一種矩形鋼管柱的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種矩形鋼管柱，包括橫截面均為矩形且橫截面尺寸均相同的箱型短柱、第一鋼管柱和第二鋼管柱，箱型短柱包括內(nèi)隔板和多個(gè)外鋼板，內(nèi)隔板通過(guò)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊固定于箱型短柱的內(nèi)壁，箱型短柱的兩端分別通過(guò)焊接固定于第一鋼管柱和第二鋼管柱。本方案可以在工廠制作一小段與矩形鋼管柱截面尺寸相同的箱型短柱，在此箱型短柱內(nèi)采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接內(nèi)隔板，箱型短柱制作完畢后，直接與其兩端的鋼管柱焊接為一體，成為一節(jié)完整的矩形鋼管柱。本方案省去了電渣焊工藝，不僅保證了節(jié)點(diǎn)域柱的壁厚滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，而且提高了節(jié)點(diǎn)的抗震性能，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了加工效率和焊接質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種矩形鋼管柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高層鋼結(jié)構(gòu)建筑【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種矩形鋼管柱。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于矩形柱有較好的受力特性，且承載力高、抗震性能好、制作簡(jiǎn)單，所以被廣泛 應(yīng)用在高層建筑中。在《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-98)以及《建筑抗震設(shè)計(jì) 規(guī)范》（GB5011-2010)等相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，框架梁與柱剛性連接時(shí)，應(yīng)在梁翼緣的對(duì) 應(yīng)位置設(shè)置柱內(nèi)隔板，其目的是保證節(jié)點(diǎn)域的承載力和穩(wěn)定性以及當(dāng)節(jié)點(diǎn)域進(jìn)入塑性時(shí)能 更多地吸收地震能量。同時(shí)按抗震要求，梁與柱的連接宜采用柱貫通型，因而在高層鋼結(jié)構(gòu) 建筑中，當(dāng)采用四塊鋼板拼成的箱型柱時(shí)，應(yīng)在梁柱節(jié)點(diǎn)域內(nèi)的箱型柱內(nèi)焊接橫隔板。目前 通常采用電渣焊工藝來(lái)焊接橫隔板，但是現(xiàn)有技術(shù)存在工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，熱輸入大 等缺點(diǎn)，制作成本高且焊接質(zhì)量難以保證。
[0003] 目前，由于逐步推廣使用冷彎（熱軋）矩形鋼管來(lái)代替四塊鋼板拼成的箱型柱，所 以節(jié)點(diǎn)可采用梁貫通式，這種方式可顯著減少加工工作量，降低成本。然而，目前冷彎（熱 軋）矩形鋼管柱規(guī)格較少，壁厚大都不超過(guò)16mm，不能滿(mǎn)足高層建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)域的抗彎 要求。
[0004] 因此，如何提供一種滿(mǎn)足高層建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)域的抗彎要求，并且降低工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度、提高加工效率和焊接質(zhì)量，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種能夠滿(mǎn)足高層建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)域的抗彎要求的矩形鋼 管柱，并且能降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高加工效率和焊接質(zhì)量。
[0006] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種矩形鋼管柱，包括橫截面均為矩形且橫截 面尺寸均相同的箱型短柱、第一鋼管柱和第二鋼管柱，所述箱型短柱包括內(nèi)隔板和多個(gè)外 鋼板，所述內(nèi)隔板通過(guò)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊固定于所述箱型短柱的內(nèi)壁，所述箱型短柱的 兩端分別通過(guò)焊接固定于所述第一鋼管柱和所述第二鋼管柱。
[0007] 優(yōu)選地，在上述矩形鋼管柱中，所述內(nèi)隔板的四周設(shè)有用于焊接的坡口。
[0008] 優(yōu)選地，在上述矩形鋼管柱中，所述內(nèi)隔板的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述內(nèi)隔板分別與 所述箱型短柱外部的Η型鋼梁的上翼緣和下翼緣對(duì)應(yīng)設(shè)置。
[0009] 優(yōu)選地，在上述矩形鋼管柱中，所述箱型短柱的壁厚大于16mm，所述第一鋼管柱和 所述第二鋼管柱的壁厚均小于所述箱型短柱的壁厚。
[0010] 優(yōu)選地，在上述矩形鋼管柱中，所述第一鋼管柱和所述第二鋼管柱均為冷彎矩形 鋼管柱。
[0011] 優(yōu)選地，在上述矩形鋼管柱中，所述第一鋼管柱和所述第二鋼管柱的長(zhǎng)度均大于 所述箱型短柱的長(zhǎng)度。
[0012] 本發(fā)明提供的一種矩形鋼管柱，包括橫截面均為矩形且橫截面尺寸均相同的箱型 短柱、第一鋼管柱和第二鋼管柱，箱型短柱包括內(nèi)隔板和多個(gè)外鋼板，內(nèi)隔板通過(guò)二氧化碳 氣體保護(hù)焊固定于箱型短柱的內(nèi)壁，箱型短柱的兩端分別通過(guò)焊接固定于第一鋼管柱和第 二鋼管柱。本方案可以在工廠制作一小段與矩形鋼管柱截面尺寸相同的箱型短柱，在此箱 型短柱內(nèi)采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接內(nèi)隔板，箱型短柱制作完畢后，直接與其兩端的鋼 管柱焊接為一體，成為一節(jié)完整的矩形鋼管柱。本方案省去了電渣焊工藝，不僅保證了節(jié)點(diǎn) 域柱的壁厚滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，而且提高了節(jié)點(diǎn)的抗震性能，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了加 工效率和焊接質(zhì)量。另外，本方案中的鋼管柱的長(zhǎng)度可結(jié)合層高、受力條件、施工條件、運(yùn)輸 條件、安裝條件等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅極大限度地保證了構(gòu)件質(zhì)量及施工安全，還節(jié)省了成 本和工期。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014] 圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例方案提供的矩形鋼管柱與鋼梁連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖 1 中：
[0016] 第一鋼管柱-1、箱型短柱_2、內(nèi)隔板-3、第二鋼管柱-4、Η型鋼梁-5、焊縫-6。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018] 請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例方案提供的矩形鋼管柱與鋼梁連接結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0019] 在一種具體實(shí)施例方案中，本發(fā)明提供了一種矩形鋼管柱，包括橫截面均為矩形 的箱型短柱2、第一鋼管柱1和第二鋼管柱4,箱型短柱2、第一鋼管柱1以及第二鋼管柱4 的橫截面尺寸均相同，箱型短柱2包括內(nèi)隔板3和多個(gè)外鋼板，多個(gè)外鋼板拼焊組成箱型短 柱2的矩形管柱結(jié)構(gòu)，內(nèi)隔板3通過(guò)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊固定于箱型短柱2的內(nèi)壁，以滿(mǎn)足 其抗震性能，箱型短柱2的兩端分別通過(guò)焊接固定于第一鋼管柱1和第二鋼管柱4,以構(gòu)成 完整的矩形鋼管柱，圖1中示出了箱型短柱2分別與第一鋼管柱1和第二鋼管柱4焊接的 焊縫6。
[0020] 具體的，本方案中的箱型短柱2由多個(gè)外鋼板拼焊而成矩形管柱結(jié)構(gòu)，具體可采 用4塊平板狀的外鋼板來(lái)進(jìn)行拼焊，外鋼板的形狀可以為矩形、梯形或平行四邊形，本方案 優(yōu)選四塊矩形外鋼板進(jìn)行拼焊。
[0021] 為了方便將內(nèi)隔板3焊接固定于箱型短柱2的內(nèi)壁，本方案優(yōu)選在內(nèi)隔板3的四 周設(shè)置有用于焊接的坡口，如此設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)將內(nèi)隔板3直接與箱型短柱2的柱壁的全熔 透，從而增強(qiáng)焊接強(qiáng)度。
[0022] 需要說(shuō)明的是，本方案中的矩形鋼管柱與不同規(guī)格的鋼梁剛性連接固定時(shí)，根據(jù) 不同規(guī)格的鋼梁，本方案可以設(shè)置與鋼梁的翼緣對(duì)應(yīng)的不同板厚的內(nèi)隔板3。具體的，本方 案優(yōu)先選用Η型鋼梁5與矩形鋼管柱進(jìn)行剛性連接，Η型鋼梁5具有上翼緣和下翼緣，因此， 本方案需要設(shè)置上下兩個(gè)內(nèi)隔板3,且兩個(gè)內(nèi)隔板3與上翼緣和下翼緣分別對(duì)應(yīng)布置，即上 下兩個(gè)內(nèi)隔板3之間的距離等于Η型鋼梁5的上翼緣和下翼緣之間的距離。圖1中示出了 內(nèi)隔板3與Η型鋼梁5對(duì)應(yīng)布置的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 需要說(shuō)明的是，由于本發(fā)明方案提供的矩形鋼管柱主要應(yīng)用于高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中 梁柱節(jié)點(diǎn)域壁厚大于16mm的場(chǎng)合中，因此，本方案優(yōu)選將箱型短柱2壁厚設(shè)計(jì)為大于16mm， 第一鋼管柱1和第二鋼管柱4根據(jù)具體受力計(jì)算選用適當(dāng)壁厚（壁厚一般會(huì)小于箱型短柱 2的壁厚），以保證節(jié)點(diǎn)域柱壁厚滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求以及抗震性能要求。
[0024] 需要說(shuō)明的是，本方案中的第一鋼管柱1和第二鋼管柱4可以為冷彎矩形鋼管柱 或者熱軋矩形鋼管柱，優(yōu)選地，本方案中的第一鋼管柱1和第二鋼管柱4均為冷彎矩形鋼管 柱。
[0025] 為了充分發(fā)揮冷彎矩形鋼管柱或熱軋矩形鋼管柱后期加工量小的優(yōu)勢(shì)以及箱型 柱壁厚可調(diào)的優(yōu)勢(shì)，本方案中盡量將箱型短柱2的長(zhǎng)度減小，即第一鋼管柱1和第二鋼管柱 4的長(zhǎng)度均大于箱型短柱2的長(zhǎng)度，這樣還可以進(jìn)一步方便施工，節(jié)省成本和工期。
[0026] 本方案具體實(shí)施過(guò)程如下：首先根據(jù)設(shè)計(jì)及制作要求，在工廠制作一小段與冷彎 或熱軋矩形鋼管柱截面尺寸相同的箱型短柱2,在此箱型短柱2內(nèi)采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù) 焊焊接內(nèi)隔板3,其中，內(nèi)隔板3與箱型短柱2外部的鋼梁的翼緣對(duì)應(yīng)布置；可通過(guò)在內(nèi)隔 板3的四周打坡口，實(shí)現(xiàn)內(nèi)隔板3與柱壁的全熔透；箱型短柱2制作完畢之后，將箱型短柱 2直接與其兩端的第一鋼管柱1和第二鋼管柱4焊接為一體，成為一節(jié)完整的矩形鋼管柱。
[0027] 本方案省去了電渣焊工藝，不僅保證了節(jié)點(diǎn)域柱的壁厚滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，而且提高 了節(jié)點(diǎn)的抗震性能，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了加工效率和焊接質(zhì)量。另外，本方案中 的鋼管柱的長(zhǎng)度可結(jié)合層高、受力條件、施工條件、運(yùn)輸條件、安裝條件等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，不 僅極大限度地保證了構(gòu)件質(zhì)量及施工安全，還節(jié)省了成本和工期。
[0028] 本發(fā)明針對(duì)目前在高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中使用的矩形框架鋼柱與Η型鋼梁鋼接節(jié)點(diǎn) 域內(nèi)隔板焊接的特點(diǎn)，充分發(fā)揮冷彎矩形鋼管柱或熱軋矩形鋼管柱后期加工量小的優(yōu)勢(shì)以 及箱型柱壁厚可調(diào)的優(yōu)勢(shì)，并遵循抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)采用柱貫通的指導(dǎo)原則，提供 了一種節(jié)點(diǎn)域加強(qiáng)型的矩形鋼管柱，本方案便于施工，提高了焊接質(zhì)量，降低了構(gòu)件的制作 成本。
[0029] 對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種矩形鋼管柱，其特征在于，包括橫截面均為矩形且橫截面尺寸均相同的箱型短 柱（2)、第一鋼管柱（1)和第二鋼管柱（4)，所述箱型短柱（2)包括內(nèi)隔板（3)和多個(gè)外鋼 板，所述內(nèi)隔板（3)通過(guò)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊固定于所述箱型短柱（2)的內(nèi)壁，所述箱型短 柱（2)的兩端分別通過(guò)焊接固定于所述第一鋼管柱（1)和所述第二鋼管柱（4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形鋼管柱，其特征在于，所述內(nèi)隔板（3)的四周設(shè)有用于焊 接的坡口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形鋼管柱，其特征在于，所述內(nèi)隔板（3)的數(shù)量為兩個(gè)，兩 個(gè)所述內(nèi)隔板（3)分別與所述箱型短柱（2)外部的Η型鋼梁（5)的上翼緣和下翼緣對(duì)應(yīng)設(shè) 置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形鋼管柱，其特征在于，所述箱型短柱（2)的壁厚大于 16mm，所述第一鋼管柱（1)和所述第二鋼管柱（4)的壁厚均小于所述箱型短柱（2)的壁厚。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形鋼管柱，其特征在于，所述第一鋼管柱（1)和所述第二鋼 管柱（4)均為冷彎矩形鋼管柱。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形鋼管柱，其特征在于，所述第一鋼管柱（1)和所述第二鋼 管柱（4)的長(zhǎng)度均大于所述箱型短柱（2)的長(zhǎng)度。
【文檔編號(hào)】E04C3/34GK104088398SQ201410347397
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】宋軍, 王豐平 申請(qǐng)人:山東萊鋼建設(shè)有限公司