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沈阳天力杰物资有限公司位于东北经济、政治、文化中心沈阳市，公司自成立以来，专心致力于钢材的加工配售事业，在为全国各大工程项目配送成品钢构件的同时，也为各钢结构企业供应优质的原材料，获得广泛好评。 沈阳天力杰物资有限公司从事钢结构原材料的加工配送及现货销售工作。主营品种如下： 地 址：沈阳市铁西区重工北街8号（兵工125库） |
| 箱型柱的受力特点比较和焊接方法 摘要：本文结合工程实例，分析了普通轧制H型钢柱与箱型柱的受力特点，介绍了箱型柱的焊接加工方法。由于H型钢柱只有一个强轴，在梁柱连接节点处受力比较复杂的情况下，一是“节点域”不能满足要求，二是按照“强连接弱构件”的原则，在地震作用下按地震组合内力进行弹性设计时，极限承载力验算不能满足。而箱型柱由于在X、Y方向均为强轴，加上节点处的加劲板，形成了较强的节点域，受力状况比轧制H型钢优越。 由于目前人们对箱型柱的认识尚不普遍，本文结合参观工厂焊接箱型柱的加工流程，做简单介绍。关键词：节点域 箱型柱 强度 稳定最近笔者在工作中遇到了一个问题，就是关于箱型柱焊接方法的问题。由于笔者做的这个工程的具体特点，在设计中中间柱子采用了箱型柱，其它柱子采用了热轧H型钢。这是一个5层的化工装置的钢结构框架，共9根柱子，跨距为6米x7米，层高分别为6米、6.3米、5.5米、6.7米和5米。每层的设备荷载大都集中在中间位置，顶层一台设备的重量就接近100吨，因而中间柱子的受力。笔者先按9根柱子均采用轧制H型钢试算，经过对各种工况下的计算结果进行分析比较，中间柱子在梁柱节点处受力较大：一是“节点域”不能满足要求1，补强后仍无法满足《钢结构设计规范》GB50017-2003第7.4.2条的要求，即节点域的强度和局部稳定不能满足规范要求。二是不能满足《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第8.2.8条的要求，即按照“强连接弱构件”的原则，在地震作用下按地震组合内力进行弹性设计时，极限承载力验算不能满足2。经过笔者多次试算，采用国标《热轧H型钢和剖分T型钢》GB/T11263-1998中HW400x400，均不能满足要求。从既经济又合理的角度考虑，笔者将该柱改为500x500的箱型柱，经过计算，上述两条均能满足，而且用钢量基本接近，但受力状态却是明显的改善。这是因为“H型钢柱”，只有一个强轴，该处的柱子节点无论是腹板还是翼缘受力都比较复杂，因而出现上述不满足规范的情况。而“箱型柱”的受力在四个方向均是强轴，两轴的抵抗矩相等，特别是本工程中间这个柱子，四个方向的力都集中到这个柱子上，钢梁与柱子相连接处的节点受力较大。但由于箱型柱有它的受力特点，能较好的解决这个问题，因而是比较合理的受力结构体系。但很多业主甚至是有些工程技术人员对“箱型柱”的了解很少，甚至闻所未闻，更有甚者是很多人不知道箱型柱里面的加劲板（隔板）是如何焊进去的，所以有时不被接受。由于笔者所承担的工程的特点，曾在近10套化工装置中采用过箱型柱，在工程实际中就遇到了这样的问题。前段时间笔者与一些同行们去工厂参观了箱型柱的加工制作过程：箱型柱的焊接必须在工厂加工，不能在现场焊接，因为这是一套专门加工制作箱型柱的流水线，该生产线主要由双弧双丝CO2气体保护打底焊机、三弧三丝埋弧焊机、电渣焊机、端面铣床、移动式导轨钻及输送辊道等组成。1、首先将三面的钢板和里面的加劲板按规定焊接成U型的槽。 2、在有加劲板的侧面位置留上一个槽，以便填充焊料。 3、盖上第四块钢板，将熔嘴（管状长焊条）插入待焊焊口内，调节熔嘴使其处于焊口的中心并接触到引弧板，再将焊嘴提起20～30mm，拧紧夹头，从熔嘴内插入焊丝送入底部与引弧板相接触，这时焊丝与熔嘴长焊管应在焊口的正中心，焊丝再提起10mm左右，拧紧送丝轮和调直轮，***检查焊机各部位是否拧紧，加人少量引弧剂和少量焊剂。4、采用较高电压短路引弧，引弧后，刚开始送丝速度要慢，即电流小点，以便造渣，此为弧焊过程，电流波动较大，随着焊剂的熔化，形成有一定深度的熔化渣池，温度逐渐升高，这时电流应适当大些，电弧开始消失而转入电渣过程，电流和电压逐渐趋于稳定，随着电渣过程的稳定，可将电流和电压调至附表所示数值，进入正常电渣焊过程，熔化的焊料将加劲板和第四块板焊接成一体。5、施焊过程中要密切注意焊机控制箱上电流和电压的变化，根据情况随时调节，并注意熔嘴始终保持在焊口的中心，***渣池的温度和熔池的形状及深度正常，才能确定焊接质量。6、焊接试件均经过超声波检验，无裂纹和未熔合等缺陷。 此种焊接工艺称为“熔嘴电渣焊”，已经非常普遍的应用，经过去加工厂参观和对现场已经焊接好的成品进行观察，此种焊接质量非常好。而如果用“焊接H型钢”，同样也是工厂加工，因为成品的“轧制H型钢”的为HW400x400的，在荷载较大的情况下，不能满足设计的需要。如果改为焊接H型钢，受力情况不如箱型柱，而且并不节省钢材，只是加工费稍微便宜点。经过调查，钢结构的施工一般为业主供应材料，然后由施工单位加工，也有的是由施工单位总承包。所以箱型柱的加工费用是由施工单位承担的，与业主几乎没有经济联系，但却对业主的施工质量和结构安全度、结构的***性带来***性的收益！鉴于以上受力分析和经济分析，在荷载较大受力情况复杂的情况下设计为“箱型柱”，是经济合理、安全适用的，值得推广。参考文献技术标准：1、GB50017-2003《钢结构设计规范》技术标准：2、GB50011-2001《建筑抗震设计规范》2008年版 |
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