[發明專利]內置螺旋箍筋外包鋼混凝土柱

無效

• 申請號: 201310606233.1
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103615072A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 陳宗平;陳宇良;李軍濤;許安邦;余興國;陳德釗;陳德萊
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: E04C3/36
• 分類號: E04C3/36
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 翁建華

技術領域

本發明屬于一種建筑工程技術領域的建筑結構構件，特別涉及一種內置螺旋箍筋外包鋼混凝土柱。

背景技術

外包鋼混凝土結構，是鋼與混凝土組合結構的一種新型結構，兼具有鋼結構和鋼筋混凝土結構的優點：(1)構件單一，便于工廠化、機械化生產；（2）連接方便，使用靈活；（3）受力性能好，耐火度高；（4）建筑結構和工藝管線可固連與梁柱的任何位置而不必設置預埋鐵件；（5）技術經濟指標先進。因此，外包鋼混凝土結構在國內外得到了深入的研究和廣泛應用。

外包鋼混凝土柱作為外包鋼混凝土結構中重要的豎向承重構件，與鋼結構柱相比，具有節約鋼材、節點構造簡便、傳力方式明確等優點；與普通鋼筋混凝土柱相比具有承載力高、延性好、抗震性能好、施工速度快等優點，得到了工程界的認可和受到廣大業主的歡迎，所以，其越來越廣泛的應用于在重工業廠房（特別是大型火電廠廠房）和高層建筑中。但是，由于外包鋼混凝土柱構造特點是在截面四角通長配置縱向角鋼，角鋼之間采用橫向連接件（如鋼筋、綴板等）焊在角鋼翼緣板上，混凝土僅與角鋼內表面接觸，其粘結力較小，同時沒有保護層約束縱向角鋼向外彎曲，因此，外包鋼主要是依靠橫向連接件的作用，約束核心的混凝土，保證外包鋼與混凝土變形協調共同工作，所以其對核心混凝土的約束作用不強，不能充分發揮鋼和混凝土兩種材料的性能。隨著工程實際中廠房和建筑的高度、跨度與荷載尺寸越來越大，為了滿足結構構件的強度和剛度要求，如仍采用一般的配筋形式，勢必要加大構件截面尺寸，既給設計施工造成困難，又不經濟不美觀；若采用鋼結構柱或鋼管混凝土柱，將增大用鋼量和防火、防銹處理成本，造價高且不經濟，不符合工程實際。因此，有必要提出一種合理的外包鋼混凝土柱，不僅可以提高外包鋼混凝土柱承載力、延性性能和抗震性能，而且可以減少截面尺寸、用鋼量和降低成本，達到經濟合理的效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種承載能力高、延性性能好、抗震性能優越、含鋼率少、截面尺寸小、施工方便快速的內置螺旋箍筋外包鋼混凝土柱。

本發明以如下技術方案解決上述技術問題：

內置螺旋箍筋外包鋼混凝土柱，包括縱向角鋼、橫向連接件、螺旋箍筋、縱向鋼筋和核心混凝土，柱的每個角都設置一根縱向角鋼，縱向角鋼之間用橫向連接件連接,橫向連接件焊在縱向角鋼翼緣板的內側或外側，形成外包鋼骨架，在螺旋箍筋內壁設置縱向鋼筋組成螺旋鋼筋籠，將螺旋鋼筋籠置于外包鋼骨架中心，螺旋鋼筋籠的中心軸與外包鋼骨架的中心軸重合，外包鋼骨架內部空間填滿核心混凝土，形成內置螺旋箍筋外包鋼混凝土柱。

所述縱向鋼筋綁扎或焊接在在螺旋箍筋內壁，縱向鋼筋的數量不少于4根。

所述螺旋箍筋外表面到橫向連接件內表面的最小距離為30～50mm。

所述螺旋箍筋采用直徑為6～12mm的HPB300或HRB335鋼筋冷彎加工而成，縱向鋼筋采用直徑為10～16mm的HRB335或HRB400鋼筋。

所述縱向角鋼采用Q235鋼材、Q345鋼材、Q390鋼材、Q420鋼材、Q460制成。

所述橫向連接件采用鋼筋或綴板，其中鋼筋采用HRB335或HRB400鋼筋，綴板采用Q235鋼材，厚度比縱向角鋼小1～2mm。

所述核心混凝土采用普通混凝土或高性能混凝土。

本發明構造簡單、施工簡便、成本低，能夠有效防止橫向連接件發生屈曲，提高外包鋼對核心混凝土的約束作用，增強了外包鋼與核心混凝土之間的協同工作，從而提高了承載力、延性性能、抗震性能。

本發明提出的內置螺旋箍筋外包鋼混凝土柱具有以下顯著優點：

1、內置螺旋箍筋外包鋼混凝土柱具有承載力高、延性性能好、抗震性能優越、施工方便、進度快、工期短等優點。

2、螺旋箍筋對核心混凝土的約束、外包鋼對核心混凝土的約束、外包鋼和螺旋箍筋之間的混凝土對螺旋箍筋的約束，三者協同作用，增強了外包鋼混凝土柱的延性和承載力，并有效改善其抗震性能。

3、顯著改善了普通外包鋼混凝土柱鋼管對核心混凝土約束作用不強的缺點，有效地防止橫向連接件發生屈曲，充分發揮了外包鋼和核心混凝土兩種材料的性能，提高了外包鋼混凝土柱強度和延性。

4、克服了一般配筋形式的外包鋼混凝土柱為了滿足結構構件的強度和剛度要求加大截面尺寸造成設計施工困難、不經濟、不美觀以及鋼結構柱或鋼管混凝土柱用鋼量大、防火防銹復雜、造價高的缺點。

附圖說明

圖1是螺旋鋼筋籠結構示意圖。

圖2是內置螺旋箍筋外包鋼混凝土柱結構示意圖。