蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘h形截面组合柱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘H形截面组合柱，包括钢管混凝土翼缘一、钢管混凝土翼缘二和钢质腹板，所述钢质腹板设置在钢管混凝土翼缘一和钢管混凝土翼缘二之间，钢质腹板为中间开孔的蜂窝状腹板，钢质腹板由两块边缘带缺口的形状相同钢板组成，这两块钢板通过对接焊缝焊接形成蜂窝状腹板。本实用新型在不增加钢材用料的前提下，获得了较大的抗弯强度及刚度，提高了稳定承载力。
【专利说明】蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘H形截面组合柱
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型建筑结构【技术领域】，具体涉及一种蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘H形截面组合柱。
【背景技术】
[0002]近年来，国内钢和钢材的产量、品种、规格大幅度提升，钢结构的设计、制作、安装水平更是有了大幅度提高，钢结构在国内获得超常规发展。
[0003]钢筋混凝土柱由于存在自重大、抗裂性差等缺点，使得其难以满足承载力及耐久性等要求，从而限制了其适用范围；而钢柱具有强度高、自重轻、抗震性能好、变形能力强、施工周期短、良好且丰富的建筑艺术表现能力等特点，受到建筑师们的普遍青睐。在传统冶金工业厂房、高层和超高层以及大跨度结构的多年实践中，钢柱的突出优势与作用几乎不可替代。
[0004]钢柱按其截面的组成形式，可分为实腹式和格构式两大类。相对而言,实腹式柱构造简单，与其他构件连接也较为方便。其中，特别是H型钢，其截面面积分配更加优化、强重比更加合理，具有截面模数大、重量轻、节省钢材的优点，可使建筑结构减轻30-40% ；此外，由于H型钢的各个部位均以直角排布拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%，因此其在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用。但是，随着多高层建筑、大跨度结构、重型厂房的发展，建筑层数逐渐增多，上部荷载增加，必然导致H型钢柱截面尺寸增大，从而增加钢材耗量，提高了工程的综合造价。此时，为了在不增加钢材用料的情况下，能增大H型钢柱截面高度，提高其稳定承载力要求的一种较好的选择是，设计为蜂窝状腹板H型钢柱。然而，在实际工程中，为了不致过多削弱钢柱的抗剪能力，其截面的“扩张比”会受到一定的限制。在此情况下，特别是对于弯矩较大的压弯柱而言，其翼缘可能提前丧失其承载力，使其不能满足工程需要。此时，如何以较为经济的方式提高其翼缘承载力，是解决该问题的关键所在。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘H形截面组合柱。
[0006]本实用新型采用的技术方案为:一种蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘H形截面组合柱，包括钢管混凝土翼缘一、钢管混凝土翼缘二和钢质腹板，所述钢质腹板设置在钢管混凝土翼缘一和钢管混凝土翼缘二之间，钢质腹板为中间开孔的蜂窝状腹板，钢质腹板由两块边缘带缺口的形状相同钢板组成，这两块钢板通过对接焊缝焊接形成蜂窝状腹板。
[0007]作为优选，所述钢质腹板的开孔形式为圆形、椭圆形、方形、长方形、六边形或八边形。
[0008]对柱而言，通常以承受压力为主，在实际工程应用中多为轴压或压弯构件，抗弯强度和刚度是影响其承载力的关键因素。因此，在不增加用钢量的前提下，如何设法获得较大的抗弯强度及刚度，从而获得较高的稳定承载力，成为人们关注的焦点。对此，本实用新型的截面组成方式为:先在钢板上按预定的折线或曲线进行切割，错开半个波，使波峰对波峰，用对接焊缝焊接形成蜂窝状腹板，然后与钢管混凝土翼缘的钢管焊接，最后向钢管中浇注混凝土组合而成。在这种截面形式中，焊接性能越好，H型钢柱的承载力越高，为此，本实用新型需要保证良好的施焊工艺(可采用组对焊接工艺)；组合柱截面的“扩张比”(开孔率)增大，截面高度增加，其刚度和回转半径加大，长细比会减小，稳定承载力得到提高。但是，腹板开孔洞后，其抗剪性能会受到一定的影响。因此，实际工程中，应视实际受力情况而控制“扩张比”或开孔率；翼缘由钢管及混凝土组合而成，由于钢管内的空间有限，因此浇注混凝土时不便振捣，故宜选用自密实混凝土。
[0009]本实用新型的基本特征:以较为经济的方式，增大钢柱的截面高度，增强翼缘的抗屈曲能力，提高钢柱的刚度和稳定承载力。
[0010]有益效果:本实用新型的H形截面组合柱具有截面构成合理，自重轻，抗弯刚度大，承载力高，美观和经济效益显著等特点，发展前景广阔。
[0011]本实用新型的H形截面组合柱，由于翼缘钢管中浇注了混凝土，钢管内部的混凝土可以有效地防止钢管发生局部屈曲，而钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；两者共同发挥作用，构件的延性性能明显改善，耗能能力提高，具有优越的抗震性能。
[0012]本实用新型的H形截面组合柱，增大了截面的惯性矩和回转半径，提高了柱的刚度和稳定承载力。
[0013]本实用新型增加了截面高度，增大了截面模量，提高H型钢柱的抗弯强度。
[0014]本实用新型由于腹板开孔洞，便于填充墙内布设的拉结筋直接穿入，使得墙、梁、柱成为整体，从而提高结构的抗震性能。
[0015]本实用新型由于腹板开孔洞，极大的节省了钢材用量及油漆、运输费用，从而降低了工程的综合造价，具有很强的社会经济效益。
[0016]本实用新型由于可根据设计要求开不同形状的孔洞，与传统的实腹H型钢柱相t匕，外形更加美观。
[0017]本实用新型在不影响结构功能和使用情况下，减轻了结构层自重，从而降低了地基、基础部分的造价。
[0018]本实用新型由于钢管内填有混凝土，能吸收大量的热能，增加了柱子的耐火时间，有利于钢管的抗火、防火及防腐问题。
[0019]本实用新型与格构式柱相比，其建筑构件构造简单，制作加工方便，可降低制作加工费用，降低工程综合造价。
[0020]本实用新型拓展了 H型钢柱的研究与应用领域，极大地丰富了钢管混凝土组合结构内容。
[0021]本实用新型可以为新型钢结构体系开发提供关键部件，有很好的转化前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型组合柱的结构示意图；
[0023]图2为本实用新型组合柱的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
[0025]如图1和2所示:一种蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘H形截面组合柱，包括钢管混凝土翼缘一 1、钢管混凝土翼缘二 2和钢质腹板3，所述钢质腹板3设置在钢管混凝土翼缘一 I和钢管混凝土翼缘二 2之间，钢质腹板3为中间开孔的蜂窝状腹板，钢质腹板3由两块边缘带缺口的形状相同钢板组成，这两块钢板通过对接焊缝焊接形成蜂窝状腹板。所述钢质腹板3的开孔形式为圆形、椭圆形、方形、长方形、六边形或八边形。
[0026]本实用新型的实施方案:
[0027]通常钢管、蜂窝状钢腹板及其焊接在工厂加工制作完成；向钢管内浇注混凝土则在施工现场完成。
[0028]应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。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。
【权利要求】
1.一种蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘H形截面组合柱，其特征在于:包括钢管混凝土翼缘一、钢管混凝土翼缘二和钢质腹板，所述钢质腹板设置在钢管混凝土翼缘一和钢管混凝土翼缘二之间，钢质腹板为中间开孔的蜂窝状腹板，钢质腹板由两块边缘带缺口的形状相同钢板组成，这两块钢板通过对接焊缝焊接形成蜂窝状腹板。
2.根据权利要求1所述的蜂窝状钢腹板-钢管混凝土翼缘H形截面组合柱，其特征在于:所述钢质腹板的开孔形式为圆形、椭圆形、方形、长方形、六边形或八边形。
【文档编号】E04C3/36GK204098355SQ201420568503
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】郑廷银, 褚秋云, 金相继 申请人:南京工业大学