[实用新型]蜂窝状腹板H型钢柱

说明书

技术领域

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腹板H型钢柱。

背景技术

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。

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。

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，为了节约钢材，传统方法是，选择格构式钢柱。然而，格构式钢柱截面是由单肢经缀材连接组合而成，制作施工相对繁琐，连接工作量偏大，而且其斜截面承载力和抗震性能有限，特别是虚、实轴的稳定性能差别较大，导致其材料不能充分发挥，也必然会增加工程的综合造价。

实用新型内容

本实用新型的目的在于在不增加钢材用料的前提下，以较为经济的方式，以增大钢柱的截面高度，提高钢柱的刚度和稳定承载力，提供一种蜂窝状腹板H型钢柱。

本实用新型采用的技术方案为：一种蜂窝状腹板H型钢柱，包括钢质翼缘一、钢质翼缘二和钢质腹板，所述钢质腹板设置在钢质翼缘一和钢质翼缘二之间，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。

作为优选，所述钢质翼缘一和钢质翼缘二为钢板或扁钢管或槽钢或工字钢。

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。

对于H形截面的钢柱，通常以承受压力为主，在实际工程应用中多为轴压、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，然后与翼缘板焊接而成。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)；钢柱截面的“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。

本实用新型还可以由H型钢在其腹板沿某一规则曲线或折线切割后重新焊接而成，或者直接在大型H型钢的腹板冲孔而成。

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，提高钢柱的刚度和稳定承载力。

有益效果：本实用新型的钢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。

本实用新型的H型钢柱与原H型钢柱相比，增大了截面的惯性矩和回转半径，提高了钢柱的刚度和稳定承载力。

本实用新型的H型钢柱与原H型钢柱相比，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。

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。

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。

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型钢柱相比，外形更加美观。

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。

本实用新型在不增加成本的情况下较好地解决了钢结构防火、防腐问题。