CN216641150U - 一种装配式钢结构建筑异形结构柱 - Google Patents

Abstract

一种装配式钢结构建筑异形结构柱。为了解决现有的钢结构异形柱抗震性能欠佳，不能有效消耗地震所产生的能量的问题。本实用新型包括H型钢、T型钢和多组加强肋组件；所述H型钢包括H型钢腹板和H型钢翼缘板，所述T型钢包括T型钢腹板和T型钢翼缘板，T型钢腹板远离T型钢翼缘板的端部与H型钢腹板固定连接；所述的多组加强肋组件纵向设置在H型钢和T型钢之间；加强肋组件的两端分别连接在H型钢上和T型钢上；每组加强肋组件包括第一连接件、第二连接件、金属橡胶垫片和螺栓，所述的第二连接件插装在第一连接件内并形成安装槽，金属橡胶垫片置于安装槽中，并通过螺栓与第一连接件和第二连接件进行固定。本实用新型属于建筑钢结构技术领域。

Description

一种装配式钢结构建筑异形结构柱

技术领域

本实用新型涉及建筑钢结构技术领域，尤其涉及一种装配式钢结构建筑异形结构柱。

背景技术

钢结构是主要的建筑结构类型之一，结构主要由型钢和钢板等制成的梁钢、钢柱、钢桁架等构件组成，因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场管、超高层等领域；钢结构异形柱一般是通过H型钢和T型钢焊接成T形柱、角柱或者十字柱等，在H 型钢和T型钢之间设置肋板以作加强，保证连接节点具有足够的承载能力和适当的节点刚度，以实现在节点处传递内力；传统结构抗震方法是通过增强结构本身的强度、刚度等抵抗地震作用，即由结构本身储存和消耗地震能量，这是被动消极的抗震对策。由于地震的随机性，尚不能准确地估计地震灾害作用的强度和特性。因此，仅采用普通的结构设计不具备自我调节功能，在地震或风荷载作用下很可能产生严重破坏或倒塌，最终导致震后维修困难，因此钢结构设计有待改进。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提及的问题，本实用新型的目的在于提供装配式钢结构建筑异形结构柱。

本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种装配式钢结构建筑异形结构柱，包括H型钢、T型钢和多组加强肋组件；所述H型钢包括H型钢腹板和H型钢翼缘板，所述T型钢包括T型钢腹板和T型钢翼缘板，T 型钢腹板远离T型钢翼缘板的端部与H型钢腹板固定连接；所述的多组加强肋组件纵向设置在H型钢和T型钢之间；加强肋组件的两端分别连接在H型钢上和T型钢上；每组加强肋组件包括第一连接件、第二连接件、金属橡胶垫片和螺栓，所述的第二连接件插装在第一连接件内并形成安装槽，金属橡胶垫片置于安装槽中，并通过螺栓与第一连接件和第二连接件进行固定。

作为优选方案：所述的第一连接件为槽钢式结构，第一连接件的一端设置有两块第一限位板，其中一块第一限位板的顶端连接在第一连接件的第一上横坂的下表面上并竖直设置，另一块第一限位板的底端连接在第一连接件的第一下横板的上表面上并竖直设置，两块第一限位板之间留有插口，在第一上横坂和第一下横板之间靠近两块第一限位板处设置一块第二限位板，第二限位板的顶端连接在第一上横坂上，第二限位板的底端连接在第一下横板上，两块第一限位板与第二限位板之间形成插槽，插槽与插口形成T形插槽。

作为优选方案：所述的第一连接件与两块第一限位板一体制成。

作为优选方案：所述的第二连接件为槽钢式结构，第二连接件的一端设置有两块第三限位板，其中一块第三限位板的底端连接在第二连接件的第二上横坂的上表面上，另一块第三限位板的顶端连接在第二连接件的第二下横坂的下表面上；

所述的第二连接件带有第三限位板的一端插在第一连接件的T形插槽中，并且左右两侧留有缝隙，处于上方的第三限位板与处于上方的第一限位板之间形成第一安装槽，处于下方的第三限位板与处于下方的第一限位板之间形成第二安装槽，两块第三限位板与第二限位板之间形成第三安装槽；

所述的第一安装槽、第二安装槽和第三安装槽内分别设置有一块金属橡胶垫片。

作为优选方案：所述的第二连接件与两块第三限位板一体制成。

作为优选方案：所述的第二连接件上的第二上横坂和第二下横坂之间还竖直设置有一块第四限位板，第四限位板的顶端固连在第二上横坂上，第四限位板的底端固连在第二下横坂上，第四限位板的外板面与第二连接件带有第三限位板的一端端面平齐。

作为优选方案：所述的两块第一限位板、第二限位板、第三限位板和金属橡胶垫片上相对应的位置分别开有螺栓孔。

作为优选方案：第一连接件的另一端为直角边，第二连接件的另一端为直角边，第一连接件的另一端连接在H型钢腹板上，第二连接件的另一端连接在T型钢翼缘板上；或者第一连接件的另一端连接在H型钢翼缘板上，第二连接件的另一端连接在T型钢腹板上。

作为优选方案：第一连接件的另一端为斜角边，第二连接件的另一端为斜角边，第一连接件的另一端连接在H型钢腹板上，第二连接件的另一端连接在T型钢腹板上；或者第一连接件的另一端连接在H型钢翼缘板上，第二连接件的另一端连接在T型钢翼缘板上。

作为优选方案：所述的H型钢和T型钢还设置有肋板，肋板的一端连接在H型钢腹板上，另一端连接在T型钢腹板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型采用结构耗能减震技术通过在H型钢和T型钢之间设置具有耗能作用的加强肋组件，通过加强肋组件来吸收地震输入结构中能量，以减小主体结构的响应；

在钢立柱所受的载荷比较小时，加强肋组件对H型钢和T型钢之间的连接仅仅起到支撑和固定的作用，当钢立柱所受的载荷较大时，尤其是遇到地震这样的自然灾害时，加强肋组件除了起到支撑和固定的作用，还能起到耗能的作用，地震将其所产生的能力传递给钢立柱，钢立柱受到强大的载荷，整体结构产生变形，此时H型钢和T型钢之间产生相对的运动或者相反的运动，H型钢和T型钢之间的部分载荷被金属橡胶垫片吸收，起到耗能的作用，同时金属橡胶具有较强的回复性能，因此可以保证H型钢和T型钢之间的变形得到缓解。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为T形柱整体结构示意图；

图2为角柱整体结构示意图；

图3为加强肋组件轴侧图；

图4加强肋组件主视图；

图5为第一连接件整体结构示意图；

图6为第二连接件整体结构示意图。

图中：1-H型钢；2-T型钢；3-第一连接件；3-1-第一限位板；3-2-第一上横坂；3-3-第一下横板；3-4-第二限位板；3-5-插槽；3-6-插口；4-第二连接件；4-1-第三限位板；4-2-第二上横坂；4-3-第二下横坂；4-4-第四限位板；5-金属橡胶垫片；6-螺栓；7-第一安装槽；8-第二安装槽；9-第三安装槽；10-肋板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

具体实施方式一：如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本具体实施方式采用以下技术方案，本实施方式所述的一种装配式钢结构建筑异形结构柱，包括H型钢1、T 型钢2和多组加强肋组件；所述H型钢1包括H型钢腹板和H型钢翼缘板，所述T型钢 2包括T型钢腹板和T型钢翼缘板，T型钢腹板远离T型钢翼缘板的端部与H型钢腹板固定连接；当T型钢2为两根时，并分别连接在H型钢1的H型钢腹板两侧中间位置形成十字形钢立柱，当T型钢2安装在H型钢1的H型钢腹板一侧中间位置时为T字形钢立柱，当T型钢2安装在H型钢1的H型钢腹板偏心位置时为角形钢立柱；

所述的多组加强肋组件纵向设置在H型钢1和T型钢2之间；对于T字形钢立柱， T型钢2两侧均设置加强肋组件；对于角形钢立柱，在T型钢2一侧设置加强肋组件，且加强肋组件处于角形钢立柱整个拐角处；对于十字形钢立柱，两根T型钢2的两侧均设置加强肋组件；

加强肋组件的两端分别连接在H型钢1上和T型钢2上；每组加强肋组件包括第一连接件3、第二连接件4、金属橡胶垫片5和螺栓6，所述的第二连接件4插装在第一连接件3内并形成安装槽，金属橡胶垫片5置于安装槽中，并通过螺栓6与第一连接件3 和第二连接件4进行固定。

本实施方式中，通过在H型钢1和T型钢2之间设置具有耗能作用的加强肋组件，在钢立柱所受的载荷比较小时，加强肋组件对H型钢1和T型钢2之间的连接仅仅起到支撑和固定的作用，当钢立柱所受的载荷较大时，尤其是遇到地震这样的自然灾害时，加强肋组件除了起到支撑和固定的作用，还能起到耗能的作用，地震将其所产生的能力传递给钢立柱，钢立柱受到强大的载荷，整体结构产生变形，此时H型钢1和T型钢2之间产生相对的运动或者相反的运动，H型钢1和T型钢2之间的部分载荷被金属橡胶垫片5 吸收，起到耗能的作用，同时金属橡胶具有较强的回复性能，因此可以保证H型钢1和T 型钢2之间的变形得到缓解。

具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，所述的第一连接件3 为槽钢式结构，第一连接件3的一端设置有两块第一限位板3-1，其中一块第一限位板3-1 的顶端连接在第一连接件3的第一上横坂3-2的下表面上并竖直设置，另一块第一限位板 3-1的底端连接在第一连接件3的第一下横板3-3的上表面上并竖直设置，两块第一限位板3-1之间留有插口3-6，在第一上横坂3-2和第一下横板3-3之间靠近两块第一限位板 3-1处设置一块第二限位板3-4，第二限位板3-4的顶端连接在第一上横坂3-2上，第二限位板3-4的底端连接在第一下横板3-3上，两块第一限位板3-1与第二限位板3-4之间形成插槽3-5，插槽3-5与插口3-6形成T形插槽。

本实施方式中，第一连接件3上设置有T形插槽用于与第二连接件4的连接。

具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定，所述的第一连接件3与两块第一限位板3-1一体制成。

本实施方式中，第一连接件3是通过槽钢制成，具体制备过程如下：截取一端槽钢，将槽钢一端的竖向连接板切割掉一块，将槽钢多出的上横板和下横板向内弯折，在槽钢中间的位置焊接上一块钢板，即形成第一连接件。

具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一、二或三的进一步限定，所述的第二连接件4为槽钢式结构，第二连接件4的一端设置有两块第三限位板4-1，其中一块第三限位板4-1的底端连接在第二连接件4的第二上横坂4-2的上表面上，另一块第三限位板 4-1的顶端连接在第二连接件4的第二下横坂4-3的下表面上；

所述的第二连接件4带有第三限位板4-1的一端插在第一连接件3的T形插槽中，并且左右两侧留有一定的空间，处于上方的第三限位板4-1与处于上方的第一限位板3-1之间形成第一安装槽7，处于下方的第三限位板4-1与处于下方的第一限位板3-1之间形成第二安装槽8，两块第三限位板4-1与第二限位板3-4之间形成第三安装槽9；

所述的第一安装槽7、第二安装槽8和第三安装槽9内分别设置有一块金属橡胶垫片 5。

本实施方式中，通过在第三限位板4-1的两侧均设置金属橡胶垫片5，当H型钢1和T型钢2之间受到强大的拉伸时，第三限位板4-1与第一限位板3-1之间的金属橡胶垫片受到挤压，金属橡胶垫片吸收第三限位板4-1与第一限位板3-1之间的载荷能量，当H型钢1和T型钢2之间受到强大的挤压时，第三限位板4-1与第二限位板3-4之间的金属橡胶垫片受到挤压，金属橡胶垫片吸收第三限位板4-1与第二限位板3-4之间的载荷能量；

本实施方式中，通过调节金属橡胶垫片的厚度，来调节金属橡胶垫片所吸收的能量；

本实施方式中，第二连接件4与插口3-6的尺寸相匹配，即所述的第二连接件4的宽度等于插口3-6的宽度，第二连接件4的高度等于插口3-6的高度，通过这样的设置，使得第一连接件3与第二连接件4之间不会产生上下晃动的问题；

本实施方式中，第一限位板3-1与第三限位板4-1的尺寸相同，使得第一限位板3-1与第三限位板4-1整个板面都贴在金属橡胶垫片上。

具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式一、二、三或四的进一步限定，所述的第二连接件4与两块第三限位板4-1一体制成。

本实施方式中，第二连接件4是通过槽钢制成，具体制备过程如下：截取一端槽钢，将槽钢一端的竖向连接板切割掉一块，将槽钢多出的上横板和下横板向外弯折，即形成第二连接件4。

具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四或五的进一步限定，所述的第二连接件4上的第二上横坂4-2和第二下横坂4-3之间还竖直设置有一块第四限位板4-4，第四限位板4-4的顶端固连在第二上横坂4-2上，第四限位板4-4的底端固连在第二下横坂4-3上，第四限位板4-4的外板面与第二连接件4带有第三限位板4-1的一端端面平齐。

本实施方式中通过设置第四限位板4-4，使得夹在第三安装槽9中的金属橡胶垫片整个板面都能受力，进而才能吸收最大的能量。

具体实施方式七：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五或六的进一步限定，所述的两块第一限位板3-1、第二限位板3-4、第三限位板4-1和金属橡胶垫片5上相对应的位置分别开有螺栓孔。

本实施方式中，在第一限位板3-1上并排开有两个螺栓孔，在第二限位板3-4上相应的位置并排开有两个螺栓孔，在第一安装槽7和第二安装槽8中安装的金属橡胶垫片5 上相应的位置并排开有两个螺栓孔，第三限位板4-1上端相应的位置并排开有两个螺栓孔，下端相应的位置并排开有两个螺栓孔，处于第三安装槽9中的金属橡胶垫片5上端相应的位置并排开有两个螺栓孔，下端相应的位置并排开有两个螺栓孔，第一连接件3、第二连接件4和金属橡胶垫片5通过螺栓连接在一起。

具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五、六或七的进一步限定，第一连接件3的另一端为直角边，第二连接件4的另一端为直角边，第一连接件3 的另一端连接在H型钢腹板上，第二连接件4的另一端连接在T型钢翼缘板上；或者第一连接件3的另一端连接在H型钢翼缘板上，第二连接件4的另一端连接在T型钢腹板上。

本实施方式中，根据加强肋组件与钢立柱连接的位置来加工第一连接件3和第二连接件4与钢立柱连接端的结构形状，如图1所示，当加强肋组件的一端连接在H型钢腹板上，另一端连接在T型钢翼缘板上时，或者加强肋组件的一端连接在H型钢翼缘板上，另一端连接在T型钢腹板上时，其两端为直角边，加强肋组件的两端与钢立柱之间采用焊接的方式进行连接。

具体实施方式九：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五、六或七的进一步限定，第一连接件3的另一端为斜角边，第二连接件4的另一端为斜角边，第一连接件3 的另一端连接在H型钢腹板上，第二连接件4的另一端连接在T型钢腹板上；或者第一连接件3的另一端连接在H型钢翼缘板上，第二连接件4的另一端连接在T型钢翼缘板上。

本实施方式中，当加强肋组件的两端分别连接在H型钢腹板上和T型钢腹板上时，或者加强肋组件的两端分别连接在H型钢翼缘板上和T型钢翼缘板上时，其两端为斜角，以更好的适应其所连接的面，加强肋组件的两端与钢立柱之间采用焊接的方式进行连接。

具体实施方式十：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九的进一步限定，所述的H型钢1和T型钢2还设置有肋板10，肋板10的一端连接在H 型钢腹板上，另一端连接在T型钢腹板上。

进一步的，T形柱和角柱对应设置有不同尺寸的肋板10，肋板10起到辅助加强连接的效果，增强整体结构的强度，肋板10的具体尺寸根据T形柱或角柱的结构设计要求进行具体选择即可。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种装配式钢结构建筑异形结构柱，其特征在于：包括H型钢(1)、T型钢(2)和多组加强肋组件；所述H型钢(1)包括H型钢腹板和H型钢翼缘板，所述T型钢(2)包括T型钢腹板和T型钢翼缘板，T型钢腹板远离T型钢翼缘板的端部与H型钢腹板固定连接；所述的多组加强肋组件纵向设置在H型钢(1)和T型钢(2)之间；加强肋组件的两端分别连接在H型钢(1)上和T型钢(2)上；每组加强肋组件包括第一连接件(3)、第二连接件(4)、金属橡胶垫片(5)和螺栓(6)，所述的第二连接件(4)插装在第一连接件(3)内并形成安装槽，金属橡胶垫片(5)置于安装槽中，并通过螺栓(6)与第一连接件(3)和第二连接件(4)进行固定。

2.根据权利要求1所述的一种装配式钢结构建筑异形结构柱，其特征在于：所述的第一连接件(3)为槽钢式结构，第一连接件(3)的一端设置有两块第一限位板(3-1)，其中一块第一限位板(3-1)的顶端连接在第一连接件(3)的第一上横坂(3-2)的下表面上并竖直设置，另一块第一限位板(3-1)的底端连接在第一连接件(3)的第一下横板(3-3)的上表面上并竖直设置，两块第一限位板(3-1)之间留有插口(3-6)，在第一上横坂(3-2)和第一下横板(3-3)之间靠近两块第一限位板(3-1)处设置一块第二限位板(3-4)，第二限位板(3-4)的顶端连接在第一上横坂(3-2)上，第二限位板(3-4)的底端连接在第一下横板(3-3)上，两块第一限位板(3-1)与第二限位板(3-4)之间形成插槽(3-5)，插槽(3-5)与插口(3-6)形成T形插槽。

3.根据权利要求2所述的一种装配式钢结构建筑异形结构柱，其特征在于：所述的第一连接件(3)与两块第一限位板(3-1)一体制成。

4.根据权利要求3所述的一种装配式钢结构建筑异形结构柱，其特征在于：所述的第二连接件(4)为槽钢式结构，第二连接件(4)的一端设置有两块第三限位板(4-1)，其中一块第三限位板(4-1)的底端连接在第二连接件(4)的第二上横坂(4-2)的上表面上，另一块第三限位板(4-1)的顶端连接在第二连接件(4)的第二下横坂(4-3)的下表面上；

所述的第二连接件(4)带有第三限位板(4-1)的一端插在第一连接件(3)的T形插槽中，并且左右两侧留有缝隙，处于上方的第三限位板(4-1)与处于上方的第一限位板(3-1)之间形成第一安装槽(7)，处于下方的第三限位板(4-1)与处于下方的第一限位板(3-1)之间形成第二安装槽(8)，两块第三限位板(4-1)与第二限位板(3-4)之间形成第三安装槽(9)；

所述的第一安装槽(7)、第二安装槽(8)和第三安装槽(9)内分别设置有一块金属橡胶垫片(5)。

5.根据权利要求4所述的一种装配式钢结构建筑异形结构柱，其特征在于：所述的第二连接件(4)与两块第三限位板(4-1)一体制成。

6.根据权利要求5所述的一种装配式钢结构建筑异形结构柱，其特征在于：所述的第二连接件(4)上的第二上横坂(4-2)和第二下横坂(4-3)之间还竖直设置有一块第四限位板(4-4)，第四限位板(4-4)的顶端固连在第二上横坂(4-2)上，第四限位板(4-4)的底端固连在第二下横坂(4-3)上，第四限位板(4-4)的外板面与第二连接件(4)带有第三限位板(4-1)的一端端面平齐。

7.根据权利要求6所述的一种装配式钢结构建筑异形结构柱，其特征在于：所述的两块第一限位板(3-1)、第二限位板(3-4)、第三限位板(4-1)和金属橡胶垫片(5)上相对应的位置分别开有螺栓孔。

8.根据权利要求7所述的一种装配式钢结构建筑异形结构柱，其特征在于：第一连接件(3)的另一端为直角边，第二连接件(4)的另一端为直角边，第一连接件(3)的另一端连接在H型钢腹板上，第二连接件(4)的另一端连接在T型钢翼缘板上；或者第一连接件(3)的另一端连接在H型钢翼缘板上，第二连接件(4)的另一端连接在T型钢腹板上。

9.根据权利要求7所述的一种装配式钢结构建筑异形结构柱，其特征在于：第一连接件(3)的另一端为斜角边，第二连接件(4)的另一端为斜角边，第一连接件(3)的另一端连接在H型钢腹板上，第二连接件(4)的另一端连接在T型钢腹板上；或者第一连接件(3)的另一端连接在H型钢翼缘板上，第二连接件(4)的另一端连接在T型钢翼缘板上。

10.根据权利要求8或9所述的一种装配式钢结构建筑异形结构柱，其特征在于：所述的H型钢(1)和T型钢(2)还设置有肋板(10)，肋板(10)的一端连接在H型钢腹板上，另一端连接在T型钢腹板上。

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