CN109914695A - 基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱 - Google Patents
基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109914695A CN109914695A CN201910193853.4A CN201910193853A CN109914695A CN 109914695 A CN109914695 A CN 109914695A CN 201910193853 A CN201910193853 A CN 201910193853A CN 109914695 A CN109914695 A CN 109914695A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- section
- steel
- cross
- profile steel
- column
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 147
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 147
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 32
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims abstract description 15
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 44
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 6
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 5
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 4
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
本发明公开了一种变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱,包括底部区域的等截面型钢、中部区域的变截面型钢、上部区域的等截面型钢3、沿型钢长度方向在翼缘面上设置的栓钉4、与型钢腹板平行设置的纵筋5、沿纵筋长度方向设置的箍筋6和填充于其间的C45以上的混凝土7、便于柱与柱之间连接的连接板8、便于柱与梁之间连接的H型钢9。于组合柱中间区域的型钢腹板高度、翼缘宽度逐渐削弱，位于组合柱上部区域的腹板高度和翼缘宽度与中间区域柱最后削弱后的腹板高度和翼缘宽度保持一样。在本发明中，充分发挥了材料的性能，在地震荷载作用下有较好的刚度，提高了结构的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及型钢混凝土组合柱，特别涉及一种变截面装配式型钢混凝土组合柱。
背景技术
型钢混凝土结构是钢-混凝土组合结构的一种主要形式，由于具有承载力高、刚度大、抗震性能好且节约钢材、降低工程造价等特点，已越来越被广泛应用到大跨度结构和地震区的高层以及超高层建筑中。
在受到地震荷载作用时，钢-混凝土组合柱的柱脚承受较大的弯矩，而中间及上部区域所承受的弯矩较小，材料的力学性未能充分发挥，造成钢材的浪费。另一方面，一般型钢混凝土组合柱增加了整体结构的自身重量，增加了地震荷载的惯性力，影响结构的整体性。
发明内容
发明目的：本发明公开了一种基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱，该组合柱利用柱体在地震荷载作用柱脚承受弯矩大于中间及上部区域所承受的弯矩这一受力特点，充分发挥材料的力学性能，减轻了结构自身重量，避免了型钢材料的浪费。
技术方案：一种基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱，包括H型钢、混凝土、纵筋和箍筋；H型钢、纵筋和箍筋被浇筑于混凝土内；浇筑的混凝土为C45以上的混凝土。
具体的，H型钢由从下至上依次连接的底部等截面H型钢、中部变截面H型钢、上部等截面H型钢组成；底部等截面H型钢翼缘宽度等于所述中部变截面H型钢翼缘最下端的宽度；上部等截面H型钢翼缘宽度等于所述中部变截面H型钢翼缘最上端的宽度；中部变截面H型钢翼缘宽度从下至上逐渐减小；底部等截面H型钢、中部变截面H型钢和上部等截面H型钢的翼缘对齐固定连接或一体成型。
为了增加型钢和混凝土的咬合力，提高了型钢与混凝土的组合效应，而且可以在地震荷载下，增加整体结构的抗剪能力和抗扭能力，H型钢翼缘面上设置有栓钉。
其中，纵筋与H型钢腹板平行设置，箍筋沿纵筋长度方向均匀设置。
作为优选的，中部变截面H型钢的翼缘和腹板宽度从下至上同时减小；中部变截面H型钢的腹板上、下端宽度分别等于底部等截面H型钢和上部等截面H型钢腹板宽度；底部等截面H型钢、中部变截面H型钢、上部等截面H型钢腹板对齐焊接固定或一体成型。
具体的，栓钉高度为50mm，栓钉由底部向上部区域按区域加密，上部等截面H型钢翼缘上的栓钉间隔为100mm；所述中部变截面H型钢翼缘上的栓钉间距为150mm。所述底部等截面H型钢翼缘上的栓钉间距为200mm。
经研究计算得出本发明变截面的H型钢重心与等截面H型钢相比重心下降高度Yc为：
Q1——底部等截面型钢自重的线荷载，单位为kN/m。
Q2——上部等截面型钢自重的线荷载，单位为kN/m。
H——每部分的型钢的高度，单位为m。
在不影响结构的抗侧力能力下，底部等截面H型钢与上部等截面H型钢的自重线荷载比值不超过2，即以Q1/Q2＝2为最大限制。
本发明提供了一种上述变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱的制作方法，该方法主要包括如下步骤：
步骤1)分别预制底部等截面H型钢、中部变截面H型钢、上部等截面H型钢三部分的钢翼缘板和钢腹板，并在组装胎架上通过点焊，锤击等方式，固定腹板与翼缘板的位置以及释放在固定钢板后因腹板变形带来的应力；底部等截面H型钢、中部变截面H型钢、上部等截面H型钢由下至上依次连接，腹板与翼缘对齐；并通过埋弧焊进行可靠焊接，焊接方式为双面角焊缝；
步骤2)在梁柱节点处通过焊接H型钢，外伸长度为1m，用于与梁拼接；在柱的柱节点处的翼缘和腹板处预留螺栓孔洞，用于柱与柱的拼接。并通过焊枪在柱的翼缘板上焊接栓钉；
步骤3)设置临时支撑，搭设模板，将钢柱安装到指定位置，预埋入钢筋。并在柱节点处预留一部分型钢及钢筋，浇筑混凝土。
步骤4)在实际装配式结构施工拼装过程中，利用吊装将变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱安装在指定位置，柱柱节点处使用高强螺栓进行柱与柱之间的连接；梁柱节点处使用高强螺栓将预留的H型钢与梁连接，进一步对节点处进行支模并浇筑混凝土。
有益效果：本发明的变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱具有节约材料、造价低、结构自重轻、降低结构整体重心的优点。通过计算可以在减少柱自重和降低柱重心的同时，满足高层建筑上的抗侧能力的需求，有效地削弱了地震荷载作用下对高层建筑的影响。在进一步的实施中，柱与柱通过连接板之间的高强螺栓进行可靠连接，梁与柱之间通过预留H型钢进行高强螺栓连接，便于装配式结构施工时的快速拼装。
附图说明
图1为本发明H型钢预制；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的侧视图；
图4为本发明H型钢节点及栓钉；
图5为本发明型钢混凝土浇筑；
图6为本发明柱与柱连接示意图；
图7为本发明柱与梁连接示意图。
具体实施方式
如图3所示，一种基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱，包括H型钢、混凝土7、纵筋5和箍筋6；所述H型钢、纵筋5和箍筋6被浇筑于混凝土7内；
H型钢由从下至上依次连接的底部等截面H型钢1、中部变截面H型钢2、上部等截面H型钢3组成；底部等截面H型钢1翼缘宽度等于所述中部变截面H型钢2翼缘最下端的宽度；上部等截面H型钢3翼缘宽度等于所述中部变截面H型钢2翼缘最上端的宽度；中部变截面H型钢2翼缘宽度从下至上逐渐减小；所述底部等截面H型钢1、中部变截面H型钢2和上部等截面H型钢3的翼缘对齐固定连接或一体成型。中部变截面H型钢2的翼缘和腹板宽度从下至上同时减小；中部变截面H型钢2的腹板上、下端宽度分别等于所述底部等截面H型钢1和所述上部等截面H型钢3腹板宽度；底部等截面H型钢1、中部变截面H型钢2、上部等截面H型钢3腹板对齐焊接固定或一体成型。
H型钢制成之后，如图2～3所示，H型钢无论主视或者侧视其宽度均是从上至下减小的。由此使得整个组合柱的重心向下。
为了增加型钢和混凝土的咬合力，提高了型钢与混凝土的组合效应，而且可以在地震荷载下，增加整体结构的抗剪能力和抗扭能力，H型钢翼缘面上设置有栓钉4。
纵筋5与H型钢腹板平行设置，箍筋6沿纵筋5长度方向均匀设置。纵筋5为架立筋，不用来受力。
底部等截面H型钢1与上部等截面H型钢3的自重线荷载比值不超过2。
上部等截面H型钢3翼缘上的栓钉4间隔为100mm；所述中部变截面H型钢2翼缘上的栓钉4间距为150mm。所述底部等截面H型钢1翼缘上的栓钉4间距为200mm。
如图6所示，连接板8是用于柱连接的节点板，柱节点位于每层柱的中部。柱柱节点处使用高强螺栓进行柱与柱之间的连。
如图7所示，梁柱节点处使用高强螺栓将预留的节点H型钢9与梁连接。H型钢9的外伸长度为1m。
变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱通过螺栓连接，可以有效地加快装配式结构的施工拼装速度。同时，变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱在整体结构中减少型钢的用量外，减少了材料的用量。上部区域和中间区域的型钢混凝土柱用混凝土来替代型钢能够有效地减少结构上层的自重，不仅减小了地震作用下的带来的惯性力，还有效地降低了结构自身的重心高度，增加了结构自身的稳定性。同时，由于上部区域柱的型钢用量偏少，使型钢与混凝土的组合刚度低于下部型钢与混凝土的组合刚度，并且由于中间区域柱的刚度递减，致使该新型变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱整体在受地震荷载下不会因为刚度突变造成结构整体倒塌。在型钢翼缘面上增加栓钉，不仅增加了型钢和混凝土的咬合力，提高了型钢与混凝土的组合效应，而且可以在地震荷载下，增加整体结构的抗剪能力和抗扭能力。
本发明还公开了一种上述变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱的制作方法，该方法主要包括如下步骤：
步骤1)分别预制底部等截面H型钢1、中部变截面H型钢2、上部等截面H型钢3三部分的钢翼缘板和钢腹板，并在组装胎架上通过点焊，锤击等方式，固定腹板与翼缘板的位置以及释放在固定钢板后因腹板变形带来的应力；底部等截面H型钢、中部变截面H型钢、上部等截面H型钢由下至上依次连接，腹板与翼缘对齐；并通过埋弧焊进行可靠焊接，焊接方式为双面角焊缝；
步骤2)在梁柱节点处通过焊接节点H型钢9，外伸长度为1m，用于与梁拼接；在柱的柱节点处的翼缘和腹板处预留螺栓孔洞，用于柱与柱的拼接。并通过焊枪在柱的翼缘板上焊接栓钉4；
步骤3)设置临时支撑，搭设模板，将钢柱安装到指定位置，预埋入钢筋。并在柱节点处预留一部分型钢及钢筋，浇筑混凝土。
步骤4)在实际装配式结构施工拼装过程中，利用吊装将变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱安装在指定位置，柱柱节点处使用高强螺栓进行柱与柱之间的连接；梁柱节点处使用高强螺栓将预留的H型钢与梁连接，进一步对节点处进行支模并浇筑混凝土7。
进一步对节点处进行支模并浇筑混凝土。在实际装配式施工拼装过程中，对节点处的支模及现浇混凝土，由于节点处连接复杂，因此下料极为困难，在浇筑混凝土时要特别小心，振捣细心、到位，确保混凝土振捣密实和施工质量。
Claims (6)
1.一种基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱，包括H型钢、混凝土(7)、纵筋(5)和箍筋(6)；所述H型钢、纵筋(5)和箍筋(6)被浇筑于混凝土(7)内；其特征在于：
所述H型钢由从下至上依次连接的底部等截面H型钢(1)、中部变截面H型钢(2)、上部等截面H型钢(3)组成；所述底部等截面H型钢(1)翼缘宽度等于所述中部变截面H型钢(2)翼缘最下端的宽度；所述上部等截面H型钢(3)翼缘宽度等于所述中部变截面H型钢(2)翼缘最上端的宽度；所述中部变截面H型钢(2)翼缘宽度从下至上逐渐减小；所述底部等截面H型钢(1)、中部变截面H型钢(2)和上部等截面H型钢(3)的翼缘对齐固定连接或一体成型。
2.根据权利要求1所述的基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱，其特征在于：所述H型钢翼缘面上设置有栓钉(4)。
3.根据权利要求1所述的基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱，其特征在于：所述纵筋(5)与H型钢腹板平行设置，箍筋(6)沿纵筋(5)长度方向均匀设置。
4.根据权利要求1所述的基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱，其特征在于：所述中部变截面H型钢(2)的翼缘和腹板宽度从下至上同时减小；所述中部变截面H型钢(2)的腹板上、下端宽度分别等于所述底部等截面H型钢(1)和所述上部等截面H型钢(3)腹板宽度；所述底部等截面H型钢(1)、中部变截面H型钢(2)、上部等截面H型钢(3)腹板对齐焊接固定或一体成型。
5.根据权利要求4所述的基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱，其特征在于：所述底部等截面H型钢(1)与上部等截面H型钢(3)的自重线荷载比值不超过2。
6.根据权利要求2所述的基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱，其特征在于：所述上部等截面H型钢(3)翼缘上的栓钉(4)间隔为100mm；所述中部变截面H型钢(2)翼缘上的栓钉(4)间距为150mm。所述底部等截面H型钢(1)翼缘上的栓钉(4)间距为200mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910193853.4A CN109914695B (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910193853.4A CN109914695B (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109914695A true CN109914695A (zh) | 2019-06-21 |
| CN109914695B CN109914695B (zh) | 2020-07-31 |
Family
ID=66964892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910193853.4A Expired - Fee Related CN109914695B (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109914695B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112282209A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-29 | 浙江精工钢结构集团有限公司 | 一种两端t型的h型钢梁及其加工方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006233548A (ja) * | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Toda Constr Co Ltd | プレキャストコンクリート部材 |
| CN204715623U (zh) * | 2015-05-08 | 2015-10-21 | 重庆欧冠钢结构有限公司 | 预制型钢钢筋混凝土梁和柱 |
-
2019
- 2019-03-14 CN CN201910193853.4A patent/CN109914695B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006233548A (ja) * | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Toda Constr Co Ltd | プレキャストコンクリート部材 |
| CN204715623U (zh) * | 2015-05-08 | 2015-10-21 | 重庆欧冠钢结构有限公司 | 预制型钢钢筋混凝土梁和柱 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112282209A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-29 | 浙江精工钢结构集团有限公司 | 一种两端t型的h型钢梁及其加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109914695B (zh) | 2020-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110359633A (zh) | 一种含高延性可更换耗能连接组件的混凝土柱脚节点 | |
| CN107090925A (zh) | 加强型预制钢筋混凝土剪力墙、结构体系及其施工方法 | |
| CN105113389A (zh) | 装配式钢-混凝土组合结构桥墩柱构件 | |
| CN106869316A (zh) | 梁柱翼缘为钢管混凝土的组合框架体系及施工方法 | |
| CN109736449A (zh) | 劲性结构梁柱节点及施工方法 | |
| CN109707037A (zh) | 一种装配式框架结构自复位耗能体系及其施工方法 | |
| CN201254694Y (zh) | 组合桥面板 | |
| CN106894326A (zh) | 装配式先张法预应力波形钢腹板组合箱梁的施工方法 | |
| CN101012636A (zh) | 钢-混凝土组合桥面板 | |
| WO2022258080A1 (zh) | 一种钢板带悬桥及其施工方法 | |
| CN208748843U (zh) | 一种劲性结构梁柱节点型钢与钢筋连接结构 | |
| CN100432345C (zh) | 内藏偏心支撑钢桁架混凝土组合筒体的制作方法及筒体 | |
| CN105863048B (zh) | 一种预制框撑结构梁柱节点的连接构造 | |
| JP2008214973A (ja) | 制震橋脚構造 | |
| CN109914695A (zh) | 基于变截面装配式型钢混凝土抗震组合柱 | |
| CN113863495A (zh) | 一种先张法预应力框架梁柱连接节点 | |
| CN212715350U (zh) | 一种型钢混凝土梁柱结构 | |
| CN106121055A (zh) | 一种箱型钢柱与混凝土梁连接节点及其施工方法 | |
| CN202520007U (zh) | 一种组合加固框架结构的节点构造 | |
| CN212453341U (zh) | 螺旋钢纤维混凝土柱和蜂窝钢梁rcs组合件 | |
| CN206570674U (zh) | 装配式先张法预应力波形钢腹板组合箱梁 | |
| CN110924530B (zh) | 大跨度建筑钢结构 | |
| CN103184765B (zh) | 一种预应力约束混凝土结构及其制作方法 | |
| CN220167227U (zh) | 一种混凝土结构与砌体结构的柔性连接结构 | |
| CN114622525B (zh) | 一种装配式反拱底板水闸及其设计方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200731 |