
工作原理
格构柱主要由分肢和缀材组成。分肢通常采用型钢,如角钢、槽钢、工字钢等,是格构柱承受轴向力的主要部件;缀材则用于连接分肢,分为缀条和缀板两种形式。缀条一般采用角钢,通过与分肢焊接或螺栓连接形成三角形桁架体系;缀板多为钢板,与分肢组成刚架体系 。当格构柱受到轴向压力或拉力时,荷载首先作用于分肢,再通过缀材将力传递到其他分肢,使各分肢协同工作,共同承担荷载。这种结构形式能够充分发挥钢材的强度,提高构件的稳定性和承载能力。
性能特点
稳定性高:相较于实腹式柱,格构柱由于分肢间距较大,通过合理设计缀材布置,能够显著提高构件的惯性矩和回转半径,从而增强其在受压时的稳定性。在相同的截面面积和材料条件下,格构柱可以承受更大的轴向压力而不易发生失稳破坏。例如,在超高层建筑的临时支撑结构中,格构柱能够在高度较高、荷载较大的情况下保持稳定,为施工安全提供保障。
节省材料:格构柱的截面形式使得材料分布更加合理,避免了实腹式柱在截面中部材料受力较小的浪费情况。其分肢和缀材协同工作,将材料集中布置在远离形心的位置,充分发挥钢材的抗拉、抗压性能,从而在满足同等承载能力要求下,减少钢材用量,降低工程造价。据统计,在一些大型厂房的排架柱设计中,采用格构柱可比实腹式柱节省钢材 15% - 25% 。
便于制作与安装:格构柱的分肢和缀材可在工厂预制加工,制作精度高。各部件运输至施工现场后,通过焊接或螺栓连接进行组装,安装过程相对简便。同时,其模块化的结构特点,便于根据工程实际需求进行尺寸调整和拼接,适应不同的工程环境和荷载要求。
适应性强:格构柱可根据工程需求设计成不同的截面形式和尺寸,包括双肢、三肢甚至四肢格构柱。此外,通过改变缀材的布置和形式,能够调整格构柱的力学性能,满足不同工程对构件强度、刚度和稳定性的要求。无论是用于建筑结构的承重柱,还是桥梁工程中的桥墩,格构柱都能展现出良好的适应性。
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