蜂窩狀連接板連接的雙肢鋼柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蜂窩狀連接板連接的雙肢鋼柱,包括鋼質(zhì)肢件一、鋼質(zhì)肢件二、鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二,所述鋼質(zhì)肢件一和鋼質(zhì)肢件二的兩端分別通過鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二連接,形成雙肢鋼柱,鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二為中間開孔的蜂窩狀連接板,鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二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連接板。本發(fā)明改善了現(xiàn)有格構(gòu)柱的受力性能,在不增加鋼材用料的前提下,以較為經(jīng)濟(jì)的方式,增大鋼柱的截面高度,提高了鋼柱的剛度和穩(wěn)定承載力。
【專利說明】蜂窩狀連接板連接的雙肢鋼柱
【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連接板連接的雙肢鋼柱。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,國內(nèi)鋼和鋼材的產(chǎn)量、品種、規(guī)格大幅度提升,鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作、安裝水平更是有了大幅度提高,鋼結(jié)構(gòu)在國內(nèi)獲得超常規(guī)發(fā)展。
[0003]鋼筋混凝土柱由于存在自重大、抗裂性差等缺點(diǎn),使得其難以滿足承載力及耐久性等要求,從而限制了其適用范圍;而鋼柱具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、變形能力強(qiáng)、施工周期短、良好且豐富的建筑藝術(shù)表現(xiàn)能力等特點(diǎn),受到建筑師們的普遍青睞,在傳統(tǒng)冶金工業(yè)廠房、高層和超高層以及大跨度結(jié)構(gòu)的多年實(shí)踐中,鋼柱的突出優(yōu)勢與作用幾乎無可替代。
[0004]鋼柱按其截面形式可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩大類。相對而言,實(shí)腹式柱構(gòu)造簡單,與其他構(gòu)件連接也較為方便。但是,隨著多高層建筑、大跨度結(jié)構(gòu)、重型廠房的發(fā)展,建筑層數(shù)逐漸增多,上部荷載增加,必然導(dǎo)致鋼柱截面尺寸增大,從而增加鋼材耗量,提高了工程的綜合造價(jià)。此時(shí),為了節(jié)約鋼材,傳統(tǒng)方法是,選擇格構(gòu)式鋼柱。然而,格構(gòu)式鋼柱截面是由單肢經(jīng)綴材連接組合而成,制作施工相對繁瑣,連接工作量偏大,而且虛軸的剪切變形較大,將會造成一定的附加撓曲,將會降低其工作性能;特別是虛、實(shí)軸的穩(wěn)定性能差別較大,導(dǎo)致其材料不能充分發(fā)揮,也必然會增加工程的綜合造價(jià);而且,當(dāng)柱身某處受有較大的水平集中力作用時(shí),為避免柱肢受彎,還需要在該處設(shè)置橫隔,會增加鋼材耗量與施工難度,降低施工速度,增加施工工期,從而進(jìn)一步增加工程的綜合造價(jià)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于改善現(xiàn)有格構(gòu)柱的受力性能,在不增加鋼材用料的前提下,以較為經(jīng)濟(jì)的方式,以增大鋼柱的截面高度,提高鋼柱的剛度和穩(wěn)定承載力,提供一種蜂窩狀連接板連接的雙肢鋼柱。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種蜂窩狀連接板連接的雙肢鋼柱,包括鋼質(zhì)肢件一、鋼質(zhì)肢件二、鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二,所述鋼質(zhì)肢件一和鋼質(zhì)肢件二的兩端分別通過鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二連接,形成雙肢鋼柱,鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二為中間開孔的蜂窩狀連接板,鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二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連接板。
[0007]作為優(yōu)選,所述鋼質(zhì)肢件一和鋼質(zhì)肢件二為槽鋼、鋼管、工字鋼或鋼板。
[0008]作為優(yōu)選,所述鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二的開孔形式為圓形、橢圓形、方形、長方形、六邊形或八邊形。
[0009]對于格構(gòu)式鋼柱,對虛軸的抗剪性能主要受到連接單肢的綴材影響。因此,如何減小其對虛軸的剪切變形,提高其抗剪承載力,改善其受力性能,使虛、實(shí)軸的穩(wěn)定性能充分接近,使兩主軸方向的材料都能得到充分發(fā)揮,以降低鋼材用量,減少工程的綜合造價(jià),成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。對此,本發(fā)明用蜂窩狀鋼板作為連接板代替?zhèn)鹘y(tǒng)格構(gòu)柱的綴材,構(gòu)成一種蜂窩狀連接板連接的雙肢鋼柱。具體形成方式為:先在鋼板上按預(yù)定的折線或曲線進(jìn)行切割,錯(cuò)開半個(gè)波,使波峰對波峰,用對接焊縫焊接形成(或者直接由所需鋼板沖孔而成)蜂窩狀連接板,然后與兩肢件焊接而成。
[0010]在這種截面形式中,焊接性能越好,其鋼柱的承載力越高,為此,本發(fā)明需要保證良好的施焊工藝;此外,鋼柱截面的“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(shí)際工程中,應(yīng)視實(shí)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,改善了傳統(tǒng)格構(gòu)柱虛軸的工作性能,提高其剛度和穩(wěn)定承載力,縮小了傳統(tǒng)格構(gòu)柱虛、實(shí)軸的性能差別。
[0012]有益效果:本發(fā)明的鋼柱具有截面構(gòu)成合理,自重輕,抗彎剛度大,承載力高,美觀和經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn),發(fā)展前景廣闊。
[0013]本發(fā)明用蜂窩狀鋼板作為連接板取代綴材后,與傳統(tǒng)的格構(gòu)柱相比,提高其對虛軸的剛度和抗剪承載力,減小其剪切變形,從而改善其工作性能,使其受力更加趨于合理。
[0014]本發(fā)明用蜂窩狀鋼板作為連接板取代綴材后,與傳統(tǒng)的格構(gòu)柱相比,其構(gòu)造簡單,降低了施工難度,制作加工方便,減小了施工工作量,加快了施工速度,從而縮短了工期,使得工程的綜合造價(jià)降低。
[0015]本發(fā)明用蜂窩狀鋼板作為連接板取代綴材后,與傳統(tǒng)的格構(gòu)柱相比,其肢件與連接板的協(xié)同工作能力更強(qiáng),整體穩(wěn)定性更好,從而提高了結(jié)構(gòu)的抗震性能。
[0016]本發(fā)明可在相同受荷條件下,其抗力性能優(yōu)于傳統(tǒng)的格構(gòu)柱。
[0017]本發(fā)明采用了蜂窩狀鋼板,與箱形截面相比,可節(jié)省鋼材用量。
[0018]本發(fā)明可以為新型鋼結(jié)構(gòu)體系開發(fā)提供關(guān)鍵部件,有很好的轉(zhuǎn)化前景。
[0019]本發(fā)明拓展了格構(gòu)式鋼柱的研究與應(yīng)用領(lǐng)域,極大地豐富了鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明鋼柱的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021]圖2為本發(fā)明鋼柱的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1和2所示:一種蜂窩狀連接板連接的雙肢鋼柱,包括鋼質(zhì)肢件一 1、鋼質(zhì)肢件二 2、鋼質(zhì)連接板一 3和鋼質(zhì)連接板二 4,所述鋼質(zhì)肢件一 I和鋼質(zhì)肢件二 2的兩端分別通過鋼質(zhì)連接板一 3和鋼質(zhì)連接板二 4連接,形成雙肢鋼柱,鋼質(zhì)連接板一 3和鋼質(zhì)連接板二 4為中間開孔的蜂窩狀連接板,鋼質(zhì)連接板一 3和鋼質(zhì)連接板二 4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連接板。所述鋼質(zhì)肢件一 I和鋼質(zhì)肢件二 2為槽鋼、鋼管、工字鋼或鋼板。所述鋼質(zhì)連接板一 3和鋼質(zhì)連接板二 4的開孔形式為圓形、橢圓形、方形、長方形、六邊形或八邊形。
[0024]本發(fā)明的實(shí)施方案:
[0025]通常在鋼結(jié)構(gòu)加工工廠制作完成。其基本制作程序?yàn)?
[0026]制作蜂窩狀連接板一制作肢件一焊接。
[0027]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(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種蜂窩狀連接板連接的雙肢鋼柱,其特征在于:包括鋼質(zhì)肢件一、鋼質(zhì)肢件二、鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二,所述鋼質(zhì)肢件一和鋼質(zhì)肢件二的兩端分別通過鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二連接,形成雙肢鋼柱,鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二為中間開孔的蜂窩狀連接板,鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二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連接板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩狀連接板連接的雙肢鋼柱,其特征在于:所述鋼質(zhì)肢件一和鋼質(zhì)肢件二為槽鋼、鋼管、工字鋼或鋼板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩狀連接板連接的雙肢鋼柱,其特征在于:所述鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二的開孔形式為圓形、橢圓形、方形、長方形、六邊形或八邊形。
【文檔編號】E04C3/32GK104264901SQ201410513906
【公開日】2015年1月7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, 褚秋云, 金相繼 申請人:南京工業(yè)大學(xué)