CN217150913U - 一种内置格构式型钢的钢混凝土组合柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，包括：一格构式型钢本体和包裹在格构式型钢本体外部的混凝土层；格构式型钢本体包括：平行对称设置在格构式型钢本体内部四角的垂直钢骨以及若干条沿格构式型钢本体的长度方向等间距平行设置的水平固定件；水平固定件环绕设置在格构式型钢的四周，每个水平固定件的两端分别固定在两条钢骨上。本申请采用的是内置格构式型钢，能够有效地解决梁柱纵筋在节点核心区的交叉穿筋问题，内部的型钢位于钢‑混凝土组合柱的四周，能够增强柱子的整体抗震性能，并且能够提高型钢与混凝土之间的粘结力，同时可以规避为了保证钢管内混凝土密实性所带来的一系列问题，节约造价的同时缩短了工期。

Description

一种内置格构式型钢的钢混凝土组合柱

技术领域

本申请属于建筑工程与组合结构技术领域，具体地讲，涉及一种内置格构式型钢的钢混凝土组合柱。

背景技术

随着经济和城市建设的迅速发展，城市中心区域建设用地日趋紧张，地铁车辆段作为地铁开通运营的必备条件，大多位于市区范围内，其占地规模大、开发利用率低等特点，与日益稀缺的城市土地资源之间的矛盾日益突出。因此，近年来在地铁车辆段建设中大力推行上盖物业开发模式，以期更加有效地提高城市土地资源的利用率。由于地铁车辆段工艺的要求，盖板下部一般为大跨度框架结构，盖上开发建筑的竖向构件与盖下柱网不能贯通布置，造成竖向抗侧力构件不连续，需通过设置转换梁柱对上部结构竖向构件托换。由于盖下层高较大，上下层侧向刚度相差较多，同时转换框架的梁柱受力较大，其截面和配筋均会随之增大，为提高盖体结构的抗震性能，优化柱的截面和配筋，通常在转换区域内采用钢-混凝土组合柱。

目前，在钢-混凝土组合柱中应用较多的是实腹式型钢截面，如工字钢、H型钢、矩形钢管等，此类截面钢材市场上较为常见，技术也相对成熟。但在车辆段上盖开发中，由于梁柱的配筋较大，节点核心区梁柱钢筋纵横交错，梁钢筋只能部分贯穿型钢腹板，大部分梁内钢筋无法穿过柱中型钢，只能采用焊接的形式与型钢的翼缘进行连接，且在现场实施过程中操作较为困难，焊接质量较差，无法实现设计人员的设计意图。实腹式型钢通常布置在柱截面中心位置，型钢无法充分发挥其受力性能，且含钢率较大，造成材料浪费，与绿色建筑中“四节一环保”的标准相违背。

实用新型内容

本申请提供了一种内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，以至少解决目前市面上的钢-混凝土组合柱中采用的钢管是个相对密闭的空间，清洗困难，工程造价高，以及为保证混凝土浇筑的密实性而导致的工期增加等问题。

本申请提供了一种内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，包括：

一格构式型钢本体和包裹在格构式型钢本体外部的混凝土层；

格构式型钢本体包括：

平行对称设置在格构式型钢本体内部四角的垂直钢骨以及若干条沿格构式型钢本体的长度方向等间距平行设置的水平固定件；

水平固定件环绕设置在格构式型钢的四周，每个水平固定件的两端分别固定在两条钢骨上。

在一实施例中，在垂直平面内相邻的两条水平固定件之间还设置有至少一斜向固定件，斜向固定件的两端分别与两条水平固定件固定。

在一实施例中，水平固定件的长度方向与钢骨的长度方向呈90度夹角。

在一实施例中，格构式型钢本体外表面设置有若干栓钉。

在一实施例中，栓钉沿钢骨的长度方向等间距平行布置在每个钢骨的四周中部。

在一实施例中，垂直钢骨、水平固定件和斜向固定件通过一连接板固定。

在一实施例中，钢骨为十字形型钢，十字形型钢的截面呈十字正交双拼工字型。

在一实施例中，格构式型钢本体的外部四周等间距平行设置有若干纵筋和若干箍筋，若干纵筋和若干箍筋绑扎在一起形成钢筋笼。

在一实施例中，钢混凝土组合柱的截面为矩形，斜向固定件的长度方向与水平固定件的长度方向之间呈45度夹角。

在一实施例中，固定件为缀条或缀板。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为现有技术中的一种内置格构式钢骨的矩形钢骨混凝土柱示意图。

图1B为现有技术中的一种内置格构式钢骨的矩形钢骨混凝土柱截面图。

图2为本申请提供的一种内置格构式型钢的钢混凝土组合柱示意图。

图3为本申请提供的一种内置格构式型钢的钢混凝土组合柱的截面图。

图4为本申请一实施例中格构式型钢的立面图。

图5为本申请一实施例中格构式型钢的立体图。

图6为本申请一实施例中栓钉的示意图。

图7为本申请另一实施例中包含连接板的格构式型钢的立面图和连接板的示意图。

图8为本申请实施例中十字形型钢的立体图和截面图。

图9为本申请另一实施例中包含箍筋和纵筋的格构式型钢的立面图和截面图。

图10为本申请一实施例中水平(斜向)缀条的立体图和截面图。

附图标号：

1、混凝土层；

2、钢骨；

3、纵筋；

4、箍筋；

21、十字形型钢；

22、水平固定件；

23、斜向固定件；

24、连接板；

25、栓钉。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，在钢-混凝土组合柱中应用较多的是实腹式型钢截面，如工字钢、H型钢、矩形钢管等，此类截面钢材市场上较为常见，技术也相对成熟。但在车辆段上盖开发中，由于梁柱的配筋较大，节点核心区梁柱钢筋纵横交错，梁钢筋只能部分贯穿型钢腹板，大部分梁内钢筋无法穿过柱中型钢，只能采用焊接的形式与型钢的翼缘进行连接，且在现场实施过程中操作较为困难，焊接质量较差，无法实现设计人员的设计意图。实腹式型钢通常布置在柱截面中心位置，型钢无法充分发挥其受力性能，且含钢率较大，造成材料浪费，与绿色建筑中“四节一环保”的标准相违背。

如图1A和图1B所示，为现有技术中一种内置格构式钢骨的矩形钢骨混凝土柱示意图(该图仅作为现有技术的举例，并不代表所有现有技术，也并不影响对本申请的理解)，上述现有技术具有以下缺点：首先，由于现有技术中采用的钢管是一个相对密闭的空间，浇筑前的清洗和润湿工作较困难，且需要采取有效的措施来保证钢管内混凝土浇筑的密实性，通常会采用自密实混凝土浇筑，并添加减水剂、缓凝剂等，且对粗骨料的粒径有较高的要求，使得工程造价进一步增加。其次，为保证混凝土浇筑的密实性，钢管上留有排气孔，需在确认浆体流出和浇筑密实后才能封堵排气孔，且无论是从管顶向下浇筑还是从管底顶升浇筑，气体充分排出和对钢管混凝土的质量进行检测会导致工期的增加。再次，采用矩形截面会使柱子受力时有明显的强弱轴，当柱两个方向的力都较大时，这种截面就会出现不适用或者不经济的情况，而且在现场往往存在很多限制条件，使得柱子的某一个方向尺寸无法增大，矩形截面柱就会体现出一定的局限性。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本申请提供了一种内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，包括：

一格构式型钢本体和包裹在格构式型钢本体外部的混凝土层；

格构式型钢本体包括：

平行对称设置在格构式型钢本体内部四角的垂直钢骨以及若干条沿格构式型钢本体的长度方向等间距平行设置的水平固定件；

水平固定件环绕设置在格构式型钢本体的四周，每个水平固定件的两端分别固定在两条钢骨上。

在一具体实施例中，如图2所示，本申请提供了一种内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，该内置格构式型钢的钢混凝土组合柱的外层覆盖着混凝土层1，内部为一格构式型钢本体，该格构式型钢本体的横断面俯视图如图3所示，该格构式型钢本体内部具有设置在四角上的4条垂直钢骨2，每根钢骨2之间平行对称设置。如图2所示，沿格构式型钢本体的长度方向等间距地设置有水平固定件22(该水平固定件可以为横向缀条或横向缀板，本申请不以此为限)。如图3所示，4条水平固定件环绕设置在格构式型钢本体的四周。

在一实施例中，在垂直平面内相邻的两条水平固定件之间还设置有至少一斜向固定件，斜向固定件的两端分别与两条水平固定件固定。

在一具体实施例中，如图4所示，为了增强该内置格构式型钢的混凝土组合柱的内部稳定性，在两条沿格构式型钢本体长度方向的两条相邻的水平固定件22之间，还设置有一斜向固定件23(该斜向固定件23可以为斜向缀板或斜向缀条，本申请不以此为限)，该斜向固定件23与水平固定件22之间形成三角结构，增强了格构式型钢本体的内部稳定性。

在一实施例中，水平固定件的长度方向与钢骨的长度方向呈90度夹角。

在一具体实施例中，图1至图4所示实施例中的水平固定件22的长度方向与钢骨2的长度方向之间呈90度夹角。

在一实施例中，格构式型钢本体外表面设置有若干栓钉。

在一具体实施例中，如图5所示，若干个栓钉25沿格构式型钢本体的长度方向等间距平行设置，以保证格构式型钢本体能够跟外层的混凝土层1牢固结合。

在一实施例中，栓钉沿钢骨的长度方向等间距平行布置在每个钢骨的四周中部。

在一具体实施例中，该些栓钉25沿钢骨2的长度方向等间距平行布置在每个钢骨2的四周中部，栓钉25通过焊接与钢骨2相连。钢骨2通过若干个栓钉25能够与混凝土层1更加牢固的结合。如图6所示，为栓钉25的具体结构。

在一实施例中，垂直钢骨、水平固定件和斜向固定件通过一连接板固定。

在一具体实施例中，如图7所示，水平固定件22和斜向固定件23与钢骨2的交接处设置有连接板24，连接板为矩形钢板，本申请对连接板的形状不设限制。该连接板焊接在钢骨2的边缘上，水平固定件22和斜向固定件23分别焊接在该连接板上。

在一实施例中，钢骨为十字形型钢，十字形型钢的截面呈十字正交双拼工字型。

在一具体实施例中，如图8所示，钢骨2为十字形型钢21，十字形型钢21的截面呈十字正交双拼工字形。

在一实施例中，格构式型钢本体的外部四周等间距平行设置有若干纵筋和若干箍筋，若干纵筋和若干箍筋绑扎在一起形成钢筋笼。

在一具体实施例中，如图9所示，为了保证内置格构式型钢的混凝土组合柱的整体性，在格构式型钢本体的外部四周等间距平行设置有若干纵筋3和若干箍筋4，所述纵筋3和箍筋4共同形成一个钢筋笼，将4条钢骨束缚在钢筋笼内，钢筋笼与4条钢骨之间保持一定距离(非接触)，混凝土抗压能力优于抗剪和抗拉能力，纵筋可以提高钢混凝土柱的抗弯性能，箍筋可以提高钢混凝土柱的抗剪性能，纵筋和箍筋整体形成的钢筋笼可以与包裹的混凝土形成一个整体，在约束住混凝土的同时，增加了钢混凝土柱的整体性。

在一实施例中，钢混凝土组合柱的截面为矩形，斜向固定件的长度方向与水平固定件的长度方向之间呈45度夹角。

在一实施例中，固定件为缀条或缀板。

在一具体实施例中，如图10所示，水平固定件可以为水平缀条或水平缀板，斜向固定件可以为斜向缀条或斜向缀板，缀条为角钢。

综合以上各技术特征，本申请的具体实施例中还提供了一种内置格构式型钢的钢-混凝土组合柱，包括混凝土1、格构式型钢2、纵筋3和箍筋4。

所述格构式型钢2包括十字形型钢21、横向缀条(水平固定件)22、斜向缀条(斜向固定件)23、连接板24和栓钉25。所述十字形型钢21的截面呈十字正交双拼工字形，每组共4个，对称分布在所述格构式型钢2的四角部位。若个干所述横向缀条22沿所述格构式型钢2的长度方向等间距平行布置在所述格构式型钢2的四周，所述横向缀条22长度方向与所述十字形型钢21的长度方向呈90°夹角。沿所述格构式型钢2的长度方向平行布置的每两个所述横向缀条22之间还设有一个所述斜向缀条23，若个干所述斜向缀条23沿所述格构式型钢2的长度方向等间距平行布置在所述格构式型钢2的四周，所述斜向缀条23长度方向与所述十字形型钢21的长度方向呈45°夹角。所述横向缀条22和所述斜向缀条23均为角钢，呈交错分布。所述横向缀条22和所述斜向缀条23与所述十字形型钢21的交接处设有所述连接板24，所述连接板24为矩形钢板，焊接在所述十字形型钢21的边缘，所述横向缀条22和所述斜向缀条23分别焊接在所述连接板24上。若干个所述栓钉25沿所述十字形型钢21的长度方向等间距平行布置在每个所述十字形型钢21的四周中部，所述栓钉25通过焊接与所述十字形型钢21相连。所述格构式型钢2通过若干个栓钉25能够与所述混凝土1更加牢固的结合。

所述混凝土1呈矩形截面，内置有所述格构式型钢2和所述纵筋3、所述箍筋4。

所述纵筋3和所述箍筋4绑扎在一起形成钢筋笼。

本申请与实腹式型钢混凝土柱相比，采用的是内置格构式型钢，能够有效地解决梁柱纵筋在节点核心区的交叉穿筋问题，核心区钢筋排布更为合理，且现场焊接量减少，可以降低施工难度和工期；并且内部的十字形型钢位于钢-混凝土组合柱的四周，能够增强柱子的整体抗震性能，充分发挥钢材的力学性能，在用钢量相同的条件下，能够承受更大的力，具有良好的延性和抗震性能。采用十字形型钢代替钢管混凝土支柱，能够提高型钢与混凝土之间的粘结力，增加型钢混凝土柱中两种材料之间的整体性，同时可以规避为了保证钢管内混凝土密实性所带来的一系列问题，节约造价的同时在保证施工质量的前提下缩短了工期。

在本说明书的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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申请中的具体含义。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，其特征在于，包括：

一格构式型钢本体和包裹在所述格构式型钢本体外部的混凝土层；

所述格构式型钢本体包括：

平行对称设置在所述格构式型钢本体内部四角的垂直钢骨以及若干条沿所述格构式型钢本体的长度方向等间距平行设置的水平固定件；

所述水平固定件环绕设置在所述格构式型钢本体的四周，每个所述水平固定件的两端分别固定在两条所述钢骨上。

2.根据权利要求1所述的内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，其特征在于，在垂直平面内相邻的两条所述水平固定件之间还设置有至少一斜向固定件，所述斜向固定件的两端分别与两条所述水平固定件固定。

3.根据权利要求2所述的内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，其特征在于，所述水平固定件的长度方向与所述钢骨的长度方向呈90度夹角。

4.根据权利要求3所述的内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，其特征在于，所述格构式型钢本体外表面设置有若干栓钉。

5.根据权利要求4所述的内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，其特征在于，所述栓钉沿所述钢骨的长度方向等间距平行布置在每个所述钢骨的四周中部。

6.根据权利要求2至5任一项所述的内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，其特征在于，所述垂直钢骨、所述水平固定件和所述斜向固定件通过一连接板固定。

7.根据权利要求6所述的内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，其特征在于，所述钢骨为十字形型钢，所述十字形型钢的截面呈十字正交双拼工字型。

8.根据权利要求7所述的内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，其特征在于，所述格构式型钢本体的外部四周等间距平行设置有若干纵筋和若干箍筋，若干所述纵筋和若干所述箍筋绑扎在一起形成钢筋笼。

9.根据权利要求8所述的内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，其特征在于，所述钢混凝土组合柱的截面为矩形，所述斜向固定件的长度方向与所述水平固定件的长度方向之间呈45度夹角。

10.根据权利要求9所述的内置格构式型钢的钢混凝土组合柱，其特征在于，所述水平固定件为水平缀条或水平缀板，所述斜向固定件为斜向缀条或斜向缀板。

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