷，剩余的冲击力传递到第二棱边与第四棱边之间的弹簧上，进一步加强了钢结构抗压能力，钢结构能够承受更巨大的能量冲击。

附图说明

[0013] 图1为本发明第一种实施例的立体结构示意图。

[0014] 图2为本发明的内部结构示意图。

[0015] 图3为相邻支撑柱的结构示意图。

[0016] 图4为弹簧座的结构示意图。

[0017] 图5为图1的俯视图。

[0018] 图6为相邻矩形钢的俯视图。

[0019] 图7为本发明的第二种实施例的结构示意图。

[0020] 图8为本发明的第三种实施例的结构示意图。

[0021] 图9为本发明的第四种实施例的结构示意图。

[0022] 其中，1前钢板，2左钢板，3后钢板，4右钢板，5矩形钢，5a第一棱边，5b第二棱边，5c第三棱边，5d第四棱边，6支撑柱，7弹簧，8弹簧座，8a定位头，9加强板一，10加强板二。

具体实施方式

[0023] 实施例1

[0024] 如图1-6，为一种抗压钢结构，包括由前钢板1、左钢板2、后钢板3和右钢板4依次围成的长方体外壁面，前钢板1和后钢板3平行设置，左钢板2和右钢板4平行设置，前钢板1和后钢板3之间设置有一排间隔排列的竖直矩形钢5，矩形钢5的四条棱边竖直设置，矩形钢5的第一棱边5a与前钢板1相连接，矩形钢5上与第一棱边5a相对的第三棱边5c与后钢板3相连接，各矩形钢5的第二棱边5b和第四棱边5d均位于同一平面内，矩形钢5的第二棱边5b与相邻矩形钢5的第四棱边5d之间的间隔相等；各矩形钢5的第二棱边5b和第四棱边5d处分别竖直设置有支撑柱6，矩形钢5的第一棱边5a与前钢板1焊接连接，矩形钢5的第三棱边5c与后钢板3焊接连接，支撑柱6与矩形钢5焊接连接；左钢板2和右钢板4靠近矩形钢5的一侧也竖直设置有支撑柱6，相邻支撑柱6之间设置有弹簧7，弹簧7为螺旋压缩弹簧，相邻支撑柱6之间平行设置有多个螺旋压缩弹簧；弹簧7的两端分别弹性抵触在对应支撑柱6上。支撑柱6上设置有若干弹簧座8，弹簧座8上设置有伸入对应弹簧7内部的定位头8a，每个弹簧7的两端分别弹性抵触在对应支撑柱6上的弹簧座8表面。

[0025] 本实施例的左钢板2和右钢板4受到来自左右方向的载荷时，相邻支撑柱6之间的弹簧7可以缓冲来自左右方向的载荷，弹簧7将作用在左钢板2、右钢板4上的巨大冲击力给吸收掉，转化成弹簧7的弹性势能；前钢板1和后钢板3受到来自前后方向的载荷时，呈菱形布置的矩形钢5的第一棱边5a和第三棱边5c受力，矩形钢5的第一棱边5a和第三棱边5c向内挤压收缩，矩形钢5的第二棱边5b和第四棱边5d向两侧膨胀外拓，弹簧7缓冲矩形钢5第二棱边5b和第四棱边5d膨胀外拓的巨大冲击力，转化成弹簧7的弹性势能。由于作用在钢结构上的外力可以分解成来自前后方向和左右方向的分力，钢结构可以缓冲来自前后方向和左右方向的载荷，因此钢结构可以缓冲来自不同方向的载荷，吸收来自任意方向的外力，提高钢结构的抗压能力，避免钢结构因外力挤压而变形、断裂，提高了安全性能。本抗压钢结构可以层叠多层设置，以进一步提高抗压能力。本抗压钢结构可以用于制作防爆门体，吸收爆炸时产生的巨大能量冲击，安全性能更高；可以用于对于抗压能力要求比较高的钢结构建筑中，提高钢结构建筑的抗压能力。

[0026] 实施例2

[0027] 如图7，与实施例1的不同之处在于，矩形钢5内部竖直设置有一块与前钢板1平行的加强板一9，加强板一9与矩形钢5内侧面焊接连接，加强板一9与前钢板1之间的距离小于矩形钢5第二棱边5b与前钢板1之间的距离。

[0028] 本实施例的加强板一9和矩形钢5的两侧板之间形成三角形稳定结构，增强了钢结构靠近加强板一9一侧的强度，钢结构另外一侧则可以吸收巨大冲击力。本抗压钢结构可以用于制作如高速公路收费站的墙体，车辆撞到钢结构的另外一侧时，钢结构可以吸收能量冲击，钢结构靠近加强板一一侧的强度更高，既可以保护车上人员，又可以保护收费站工作人员。

[0029] 实施例3

[0030] 如图8，与实施例1的不同之处在于，矩形钢5内部竖直设置有一块与前钢板1平行的加强板一9，加强板一9与矩形钢5内侧面焊接连接，加强板一9与前钢板1之间的距离小于矩形钢5第二棱边5b与前钢板1之间的距离；矩形钢5内部设置有与加强板一9相对称的加强板二10。

[0031] 本实施例的矩形钢5的第一棱边5a和第三棱边5c处均形成三角形稳定结构，钢结构前侧和后侧的强度更高，抗压能力更好。

[0032] 实施例4

[0033] 如图9，与实施例1的不同之处在于，矩形钢5的第一棱边5a与第三棱边5c处均设置有弹簧座8，两弹簧座8之间水平设置有弹簧7。

[0034] 本实施例的钢结构受到来自前后方向的载荷时，矩形钢5的第一棱边5a与第三棱边5c之间的弹簧7可以直接缓冲部分载荷，剩余的冲击力传递到第二棱边5b与第四棱边5d之间的弹簧7上，进一步加强了钢结构抗压能力，钢结构能够承受更巨大的能量冲击。

[0035] 本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。