[實用新型]一種鋼管-鋼筋混凝土疊合框架結構體系

有效

• 申請號: 201220640766.2
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN202990101U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 韓林海;侯超
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E04B1/19
• 分類號: E04B1/19;E04B1/58;E04B1/98;E04C3/34;E04C3/293
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

技術領域

本實用新型屬于土木工程中的結構工程領域，特別涉及一種鋼管-鋼筋混凝土疊合框架結構體系。

背景技術

近年來，隨著我國經濟的快速發展和建筑結構技術的不斷提高，各地對高層、超高層建筑和標志性建筑的需求不斷增加，使得巨型結構的建設有了前所未有的發展。目前，巨型結構采用的主要類型包括，鋼筋混凝土結構、純鋼結構和鋼-混凝土組合結構。其中，鋼管混凝土、鋼骨混凝土等組合結構，由于能充分發揮鋼、混凝土兩種材料各自的優勢，具有強度高、剛度大、性能優越、經濟效益好等優勢，在巨型結構中得到越來越廣泛的應用。巨型結構作為重要大型建筑，其在各類災害中的安全是人們生命財產的保障。由于巨型結構質量大，在地震中承受的作用力也相對較大；同時，巨型結構多為高層、超高層，消防難度大，對耐火性能提出了更高的要求。采用更合理的結構體系，提高巨型結構的抗災性能，成為現代建筑發展的新需求。因此，迫切需要一種傳力明確、整體性能好、能滿足各項建筑功能，同時具有良好抗震和耐火性能的結構體系，來適應巨型結構發展的要求。

一種鋼管-鋼筋混凝土疊合框架結構體系，其梁、柱均采用中空鋼管外包鋼筋混凝土形成的疊合構件。柱的內中空鋼管可以是圓形或矩形截面；梁的內中空鋼管采用方形截面。中空截面減少了混凝土的填充，有效減輕了結構自重；同時，外包混凝土對鋼管提供了相對良好的防火和防腐保護。因此，該類結構具有截面開展、剛度大、自重輕、抗震優越、耐火和耐腐蝕性能好等優點，適用于大型高層、超高層結構等巨型結構的主體結構體系。利用鋼管-鋼筋混凝土疊合框架結構體系，是改善巨型結構自重大、抗震性能差、耐火性能差的有效途徑。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決背景技術中所述的巨型結構自重大、抗震性能差、耐火性能差的問題，提供一種截面開展、剛度大、自重輕、抗震優越、耐火和耐腐蝕性能好的鋼管-鋼筋混凝土疊合框架結構體系。中空鋼管-外包鋼筋混凝土截面開展，兩種材料間存在組合作用，在壓荷載和彎荷載作用下的承載力高、剛度大。鋼管內部不填充混凝土，在對整體剛度影響較小的前提下，有效地減小了結構的自重，從而降低了結構在地震中受到的作用力。比熱容大、升溫慢的外包混凝土在火災中可以對內部的鋼管和鋼筋提供較好的保護作用，大大改善了結構的耐火性能。同時，由于混凝土對鋼管的保護，結構的耐久性能也相對較好。因此，這種鋼管-鋼筋混凝土疊合框架結構體系力學性能好，抗震、耐火性能優越，適用于在大型高層、超高層巨型結構中應用。

本實用新型的特征在于，是包括框架結構、框架-剪力墻結構和懸掛結構在內的任意一個結構形式中的梁柱體系，包括框架柱2、框架梁3和作為梁、柱連接節點的節點4，其中：

框架柱2，是一種內中空鋼管-外包鋼筋混凝土的框架柱，內部采用柱中空鋼管201，在所述柱中空鋼管201外包有柱混凝土202，在所述柱混凝土202的每個角沿縱向至少布置一根柱縱筋203，在所述柱混凝土202內自上到下箍有多圈柱箍筋204，

框架梁3，是一種內中空鋼管-外包鋼筋混凝土的框架梁，內部采用梁中空鋼管301，在所述梁中空鋼管301外包有梁混凝土302，在所述梁混凝土302的每個角沿橫向至少布置一根梁縱筋303，在所述梁混凝土302內從左到右箍有多圈梁箍筋304，

節點4，框架柱2內的柱中空鋼管201和框架梁3內的梁中空鋼管301的連接區域設有外加強環板401，所述框架柱2的柱中空鋼管201貫通，把所述梁中空鋼管301通過所述外加強環板401焊接在所述柱中空鋼管201上，所述柱縱筋203上下貫通布置，所述柱箍筋204在節點區的圈數加密，所述梁縱筋303繞過所述柱中空鋼管201，所述梁箍筋304在節點區的圈數加密。

在外加強環板401上有加勁肋。

在梁縱筋303無法繞過框架柱2的柱中空鋼管201時，是直接用鋼筋連接器焊接在所述柱中空鋼管201上的。

所述框架柱2內的柱中空鋼管201的橫截面是圓形或矩形。

所述框架梁3內的梁中空鋼管301的橫截面是矩形。

所述框架柱2內的柱中空鋼管201和框架梁3內的梁中空鋼管301的材料是普通鋼材或高強鋼材。

所述框架柱2內的柱混凝土202和框架梁3內的梁混凝土302的材料是普通混凝土或高強混凝土。

所述外加強環板401向框架柱2內的柱中空鋼管201內徑向延伸，形成內加強環板。

本實用新型的有益效果為：

（1）和目前常用的巨型鋼筋混凝土結構、巨型組合結構相比，該結構體系采用內中空鋼管，截面開展、剛度大、穩定性好，可有效減輕結構自重，在地震中承受較小的作用力，從而具有優越的抗震性能。