CN111321846B - 一种装配式h形预应力撑杆钢柱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配式H形预应力撑杆钢柱，涉及建筑结构工程技术领域。一种装配式H形预应力撑杆钢柱，包括H型钢和钢索。所述H型钢的腹板两侧和两个翼缘的外侧均设置有钢索，钢索的上下端连接在钢垫板上，钢垫板通过若干螺栓连接在H型钢的上下端。所述钢索的中段通过两个撑杆支撑，两个撑杆通过钢套筒连接，一个撑杆的端部连接在钢垫板上，该钢垫板通过若干螺栓连接在H型钢的中段。通过旋拧所述钢套筒对钢索施加预应力。本发明通过安装过程省去焊接作业，提高了中心钢柱的承载力，节约了钢柱的用钢量，降低了成本。

Description

一种装配式H形预应力撑杆钢柱
技术领域
本发明涉及建筑结构工程技术领域。
背景技术
受压钢柱是钢结构领域的一种基本结构构件，其受力性态决定了这类结构构件容易发生失稳破坏。为了改善受压钢柱的稳定性能，可以引入撑杆和预张力索形成预应力撑杆钢柱。然而，目前预应力撑杆钢柱中的撑杆和中心柱多采用现场直接焊接的方式连接。这种连接方式虽然能够保证节点刚度，但是现场焊接的施工质量难以保证，而且焊接残余应力也会引起构件形变，进而影响结构性能。
因此，如何亟需研发出一种能克服上述缺点的新型预应力撑杆钢柱。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作简单、安装方便且能有效提高H形钢柱承载力的撑杆钢柱结构。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种装配式H形预应力撑杆钢柱，包括H形截面钢柱、钢索Ⅰ、撑杆Ⅰ、撑杆Ⅱ和钢索Ⅱ。
所述H形截面钢柱竖直设置，H形截面钢柱包括腹板和两个翼缘。所述腹板的两侧均设置有撑杆Ⅰ，这两个撑杆Ⅰ均位于腹板高度方向的中点处。
所述撑杆Ⅰ包括杆件Ⅰ、钢套筒Ⅰ和杆件Ⅱ，杆件Ⅰ的一端垂直连接到腹板上，另一端通过钢套筒Ⅰ与杆件Ⅱ连接。所述腹板的上端与杆件Ⅱ之间连接有钢索Ⅰ，下端与杆件Ⅱ之间连接有钢索Ⅰ。
每个所述翼缘的外侧均设置有撑杆Ⅱ，撑杆Ⅱ位于翼缘高度方向的中点处。
所述撑杆Ⅱ包括杆件Ⅲ、钢套筒Ⅱ和杆件Ⅳ，杆件Ⅲ的一端连接到翼缘上，另一端通过钢套筒Ⅱ与杆件Ⅳ连接。所述翼缘的上端与杆件Ⅳ之间连接有钢索Ⅱ，下端与杆件Ⅳ之间连接有钢索Ⅱ。
进一步，所述腹板的每一侧均设置有两个钢垫板Ⅰ和一个钢垫板Ⅱ，两个钢垫板Ⅰ通过若干螺栓分别连接到腹板上下端，钢垫板Ⅱ过若干螺栓连接到腹板高度方向的中点处。
每个所述钢垫板Ⅰ上连接有耳板Ⅰ，杆件Ⅰ垂直焊接到钢垫板Ⅱ上，杆件Ⅱ上连接有两个耳板Ⅱ。
所述钢索Ⅰ的两端均设置有连接头，该连接头上设置有耳板Ⅲ，钢索两端的耳板Ⅲ分别连接到钢垫板Ⅰ的耳板Ⅰ和杆件Ⅱ的耳板Ⅱ上，连接方式为螺栓连接。
进一步，每个所述翼缘的外侧均设置有两个钢垫板Ⅲ和一个钢垫板Ⅳ，两个钢垫板Ⅲ通过若干螺栓分别连接到翼缘上下端，钢垫板Ⅳ过若干螺栓连接到翼缘高度方向的中点处。
每个所述钢垫板Ⅲ上连接有耳板Ⅳ，钢垫板Ⅳ上连接有耳板Ⅴ。所述杆件Ⅲ的一端焊接有钢板，钢板上连接有耳板Ⅵ，耳板Ⅴ与耳板Ⅵ进行螺栓连接。每个所述杆件Ⅳ上连接有两个耳板Ⅶ。
所述钢索Ⅱ的两端均设置有连接头，该连接头上设置有耳板Ⅷ，钢索Ⅱ两端的耳板Ⅷ分别连接到钢垫板Ⅲ的耳板Ⅳ和杆件Ⅳ的耳板Ⅶ上，连接方式为螺栓连接。
进一步，所述钢套筒Ⅰ设置有内螺纹，杆件Ⅰ与杆件Ⅱ连接的一端设置有外螺纹，杆件Ⅱ与杆件Ⅰ连接的一端设置有外螺纹。所述杆件Ⅰ与杆件Ⅱ的端部均旋入钢套筒Ⅰ。
进一步，所述钢套筒Ⅱ设置有内螺纹，杆件Ⅲ与杆件Ⅳ连接的一端设置有外螺纹，杆件Ⅳ与杆件Ⅲ连接的一端设置有外螺纹。所述杆件Ⅲ与杆件Ⅳ的端部均旋入钢套筒Ⅱ。
本发明的有益效果在于：
1.本发明将撑杆与中心H形钢柱翼缘通过螺栓连接，避免了传统现场焊接方式施工质量难以控制等缺点；同时，避免了加固焊接时的高温以及焊接冷却后的残余应力，很好的保护了柱体原有的承载力；
2.本发明将两段撑杆通过套筒连接，从而实现通过调节撑杆长度改变拉索预应力；
3.本发明通过螺栓将钢垫板与柱体连接，操作简单，节约加固时间，降低了加固的工作量，适合推广。
附图说明
图1为装配式H形预应力撑杆钢柱整体示意图；
图2为H形截面钢柱上端的连接示意图；
图3为H形截面钢柱中段的连接示意图；
图4为H形截面钢柱下端的连接示意图；
图5为钢索Ⅱ与撑杆Ⅱ的连接示意图；
图6为钢索Ⅰ与撑杆Ⅰ的连接示意图。
图中：H形截面钢柱1、腹板101、两个翼缘102、钢索Ⅰ2、耳板Ⅲ201、撑杆Ⅰ3、杆件Ⅰ301、钢套筒Ⅰ302、杆件Ⅱ303、耳板Ⅱ3031、撑杆Ⅱ4、杆件Ⅲ401、钢板4011、耳板Ⅵ4012、钢套筒Ⅱ402、杆件Ⅳ403、耳板Ⅶ4031、钢垫板Ⅰ5、耳板Ⅰ501、钢垫板Ⅱ6、钢索Ⅱ7、耳板Ⅷ701、钢垫板Ⅲ8、耳板Ⅳ801、钢垫板Ⅳ9和耳板Ⅴ901。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
本实施例公开了一种装配式H形预应力撑杆钢柱，包括H形截面钢柱1、钢索Ⅰ2、撑杆Ⅰ3、撑杆Ⅱ4和钢索Ⅱ7。
参见图1，所述H形截面钢柱1竖直设置，H形截面钢柱1包括腹板101和两个翼缘102。所述腹板101的两侧均设置有撑杆Ⅰ3，这两个撑杆Ⅰ3均位于腹板101高度方向的中点处。
参见图3，所述撑杆Ⅰ3包括杆件Ⅰ301、钢套筒Ⅰ302和杆件Ⅱ303，杆件Ⅰ301的一端垂直连接到腹板101上，另一端通过钢套筒Ⅰ302与杆件Ⅱ303连接。参见图3或6，所述钢套筒Ⅰ302设置有内螺纹，杆件Ⅰ301与杆件Ⅱ303连接的一端设置有外螺纹，杆件Ⅱ303与杆件Ⅰ301连接的一端设置有外螺纹。所述杆件Ⅰ301与杆件Ⅱ303的端部均旋入钢套筒Ⅰ302。
所述腹板101的上端与杆件Ⅱ303之间连接有钢索Ⅰ2，下端与杆件Ⅱ303之间连接有钢索Ⅰ2。
所述腹板101的每一侧均设置有两个钢垫板Ⅰ5和一个钢垫板Ⅱ6，参见图2或4，两个钢垫板Ⅰ5通过若干螺栓分别连接到腹板101上下端，参见图3，钢垫板Ⅱ6过若干螺栓连接到腹板101高度方向的中点处。
每个所述钢垫板Ⅰ5上连接有耳板Ⅰ501，杆件Ⅰ301垂直焊接到钢垫板Ⅱ6上，杆件Ⅱ303上连接有两个耳板Ⅱ3031。
参见图2、4或6，所述钢索Ⅰ2的两端均设置有连接头，该连接头上设置有耳板Ⅲ201，钢索2两端的耳板Ⅲ201分别连接到钢垫板Ⅰ5的耳板Ⅰ501和杆件Ⅱ303的耳板Ⅱ3031上，连接方式为螺栓连接。
每个所述翼缘102的外侧均设置有撑杆Ⅱ4，撑杆Ⅱ4位于翼缘102高度方向的中点处。
参见图3，所述撑杆Ⅱ4包括杆件Ⅲ401、钢套筒Ⅱ402和杆件Ⅳ403，杆件Ⅲ401的一端连接到翼缘102上，另一端通过钢套筒Ⅱ402与杆件Ⅳ403连接。参见图3或5，所述钢套筒Ⅱ402设置有内螺纹，杆件Ⅲ401与杆件Ⅳ403连接的一端设置有外螺纹，杆件Ⅳ403与杆件Ⅲ401连接的一端设置有外螺纹。所述杆件Ⅲ401与杆件Ⅳ403的端部均旋入钢套筒Ⅱ402。
所述翼缘102的上端与杆件Ⅳ403之间连接有钢索Ⅱ7，下端与杆件Ⅳ403之间连接有钢索Ⅱ7。
每个所述翼缘102的外侧均设置有两个钢垫板Ⅲ8和一个钢垫板Ⅳ9，参见图2或4，两个钢垫板Ⅲ8通过若干螺栓分别连接到翼缘102上下端，参见图3，钢垫板Ⅳ9过若干螺栓连接到翼缘102高度方向的中点处。
参见图2或4，每个所述钢垫板Ⅲ8上连接有耳板Ⅳ801，钢垫板Ⅳ9上连接有耳板Ⅴ901。参见图3或5，所述杆件Ⅲ401的一端焊接有钢板4011，钢板4011上连接有耳板Ⅵ4012，耳板Ⅴ901与耳板Ⅵ4012进行螺栓连接。每个所述杆件Ⅳ403上连接有两个耳板Ⅶ4031。
参见图2、4或5，所述钢索Ⅱ7的两端均设置有连接头，该连接头上设置有耳板Ⅷ701，钢索Ⅱ7两端的耳板Ⅷ701分别连接到钢垫板Ⅲ8的耳板Ⅳ801和杆件Ⅳ403的耳板Ⅶ4031上，连接方式为螺栓连接。
安装时，通过螺栓将所述钢垫板Ⅰ5、钢垫板Ⅱ6、钢垫板Ⅲ8和钢垫板Ⅳ9连接到H形截面钢柱1上，其中，钢垫板Ⅱ6上焊接有撑杆Ⅰ3。再将所述钢索Ⅰ2和钢索Ⅱ7安装到对应的位置上，安装完成后，通过旋拧钢套筒Ⅰ302对钢索Ⅰ2施加预应力，旋拧钢套筒Ⅱ402对钢索Ⅱ7施加预应力。
实施例2：
本实施例公开了一种装配式H形预应力撑杆钢柱，包括H形截面钢柱1、钢索Ⅰ2、撑杆Ⅰ3、撑杆Ⅱ4和钢索Ⅱ7。
参见图1，所述H形截面钢柱1竖直设置，H形截面钢柱1包括腹板101和两个翼缘102。所述腹板101的两侧均设置有撑杆Ⅰ3，这两个撑杆Ⅰ3均位于腹板101高度方向的中点处。
参见图3，所述撑杆Ⅰ3包括杆件Ⅰ301、钢套筒Ⅰ302和杆件Ⅱ303，杆件Ⅰ301的一端垂直连接到腹板101上，另一端通过钢套筒Ⅰ302与杆件Ⅱ303连接。所述腹板101的上端与杆件Ⅱ303之间连接有钢索Ⅰ2，下端与杆件Ⅱ303之间连接有钢索Ⅰ2。
每个所述翼缘102的外侧均设置有撑杆Ⅱ4，撑杆Ⅱ4位于翼缘102高度方向的中点处。
参见图3，所述撑杆Ⅱ4包括杆件Ⅲ401、钢套筒Ⅱ402和杆件Ⅳ403，杆件Ⅲ401的一端连接到翼缘102上，另一端通过钢套筒Ⅱ402与杆件Ⅳ403连接。所述翼缘102的上端与杆件Ⅳ403之间连接有钢索Ⅱ7，下端与杆件Ⅳ403之间连接有钢索Ⅱ7。
实施例3：
本实施例主要结构同实施例2，进一步，所述腹板101的每一侧均设置有两个钢垫板Ⅰ5和一个钢垫板Ⅱ6，参见图2或4，两个钢垫板Ⅰ5通过若干螺栓分别连接到腹板101上下端，参见图3，钢垫板Ⅱ6过若干螺栓连接到腹板101高度方向的中点处。
每个所述钢垫板Ⅰ5上连接有耳板Ⅰ501，杆件Ⅰ301垂直焊接到钢垫板Ⅱ6上，杆件Ⅱ303上连接有两个耳板Ⅱ3031。
参见图2、4或6，所述钢索Ⅰ2的两端均设置有连接头，该连接头上设置有耳板Ⅲ201，钢索2两端的耳板Ⅲ201分别连接到钢垫板Ⅰ5的耳板Ⅰ501和杆件Ⅱ303的耳板Ⅱ3031上，连接方式为螺栓连接。
实施例4：
本实施例主要结构同实施例3，进一步，每个所述翼缘102的外侧均设置有两个钢垫板Ⅲ8和一个钢垫板Ⅳ9，参见图2或4，两个钢垫板Ⅲ8通过若干螺栓分别连接到翼缘102上下端，参见图3，钢垫板Ⅳ9通过若干螺栓连接到翼缘102高度方向的中点处。
参见图2或4，每个所述钢垫板Ⅲ8上连接有耳板Ⅳ801，钢垫板Ⅳ9上连接有耳板Ⅴ901。参见图3或5，所述杆件Ⅲ401的一端焊接有钢板4011，钢板4011上连接有耳板Ⅵ4012，耳板Ⅴ901与耳板Ⅵ4012进行螺栓连接。每个所述杆件Ⅳ403上连接有两个耳板Ⅶ4031。
参见图2、4或5，所述钢索Ⅱ7的两端均设置有连接头，该连接头上设置有耳板Ⅷ701，钢索Ⅱ7两端的耳板Ⅷ701分别连接到钢垫板Ⅲ8的耳板Ⅳ801和杆件Ⅳ403的耳板Ⅶ4031上，连接方式为螺栓连接。
实施例5：
本实施例主要结构同实施例4，进一步，参见图3或6，所述钢套筒Ⅰ302设置有内螺纹，杆件Ⅰ301与杆件Ⅱ303连接的一端设置有外螺纹，杆件Ⅱ303与杆件Ⅰ301连接的一端设置有外螺纹。所述杆件Ⅰ301与杆件Ⅱ303的端部均旋入钢套筒Ⅰ302。
实施例6：
本实施例主要结构同实施例5，进一步，参见图3或5，所述钢套筒Ⅱ402设置有内螺纹，杆件Ⅲ401与杆件Ⅳ403连接的一端设置有外螺纹，杆件Ⅳ403与杆件Ⅲ401连接的一端设置有外螺纹。所述杆件Ⅲ401与杆件Ⅳ403的端部均旋入钢套筒Ⅱ402。

Claims (3)

1.一种装配式H形预应力撑杆钢柱，其特征在于：包括H形截面钢柱(1)、钢索Ⅰ(2)、撑杆Ⅰ(3)、撑杆Ⅱ(4)和钢索Ⅱ(7)；
所述H形截面钢柱(1)竖直设置，H形截面钢柱(1)包括腹板(101)和两个翼缘(102)；所述腹板(101)的两侧均设置有撑杆Ⅰ(3)，这两个撑杆Ⅰ(3)均位于腹板(101)高度方向的中点处；
所述撑杆Ⅰ(3)包括杆件Ⅰ(301)、钢套筒Ⅰ(302)和杆件Ⅱ(303)，杆件Ⅰ(301)的一端垂直连接到腹板(101)上，另一端通过钢套筒Ⅰ(302)与杆件Ⅱ(303)连接；所述腹板(101)的上端与杆件Ⅱ(303)之间连接有钢索Ⅰ(2)，下端与杆件Ⅱ(303)之间连接有钢索Ⅰ(2)；
所述腹板(101)的每一侧均设置有两个钢垫板Ⅰ(5)和一个钢垫板Ⅱ(6)，两个钢垫板Ⅰ(5)通过若干螺栓分别连接到腹板(101)上下端，钢垫板Ⅱ(6)过若干螺栓连接到腹板(101)高度方向的中点处；
每个所述钢垫板Ⅰ(5)上连接有耳板Ⅰ(501)，杆件Ⅰ(301)垂直焊接到钢垫板Ⅱ(6)上，杆件Ⅱ(303)上连接有两个耳板Ⅱ(3031)；
所述钢索Ⅰ(2)的两端均设置有连接头，该连接头上设置有耳板Ⅲ(201)，钢索Ⅰ(2)两端的耳板Ⅲ(201)分别连接到钢垫板Ⅰ(5)的耳板Ⅰ(501)和杆件Ⅱ(303)的耳板Ⅱ(3031)上，连接方式为螺栓连接；
每个所述翼缘(102)的外侧均设置有撑杆Ⅱ(4)，撑杆Ⅱ(4)位于翼缘(102)高度方向的中点处；
所述撑杆Ⅱ(4)包括杆件Ⅲ(401)、钢套筒Ⅱ(402)和杆件Ⅳ(403)，杆件Ⅲ(401)的一端连接到翼缘(102)上，另一端通过钢套筒Ⅱ(402)与杆件Ⅳ(403)连接；所述翼缘(102)的上端与杆件Ⅳ(403)之间连接有钢索Ⅱ(7)，下端与杆件Ⅳ(403)之间连接有钢索Ⅱ(7)；
每个所述翼缘(102)的外侧均设置有两个钢垫板Ⅲ(8)和一个钢垫板Ⅳ(9)，两个钢垫板Ⅲ(8)通过若干螺栓分别连接到翼缘(102)上下端，钢垫板Ⅳ(9)通过若干螺栓连接到翼缘(102)高度方向的中点处；
每个所述钢垫板Ⅲ(8)上连接有耳板Ⅳ(801)，钢垫板Ⅳ(9)上连接有耳板Ⅴ(901)；所述杆件Ⅲ(401)的一端焊接有钢板(4011)，钢板(4011)上连接有耳板Ⅵ(4012)，耳板Ⅴ(901)与耳板Ⅵ(4012)进行螺栓连接；每个所述杆件Ⅳ(403)上连接有两个耳板Ⅶ(4031)；
所述钢索Ⅱ(7)的两端均设置有连接头，该连接头上设置有耳板Ⅷ(701)，钢索Ⅱ(7)两端的耳板Ⅷ(701)分别连接到钢垫板Ⅲ(8)的耳板Ⅳ(801)和杆件Ⅳ(403)的耳板Ⅶ(4031)上，连接方式为螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的一种装配式H形预应力撑杆钢柱，其特征在于：所述钢套筒Ⅰ(302)设置有内螺纹，杆件Ⅰ(301)与杆件Ⅱ(303)连接的一端设置有外螺纹，杆件Ⅱ(303)与杆件Ⅰ(301)连接的一端设置有外螺纹；所述杆件Ⅰ(301)与杆件Ⅱ(303)的端部均旋入钢套筒Ⅰ(302)。
3.根据权利要求1所述的一种装配式H形预应力撑杆钢柱，其特征在于：所述钢套筒Ⅱ(402)设置有内螺纹，杆件Ⅲ(401)与杆件Ⅳ(403)连接的一端设置有外螺纹，杆件Ⅳ(403)与杆件Ⅲ(401)连接的一端设置有外螺纹；所述杆件Ⅲ(401)与杆件Ⅳ(403)的端部均旋入钢套筒Ⅱ(402)。
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