一种异形角柱、装配方法、劲性组合异形柱组成比例

本申请公开了一种异形角柱、装配方法、劲性组合异形柱，属于结构工程技术领域，其技术要点在于，包括：S1，将内侧翼缘板和外侧翼缘板同波形板腹板的两侧进行焊接，形成以波形板为腹板、平钢板为翼缘的波纹腹板型钢柱；S2，将波纹腹板型钢柱的内侧翼缘板与工字型钢柱腹板处焊接，组成类T形截面的钢异形柱；其中波形板、工字型钢柱腹板均为竖向布置且两者保持垂直关系。本申请的一种异形角柱、装配方法、劲性组合异形柱，其具有较好的可装配性，同时其抗震效果以及抗压承载力较佳。震效果以及抗压承载力较佳。震效果以及抗压承载力较佳。

【技术实现步骤摘要】
一种异形角柱、装配方法、劲性组合异形柱


[0001]本申请涉及结构工程领域，具体而言，涉及一种异形角柱、装配方法、劲性组合异形柱。

技术介绍

[0002]北京工业大学在CN112302167A、CN112160418A提出了一种装配式钢结构异形柱框架结构体系，更具体的，公开了一种异形角柱，其包括一个钢管，然后包括三个T型分肢，角柱的整体结构呈T型。
[0003]上述T型角柱的构成需要T型分肢的腹板与钢管的两个面焊接，但是，由于T型分肢的腹板采用波形板，波形板在钢管在工地焊接时不易焊接。
[0004]因此，有必要对现有的异形角柱的结构以及装配方法进行进一步的改进。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种异形角柱、装配方法、劲性组合异形柱，旨在解决现有技术的问题。
[0006]一种异形角柱的装配方法，包括以下步骤：
[0007]S1，将内侧翼缘板和外侧翼缘板同波形板腹板的两侧进行焊接，形成以波形板为腹板、平钢板为翼缘的波纹腹板型钢柱；
[0008]S2，将波纹腹板型钢柱的内侧翼缘板与工字型钢柱腹板处焊接，组成类T形截面的钢异形柱；
[0009]其中波形板、工字型钢柱腹板均为竖向布置且两者保持垂直关系。
[0010]一种异形角柱，包括：波纹腹板型钢柱和工字型钢柱；
[0011]所述波纹腹板型钢柱由内侧翼缘板、外侧翼缘板和波纹腹板组成；所述波纹腹板的波纹方向为纵向波纹，波纹腹板与内侧翼缘板、外侧翼缘板焊接，波纹腹板截面与内侧翼缘板、外侧翼缘板截面组成工字形构件截面；
[0012]所述波纹腹板型钢柱的内侧翼缘板与工字型钢柱腹板连接，波纹腹板型钢柱和工字型钢柱组成类T形截面的异形柱；
[0013]外侧翼缘板宽度为内侧翼缘板宽度的3
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4倍。
[0014]进一步，所述波纹腹板型钢柱的内侧翼缘板与工字型钢柱腹板采用焊接连接。
[0015]进一步，所述波纹腹板型钢柱的内侧翼缘板与工字型钢柱腹板上均设置有对应的螺栓孔，通过螺栓
‑
螺母组件连接。
[0016]一种劲性组合异形柱，包括：前述的异形角柱；在异形角柱的外侧翼缘板处焊接将异形角柱外围闭合成L形截面的角钢及钢板，并在围成的空腔中浇筑混凝土，以形成L形劲性组合异形柱。
[0017]一种劲性组合异形柱，包括：前述的异形角柱以及混凝土；劲性组合异形柱为L形劲性组合异形柱，在混凝土中设置有三向拉结筋。
[0018]本申请的有益效果在于：
[0019](1)本申请的基础专利技术点是：波纹腹板型钢柱、工字型钢柱作为两个基础单元，上述两个基本单元都是在工厂中易于批量制造的结构物。在生产本申请的角柱时，上述两个基础单元：将波纹腹板型钢柱的内侧翼缘板1与工字型钢柱4腹板处焊接，组成类T形截面的钢异形柱。
[0020](2)通过使用波形板，在用料不变的情况下重新分配截面，提高了截面惯性矩，具有更高的抗侧刚度。
[0021](3)为加强构件间的连接性，保证板件之间的空隙不过大，内侧翼缘板宽度控制在60
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100mm之间，内侧翼缘板边缘与波形板表面最小距离为6～10mm，外侧翼缘板宽度为内侧翼缘板宽度的3.0～4.0倍，外侧翼缘板长度与工字型钢柱翼缘板长度相同。
[0022](4)本申请的“内翼缘板”、“波纹型腹板”、“工字型钢柱的直腹板”具有协同作用。
[0023](5)本申请的方案能够实现工业化，通过波纹腹板型钢柱与工字型钢柱能够实现高效焊接，新构件可实现生产线的高效加工，推动工业化发展。不等宽的波形腹板构件，内侧翼缘宽度控制在40
‑
100mm；可实现波形板有波浪的要求。
附图说明
[0024]图1为一种使用波纹型腹板的弱轴强化抗侧钢异形角柱的三维图。
[0025]图2为一种使用波纹型腹板的弱轴强化抗侧钢异形角柱的拆分图。
[0026]图3为一种使用波纹型腹板的弱轴强化抗侧钢异形角柱的截面图。
[0027]图4为两种异形柱的模型图，图4(a)表示平钢板异形柱的模型图；图4(b)表示波形板异形柱的模型图。
[0028]图5为滞回曲线对比图。
[0029]图6为实施例2的一种使用波纹型腹板的弱轴强化抗侧钢异形角柱形成的L形劲性组合异形柱示意图。
[0030]图7为实施例3的结构示意图。
[0031]图1
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图6中的附图说明如下：
[0032]1——内侧翼缘板
[0033]2——外侧翼缘板
[0034]3——波纹型腹板
[0035]4——工字型钢柱
[0036]5——角钢
[0037]6——钢板
[0038]7——混凝土。
具体实施方式
[0039]以下结合附图由具体实例对本申请的具体实施方式进一步说明。
[0040]实施例1如图1
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3所示，一种异形角柱。本专利技术的异形角柱由波纹腹板型钢柱和工字型钢柱4焊接组成；然后将预制的异形柱运输到施工现场安装并与其他结构构件连接。
[0041]如图1～3所示，一种异形角柱的装配方法，包括以下步骤：
[0042]S1，将内侧翼缘板1和外侧翼缘板2同波形板腹板3的两侧进行焊接，形成类似以波形板为腹板、平钢板为翼缘的波纹腹板型钢柱；
[0043]S2，将波纹腹板型钢柱的内侧翼缘板1与工字型钢柱4腹板处焊接，组成类T形截面的钢异形柱。
[0044]本申请拟验证新型波形板异形柱滞回性能的优异性，基于有限元软件Abaqus建立了5m高的壳单元模型，与传统平钢板异形柱进行了性能对比分析。其中，平钢板异形柱为工字钢和T形柱焊接而成；新型波形板异形柱则采用工字钢、波形板、衔接板以及下翼缘板焊接而成。二者不同之处为波形板异形柱采用厚度为3mm的波形板代替平钢板异形柱的腹板，用以提高异形柱抗剪承载力与整体稳定性；在平钢板异形柱工字钢和T型钢连接的部位设置了一块衔接板，衔接板两端与工字钢采用3mm宽的点焊连接，便于波形板与工字钢的有效连接，避免不均匀应力的影响。异形柱整体截面尺寸为400mm
×
400mm，采用等用钢量的原则进行尺寸设计。异形柱具体截面尺寸如图4(a)、(b)所示。
[0045]在加载阶段，柱顶端设置0.1倍轴向压力，按图1所示加载方向进行水平加载，控制加载端的水平位移为0.03倍的柱高。通过模拟得到异形柱的滞回曲线，进一步分析其耗能能力与刚度等力学特性。滞回曲线对比如图5所示。
[0046]通过柱端荷载
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位移曲线可知，波形板异形柱滞回曲线较为饱满，包络效果更强，柱端荷载明显比平钢板异形柱更大。因此，对异形柱的耗能能力、刚度等力学特性进行定量分析，具体分析数据如表1所示：
[0047]表1滞回曲线数据对比
[0048][0049][0050]分析结果表明：在等面积的前提下，波形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异形角柱的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将内侧翼缘板和外侧翼缘板同波形板腹板的两侧进行焊接，形成以波形板为腹板、平钢板为翼缘的波纹腹板型钢柱；S2，将波纹腹板型钢柱的内侧翼缘板与工字型钢柱腹板处焊接，组成类T形截面的钢异形柱；其中波形板、工字型钢柱腹板均为竖向布置且两者保持垂直关系。2.一种异形角柱，其特征在于，包括：波纹腹板型钢柱和工字型钢柱；所述波纹腹板型钢柱由内侧翼缘板、外侧翼缘板和波纹腹板组成；所述波纹腹板的波纹方向为纵向波纹，波纹腹板与内侧翼缘板、外侧翼缘板焊接，波纹腹板截面与内侧翼缘板、外侧翼缘板截面组成工字形构件截面；所述波纹腹板型钢柱的内侧翼缘板与工字型钢柱腹板连接，波纹腹板型钢柱和工字型钢柱组成类T形截面的异形柱；外侧翼缘板宽度为内侧翼缘板宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜子钦，牛子尧，张爱林，裴鑫，范赛雪，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：