[發明專利]有外包角鋼加固的十字形截面鋼筋混凝土組合柱

在審

• 申請號: 201410613141.0
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104358357A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 朱紹杰;陳謙;呂叢叢;蔣晶;王越;霍英濤
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 楊乃力

技術領域

?????本發明涉及建筑技術領域，特別是涉及了一種用于土木工程中的十字形鋼筋混凝土柱，是有外包角鋼加固的十字形截面鋼筋混凝土組合柱。

背景技術

當前社會，隨著經濟的發展和居民生活水平的提升，人們對建筑空間的美觀、功能以及得房率等要求不斷提高。由于普通鋼筋混凝土柱的截面尺寸往往大于填充墻的厚度，使建筑物室內出現棱角，影響了建筑物使用和美觀的要求。為了解決這一問題，出現了鋼筋混凝土十字形截面柱。鋼筋混凝土十字形柱結構的出現，解決了由于矩形柱楞角而產生的建筑美觀、功能布置以及得房率低等問題。由于鋼筋混凝土十字形柱結構體系的優點比較突出，國內外的學者、專家對此進行了廣泛、深入的理論與試驗研究。鋼筋混凝土十字形柱的理論體系已基本形成，比如天津、沈陽、廣東、山西等省市已經完成了地方規程的編寫，并指導于工程實踐，建筑面積達數千萬平方米。

但是，隨著超高層和大跨度建筑的不斷發展，純粹的鋼筋混凝土十字形柱的缺點越來越突出。如受到軸壓比的限制，較大荷載下如果仍然采用普通鋼筋混凝土十字形柱，將會導致柱的截面尺寸非常大；十字形柱的肢長不可以太長，柱肢過長后會容易產生剪力滯后現象，因此通常將十字形柱的肢長與肢寬限制在一定的比例范圍內；十字形柱由于截面形式發生了改變，導致其力學特性也發生了變化，與普通矩形柱相比，承載能力和延性都有所下降，抗震性能并不理想；十字形鋼筋混凝土柱不能有效約束混凝土的橫向變形以及改善高強混凝土脆性大的缺點；在復雜外部荷載的作用下，十字形截面柱容易在轉角處產生應力集中現象。十字形鋼筋混凝土柱雖然具有建筑美觀和使用方便等優點，但其特殊的截面形式造成了受力性能較差，限制了十字形柱的應用和推廣。

因此，本文在上述背景下，提出了一種新型的有外包角鋼加固的十字形鋼筋混凝土組合柱，這種組合柱綜合了鋼筋混凝土十字形柱和外包角鋼混凝土柱的優點，大大的拓寬了混凝土十字形柱的應用和發展空間，具有十分重要的實用價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種有外包角鋼加固的十字形截面鋼筋混凝土組合柱，這種新型組合柱充分改善了普通十字形鋼筋混凝土柱的受力性能，可以大大提高十字形截面柱的應用和推廣。

本發明通過以下技術方案實現：有外包角鋼加固的十字形截面鋼筋混凝土柱的角鋼由鋼板焊接而成，位于十字形柱兩肢相交的轉角處，試件制作時先綁扎鋼筋骨架，將角鋼與底板焊接固定，并把相鄰的兩片角鋼通過螺栓連接，最后支好模板并澆筑混凝土，角鋼可以充當部分模板使用。外包角鋼改善了十字形鋼筋混凝土柱肢部的受力性能，約束了核心混凝土的橫向變形，緩解了兩肢相交內轉角處的應力集中程度，提高了十字形鋼筋混凝土柱的承載能力和延性；與普通十字形鋼筋混凝土相比，其抗震性受力性能顯著提高。由外包角鋼、螺栓連接件、鋼筋骨架和混凝土組成，其中外包角鋼位于十字形鋼筋混凝土柱相鄰兩肢內折角處。

本發明的優點與效果是：

1.由于外包角鋼的存在，使得十字形柱核心處的混凝土處于三相受壓狀態，約束了混凝土的橫向變形，為脆性高強混凝土的應用提空了空間；

2.外包角鋼的存在可以約束兩肢相交轉角處的混凝土橫向變形，提高了組合柱的承載能力；

3.相鄰角鋼通過螺栓連接固定，使十字形截面柱形成一個整體，共同受力，共同變形；

4.外包角鋼有效改善了部分肢部的受力性能；?

5.由于角鋼的存在改善了柱的延性，提高了柱的極限承載力，起到了第二道抗震防線的作用，有利于地震區抗震設計；

6.可以先綁扎縱筋和箍筋，然后將角鋼通過底部焊接或螺栓連接固定，最后支好模板澆筑混凝土，從而形成疊合柱；

7.本專利中的外包角鋼構造方法也可以作為十字形鋼筋混凝土柱的后期加固措施；

8.拓寬了十字形柱的應用和發展空間，美化了建筑外觀，提高了建筑的使用空間。

附圖說明

圖1是有外包角鋼加固的十字形截面鋼筋混凝土組合柱的示意圖。

圖中:1為外包角鋼，2為螺栓連接件，3為縱筋，4為箍筋，5為混凝土。

具體實施方式