從類型到構(gòu)件深度拆解鋼結(jié)構(gòu)鋼柱

?鋼柱作為鋼結(jié)構(gòu)的「脊梁」，承擔(dān)著支撐上部荷載、傳遞豎向力與水平力的核心使命。對于初學(xué)者而言，讀懂鋼柱的「身體密碼」—— 不同柱型的適用場景、構(gòu)件組成及受力原理，是理解鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)邏輯的關(guān)鍵。本文將從「柱型分類」到「構(gòu)件詳解」逐層拆解，用專業(yè)術(shù)語結(jié)合通俗比喻，構(gòu)建清晰的知識框架。

一、鋼柱的「三大經(jīng)典柱型」：按需選擇的力學(xué)專家

（一）H 型柱：性價比之王的「全能選手」

1. 截面特征

外形如大寫字母 "H"，由翼緣（兩側(cè)水平板件）和腹板（中間垂直板件）組成，分熱軋 H 型鋼（如 HN500×200）與焊接 H 型鋼（定制截面）

核心優(yōu)勢：截面抗彎剛度強（翼緣抵抗彎矩，腹板抵抗剪力），材料利用率達 85% 以上

2. 適用場景

輕鋼結(jié)構(gòu)：單層廠房（柱高≤15m）、倉庫（如京東物流園鋼柱采用 HN700×300）

多層框架：5-15 層辦公樓（如 SOHO 系列建筑，柱距 8m 時用 HM440×300）

經(jīng)濟性：用鋼量比箱型柱低 20%-30%，加工便捷（可直接采購標(biāo)準(zhǔn)型材）

3. 受力特點

強軸方向（繞腹板軸線）抗彎能力突出，弱軸方向需設(shè)置支撐（如柱間支撐增強側(cè)向剛度）

翼緣厚度≥16mm 時需驗算層狀撕裂（焊接前預(yù)熱至 100℃以上）

（二）箱型柱：重載建筑的「硬核擔(dān)當(dāng)」

1. 截面構(gòu)造

由四塊鋼板焊接成閉合矩形截面（如□600×600×20），內(nèi)部可澆筑混凝土形成組合柱

核心優(yōu)勢：四面抗風(fēng)抗震，抗扭剛度是 H 型柱的 5-8 倍，適合承受雙向彎矩

2. 典型應(yīng)用

高層建筑：超 20 層大廈的核心承重柱（如上海中心大廈巨型箱型柱，截面達□1200×1200×50）

重型廠房：冶金車間（承受 200 噸級吊車荷載）、機械加工廠（柱頂需設(shè)置多向牛腿）

橋梁工程：大跨度鋼橋橋墩（如港珠澳大橋鋼箱梁橋墩，抗臺風(fēng) 16 級）

3. 設(shè)計要點

內(nèi)部需設(shè)置橫隔板（間距≤2m），防止腹板局部失穩(wěn)

焊接質(zhì)量要求高：四條縱向焊縫需 100% 超聲波探傷（避免應(yīng)力集中導(dǎo)致開裂）