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快三手机投注平台關于箱型柱的受力特點比較和箱型柱的焊接方法

鋼材
        由于H型鋼柱只有一個強軸,在梁柱連接節點處受力比較復雜的情況下,一是“節點域”不能滿足要求,二是按照“強連接弱構件”的原則,在地震作用下按地震組合內力進行彈性設計時,極限承載力驗算不能滿足。而箱型柱由于在X、Y方向均為強軸,加上節點處的加勁板,形成了較強的節點域,受力狀況比軋制H型鋼優越。
        由于目前人們對箱型柱的認識尚不普遍,本文結合參觀工廠焊接箱型柱的加工流程,做簡單介紹。

最近筆者在工作中遇到了一個問題,就是關于箱型柱焊接方法的問題。

由于筆者做的這個工程的具體特點,在設計中中間柱子采用了箱型柱,其它柱子采用了熱軋H型鋼。

這是一個5層的化工裝置的鋼結構框架,共9根柱子,跨距為6米x7米,層高分別為6米、6.3米、5.5米、6.7米和5米。每層的設備荷載大都集中在中間位置,頂層一臺設備的重量就接近100噸,因而中間柱子的受力最大。

筆者先按9根柱子均采用軋制H型鋼試算,經過對各種工況下的計算結果進行分析比較,中間柱子在梁柱節點處受力較大:一是“節點域”不能滿足要求1,補強后仍無法滿足《鋼結構設計規范》GB50017-2003第7.4.2條的要求,即節點域的強度和局部穩定不能滿足規范要求。二是不能滿足《建筑抗震設計規范》GB50011-2001第8.2.8條的要求,即按照“強連接弱構件”的原則,在地震作用下按地震組合內力進行彈性設計時,極限承載力驗算不能滿足2。經過筆者多次試算,采用國標《熱軋H型鋼和剖分T型鋼》GB/T11263-1998中HW400x400,均不能滿足要求。從既經濟又合理的角度考慮,筆者將該柱改為500x500的箱型柱,經過計算,上述兩條均能滿足,而且用鋼量基本接近,但受力狀態卻是明顯的改善。

這是因為“H型鋼柱”,只有一個強軸,該處的柱子節點無論是腹板還是翼緣受力都比較復雜,因而出現上述不滿足規范的情況。

而“箱型柱”的受力在四個方向均是強軸,兩軸的抵抗矩相等,特別是本工程中間這個柱子,四個方向的力都集中到這個柱子上,鋼梁與柱子相連接處的節點受力較大。

但由于箱型柱有它的受力特點,能較好的解決這個問題,因而是比較合理的受力結構體系。

但很多業主甚至是有些工程技術人員對“箱型柱”的了解很少,甚至聞所未聞,更有甚者是很多人不知道箱型柱里面的加勁板(隔板)是如何焊進去的,所以有時不被接受。由于筆者所承擔的工程的特點,曾在近10套化工裝置中采用過箱型柱,在工程實際中就遇到了這樣的問題。

前段時間筆者與一些同行們去工廠參觀了箱型柱的加工制作過程:

箱型柱的焊接必須在工廠加工,不能在現場焊接,因為這是一套專門加工制作箱型柱的流水線,該生產線主要由雙弧雙絲CO2氣體保護打底焊機、三弧三絲埋弧焊機、電渣焊機、端面銑床、移動式導軌鉆及輸送輥道等組成。