CN104358357A - 有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱 - Google Patents

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朱绍杰
陈谦
吕丛丛
蒋晶
王越
霍英涛
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Shenyang Jianzhu University
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Abstract

本发明涉及一种有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱,有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱,它包括外包角钢,螺栓连接件,纵筋,箍筋,混凝土,箍筋弯成十字形,十字形柱两肢相交的转角处安有外包角钢,相邻的两片外包角钢通过螺栓连接件连接,外包角钢通过焊接或螺栓连接件与底板固定,混凝土在箍筋弯成的十字形围栏内,纵向钢筋布置在角上。外包角钢改善了相邻两肢折角处应力集中现象明显的情况;外包角钢和十字形钢筋混凝土柱通过螺栓连接在一起,共同受力、共同变形;本发明是高层和大跨度建筑物中框架结构的主要构件,具有承载力高,刚度大、重量轻,塑性、韧性好,抗冲击和抗疲劳性能好,抗震性能佳,耐久性好等优点。

Description

有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑技术领域,特别是涉及了一种用于土木工程中的十字形钢筋混凝土柱,是有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱。
背景技术
[0002] 当前社会,随着经济的发展和居民生活水平的提升,人们对建筑空间的美观、功能以及得房率等要求不断提高。由于普通钢筋混凝土柱的截面尺寸往往大于填充墙的厚度,使建筑物室内出现棱角,影响了建筑物使用和美观的要求。为了解决这一问题,出现了钢筋混凝土十字形截面柱。钢筋混凝土十字形柱结构的出现,解决了由于矩形柱楞角而产生的建筑美观、功能布置以及得房率低等问题。由于钢筋混凝土十字形柱结构体系的优点比较突出,国内外的学者、专家对此进行了广泛、深入的理论与试验研究。钢筋混凝土十字形柱的理论体系已基本形成,比如天津、沈阳、广东、山西等省市已经完成了地方规程的编写,并指导于工程实践,建筑面积达数千万平方米。
[0003] 但是,随着超高层和大跨度建筑的不断发展,纯粹的钢筋混凝土十字形柱的缺点越来越突出。如受到轴压比的限制,较大荷载下如果仍然采用普通钢筋混凝土十字形柱,将会导致柱的截面尺寸非常大;十字形柱的肢长不可以太长,柱肢过长后会容易产生剪力滞后现象,因此通常将十字形柱的肢长与肢宽限制在一定的比例范围内;十字形柱由于截面形式发生了改变,导致其力学特性也发生了变化,与普通矩形柱相比,承载能力和延性都有所下降,抗震性能并不理想;十字形钢筋混凝土柱不能有效约束混凝土的横向变形以及改善高强混凝土脆性大的缺点;在复杂外部荷载的作用下,十字形截面柱容易在转角处产生应力集中现象。十字形钢筋混凝土柱虽然具有建筑美观和使用方便等优点,但其特殊的截面形式造成了受力性能较差,限制了十字形柱的应用和推广。
[0004] 因此,本文在上述背景下,提出了一种新型的有外包角钢加固的十字形钢筋混凝土组合柱,这种组合柱综合了钢筋混凝土十字形柱和外包角钢混凝土柱的优点,大大的拓宽了混凝土十字形柱的应用和发展空间,具有十分重要的实用价值。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱,这种新型组合柱充分改善了普通十字形钢筋混凝土柱的受力性能,可以大大提高十字形截面柱的应用和推广。
[0006] 本发明通过以下技术方案实现:有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土柱的角钢由钢板焊接而成,位于十字形柱两肢相交的转角处,试件制作时先绑扎钢筋骨架,将角钢与底板焊接固定,并把相邻的两片角钢通过螺栓连接,最后支好模板并浇筑混凝土,角钢可以充当部分模板使用。外包角钢改善了十字形钢筋混凝土柱肢部的受力性能,约束了核心混凝土的横向变形,缓解了两肢相交内转角处的应力集中程度,提高了十字形钢筋混凝土柱的承载能力和延性;与普通十字形钢筋混凝土相比,其抗震性受力性能显著提高。由外包角钢、螺栓连接件、钢筋骨架和混凝土组成,其中外包角钢位于十字形钢筋混凝土柱相邻两肢内折角处。
[0007] 本发明的优点与效果是:
1.由于外包角钢的存在,使得十字形柱核心处的混凝土处于三相受压状态,约束了混凝土的横向变形,为脆性高强混凝土的应用提空了空间;
2.外包角钢的存在可以约束两肢相交转角处的混凝土横向变形,提高了组合柱的承载能力;
3.相邻角钢通过螺栓连接固定,使十字形截面柱形成一个整体,共同受力,共同变形;
4.外包角钢有效改善了部分肢部的受力性能;
5.由于角钢的存在改善了柱的延性,提高了柱的极限承载力,起到了第二道抗震防线的作用,有利于地震区抗震设计;
6.可以先绑扎纵筋和箍筋,然后将角钢通过底部焊接或螺栓连接固定,最后支好模板烧筑混凝土,从而形成叠合柱;
7.本专利中的外包角钢构造方法也可以作为十字形钢筋混凝土柱的后期加固措施;
8.拓宽了十字形柱的应用和发展空间,美化了建筑外观,提高了建筑的使用空间。
附图说明
[0008] 图1是有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱的示意图。
[0009] 图中:1为外包角钢,2为螺栓连接件,3为纵筋,4为箍筋,5为混凝土。
具体实施方式
[0010] 本发明包括外包角钢,螺栓连接件,纵筋,箍筋,混凝土,其特征在于:箍筋4弯成十字形,十字形柱两肢相交的转角处安有外包角钢1,相邻的两片外包角钢1通过螺栓连接件2连接,外包角钢1通过焊接或螺栓连接件与底板固定,混凝土在箍筋4弯成的十字形围栏内,纵向钢筋1布置在角上。外包角钢1为加固十字形截面钢筋混凝土柱的角钢,由钢板焊接而成。混凝土为纤维混凝土 2。角钢在混凝土中有固定作用,十字形截面钢筋混凝土柱的角钢可以充当部分模板使用。相邻角钢用螺栓连接,保持垂直或有一定锐角。
[0011] 具体工艺如下:
1.经合理计算选择钢板尺寸,然后焊接成外包角钢;
2.绑扎钢筋骨架;
3.将外包角钢通过焊接或螺栓连接与底板固定在一起,并将相邻角钢用螺栓连接,保持垂直或一定角度;
4.支模板,外包角钢可作为部分模板使用;
5.浇注混凝土 ;
6.定期养护;
7.到达规定养护日期后,拆模成型。

Claims (5)

1.有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱,它包括外包角钢,螺栓连接件,纵筋,箍筋,混凝土,其特征在于:箍筋(4)弯成十字形,十字形柱两肢相交的转角处安有外包角钢(1),相邻的两片外包角钢(I)通过螺栓连接件(2)连接,外包角钢(I)通过焊接或螺栓连接件与底板固定,混凝土在箍筋(4)弯成的十字形围栏内,纵向钢筋(I)布置在角上。
2.根据权利要求1所述的有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱,其特征在于:外包角钢(I)为加固十字形截面钢筋混凝土柱的角钢,由钢板焊接而成。
3.根据权利要求1所述的有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱,其特征在于:混凝土为纤维混凝土(2)。
4.根据权利要求1所述的有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱,其特征在于:角钢十字形截面钢筋混凝土柱的角钢可以充当部分模板使用。
5.根据权利要求1所述的有外包角钢加固的十字形截面钢筋混凝土组合柱,其特征在于:相邻角钢用螺栓连接,保持垂直或成锐角。
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