从类型到构件深度拆解钢结构钢柱

‌钢柱作为钢结构的「脊梁」，承担着支撑上部荷载、传递竖向力与水平力的核心使命。对于初学者而言，读懂钢柱的「身体密码」—— 不同柱型的适用场景、构件组成及受力原理，是理解钢结构力学逻辑的关键。本文将从「柱型分类」到「构件详解」逐层拆解，用专业术语结合通俗比喻，构建清晰的知识框架。

一、钢柱的「三大经典柱型」：按需选择的力学专家

（一）H 型柱：性价比之王的「全能选手」

1. 截面特征

外形如大写字母 "H"，由翼缘（两侧水平板件）和腹板（中间垂直板件）组成，分热轧 H 型钢（如 HN500×200）与焊接 H 型钢（定制截面）

核心优势：截面抗弯刚度强（翼缘抵抗弯矩，腹板抵抗剪力），材料利用率达 85% 以上

2. 适用场景

轻钢结构：单层厂房（柱高≤15m）、仓库（如京东物流园钢柱采用 HN700×300）

多层框架：5-15 层办公楼（如 SOHO 系列建筑，柱距 8m 时用 HM440×300）

经济性：用钢量比箱型柱低 20%-30%，加工便捷（可直接采购标准型材）

3. 受力特点

强轴方向（绕腹板轴线）抗弯能力突出，弱轴方向需设置支撑（如柱间支撑增强侧向刚度）

翼缘厚度≥16mm 时需验算层状撕裂（焊接前预热至 100℃以上）

（二）箱型柱：重载建筑的「硬核担当」

1. 截面构造

由四块钢板焊接成闭合矩形截面（如□600×600×20），内部可浇筑混凝土形成组合柱

核心优势：四面抗风抗震，抗扭刚度是 H 型柱的 5-8 倍，适合承受双向弯矩

2. 典型应用

高层建筑：超 20 层大厦的核心承重柱（如上海中心大厦巨型箱型柱，截面达□1200×1200×50）

重型厂房：冶金车间（承受 200 吨级吊车荷载）、机械加工厂（柱顶需设置多向牛腿）

桥梁工程：大跨度钢桥桥墩（如港珠澳大桥钢箱梁桥墩，抗台风 16 级）

3. 设计要点

内部需设置横隔板（间距≤2m），防止腹板局部失稳

焊接质量要求高：四条纵向焊缝需 100% 超声波探伤（避免应力集中导致开裂）