[實(shí)用新型]蜂窩狀連接板連接的雙肢鋼柱

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420568716.7
• 申請(qǐng)日: 2014-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204174833U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭廷銀;褚秋云;金相繼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E04C3/32
• 分類(lèi)號(hào): E04C3/32
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型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)

近年來(lái)，國(guó)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(guó)內(nèi)獲得超常規(guī)發(fā)展。

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(mǎn)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(shì)與作用幾乎無(wú)可替代。

鋼柱按其截面形式可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩大類(lèi)。相對(duì)而言，實(shí)腹式柱構(gòu)造簡(jiǎn)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(duì)繁瑣，連接工作量偏大，而且虛軸的剪切變形較大，將會(huì)造成一定的附加撓曲，將會(huì)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(huì)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(huì)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)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于改善現(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。

本實(shí)用新型采用的技術(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(guò)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(kāi)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(guò)對(duì)接焊縫焊接形成蜂窩狀連接板。

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。

作為優(yōu)選，所述鋼質(zhì)連接板一和鋼質(zhì)連接板二的開(kāi)孔形式為圓形、橢圓形、方形、長(zhǎng)方形、六邊形或八邊形。

對(duì)于格構(gòu)式鋼柱，對(duì)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(duì)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(duì)此，本實(shí)用新型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(kāi)半個(gè)波，使波峰對(duì)波峰，用對(duì)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。

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，本實(shí)用新型需要保證良好的施焊工藝；此外，鋼柱截面的“擴(kuò)張比”(開(kāi)孔率)增大，截面高度增加,其剛度和回轉(zhuǎn)半徑加大,長(zhǎng)細(xì)比會(huì)減小,穩(wěn)定承載力得到提高。但是，腹板開(kāi)孔洞后，其抗剪性能會(huì)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(kāi)孔率。

本實(shí)用新型的基本特征：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。

有益效果：本實(shí)用新型的鋼柱具有截面構(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。

本實(shí)用新型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(duì)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。

本實(shí)用新型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(jiǎn)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。

本實(shí)用新型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。

本實(shí)用新型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。

本實(shí)用新型采用了蜂窩狀鋼板，與箱形截面相比，可節(jié)省鋼材用量。