钢结构柱子

钢结构柱子是建筑中的重要支撑结构，它们通常由型钢、钢板或钢筋混凝土等材料构成。这些柱子承担着建筑物的重量和负荷，同时提供必要的稳定性和刚度，确保建筑的稳固和安全。在设计时，工程师会考虑到柱子的承载能力、抗弯性能、抗剪性能以及耐久性等因素，以确保建筑物的安全和稳定。钢结构柱子还需要考虑施工方便、经济性和美观性等因素，以满足实际工程的需求。

一、钢结构柱子类型

按截面形式分类
- 实腹柱：具有整体的截面，最常用的是工形截面实腹柱。实腹柱整体性能较好，在一些荷载相对不是特别巨大，对空间利用和结构整体稳定性要求较高的情况下较为适用。
- 格构柱：其截面分为两肢或多肢，各肢间用缀条或缀板联系。当荷载较大、柱身较宽时采用格构柱能节省钢材用量，例如在大型工业厂房或者对承载能力要求很高的建筑结构中可能会采用格构柱。
按受力情况分类
- 轴心受压柱：所受的纵向压力与柱的截面形心轴重合，主要承受轴向压力作用。在一些只承受竖向压力且压力作用点基本通过柱子中心的结构中会采用这种柱子，比如某些简单的竖向支撑结构。
- 偏心受压柱（压弯构件）：同时承受轴心压力和弯矩。在实际建筑结构中，很多柱子由于受到水平力（如风荷载、地震力等）或者结构布置不均匀等因素影响，柱子除了承受竖向压力还会承受弯矩，这种情况下柱子就属于偏心受压柱，如框架结构中的柱子往往属于偏心受压柱。

二、钢结构柱子在施工图中的体现

天津某热轧工程柱子系统
- 厂房采用多跨钢结构框架体系，柱子均为阶形柱，上柱采用实腹工字形截面，下柱采用格构式。柱子采用单腹壁肩梁，柱脚采用插入柱脚。纵向柱间支撑采用K形支撑型式。柱顶压杆、上柱支撑采用双槽钢，下柱支撑采用焊接钢管。相关图纸包括总说明、柱子系统三维效果图、柱子系统平面布置图等共35张图纸。
门式刚架结构中的柱子
- 基础为桩接触，埋入式柱脚，钢结构防火设计，钢结构节点大样为节点表的形式。在这种结构中柱子与基础以及其他构件的连接形式、柱子的防火等相关设计在施工图中都有体现。

三、钢结构柱子施工工艺流程相关要点

（一）钢柱连接

钢柱之间：常采用坡口电弧焊接连接。
主梁与钢柱间
- 上、下翼缘用坡口电弧焊接连接。
- 腹板用高强螺栓连接。
次梁与主梁
- 基本上是在腹板处用高强螺栓连接。
- 少量在上、下翼缘处用坡口电弧焊接连接。
焊接顺序
- 柱与梁的焊接，先焊接顶部柱、梁节点，再焊接底部柱、梁节点，最后焊接中间部分的柱、梁节点。
- 柱与柱的对接焊接，采用二人同时对称焊接，柱与梁的焊接亦应在柱的两侧对称同时焊接，以减少焊接变形和残余应力。厚板的坡口焊时，打底层焊多用直径4mm焊条焊接，中间层可用5mm或者6mm焊条，盖面层多用直径5mm焊条。钢结构三层应连续施焊，每一层焊完后及时清渣。焊缝余高不超过对接焊体中较薄钢板厚的1/10，但也不应大于3.2mm。焊后当气温低于0℃时，用石棉布保温使焊缝缓慢冷却，焊缝质量检验均按二级检验。

（二）钢柱与框架梁施工顺序关系

钢结构节柱正常有2层、3层或者4层梁，原则上竖向构件由上向下逐件施工。同一列柱的钢梁从中间跨开始对称地向两端扩展施工；同一跨钢梁，先施工下层梁再施工中上层梁。钢结构在施工柱与柱之间的主梁时，会把柱与柱之间的开档撑开或者缩小，所以必须追踪校正，预留偏向值。柱与柱节点和梁与柱节点的焊接以相互协调为好，可以先焊一节柱的顶层梁，再从下向上焊接各层梁与柱的节点，次梁根据实际安装情况一层一层施工完成。
在钢梁吊装前，应于柱子牛腿处审查扬程和柱子距离，并应在梁上装好扶手杆和扶手绳，在主梁吊装就位后，将扶手绳与钢柱系牢，以保证安装人员的安全。对于重量较小的次梁和其他小梁，多利用多头吊索一次吊装数根。为了减少高空作业，保证质量，并加快吊装速度，可以将梁、柱在地面组装成排架后进行整体吊装。梁校正完，用高强螺栓临时固定，再进行柱校正。对梁、柱校正完毕后即紧固连接高强螺栓，焊接柱节点和梁节点，并对焊缝进行超声波检验。在第一节框架施工、校正、螺栓紧固后，即应进行底层钢柱柱底灌浆，灌浆方法是先在柱脚四周立模板，将基础上表面清理干净，然后用高强度集合砂浆从一侧自由灌入至密实，灌浆后用湿草袋或者麻袋养护。