CN108797891A - 一种l形钢骨异形柱、对接构造及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种L形钢骨异形柱、对接构造及其施工方法，异形柱包括竖向分节设置的L形钢骨和柱外包钢筋混凝土，L形钢骨包括位于柱角部的主钢骨和分别位于柱翼缘端部的次钢骨，主次钢骨连接组件分布在主钢骨侧板外表面与次钢骨翼缘板外表面共面的四个侧面，主次钢骨连接组件包括一组缀条。本发明钢骨异形柱钢骨形式组合截面形式简单，钢筋用量少，施工简单，能够增加钢骨与混凝土之间的粘结能力，提高两者的协同工作能力。核心受压区混凝土受到钢骨与箍筋双重约束，增加钢骨与混凝土的接触面积，提高其承载和延性。本发明对接构造原理简单，传力明确，施工操作简捷，减少湿作业，性能安全可靠。

Description

一种L形钢骨异形柱、对接构造及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢骨异形柱，特别是一种异形柱以及其竖向连接构造及其施工方法。

背景技术

异形柱结构体系在使用方面具有独特的优点：避免室内柱角凸出，便于家具摆放、室内装修；柱肢和墙厚等宽从而减少建筑面积，提高房屋使用面积。特别的，异形柱结合一些轻质、隔热、保温的墙体材料，构成框架轻质墙结构减轻结构自重，节约土地资源和能源，这也正符合绿色建筑的要求。随着人们对空间利用率的重视程度增加，异形柱结构体系以其特有的优势备受青睐。

钢骨异形柱的特点是在混凝土内配置钢骨，这些钢骨一般为是扎制或焊接。大形建筑中的异形柱经常配置焊接钢骨，可以根据建筑功能要求、受力特点以及构件截面大小等，灵活选择焊接钢骨各个板件的形状、宽度和厚度。所配置的传统钢骨形式有角钢、工字钢、宽翼缘工字钢、双十字钢、双槽钢、十字形钢、箱形方钢管等。由于配置了钢骨，使得钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能都得以充分的发挥，所以SRC结构具备钢与混凝土组合结构节约钢材、提高混凝土利用率、降低造价、抗震性能好、施工方便等优点的同时还具有良好的防火、耐腐蚀性能。因为这种结构具有广阔的应用前景，故促使人们对这种结构进行了深入的研究。

研究表明形钢骨混凝土异形柱与普通钢筋混凝土异形柱相比，内部包含有较多的钢材，钢骨混凝土异形柱中的钢骨形式主要为实腹式和桁架式(亦称空腹式)两类。相对而言，实腹式钢骨混凝土异形柱中，形钢与混凝土的粘结力大约只相当于光面钢筋与混凝土粘结力的45%，导致形钢与混凝土粘结力的不足，不能协同工作，从而影响到构件的承载力、破坏形态和工作机理等，现有办法为设置相应的纵筋与箍筋增加粘结能力，施工方法相对复杂；桁架式钢骨混凝土异形柱中的形钢在增加异形柱的承载能力的同时斜向桁架还能够增加钢骨与混凝土之间的粘结能力，增加钢骨与混凝土协同工作的能力，故截面优良的空腹式钢骨异形柱使用效果更显著。

为了使异形柱结构在建筑中得到更广泛的应用，必须改善现有钢骨混凝土异形柱的截面形式，使其达到受力性能要求和施工简单的目的。

随着建筑工业化的进步，装配式建筑的迅速发展，将钢骨异形柱结构进展装配化是大势所趋，更符合现代城镇建筑的需求,但我国的装配式钢骨异形柱结构技术起步比较晚，相对发达地区技术比较落后，其制约因素最主要是节点连接问题，且只要采用合理的节点连接方式，装配式结构的整体性能与现浇式结构差别不大。近几年随着我国经济建设的迅速发展，人口老龄化日益严重，致使劳动力成本不断上升，推动我国装配式钢骨异形柱结构的发展迅速，有必要对节点连接方式的进行研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种L形钢骨异形柱、对接构造及其施工方法，要解决现有钢骨混凝土异形柱的截面形式和对接构造均无法达到理想受力性能要求、施工复杂的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种L形钢骨异形柱，包括竖向分节设置的L形钢骨和柱外包钢筋混凝土，所述L形钢骨包括位于柱角部的主钢骨和分别位于柱翼缘端部的次钢骨，所述主龙骨为方钢管，所述次龙骨为槽钢，主钢骨和次钢骨之间通过主次钢骨连接组件固定连接为一体，所述主钢骨包括四个侧面的主钢骨侧板，所述次钢骨包括次钢骨腹板和两侧的次钢骨翼缘板，

所述主次钢骨连接组件分布在主钢骨侧板外表面与次钢骨翼缘板外表面共面的四个侧面，所述主次钢骨连接组件包括一组缀条，所述缀条的一端通过焊接在主龙骨外表面的主龙骨生根板与主龙骨固定连接，缀条的另一端通过焊接在次龙骨外表面的次龙骨生根板与次龙骨固定连接。

所述缀条包括横向约束条板和斜向约束条板。

所述主次钢骨连接组件成组设置，每节L形钢骨竖向至少分布两组，每组包括两道横向约束条板和两道斜向约束条板。

两道横向约束条板上下间隔布置，两道斜向约束条板位于两道横向约束条板之间呈八字布置。

所述八字的开口朝向主龙骨设置。

所述缀条是与主龙骨生根板以及次龙骨生根板焊接连接的扁钢、角钢或钢筋，或者所述缀条是与主龙骨生根板以及次龙骨生根板螺栓连接的扁钢或角钢。

所述柱外包钢筋混凝土包括箍筋和柱外包混凝土，所述L形钢骨的外侧绑扎有箍筋，所述L形钢骨的外侧和箍筋浇筑有柱外包混凝土。

一种L形钢骨异形柱的对接构造，包括对接的上钢骨和下钢骨，所述上钢骨包括上主钢骨和上次钢骨，所述下钢骨包括下主钢骨和下次钢骨，所述上钢骨的下侧表面平齐并居中满焊有上法兰板，所述上主钢骨的外侧和上次钢骨的外侧与上法兰板之间均相对钢骨居中固定连接有加劲板，所述下钢骨的上侧表面平齐并居中满焊有下法兰板，所述下主钢骨的外侧和下次钢骨的外侧与下法兰板之间均相对钢骨居中固定连接有加劲板，

所述上法兰板与下法兰板上下对齐，法兰板的尺寸均大于钢骨的尺寸，两板通过贯穿的法兰板连接螺栓固定连接。所述法兰板连接螺栓分布在法兰盘的四角处以及次钢骨之间阴角位置的法兰盘处。

所述加劲板空间垂直钢骨与法兰盘，加劲板为直角三角形板，两个直角边分别固定连接钢骨与法兰盘。

一种L形钢骨异形柱的对接构造的施工方法，施工步骤如下：

步骤一，在工厂预制好上钢骨和下钢骨，上法兰板上开螺栓孔，并在上钢骨的下侧焊接上法兰板，然后焊接加劲板；下法兰板上业对应开螺栓孔，在下钢骨的上侧焊接下法兰板，然后焊接加劲板；

步骤二，按构造在上钢骨和下钢骨的外侧绑扎箍筋；

步骤三，支护模板后浇筑柱外包混凝土，露出上、下法兰板和钢骨的连接端，然后运至现场；

步骤四，对齐上法兰板与下法兰板上的螺栓孔然后穿入法兰板连接螺栓紧固。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明的钢骨骨架整体为L形截面，包括中间位置的方钢管和两翼缘位置各有一块槽钢，钢骨骨架为主要承重部分，满足具有一定配钢率的要求。焊接或栓接缀条连接钢骨的桁架形式能够增加钢骨与混凝土之间的粘结能力，从而满足钢骨与混凝土能够协同工作的要求。

本发明L形钢骨异形柱中的配钢形式在柱的翼缘和拐角位置均设有钢骨从而减少纵筋的使用，外包混凝土中按构造要求配有相应的箍筋，起约束混凝土和保证保护层厚度的作用。

本发明采用钢骨形式，在钢结构加工厂即可完成制作，箍筋绑扎可在预制场内完成；同时采用立模浇筑混凝土的成形方式，节省预制场地，同时根据用途的不同方钢管可选择浇筑混凝土或不浇筑，一定程度上节省混凝土用量。

本发明钢骨异形柱与现有异形柱相比具有截面形式简单、受力性能优异，减少钢筋用量，简化施工工艺，增加钢骨与混凝土之间的粘结能力从而提高两者的协同工作能力。

本发明核心受压区混凝土受到钢骨与箍筋双重约束，增加钢骨与混凝土的接触面积，从而很大程度上提高其承载和延性。

本发明能有效的解决钢结构防火防腐的问题；适用于装配式建筑，其配钢形式方便，吊至施工现场后进行连接。

本发明同样适用于装配式建筑，其配钢形式为后期装配式钢骨异形柱的连接提供便利条件，值得推广使用。

本发明的对接构造中，将螺栓孔的钢材底板与钢骨异形柱外伸钢骨全部进行焊接，外伸钢骨包括中部方钢管、两端部的槽钢，底板略大于钢骨截面，满足施工操作空间以及高强螺栓安全工作尺寸，法兰板在工厂加工完成，将预制柱子吊装到现场进行螺栓连接。增加加劲板能够增加节点的整体性，节点构造简单、传力明确；与现有装配式节点连接相比具有湿作业少、受力性能优异、操作方便的优势。同时后期经外包混凝土处理后能够有效的解决钢结构防火防腐的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是L形钢骨的结构示意图。

图2是图1的背向视图。

图3是L形钢骨异形柱的横剖面图。

图4是对接构造的俯视示意图。

图5是图4的仰视结构示意图。

图6是图5的背向结构示意图。

附图标记：1－主钢骨侧板、2－次钢骨腹板、3－钢骨翼缘板、4－缀条、41－横向约束条板、42－斜向约束条板、5－主龙骨生根板、6－次龙骨生根板、7－上主钢骨、8－上次钢骨、9－下主钢骨、10－下次钢骨、11－上法兰板、12－下法兰板、13－加劲板、14－法兰板连接螺栓、15－柱外包混凝土、16－箍筋。

具体实施方式

实施例参见图1-3所示，一种L形钢骨异形柱，包括竖向分节设置的L形钢骨和柱外包钢筋混凝土，所述L形钢骨包括位于柱角部的主钢骨和分别位于柱翼缘端部的次钢骨，所述主龙骨为方钢管，所述次龙骨为槽钢，主钢骨和次钢骨之间通过主次钢骨连接组件固定连接为一体，所述主钢骨包括四个侧面的主钢骨侧板1，所述次钢骨包括次钢骨腹板2和两侧的次钢骨翼缘板3。

所述主次钢骨连接组件分布在主钢骨侧板外表面与次钢骨翼缘板外表面共面的四个侧面，所述主次钢骨连接组件包括一组缀条4，所述缀条的一端通过焊接在主龙骨外表面的主龙骨生根板5与主龙骨固定连接，缀条的另一端通过焊接在次龙骨外表面的次龙骨生根板6与次龙骨固定连接。

所述缀条4包括横向约束条板41和斜向约束条板42。

所述主次钢骨连接组件成组设置，每节L形钢骨竖向至少分布两组，每组包括两道横向约束条板41和两道斜向约束条板42。

两道横向约束条板41上下间隔布置，两道斜向约束条板42位于两道横向约束条板之间呈八字布置。

所述八字的开口朝向主龙骨设置。

所述缀条4是与主龙骨生根板5以及次龙骨生根板6焊接连接的扁钢、角钢或钢筋，或者所述缀条是与主龙骨生根板以及次龙骨生根板螺栓连接的扁钢或角钢。

所述柱外包钢筋混凝土包括箍筋和柱外包混凝土，所述L形钢骨的外侧绑扎有箍筋，所述L形钢骨的外侧和箍筋浇筑有柱外包混凝土。

实施例参见图4-6所示，这种L形钢骨异形柱的对接构造，包括对接的上钢骨和下钢骨，所述上钢骨包括上主钢骨7和上次钢骨8，所述下钢骨包括下主钢骨9和下次钢骨10，所述上钢骨的下侧表面平齐并居中满焊有上法兰板11，所述上主钢骨7的外侧和上次钢骨8的外侧与上法兰板11之间均相对钢骨居中固定连接有加劲板13，所述下钢骨的上侧表面平齐并居中满焊有下法兰板12，所述下主钢骨9的外侧和下次钢骨10的外侧与下法兰板12之间均相对钢骨居中固定连接有加劲板13。

所述上法兰板11与下法兰板12上下对齐，法兰板的尺寸均大于钢骨的尺寸，两板通过贯穿的法兰板连接螺栓14固定连接。所述法兰板连接螺栓14分布在法兰盘的四角处以及次钢骨之间阴角位置的法兰盘处。

所述加劲板空间垂直钢骨与法兰盘，加劲板为直角三角形板，两个直角边分别固定连接钢骨与法兰盘。

这种L形钢骨异形柱的对接构造的施工方法，施工步骤如下：

步骤一，在工厂预制好上钢骨和下钢骨，上法兰板11上开螺栓孔，并在上钢骨的下侧焊接上法兰板11，然后焊接加劲板；下法兰板12上业对应开螺栓孔，在下钢骨的上侧焊接下法兰板12，然后焊接加劲板。

步骤二，按构造在上钢骨和下钢骨的外侧绑扎箍筋16。

步骤三，支护模板后浇筑柱外包混凝土15，露出上、下法兰板和钢骨的连接端，然后运至现场。

步骤四，对齐上法兰板11与下法兰板12上的螺栓孔然后穿入法兰板连接螺栓14紧固。

Claims (10)

1.一种L形钢骨异形柱，包括竖向分节设置的L形钢骨和柱外包钢筋混凝土，其特征在于：所述L形钢骨包括位于柱角部的主钢骨和分别位于柱翼缘端部的次钢骨，所述主龙骨为方钢管，所述次龙骨为槽钢，主钢骨和次钢骨之间通过主次钢骨连接组件固定连接为一体，所述主钢骨包括四个侧面的主钢骨侧板（1），所述次钢骨包括次钢骨腹板（2）和两侧的次钢骨翼缘板（3），

所述主次钢骨连接组件分布在主钢骨侧板外表面与次钢骨翼缘板外表面共面的四个侧面，所述主次钢骨连接组件包括一组缀条（4），所述缀条的一端通过焊接在主龙骨外表面的主龙骨生根板（5）与主龙骨固定连接，缀条的另一端通过焊接在次龙骨外表面的次龙骨生根板（6）与次龙骨固定连接。

2.根据权利要求1所述的L形钢骨异形柱，其特征在于：所述缀条（4）包括横向约束条板（41）和斜向约束条板（42）。

3.根据权利要求2所述的L形钢骨异形柱，其特征在于：所述主次钢骨连接组件成组设置，每节L形钢骨竖向至少分布两组，每组包括两道横向约束条板（41）和两道斜向约束条板（42）。

4.根据权利要求3所述的L形钢骨异形柱，其特征在于：两道横向约束条板（41）上下间隔布置，两道斜向约束条板（42）位于两道横向约束条板之间呈八字布置。

5.根据权利要求4所述的L形钢骨异形柱，其特征在于：所述八字的开口朝向主龙骨设置。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的L形钢骨异形柱，其特征在于：所述缀条（4）是与主龙骨生根板（5）以及次龙骨生根板（6）焊接连接的扁钢、角钢或钢筋，或者所述缀条是与主龙骨生根板以及次龙骨生根板螺栓连接的扁钢或角钢。

7.根据权利要求6所述的L形钢骨异形柱，其特征在于：所述柱外包钢筋混凝土包括箍筋（16）和柱外包混凝土（15），所述L形钢骨的外侧绑扎有与钢骨的外轮廓形状相同的箍筋（16），所述L形钢骨的外侧和箍筋（16）上浇筑有柱外包混凝土（15）。

8.一种根据权利要求1-7任意一项所述的L形钢骨异形柱的对接构造，包括对接的上钢骨和下钢骨，其特征在于：所述上钢骨包括上主钢骨（7）和上次钢骨（8），所述下钢骨包括下主钢骨（9）和下次钢骨（10），所述上钢骨的下侧表面平齐并居中满焊有上法兰板（11），所述上主钢骨（7）的外侧和上次钢骨（8）的外侧与上法兰板（11）之间均相对钢骨居中固定连接有加劲板（13），所述下钢骨的上侧表面平齐并居中满焊有下法兰板（12），所述下主钢骨（9）的外侧和下次钢骨（10）的外侧与下法兰板（12）之间均相对钢骨居中固定连接有加劲板（13），

所述上法兰板（11）与下法兰板（12）上下对齐，法兰板的尺寸均大于钢骨的尺寸，两板通过贯穿的法兰板连接螺栓（14）固定连接，

所述法兰板连接螺栓（14）分布在法兰盘的四角处以及次钢骨之间阴角位置的法兰盘处。

9.根据权利要求8所述的L形钢骨异形柱的对接构造，其特征在于：所述加劲板空间垂直钢骨与法兰盘，加劲板为直角三角形板，两个直角边分别固定连接钢骨与法兰盘。

10.一种根据权利要求8或9所述的L形钢骨异形柱的对接构造的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

步骤一，在工厂预制好上钢骨和下钢骨，上法兰板（11）上开螺栓孔，并在上钢骨的下侧焊接上法兰板（11），然后焊接加劲板；下法兰板（12）上业对应开螺栓孔，在下钢骨的上侧焊接下法兰板（12），然后焊接加劲板；

步骤二，按构造在上钢骨和下钢骨的外侧绑扎箍筋（16）；

步骤三，支护模板后浇筑柱外包混凝土（15），露出上、下法兰板和钢骨的连接端，然后运至现场；

步骤四，对齐上法兰板（11）与下法兰板（12）上的螺栓孔然后穿入法兰板连接螺栓（14）紧固。