CN214006259U - 一种提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构，包括肢端钢板、连接缀条和中央型钢；中央型钢形状与对应异形柱截面形状相同，肢端钢板和中央型钢通过连接缀条焊接形成与中央型钢形状相同的桁架式钢骨。本实用新型节点区加配的桁架式钢骨能够分担节点区的大部分地震剪力，明显改善了制约异形柱结构在高烈度地区适用受限的不利因素。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构，属于结构抗震技术领域。
背景技术
异形柱是异形截面柱的简称，是指截面几何形状为L形、T形和十形，且截面各肢的高厚比不大于4的柱。异形柱结构是由异形柱或主要由异形柱组成的框架结构或框架-剪力墙结构。异形柱结构的柱肢与隔墙等厚，室内不露柱棱，是一种较理想的住宅建筑结构体系。异形柱结构具有两个明显的优点，一是室内不露柱棱，避免了矩形柱柱棱在室内凸出的缺点，从而扩大了建筑的有效使用面积，改善了室内空间视觉效果，方便家具摆放和室内装饰，提高了建筑功能变化的适应性；二是相对同样截面尺寸的矩形柱，异形柱抗侧移能力强。2006年，国家颁布实施了混凝土异形柱结构技术规程，在行业技术标准编制过程中所进行的研究发现，节点承载力是高烈度区异形柱结构最大适用高度的控制因素。由于最大适用高度受节点承载力控制，异形柱结构在高烈度地区的应用范围受到了明显的限制。2017年修订的混凝土异形柱结构技术规程规定，异形柱框架结构仅适用于抗震设防烈度为8度（0.2g）及以下地区，8度（0.2g）地区的最大适用高度为12m，这一限值低于普通砌体结构同样条件下最低15m的高度限值。试设计的结果表明，即便如此，因节点承载力不足，异形柱结构设计也较为困难。因此，寻求技术上和经济上可行的解决方案就成为异形柱结构体系应用于高烈度区的迫切需求。国内部分高校及科研单位的学者针对异形柱结构抗震性能的改善措施开展了大量试验研究和理论分析工作，研究表明，采用型钢混凝土异形柱这种措施能显著改善异形柱结构的抗震性能，但相对整个构件采用型钢混凝土，仅针对节点采用加强措施更应该受到关注，因全构件采用型钢混凝土的建筑成本和施工难度可能会影响其工程推广应用。
发明内容
本实用新型提供了一种提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构，通过仅在异形柱结构节点区加配桁架式钢骨的措施来解决节点承载力不足造成高烈度地区异形柱结构适用受限及抗震设计困难等问题。
本实用新型的技术方案是：一种提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构，包括肢端钢板4、连接缀条5和中央型钢；中央型钢形状与对应异形柱截面形状相同，肢端钢板4和中央型钢通过连接缀条5连接形成与中央型钢形状相同的桁架式钢骨。
所述肢端钢板4采用软钢，前端切割成凹形，并延伸入梁内的长度为对应梁高的一半。
所述肢端钢板4表面焊接抗滑条9。
所述中央型钢两端向异形柱柱内延伸，伸入柱的长度为
，A为异形柱的截面面积。
本实用新型的有益效果是：
1、异形柱结构节点区加配桁架式钢骨能将梁端塑性铰外移至设定位置，能保障节点区混凝土的承载面积，有效地改善了节点的抗震性能。
2、节点区加配的桁架式钢骨能够分担节点区的大部分地震剪力，明显改善了制约异形柱结构在高烈度地区适用受限的不利因素。
3、相比全构件采用型钢混凝土，仅在节点区加配桁架式钢骨的异形柱结构抗震性能提升措施的施工难度小，造价低。
4、桁架式钢骨不会对节点区的梁主筋贯穿产生干扰，保证了梁负弯矩区受力主筋的连续性，同时不会明显影响节点区箍筋施工。
5、桁架式钢骨的中央型钢两端向柱内适当延伸，增强了桁架式钢骨与节点区混凝土的变形协调，有利于桁架式钢骨参与节点承载。
6、肢端钢板采用软钢而非普通钢材，能使桁架式钢骨更早、更多的产生塑性变形，消耗更多的地震能量。
7、桁架式钢骨肢端钢板前端切割为凹形有利于梁铰的发展，避免梁端含钢量过大而出现脆性破坏。
8、肢端钢板表面焊接抗滑条能有效增强桁架式钢骨与混凝土之间的粘接力，防止钢混之间出现相对滑移，以充分发挥桁架式钢骨的耗能作用。
9、理论分析和试验研究均证明节点区加配桁架式钢骨能有效的提升异形柱结构节点的抗震性能。
10、实际施工表明节点区加配桁架式钢骨并不会明显增加施工成本，也不会明显增大施工难度。
附图说明
图1为L形异形柱节点平面示意图；
图2为L形桁架式钢骨等轴测示意图；
图3为梁柱节点区下部L形混凝土异形柱的钢筋绑扎示意图；
图4为梁柱节点区加配L形桁架式钢骨的吊装定位示意图；
图5为梁柱节点区下部L形异形柱混凝土浇筑示意图；
图6为L形异形柱梁柱节点区及梁钢筋施工示意图；
图7为L形异形柱梁柱节点浇筑完成示意图；
图8为T形异形柱节点平面示意图；
图9为T形桁架式钢骨等轴测示意图；
图10为梁柱节点区下部T形混凝土异形柱的钢筋绑扎示意图；
图11为梁柱节点区加配T形桁架式钢骨的吊装定位示意图；
图12为梁柱节点区下部T形异形柱混凝土浇筑示意图；
图13为T形异形柱梁柱节点区及梁钢筋施工示意图；
图14为T形异形柱梁柱节点浇筑完成示意图；
图15为十形异形柱节点平面示意图；
图16为十形桁架式钢骨等轴测示意图；
图17为梁柱节点区下部十形混凝土异形柱的钢筋绑扎示意图；
图18为梁柱节点区加配十形桁架式钢骨的吊装定位示意图；
图19为梁柱节点区下部十形异形柱混凝土浇筑示意图；
图20为十形异形柱梁柱节点区及梁钢筋施工示意图；
图21为十形异形柱梁柱节点浇筑完成示意图；
图中各标号为：1-L形异形柱，2-T形异形柱，3-十形异形柱，4-肢端钢板，5-连接缀条，6-L形中央型钢，7-T形中央型钢，8-十形中央型钢，9-抗滑条，10-柱纵向钢筋，11-柱箍筋，12-桁架式钢骨定位钢筋，13-混凝土柱，14-梁纵向钢筋，15-梁箍筋，16-混凝土梁，17-L形桁架式钢骨，18-T形桁架式钢骨，19-十形桁架式钢骨。
具体实施方式
实施例1：如图1-7所示，一种提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构，包括肢端钢板4、连接缀条5和L形中央型钢6；L形中央型钢6形状与对应L形异形柱1截面形状相同，肢端钢板4和L形中央型钢6通过连接缀条5焊接形成与L形中央型钢6形状相同的桁架式钢骨。
进一步地，可以设置所述肢端钢板4采用软钢，前端切割成凹形，并延伸入梁内的长度为对应梁高的一半。
进一步地，可以设置所述肢端钢板4表面焊接抗滑条9。
进一步地，可以设置所述L形中央型钢6两端向L形异形柱1的柱内延伸，伸入柱的长度为
，A为L形异形柱1的截面面积。
实施例2：如图8-14所示，一种提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构，包括肢端钢板4、连接缀条5和T形中央型钢7；T形中央型钢7形状与对应T形异形柱2截面形状相同，肢端钢板4和T形中央型钢7通过连接缀条5焊接形成与T形中央型钢7形状相同的桁架式钢骨。
进一步地，可以设置所述肢端钢板4采用软钢，前端切割成凹形，并延伸入梁内的长度为对应梁高的一半。
进一步地，可以设置所述肢端钢板4表面焊接抗滑条9。
进一步地，可以设置所述T形中央型钢7两端向T形异形柱2的柱内延伸，伸入柱的长度为
，A为T形异形柱2的截面面积。
实施例3：如图15-21所示，一种提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构，包括肢端钢板4、连接缀条5和十形中央型钢8；十形中央型钢8形状与对应十形异形柱3截面形状相同，肢端钢板4和十形中央型钢8通过连接缀条5焊接形成与十形中央型钢8形状相同的桁架式钢骨。
进一步地，可以设置所述肢端钢板4采用软钢，前端切割成凹形，并延伸入梁内的长度为对应梁高的一半。
进一步地，可以设置所述肢端钢板4表面焊接抗滑条9。
进一步地，可以设置所述十形中央型钢8两端向十形异形柱3的柱内延伸，伸入柱的长度为
，A为十形异形柱3的截面面积。
本实用新型的施工过程为：
Step1、预制桁架式钢骨（根据异形柱的不同，选择预制对应的L形桁架式钢骨17、T形桁架式钢骨18或十形桁架式钢骨19）；
Step2、在异形柱结构节点施工时首先绑扎节点区下部异形柱柱纵向钢筋10和柱箍筋11，同时在下柱顶部最外侧绑扎桁架式钢骨定位钢筋12并吊装桁架式钢骨，支模，浇筑节点区下部异形柱混凝土，形成混凝土柱13；
Step3、梁纵向钢筋14和梁箍筋15绑扎施工，支模，浇筑梁板混凝土，梁板混凝土浇筑时将梁柱节点区隔离出来，形成混凝土梁16；
Step4、最后浇筑节点区混凝土，完成异形柱结构节点施工。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构，其特征在于：包括肢端钢板（4）、连接缀条（5）和中央型钢；中央型钢形状与对应异形柱截面形状相同，肢端钢板（4）和中央型钢通过连接缀条（5）连接形成与中央型钢形状相同的桁架式钢骨。
2.根据权利要求1所述的提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构，其特征在于：所述肢端钢板（4）采用软钢，前端切割成凹形，并延伸入梁内的长度为对应梁高的一半。
3.根据权利要求1所述的提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构，其特征在于：所述肢端钢板（4）表面焊接抗滑条（9）。
4.根据权利要求1所述的提升异形柱结构抗震性能的桁架式钢骨结构，其特征在于：所述中央型钢两端向异形柱柱内延伸，伸入柱的长度为
，A为异形柱的截面面积。
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