蜂窝状连接板连接的四肢钢柱的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种蜂窝状连接板连接的四肢钢柱，包括钢管肢件一、钢管肢件二、钢管肢件三、钢管肢件四、钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四，所述钢管肢件一、钢管肢件二、钢管肢件三和钢管肢件四通过钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四连接在一起，形成矩形截面柱，所述钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四为中间开孔的蜂窝状连接板，钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四分别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连接板。本发明改善了格构柱的受力性能，以较为经济的方式，提高钢柱的刚度和稳定承载力。
【专利说明】 蜂窝状连接板连接的四肢钢柱
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型建筑结构【技术领域】，具体涉及一种蜂窝状连接板连接的四肢钢柱。
【背景技术】
[0002]相对于传统的混凝土结构而言，钢结构具有自重轻、施工周期短、抗震性能好等优点，越来越受到人们的青睐，从而得到广泛的应用。
[0003]钢柱按其截面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。但是，随着多高层建筑、大跨度结构、重型厂房的发展，当建筑层数逐渐增多，上部荷载增加时，必然导致钢柱截面尺寸增大，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，而且虚轴的剪切变形较大，将会造成一定的附加挠曲，将会降低其工作性能；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；而且，当柱身某处受有较大的水平集中力作用时，为避免柱肢受弯，还需要在该处设置横隔，又会增加钢材耗量与施工难度，降低施工速度，增加施工工期，从而进一步增加工程的综合造价。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于改善现有格构柱的受力性能，以较为经济的方式，提高钢柱的刚度和稳定承载力，提供一种蜂窝状连接板连接的四肢钢柱。
[0005]本发明采用的技术方案为:一种蜂窝状连接板连接的四肢钢柱，包括钢管肢件一、钢管肢件二、钢管肢件三、钢管肢件四、钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四，所述钢管肢件一、钢管肢件二、钢管肢件三和钢管肢件四通过钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四连接在一起，形成矩形截面柱，所述钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四为中间开孔的蜂窝状连接板，钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四分别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连接板。
[0006]作为优选，所述钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四的孔洞形式为圆形、椭圆形、方形、长方形、六边形或八边形。
[0007]作为优选，所述钢管肢件一、钢管肢件二、钢管肢件三、钢管肢件四为矩形钢管或圆钢管。
[0008]对于格构式钢柱，对虚轴的抗剪性能主要受到连接单肢的缀材影响。因此，如何减小其对虚轴的剪切变形，提高其抗剪承载力，改善其受力性能，使两主轴方向的材料都能得到充分发挥，以降低钢材用量，减少工程的综合造价，成为人们关注的焦点。对此，本发明用蜂窝状钢板作为连接板代替传统格构柱的缀材，构成一种蜂窝状连接板连接的四肢钢柱。具体形成方式为: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(或者直接由所需钢板冲孔而成)蜂窝状连接板，然后与肢件两两焊接而成。
[0009]在这种截面构成中，焊接性能越好，其钢柱的承载力越高，为此，本发明需要保证良好的施焊工艺；此外，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。
[0010]本发明的连接接头方式:蜂窝状连接钢板与单肢搭接或对接(将蜂窝状连接钢板置于单肢正面正对其形心处连接)。
[0011]本发明的基本特征:以较为经济的方式,改善了传统格构柱虚轴的工作性能,提高其刚度和稳定承载力，缩小了传统格构柱虚、实轴的性能差别。
[0012]有益效果:本发明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。
[0013]本发明用蜂窝状钢板作为连接板取代缀材后，与传统的格构柱相比，提高其对虚轴的刚度和抗剪承载力，减小其剪切变形，从而改善其工作性能，使其受力更加趋于合理。
[0014]本发明用蜂窝状钢板作为连接板取代缀材后，与传统的格构柱相比，其构造简单，降低了施工难度，制作加工方便，减小了施工工作量，加快了施工速度，从而缩短了工期，使得工程的综合造价降低。
[0015]本发明用蜂窝状钢板作为连接板取代缀材后，与传统的格构柱相比，其肢件与连接板的协同工作能力更强，整体稳定性更好，从而提高了结构的抗震性能。
[0016]本发明可在相同受荷条件下，其抗力性能优于传统的格构柱。
[0017]本发明采用了蜂窝状钢板，与箱形截面相比，可节省钢材用量。
[0018]本发明可以为新型钢结构公共建筑体系开发提供关键部件，有很好的转化前景。
[0019]本发明拓展了格构式钢柱的研究与应用领域，极大地丰富了钢结构的内容。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的结构示意图；
[0021]图2为本发明的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0023]如图1和2所示:一种蜂窝状连接板连接的四肢钢柱，包括钢管肢件一 2、钢管肢件二 4、钢管肢件三5、钢管肢件四7、钢质连接板一 1、钢质连接板二 3、钢质连接板三6和钢质连接板四8，所述钢管肢件一 2、钢管肢件二 4、钢管肢件三5和钢管肢件四7通过钢质连接板一 1、钢质连接板二 3、钢质连接板三6和钢质连接板四8连接在一起，形成矩形截面柱，所述钢质连接板一 1、钢质连接板二 3、钢质连接板三6和钢质连接板四8为中间开孔的蜂窝状连接板，钢质连接板一 1、钢质连接板二 3、钢质连接板三6和钢质连接板四8分别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连接板。所述钢质连接板一 1、钢质连接板二 3、钢质连接板三6和钢质连接板四8的孔洞形式为圆形、椭圆形、方形、长方形、六边形或八边形。所述钢管肢件一 2、钢管肢件二 4、钢管肢件三5、钢管肢件四7为矩形钢管或圆钢管。
[0024]本发明的实施方案:
[0025]通常在钢结构加工工厂制作完成。其基本制作程序为:
[0026]制作蜂窝状连接板一制作肢件一焊接。
[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。
【权利要求】
1.一种蜂窝状连接板连接的四肢钢柱，其特征在于:包括钢管肢件一、钢管肢件二、钢管肢件三、钢管肢件四、钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四，所述钢管肢件一、钢管肢件二、钢管肢件三和钢管肢件四通过钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四连接在一起，形成矩形截面柱，所述钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四为中间开孔的蜂窝状连接板，钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四分别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连接板。
2.根据权利要求1所述的蜂窝状连接板连接的四肢钢柱，其特征在于:所述钢质连接板一、钢质连接板二、钢质连接板三和钢质连接板四的孔洞形式为圆形、椭圆形、方形、长方形、六边形或八边形。
3.根据权利要求1所述的蜂窝状连接板连接的四肢钢柱，其特征在于:所述钢管肢件一、钢管肢件二、钢管肢件三、钢管肢件四为矩形钢管或圆钢管。
【文档编号】E04C3/32GK104234313SQ201410514653
【公开日】2014年12月24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, 邵连俊, 许惠斌 申请人:南京工业大学