CN215167210U - 一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱 - Google Patents

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韩小雷
张俊榕
张垒
林浩宇
季静
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Abstract

本实用新型公开了一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,包括箍筋、混凝土、短钢筋、第一栓钉、型钢、纵向受力钢筋和混凝土保护层,所述型钢安装于箍筋的内部,所述纵向受力钢筋安装于箍筋的内侧,所述混凝土填充于型钢与箍筋之间,所述箍筋的外侧被混凝土保护层包覆,所述型钢包括翼缘板和腹板,两块所述翼缘板通过腹板连接,所述第一栓钉安装于腹板的中部,所述短钢筋分别安装于腹板的上部和下部。本实用新型增加型钢和混凝土的连接与锚固性能,提高其受力性能,避免在地震作用下形成柱端塑性铰或混凝土和型钢脱离而产生脆性破坏,同时方便了混凝土施工浇筑及振捣,提高了混凝土浇筑质量,有效提高了整个型钢混凝土柱的受力性能。

Description

一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱
技术领域
本实用新型涉及建筑结构工程领域,尤其涉及一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱。
背景技术
型钢混凝土柱在降低结构自重、减少柱截面尺寸等方面有明显优势,在国内应用较为广泛。但在高层建筑结构中,地震作用下型钢混凝土柱承受很大的轴力,这导致型钢混凝土柱的承载能力和变形能力有更高的要求。同时由于一般的型钢混凝土柱的型钢钢骨采用交叉工字形型钢,这导致混凝土浇筑和振捣有着较大的施工困难。
抗震概念设计时要求破坏类型为梁铰破坏机制,这是因为梁铰可形成数量要远远多于柱铰,在地震耗能相等条件下,对梁铰的塑性转动能力要求要远远低于柱铰塑性转动能力,页由于“强柱弱梁”等概念设计要求,梁铰破坏机制要优于柱铰破坏机制。因此对型钢混凝土柱锚固端区域有较高的承载力及变形要求,主要目的是为了避免在柱端形成塑性铰,导致整体结构破坏类型转变为柱铰破坏机制。同时在塑性铰区以外受力区域,要求型钢与混凝土不能轻易脱离,类似于钢筋滑移,容易造成脆性破坏,目前尚未有深入的研究来提出行之有效的构造措施。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的型钢混凝土柱端部易形成塑性铰、型钢和混凝土整体性作用不强,提供了一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,包括箍筋、混凝土、短钢筋、第一栓钉、型钢、纵向受力钢筋和混凝土保护层,所述型钢安装于箍筋的内部,所述纵向受力钢筋安装于箍筋的内侧,所述混凝土填充于型钢与箍筋之间,所述箍筋的外侧被混凝土保护层包覆,所述型钢包括翼缘板和腹板,两块所述翼缘板通过腹板连接,所述第一栓钉安装于腹板的中部,所述短钢筋分别安装于腹板的上部和下部。
更优的选择,所述第二栓钉安装于翼缘板。
更优的选择,所述第二栓钉的直径包括10~25mm。
更优的选择,所述第二栓钉的长度包括40~300mm。
更优的选择,所述短钢筋的轴向与腹板的轴向相互垂直。
更优的选择,所述短钢筋与翼缘板的距离≤50mm。
更优的选择,相邻的两根所述短钢筋的距离≤200mm。
更优的选择,所述短钢筋的直径≥20mm。
更优的选择,相邻的两根所述第一栓钉的间距≤200mm。
更优的选择,所述第一栓钉在腹板设置的区域面积与短钢筋在腹板设置的区域面积之比包括2:1~5:1。
本实用新型相对现有技术具有以下优点及有益效果:
本实用新型通过箍筋、混凝土、短钢筋、第一栓钉、型钢、纵向受力钢筋和混凝土保护层,增加型钢和混凝土的连接与锚固性能,提高其受力性能,避免在地震作用下形成柱端塑性铰或混凝土和型钢脱离而产生脆性破坏,同时方便了混凝土施工浇筑及振捣,提高了混凝土浇筑质量,有效提高了整个型钢混凝土柱的受力性能。
附图说明
图1是本实用新型一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱的中部的剖视图;
图2是本实用新型一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱的上部的剖视图;
图3是本实用新型一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱的型钢的正视图;
图4是本实用新型一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱的型钢的侧视图;
附图中各部件的标记:1、箍筋;2、纵向受力钢筋;3、第一栓钉;4、型钢;41、腹板;42、翼缘板;5、混凝土;6、短钢筋;7、第二栓钉;8、混凝土保护层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的发明目的作进一步详细地描述,实施例不能在此一一赘述,但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施例。
如图1-4所示,一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,包括箍筋1、混凝土5、纵向受力钢筋2、第一栓钉3、型钢4和短钢筋6。型钢4安装在箍筋1内部的中心,纵向受力钢筋2均匀分布在型钢4的四周,纵向受力钢筋2的轴向与型钢4的轴向相互平行,混凝土保护层8包覆于箍筋1的外侧,混凝土5填充在混凝土保护层8和型钢4之间。型钢4包括两块翼缘板42和一块腹板41,腹板41的一端与一块翼缘板42的中部垂直连接,腹板41的另一端与另一块翼缘板42的中部垂直连接,两块翼缘板42与腹板41通过一体成型连接,型钢4的截面呈“工”字形。腹板41包括上部、中部和下部,一部分短钢筋6安装在腹板41的上部,另一部分短钢筋6安装在腹板41两侧面的下部,两部分的短钢筋6的轴向与腹板41的轴向相互垂直。多根第一栓钉3平均地安装在腹板41的中部,多根第二栓钉7分别安装在两块翼缘板42的外侧。
箍筋1用来满足斜截面抗剪强度,并联结受力主筋和受压区混筋骨架。混凝土5充当填充物的作用。纵向受力钢筋2用来满足结构强度和刚度的要求。第一栓钉3在腹板41中部起到了抗剪切作用,其直径≥20mm,相邻的两根第一栓钉3的间距≤200mm,为了保证型钢混凝土柱整体具备充足的抗剪切能力,并且减轻抗剪栓钉之间出现的剪力滞后问题,需要对栓钉直径和分布间距进行约束。第二栓钉7为了增加和混凝土5的连接作用。型钢4在钢筋混凝土5中起骨架作用。短钢筋6为了保证型钢混凝土柱在抗震设计中的锚固段处具备充足的锚固能力,并且避免短钢筋6之间的锚固作用的不连续性,需要对短钢筋6的直径和分布间距进行约束;短钢筋6的直径≥20mm,短钢筋6与翼缘板42的距离≤50mm,相邻的两根短钢筋6的距离≤200mm,在腹板41两端的作用是增强柱子锚固段的锚固作用。混凝土保护层8起到保护钢筋避免钢筋直接裸露。
本实施例中第一栓钉3的分布在腹板41两侧面的中部,第一栓钉3在腹板41设置的区域面积与短钢筋6在腹板41设置的区域面积(包括腹板上下两端的短钢筋6设置的全部区域面积)之比为2:1。第一栓钉3的直径为20mm,相邻的两个第一栓钉3之间的纵向间距为150mm,水平间距为70mm。第二栓钉7的直径范围控制在10~25mm,其焊接前的总长度范围控制在40~300mm。短钢筋6的直径为20mm,相邻的两条短钢筋6的间距为150mm,短钢筋6与翼缘板42的间距为40mm。
实施例二
本实施例中除下列的技术特征不同外,其他技术特征与实施例一相同:
本实施例中的第一栓钉3在腹板41设置的区域面积与短钢筋6在腹板41设置的区域面积之比采用3:1代替2:1。
本实用新型中的第二栓钉7的焊接前总长度范围采用100~300mm代替40~300mm。
实施例三
本实施例中除下列的技术特征不同外,其他技术特征与实施例一相同:
本实施例中的第一栓钉3在腹板41设置的区域面积与短钢筋6在腹板41设置的区域面积之比采用5:1代替2:1。
本实用新型中的第二栓钉7的焊接前总长度范围采用150~300mm代替40~300mm。
上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例,并不能对本实用新型进行限定,其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,其特征在于,包括箍筋、混凝土、短钢筋、第一栓钉、型钢、纵向受力钢筋和混凝土保护层,所述型钢安装于箍筋的内部,所述纵向受力钢筋安装于箍筋的内侧,所述混凝土填充于型钢与箍筋之间,所述箍筋的外侧被混凝土保护层包覆,所述型钢包括翼缘板和腹板,两块所述翼缘板通过腹板连接,所述第一栓钉安装于腹板的中部,所述短钢筋分别安装于腹板的上部和下部。
2.根据权利要求1所述一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,其特征在于,所述第二栓钉安装于翼缘板。
3.根据权利要求2所述一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,其特征在于,所述第二栓钉的直径包括10~25mm。
4.根据权利要求2所述一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,其特征在于,所述第二栓钉的长度包括40~300mm。
5.根据权利要求1所述一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,其特征在于,所述短钢筋的轴向与腹板的轴向相互垂直。
6.根据权利要求1所述一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,其特征在于,所述短钢筋与翼缘板的距离≤50mm。
7.根据权利要求1所述一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,其特征在于,相邻的两根所述短钢筋的距离≤200mm。
8.根据权利要求1所述一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,其特征在于,所述短钢筋的直径≥20mm。
9.根据权利要求1所述一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,其特征在于,相邻的两根所述第一栓钉的间距≤200mm。
10.根据权利要求1所述一种局部连接和锚固作用加强的型钢混凝土柱,其特征在于,所述第一栓钉在腹板设置的区域面积与短钢筋在腹板设置的区域面积之比包括2:1~5:1。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113981990A (zh) * 2021-12-27 2022-01-28 索泰克(北京)岩土科技有限公司 一种内插型钢的混凝土支护结构及其施工方法

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