CN109610729B - 一种t字形钢筋混凝土异形柱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种T字形钢筋混凝土异形柱，采用混凝土与钢筋组合形成的柱体，柱体包括交汇区及三个柱肢，交汇区与三个柱肢呈T字形连接，还包括基础约束结构，基础约束结构包括若干中部钢筋、若干外部钢筋及矩形箍筋，中部钢筋与外部钢筋呈矩形排列，矩形箍筋连接中部钢筋与外部钢筋；中部钢筋位于交汇区内，外部钢筋位于柱肢内；增强约束结构包括若干加强钢筋、第一三角形箍筋及第二三角形箍筋，加强钢筋位于所述中部钢筋与外部钢筋之间，第二三角形箍筋连接加强钢筋与外部箍筋，第一三角形箍筋连接若干加强钢筋。在传统的T字形异形柱只含有基础约束结构，在传统的结构上增加增强约束结构，来提高钢筋结构对混凝土横向膨胀的约束效果。

Description

一种T字形钢筋混凝土异形柱

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土领域，尤其涉及一种T字形钢筋混凝土异形柱。

背景技术

异形柱是指在满足结构刚度和承载力等要求的前提下，根据建筑使用功能，建筑设计布置的要求而采取不同几何形状截面的柱，诸如：T、L、十字形等形状截面的柱，且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱。一般异形柱的各肢肢长相等，其抗震能力比不相等的异形柱更好。

传统钢筋混凝土异形柱中配置的箍筋是水平箍筋，即平行于两个工程轴方向，为闭合的矩形箍筋，在受力较大的应用场景，这类配箍形式对细长形钢筋混凝土异形柱在对混凝土的约束能力显得不足，混凝土很容易发生横向膨胀。

同时，当柱体受力较大时，在两个工程轴的交汇区，所谓的阴角区域，也就是异形柱的核心，这个区域是一个应力交汇区，受力最为复杂，普通的水平箍筋对限制混凝土的横向膨胀难以满足，提高阴角区的混凝土约束能力也是极为重要的。

T字形钢筋混凝土异形柱主要应用在建筑的边柱，受力复杂且较大，传统的T字形钢筋混凝土异形柱在核心区混凝土约束方面往往难以满足要求，需通过增加配箍率来满足相关受力性能需求，导致其在细长的异形柱柱肢内箍筋配置密集，不利于混凝土施工和相关工艺要求。

有鉴于此，现提出一种T字形钢筋混凝土异形柱，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种T字形钢筋混凝土异形柱，通过传统的T字形钢筋混凝土异形柱的基础上，增加加强钢筋及相应的连接箍筋，从而实现对交汇区的混凝土的约束能力的增强，从而提高异形柱的竖向承载能力。

本发明采用的技术是：

一种T字形钢筋混凝土异形柱，采用混凝土与钢筋组合形成的柱体，柱体包括交汇区及三个柱肢，交汇区与三个柱肢呈T字形连接，还包括基础约束结构，基础约束结构包括若干中部钢筋、若干外部钢筋及矩形箍筋，中部钢筋与外部钢筋呈矩形排列，矩形箍筋连接中部钢筋与外部钢筋；中部钢筋位于交汇区内，外部钢筋位于柱肢内；还包括增强约束结构，增强约束结构包括若干加强钢筋、第一三角形箍筋及第二三角形箍筋，加强钢筋位于所述中部钢筋与外部钢筋之间，第二三角形箍筋连接加强钢筋与外部箍筋，第一三角形箍筋连接若干加强钢筋；柱体的高度与柱肢肢高的比值小于等于5。

在传统的T字形钢筋混凝土异形柱只含有基础约束结构，本技术方案在传统的结构上增加增强约束结构，来提高钢筋结构对混凝土横向膨胀的约束效果。

作为方案的进一步优化，柱体设有两个阴角，靠近阴角的两根中部钢筋设于第一三角形箍筋的内侧。通过第一三角形箍筋设于部分中部钢筋的外部，实现对部分中部钢筋的进一步约束。

作为方案的进一步优化，柱肢包括若干长柱肢与短柱肢，长柱肢的外部钢筋为四根及以上的偶数根，每四根外部钢筋呈矩形排列，交叉设有若干拉筋。传统的T字形钢筋混凝土异形柱一般为两个短柱肢与一个长柱肢，通过增加外部钢筋及拉筋来对长柱肢的外端进行约束。

作为方案的进一步优化，加强钢筋位于柱肢的肢宽方向的中部。加强钢筋设于柱肢的中心线位置，实现受力对称的结构，保证柱体的受力均匀。

作为方案的进一步优化，柱体的肢高与肢宽的比值为2-3。柱体的肢高不宜比肢宽尺寸大太多，太高的肢高导致柱肢约束增强结构的覆盖面积变小，约束效果变低。

作为方案的进一步优化，加强钢筋呈等腰直角三角形排列，第一三角形箍筋为等腰直角三角形形状，第二三角形箍筋为等边三角形形状。当控制肢高与肢宽的比例时，第二三角形箍筋设计为等边三角形结构，此时结构最为稳定，受力强度最好。

作为方案的进一步优化，外部钢筋距离柱体外壁的垂直距离为20-40mm。外部钢筋外的混凝土厚度不能太薄，太薄混凝土层容易剥离，太厚，混凝土约束增强结构的约束效果差。

作为方案的进一步优化，矩形箍筋的纵向间距为80-200mm，第一三角形箍筋的纵向间距为80-200mm，第二三角形箍筋的间距为80-200mm。各类箍筋的间距应设置合理，防止混凝土中的大块石料卡在箍筋之间，造成混凝土浇筑效果差，结构不密实。

作为方案的进一步优化，矩形箍筋、第一三角形箍筋及第二三角形箍筋为封闭式箍筋。各个箍筋采用封闭式箍筋结构，提高箍筋箍紧的效果，提高对钢筋的拉扯作用。末端预留弯钩结构，必要时采用焊接进行加固。

作为方案的进一步优化，矩形箍筋、第一三角形箍筋及第二三角形箍筋的直径为6-8mm。箍筋考虑到实际的要求，过小的箍筋容易断裂，过大的箍筋弯曲难度大，工作量大，容易造成浪费。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过传统的T字形钢筋混凝土异形柱的基础上，增加加强钢筋及相应的连接箍筋，从而实现对交汇区的混凝土的约束能力的增强，从而提高异形柱的竖向承载能力。

通过将中部钢筋、加强钢筋及外部钢筋对称设计，保证了柱体结构的对称性及均匀性，防止出现受力不均的部位出现。

通过控制箍筋的间距与直径，在保证约束效果的基础上，节约用料成本以及降低劳动强度。

附图说明

图1为本发明提供的一种T字形钢筋混凝土异形柱的结构示意图；

图2为本发明提供的一种T字形钢筋混凝土异形柱的柱体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1：

参照附图1-2所示，一种T字形钢筋混凝土异形柱，采用混凝土与钢筋组合形成的柱体，柱体包括交汇区1及三个柱肢2，交汇区1与三个柱肢2呈T字形连接，还包括基础约束结构，基础约束结构包括若干中部钢筋3、若干外部钢筋4及矩形箍筋6，中部钢筋3与外部钢筋4呈矩形排列，矩形箍筋6连接中部钢筋3与外部钢筋4；中部钢筋3位于交汇区1内，外部钢筋4位于柱肢2内；还包括增强约束结构，增强约束结构包括若干加强钢筋5、第一三角形箍筋7及第二三角形箍筋8，加强钢筋5位于所述中部钢筋3与外部钢筋4之间，第二三角形箍筋8连接加强钢筋5与外部箍筋，第一三角形箍筋7连接若干加强钢筋5；柱体的高度与柱肢2肢高的比值小于等于5。

在传统的T字形钢筋混凝土异形柱只含有基础约束结构，即只含有中部钢筋3、外部钢筋4及矩形箍筋6着三种钢筋结构，其形成对交汇区1的混凝土的约束能力显得不足，无法对阴角实现很好的保护。本技术方案在传统的结构上增加增强约束结构，来提高钢筋结构对混凝土横向膨胀的约束效果。

即通过第一三角形箍筋7连接三个加强钢筋5，形成对交汇区1的第一步结构增强，在通过第二三角形箍筋8来接加强钢筋5与外部钢筋4，形成对柱肢2的结构增强，通过交汇区1与柱肢2的约束结构的增强，进而实现对柱体整体的混凝土的横向膨胀约束能力增强，实现对阴角的保护，整体提高竖向承载力。

如图1所述的，靠近阴角的两根中部钢筋3设于第一三角形箍筋7的内侧，通过第一三角形箍筋7约束这两根中部钢筋3，约束这两根中部钢筋3向阴角变形的趋势。

其中在每层建筑中，柱体的高度与柱肢2肢高的比值小于等于5，过高的柱体高度承载能力不足，安全性较低，整体柱体细长，且混凝土浇筑效果随着柱体高度增加而变差。合理控制两者的比例，异形柱的承载力才能得到保证。

作为方案的进一步优化，柱肢2包括若干长柱肢2与短柱肢2，长柱肢2的外部钢筋4为四根及以上的偶数根，每四根外部钢筋4呈矩形排列，交叉设有若干拉筋9。传统的T字形钢筋混凝土异形柱一般为两个短柱肢2与一个长柱肢2，通过增加外部钢筋4及拉筋9来对长柱肢2的外端进行约束。T字形异形柱多是采用如图1所示的两短一长的柱肢2结构，在长柱肢2的钢筋混凝土结构中，外部钢筋4一般采用多增设两根外部钢筋4来进行约束，在本实施例中，通过拉筋9来实现外部钢筋4之间的相互约束。

实施例2：

请参照图1-2所示，本实施例与实施例1的区别是，对钢筋排列的位置，以及柱体的尺寸关系作出了优化，以提高钢筋结构对混凝土的约束能力，提高整体的竖向承载力。

在本实施例中，加强钢筋5位于柱肢2的肢宽方向的中部。加强钢筋5设于柱肢2的中心线位置，实现受力对称的结构，保证柱体的受力均匀。

作为方案的进一步优化，柱体的肢高与肢宽的比值为2-3。柱体的肢高不宜比肢宽尺寸大太多，太高的肢高导致柱肢2约束增强结构的覆盖面积变小，约束效果变低。

作为方案的进一步优化，加强钢筋5呈等腰直角三角形排列，第一三角形箍筋7为等腰直角三角形形状，第二三角形箍筋8为等边三角形形状。当控制肢高与肢宽的比例时，第二三角形箍筋8设计为等边三角形结构，此时结构最为稳定，受力强度最好。

作为方案的进一步优化，外部钢筋4距离柱体外壁的垂直距离为20-40mm。外部钢筋4外的混凝土厚度不能太薄，太薄混凝土层容易剥离，太厚，混凝土约束增强结构的约束效果差。

交汇区1的混凝土发生横向膨胀时，首先对中部钢筋3产生挤压，中部钢筋3由基础约束结构进行第一步约束，两个矩形箍筋6交叉的区域对中部钢筋3约束作用，然后，靠近阴角的两根中部钢筋3，再由第一三角形箍筋7进行第二步约束，第一三角形箍筋7与加强钢筋5的组合实现对交互区的第一步约束增强。柱肢2例的外部钢筋4通过第二三角形箍筋8与加强钢筋5连接形成对柱肢2的第二步约束增强，两个结构形成增强约束结构。第一三角形箍筋7防止加强钢筋5向外变形，为第二三角形箍筋8防止加强钢筋5向内变形，通过上述两个三角形箍筋，保持加强钢筋5的固定，加强钢筋5结构稳定就表示着，加强钢筋5通过第一三角形箍筋7对靠近阴角的两根中部钢筋3进行有效的约束。

于是乎，整体的钢筋结构稳定，不易变形，对混凝土进行充分的约束，实现了对阴角的保护，实现了整体承载力的增强。

通过如图1所示的连接方式，钢筋与箍筋将整体的混凝土结构分散成多种三角形结构进行约束，通过化整为零的方式来提高钢筋结构对混凝土的约束能力的提高。

实施例3：

请参照图1-2所示，本实施例与实施例2的区别是，通过控制各类箍筋的纵向间距与直径，来保证功能的实现，又控制混凝土浇筑效果，以及控制用料成本。

作为方案的进一步优化，矩形箍筋6的纵向间距为80-200mm，第一三角形箍筋7的纵向间距为80-200mm，第二三角形箍筋8的间距为80-200mm。各类箍筋的间距应设置合理，防止混凝土中的大块石料卡在箍筋之间，造成混凝土浇筑效果差，结构不密实。

作为方案的进一步优化，矩形箍筋6、第一三角形箍筋7及第二三角形箍筋8为封闭式箍筋。各个箍筋采用封闭式箍筋结构，提高箍筋箍紧的效果，提高对钢筋的拉扯作用。末端预留弯钩结构，必要时采用焊接进行加固。

作为方案的进一步优化，矩形箍筋6、第一三角形箍筋7及第二三角形箍筋8的直径为6-8mm。箍筋考虑到实际的要求，过小的箍筋容易断裂，过大的箍筋弯曲难度大，工作量大，容易造成浪费。

作为方案的进一步优化，拉筋9的直径为6-8mm。拉筋9采用与箍筋相同的规格，不需要采购多种规格原料，提高便利性。

通过本实施例的技术方案，箍筋既起到自身作用，还考虑到浇筑工艺以及钢筋搭架工艺的实现，通过控制箍筋的直径以及封闭结构来保证对钢筋的箍紧作用，保证实施例2中的约束效果。在通过控制箍筋的排列距离，保证浇筑的质量，保证混凝土的密实性。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种T字形钢筋混凝土异形柱，采用混凝土与钢筋组合形成的柱体，其特征在于，所述柱体包括交汇区（1）及三个柱肢（2），所述交汇区（1）与三个所述柱肢（2）呈T字形连接，还包括基础约束结构，所述基础约束结构包括若干中部钢筋（3）、若干外部钢筋（4）及矩形箍筋（6），所述中部钢筋（3）与所述外部钢筋（4）呈矩形排列，所述矩形箍筋（6）连接所述中部钢筋（3）与所述外部钢筋（4）；所述中部钢筋（3）位于所述交汇区（1）内，所述外部钢筋（4）位于所述柱肢（2）内；

还包括增强约束结构，所述增强约束结构包括若干加强钢筋、第一三角形箍筋（7）及第二三角形箍筋（8），所述加强钢筋位于所述中部钢筋（3）与所述外部钢筋（4）之间，所述第二三角形箍筋（8）连接所述加强钢筋与所述外部箍筋（4），所述第一三角形箍筋（7）连接若干所述加强钢筋；

通过所述第一三角形箍筋（7）连接三个所述加强钢筋（5），形成对所述交汇区（1）的第一步结构增强，通过所述第二三角形箍筋（8）连接所述加强钢筋（5）与所述外部钢筋（4），形成对所述柱肢（2）的结构增强；

所述柱体的高度与所述柱肢（2）肢高的比值小于等于5。

2.根据权利要求1所述的一种T字形钢筋混凝土异形柱，其特征在于，所述柱体设有两个阴角，靠近所述阴角的两根所述中部钢筋（3）设于所述第一三角形箍筋（7）的内侧。

3.根据权利要求2所述的一种T字形钢筋混凝土异形柱，其特征在于，所述柱肢（2）包括若干长柱肢（2）与短柱肢（2），所述长柱肢（2）的外部钢筋（4）为四根及以上的偶数根，每四根所述外部钢筋（4）呈矩形排列，交叉设有若干拉筋（9）。

4.根据权利要求3所述的一种T字形钢筋混凝土异形柱，其特征在于，所述加强钢筋（5）位于所述柱肢（2）的肢宽方向的中部。

5.根据权利要求4所述的一种T字形钢筋混凝土异形柱，其特征在于，所述柱体的肢高与肢宽的比值为2-3。

6.根据权利要求5所述的一种T字形钢筋混凝土异形柱，其特征在于，所述加强钢筋（5）呈等腰直角三角形排列，所述第一三角形箍筋（7）为等腰直角三角形形状，所述第二三角形箍筋（8）为等边三角形形状。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种T字形钢筋混凝土异形柱，其特征在于，所述外部钢筋（4）距离所述柱体外壁的垂直距离为20-40mm。

8.根据权利要求7所述的一种T字形钢筋混凝土异形柱，其特征在于，所述矩形箍筋（6）的纵向间距为80-200mm，所述第一三角形箍筋（7）的纵向间距为80-200mm，所述第二三角形箍筋（8）的纵向间距为80-200mm。

9.根据权利要求8所述的一种T字形钢筋混凝土异形柱，其特征在于，所述矩形箍筋（6）、第一三角形箍筋（7）及第二三角形箍筋（8）为封闭式箍筋。

10.根据权利要求9所述的一种T字形钢筋混凝土异形柱，其特征在于，所述矩形箍筋（6）、第一三角形箍筋（7）及第二三角形箍筋（8）的直径为6-8mm。

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