波纹腹板T形截面异形钢柱.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410680004.9

申请日:

2014.11.24

公开号:

CN104372893A

公开日:

2015.02.25

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E04C 3/32申请公布日:20150225|||实质审查的生效IPC(主分类):E04C 3/32申请日:20141124|||公开

IPC分类号:

E04C3/32

主分类号:

E04C3/32

申请人:

南京工业大学

发明人:

郑廷银; 郝佩佩; 褚秋云

地址:

210000江苏省南京市浦口区浦珠南路30号8020信箱32分箱

优先权:

专利代理机构:

南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249

代理人:

徐激波

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内容摘要

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。

权利要求书

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。

说明书

波纹腹板T形截面异形钢柱
技术领域
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
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。
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。
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
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。
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。
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。
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)。
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。
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;
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;
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;
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;
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;
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;
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;
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;
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;
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。
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
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
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1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1的宽度中点焊接,所述翼缘1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。
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。
其基本制作程序为:制作波纹钢腹板→制作钢翼缘→焊接→运到施工现场→吊装就位。
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。

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资源描述

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1、10申请公布号43申请公布日21申请号201410680004922申请日20141124E04C3/3220060171申请人南京工业大学地址210000江苏省南京市浦口区浦珠南路30号8020信箱32分箱72发明人郑廷银郝佩佩褚秋云74专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所普通合伙32249代理人徐激波54发明名称波纹腹板T形截面异形钢柱57摘要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。

2、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。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104372893A43申请公布日20150225CN104372893A1/1页21一种波纹腹板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。

3、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。权利要求书CN104372893A1/3页3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。

4、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。

5、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。

6、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说明书CN104。

7、372893A2/3页4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。

8、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。

9、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1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1的宽度中点焊接,所述翼缘1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制作钢翼缘焊接运到施工现场吊装说明书CN104372893A3/3页5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。说明书CN104372893A1/1页6图1图2说明书附图CN104372893A。

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