蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱，包括矩形鋼管翼緣一、矩形鋼管翼緣二、矩形鋼管翼緣三、矩形鋼管翼緣四、鋼腹板一、鋼腹板二和鋼腹板三，所述鋼腹板一、鋼腹板二和鋼腹板三連接在一起形成十字形構(gòu)件，鋼腹板一、鋼腹板二和鋼腹板三為中間設(shè)有腹板孔洞的蜂窩狀鋼腹板，鋼腹板一、鋼腹板二和鋼腹板三分別由兩邊緣帶缺口的鋼板組成，鋼板通過對接焊縫焊接形成蜂窩狀鋼腹板。本發(fā)明改善了現(xiàn)有實腹式腹板十字形截面異形鋼柱和桁架式腹桿十字形截面異形鋼柱的受力性能，又不致顯著增加其工程的綜合造價，使其在工程中得以廣泛應(yīng)用。
【專利說明】蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型建筑結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱。

【背景技術(shù)】
[0002]在多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅中，異形柱結(jié)構(gòu)具有其他結(jié)構(gòu)體系所無法比擬的優(yōu)點，在我國現(xiàn)代化建設(shè)中的地位日益突出，越來越受到人們的青睞，近年來受到國內(nèi)外學(xué)者及工程技術(shù)人員的高度重視，從而得到廣泛應(yīng)用。
[0003]在多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的實際工程中，其中柱通常采用傳統(tǒng)的實腹式十字形截面異形鋼柱或者桁架式十字形截面異形鋼柱。為了滿足壓彎受力性能的要求，通常需要較大的截面尺寸，若選擇實腹式十字形截面異形鋼柱，其腹板抗剪強(qiáng)度會富余很多，但為了保證腹板的局部穩(wěn)定，滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》所規(guī)定的腹板高厚比限值，通常又需增大其腹板厚度，這將導(dǎo)致增加鋼材耗量，增加工程成本，從而增加了工程綜合造價；若選擇桁架式十字形截面異形鋼柱，除其抗剪承載力、抗震性能以及整體穩(wěn)定性能受限外，其桁架式腹桿需綴板或綴條焊接而成，施工相對繁瑣，連接工作量較大，增加建造成本，從而也增加工程的綜合造價。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于改善現(xiàn)有實腹式腹板十字形截面異形鋼柱和桁架式腹桿十字形截面異形鋼柱的受力性能，又不致顯著增加其工程的綜合造價，使其在工程中得以廣泛應(yīng)用，提供一種蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱，包括矩形鋼管翼緣一、矩形鋼管翼緣二、矩形鋼管翼緣三、矩形鋼管翼緣四、鋼腹板一、鋼腹板二和鋼腹板三，所述鋼腹板一、鋼腹板二和鋼腹板三連接在一起形成十字形構(gòu)件，該十字形構(gòu)件的四個外端分別與矩形鋼管翼緣一、矩形鋼管翼緣二、矩形鋼管翼緣三、矩形鋼管翼緣四的寬度中點連接，形成十字形截面的異形鋼柱，鋼腹板二和鋼腹板三分別由兩塊邊緣帶缺口的形狀相同鋼板組成，這兩塊鋼板通過對接焊縫焊接形成蜂窩狀鋼腹板；鋼腹板一由兩塊一側(cè)邊緣帶缺口的形狀相同鋼板、及一塊兩側(cè)邊緣帶缺口的鋼板組成，這三塊鋼板通過對接焊縫焊接形成蜂窩狀鋼腹板。
[0006]作為優(yōu)選，所述鋼腹板一、鋼腹板二和鋼腹板三的孔洞形式為圓形、橢圓形、方形、長方形、六邊形或八邊形。
[0007]作為優(yōu)選，所述蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱的截面包括等肢和不等肢十字形截面兩類。
[0008]本發(fā)明鋼柱具體形成方式為:先在腹板所用鋼板上按預(yù)定的折線或曲線進(jìn)行切害I]，并分別錯開半波對焊而形成蜂窩狀腹板，然后與翼緣板焊接而成。
[0009]本發(fā)明鋼柱還可以由一片蜂窩狀腹板H型鋼與兩片蜂窩狀腹板T型鋼焊接而成或四片蜂窩狀腹板T型鋼焊接而成。具體形成時先分別在H型鋼和T型鋼的腹板上按預(yù)定的折線或曲線進(jìn)行切割，并分別錯開半波對焊而分別形成蜂窩狀腹板H型鋼與蜂窩狀腹板T型鋼，然后將三者焊接構(gòu)成。
[0010]在截面構(gòu)成中，施焊工藝與焊接質(zhì)量會直接影響鋼柱性能，為此，本發(fā)明需要保證良好的施焊工藝(可采用組對焊接工藝)；鋼柱腹板的“擴(kuò)張比”(開孔率)增大，截面高度增加，其剛度和回轉(zhuǎn)半徑加大，長細(xì)比會減小，穩(wěn)定承載力得到提高。但是，腹板開孔洞后，其抗剪性能會受到一定的影響。因此，實際工程中，應(yīng)視實際受力情況而控制“擴(kuò)張比”或開孔率。
[0011]本發(fā)明的基本特征:以較為經(jīng)濟(jì)的方式，增大鋼柱的截面高度，提高鋼柱的剛度和穩(wěn)定承載力；截面構(gòu)成合理，力學(xué)性能好；構(gòu)造簡單，制作加工方便、快捷、省工省料，將降低工程費用。
[0012]有益效果:本發(fā)明的截面構(gòu)成合理，力學(xué)性能好，美觀經(jīng)濟(jì)，效益顯著，發(fā)展前景廣闊；
[0013]本發(fā)明與桁架式十字形截面異形鋼柱相比，構(gòu)造簡單，制作加工方便、快捷，成本低廉；
[0014]本發(fā)明與桁架式十字形截面異形鋼柱相比，其抗剪承載力高，延性及抗震性能好，整體穩(wěn)定承載力優(yōu)越；
[0015]本發(fā)明與實腹式十字形截面異形鋼柱相比，在截面高度相等的情況下，其用鋼量少，自重輕，可節(jié)約鋼材，降低工程成本；
[0016]本發(fā)明與實腹式十字形截面異形鋼柱相比，在截面鋼材用料相等的情況下，增大了截面高度、截面模量、截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，提高了鋼材利用效能和鋼柱的抗彎剛度與穩(wěn)定承載力；
[0017]本發(fā)明的鋼柱與采用全鋼形式，與普通鋼筋混凝土異形柱相比，自重輕，承載力高、延性好、抗震性能優(yōu)異；
[0018]本發(fā)明的腹板可根據(jù)不同審美要求，設(shè)計不同孔形，使其美觀；
[0019]本發(fā)明自重輕，可減輕結(jié)構(gòu)自重，從而減小了對地基的壓力，可降低基礎(chǔ)部分的造價；
[0020]本發(fā)明拓展了鋼柱的研究與應(yīng)用領(lǐng)域，極大地豐富了鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)容。
[0021]本發(fā)明可以為新型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系開發(fā)提供新型關(guān)鍵部件，有很好的轉(zhuǎn)化前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的剖面示意圖。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0025]如圖1和2所示:一種蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱，包括矩形鋼管翼緣一 1、矩形鋼管翼緣二 2、矩形鋼管翼緣三3、矩形鋼管翼緣四4、鋼腹板一 5、鋼腹板二 6和鋼腹板三7，所述鋼腹板一 5、鋼腹板二 6和鋼腹板三7連接在一起形成十字形構(gòu)件，該十字形構(gòu)件的四個外端分別與矩形鋼管翼緣一 1、矩形鋼管翼緣二 2、矩形鋼管翼緣三3、矩形鋼管翼緣四4的寬度中點連接，形成十字形截面的異形鋼柱，鋼腹板一 5、鋼腹板二 6和鋼腹板三7為中間設(shè)有腹板孔洞8的蜂窩狀鋼腹板，鋼腹板二 6和鋼腹板三7分別由兩塊邊緣帶缺口的形狀相同鋼板組成，這兩塊鋼板通過對接焊縫焊接形成蜂窩狀鋼腹板；鋼腹板一 5由兩塊一側(cè)邊緣帶缺口的形狀相同鋼板、及一塊兩側(cè)邊緣帶缺口的鋼板組成，這三塊鋼板通過對接焊縫焊接形成蜂窩狀鋼腹板。所述鋼腹板一 5、鋼腹板二 6和鋼腹板三7的孔洞形式為圓形、橢圓形、方形、長方形、六邊形或八邊形。所述蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱的截面包括等肢和不等肢十字形截面兩類。
[0026]本發(fā)明的實施方案:
[0027]通常在鋼結(jié)構(gòu)加工工廠制作完成。其基本制作程序為:
[0028]設(shè)計孔形一放線一切割一焊接。
[0029]應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱，其特征在于:包括矩形鋼管翼緣一、矩形鋼管翼緣二、矩形鋼管翼緣三、矩形鋼管翼緣四、鋼腹板一、鋼腹板二和鋼腹板三，所述鋼腹板一、鋼腹板二和鋼腹板三連接在一起形成十字形構(gòu)件，該十字形構(gòu)件的四個外端分別與矩形鋼管翼緣一、矩形鋼管翼緣二、矩形鋼管翼緣三、矩形鋼管翼緣四的寬度中點連接，形成十字形截面的異形鋼柱，鋼腹板一、鋼腹板二和鋼腹板三為中間設(shè)有腹板孔洞的蜂窩狀鋼腹板，鋼腹板二和鋼腹板三分別由兩塊邊緣帶缺口的形狀相同鋼板組成，這兩塊鋼板通過對接焊縫焊接形成蜂窩狀鋼腹板；鋼腹板一由兩塊一側(cè)邊緣帶缺口的形狀相同鋼板、及一塊兩側(cè)邊緣帶缺口的鋼板組成，這三塊鋼板通過對接焊縫焊接形成蜂窩狀鋼腹板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱，其特征在于:所述鋼腹板一、鋼腹板二和鋼腹板三的孔洞形式為圓形、橢圓形、方形、長方形、六邊形或八邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱，其特征在于:所述蜂窩狀腹板十字形截面異形鋼柱的截面包括等肢和不等肢十字形截面兩類。
【文檔編號】E04C3/32GK104234314SQ201410515803
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】鄭廷銀, 金相繼, 顧?quán)崜P 申請人:南京工業(yè)大學(xué)