CN104372893A - 波纹腹板t形截面异形钢柱 - Google Patents

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郑廷银
郝佩佩
褚秋云
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Abstract

本发明公开了一种波纹腹板T形截面异形钢柱,由腹板H型钢与腹板T型钢焊接组成,或者由两块腹板及三块翼缘焊接组成,所述腹板为波纹钢腹板,波纹钢柱腹板形式为曲线形、折线形或梯形,波纹钢腹板呈周期性重复的波纹形边垂直于构件长度方向,波纹钢腹板非波纹形边与翼缘的宽度中点焊接,所述翼缘为平钢板或槽钢。本发明改善了现有T形截面异形钢柱的受力性能而又不致显著增加其工程的综合造价,使异形柱结构在多高层住宅建筑中得到更广泛的应用。

Description

波纹腹板T形截面异形钢柱
技术领域
[0001] 本发明涉及一种新型建筑结构技术领域,具体涉及一种波纹腹板T形截面异形钢柱。
背景技术
[0002] 在住宅建筑中,异形柱结构具有其他结构体系所无法比拟的优点,越来越受到人们的亲睐,近些年受到了国内外学者和工程人员的高度重视,从而得到较广的应用。
[0003] 然而,在多高层住宅建筑中,钢筋混凝土异形柱结构,由于受到柱截面肢长肢厚比限制而难以满足承载力要求、节点区域钢筋拥挤、抗震性能不理想而难以处理等的诸多问题,使得异形柱的优点无法全面体现,从而限制其应用范围,难以推广。为了克服钢筋混凝土异形柱的这些不足,人们提出了全钢异形柱。
[0004] 在多高层钢结构住宅的实际工程中,其边柱通常采用传统的平腹板实腹式T形截面异形钢柱或者桁架式T形截面异形钢柱。为了满足压弯受力性能的要求,通常需要较大的截面尺寸,特别是腹板尺寸。若选择传统的平腹板实腹式T形截面异形钢柱,其腹板抗剪强度会富余很多,但为了保证腹板的局部稳定,满足《钢结构设计规范》所规定的腹板高厚比限值,通常又需增大其腹板厚度,这将导致增加钢材耗量,增加工程成本,从而增加了工程综合造价;若选择桁架式T形截面异形钢柱,除其抗剪承载力、抗震性能以及整体稳定性能受限外,其桁架式腹杆需缀板或缀条焊接而成,施工相对繁琐,连接工作量较大,增加建造成本,从而也增加工程的综合造价。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于为了改善现有T形截面异形钢柱的受力性能而又不致显著增加其工程的综合造价,使异形柱结构在多高层住宅建筑中得到更广泛的应用,提供一种波纹腹板T形截面异形钢柱。
[0006] 本发明采用的技术方案为:一种波纹腹板T形截面异形钢柱,由腹板H型钢与腹板T型钢焊接组成,或者由两块腹板及三块翼缘焊接组成,所述腹板为波纹钢腹板,波纹钢柱腹板形式为曲线形、折线形或梯形,波纹钢腹板呈周期性重复的波纹形边垂直于构件长度方向,波纹钢腹板非波纹形边与翼缘的宽度中点焊接,所述翼缘为平钢板或槽钢。
[0007] 作为优选,所述波纹腹板T形截面异形钢柱的截面形式包括等肢和不等肢T形截面两类。
[0008] 本发明的截面由波纹腹板与翼缘板组合而成。所述钢柱的基本构造:可由波纹腹板H型钢与波纹腹板T型钢焊接而成,或者由三块平钢板翼缘与两块波纹腹板焊接而成。所述波纹钢腹板与钢板翼缘组装成波纹腹板T形截面钢柱时,其波纹钢腹板与钢板翼缘的连接点应位于平钢板翼缘的宽度中点。在截面构成中,施焊工艺与焊接质量会直接影响钢柱性能,为此,本发明需要保证良好的施焊工艺(可采用组对焊接工艺)。
[0009] 本发明的波纹腹板布置方式:腹板呈周期性重复的波纹形边垂直于构件长度方向,腹板非波纹形边与平板翼缘焊接。这种构成方式可使波纹腹板发挥常规腹板作用外,还可发挥等效纵向加劲肋作用,可提高腹板的局部稳定性及整体稳定承载力。本发明的基本特征:以较为经济的方式,改善现有L形截面异形钢柱的受力性能,提高钢柱的刚度和稳定承载力;截面构成合理,力学性能好;构造简单,制作加工方便、快捷、省工省料,工程费用低。
[0010] 有益效果:本发明的截面构成合理,力学性能好,美观经济,效益显著,发展前景广阔;
[0011] 本发明的钢柱采用全钢形式,因此承载力高、延性好、抗震性能优异;
[0012] 本发明的腹板采用所置方式的波纹腹板,构成等效纵向加劲肋作用,可提高腹板的局部稳定性,并提高了钢柱的整体稳定承载力;
[0013] 本发明在构件纵向无须增设纵向加劲肋,省工省料,可降低工程的综合工程造价;
[0014] 本发明与桁架式T形截面异形钢柱相比,构造简单,制作加工方便、快捷,成本低廉;
[0015] 本发明与桁架式T形截面异形钢柱相比,其抗剪承载力高,延性及抗震性能好,整体稳定承载力优越;
[0016] 本发明与实腹式T形截面异形钢柱相比,在截面高度相等的情况下,其用钢量少,自重轻,可节约钢材,降低工程成本;
[0017] 本发明与实腹式T形截面异形钢柱相比,在截面钢材用料相等的情况下,增大了截面高度、截面模量、截面惯性矩和回转半径,提高了钢材利用效能和钢柱的抗弯刚度与稳定承载力;
[0018] 本发明自重轻,可减轻结构自重,从而减小了对地基的压力,可降低基础部分的造价;
[0019] 本发明拓展了钢柱的研究与应用领域,极大地丰富了钢结构内容。
[0020] 本发明可以为新型钢结构住宅体系开发提供新型关键部件,有很好的转化前景。
附图说明
[0021] 图1为本发明的结构示意图;
[0022] 图2为本发明的剖面示意图。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
[0024] 如图1和2所示:一种波纹腹板T形截面异形钢柱,由腹板H型钢与腹板T型钢焊接组成,或者由两块腹板及三块翼缘I焊接组成,所述腹板为波纹钢腹板2,波纹钢柱腹板2形式为曲线形、折线形或梯形,波纹钢腹板2呈周期性重复的波纹形边垂直于构件长度方向,波纹钢腹板2非波纹形边与翼缘I的宽度中点焊接,所述翼缘I为平钢板或槽钢。所述波纹腹板T形截面异形钢柱的截面形式包括等肢和不等肢T形截面两类。
[0025] 本发明通常平钢板翼缘、波纹钢腹板及其焊接在工厂加工制作完成。
[0026] 其基本制作程序为:制作波纹钢腹板一制作钢翼缘一焊接一运到施工现场一吊装就位。
[0027] 应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种波纹腹板T形截面异形钢柱,其特征在于:由腹板H型钢与腹板T型钢焊接组成,或者由两块腹板及三块翼缘焊接组成,所述腹板为波纹钢腹板,波纹钢柱腹板形式为曲线形、折线形或梯形,波纹钢腹板呈周期性重复的波纹形边垂直于构件长度方向,波纹钢腹板非波纹形边与翼缘的宽度中点焊接,所述翼缘为平钢板或槽钢。
2.根据权利要求1所述的波纹腹板T形截面异形钢柱,其特征在于:所述波纹腹板T形截面异形钢柱的截面形式包括等肢和不等肢T形截面两类。
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