[發(fā)明專利]一種內(nèi)置骨架的鋼管混凝土異形柱

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811490696.5
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109610732A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周鵬;葛鴻鵬;徐金俊;薛建陽;陳宗平;劉祖強;趙新宇;黃新良;陳宇良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國建筑西北設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34
• 代理公司: 西安毅聯(lián)專利代理有限公司 61225
• 代理人: 高美化

本發(fā)明提供了一種內(nèi)置骨架的鋼管混凝土異形柱，包括采用鋼板制作的具有中空結(jié)構(gòu)的柱體以及骨架，骨架置于柱體的腔體內(nèi)，柱體包括交匯區(qū)及若干柱肢，骨架包括若干縱向加強筋及若干橫向加強筋，縱向加強筋設(shè)于柱肢內(nèi)，橫向加強筋的兩端分別與兩根縱向加強筋連接。通過在鋼管的腔體內(nèi)設(shè)置骨架來約束交匯區(qū)的混凝土，限制混凝土的橫向膨脹，保護(hù)異形柱的陰角，骨架采用框架式設(shè)計，形成相互制約的結(jié)構(gòu)，防止出現(xiàn)局部受力不均、過大導(dǎo)致骨架的變形，從而失去對陰角的保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼管混凝土領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)置骨架的鋼管混凝土異形柱。

背景技術(shù)

異形柱是指在滿足結(jié)構(gòu)剛度和承載力等要求的前提下，根據(jù)建筑使用功能，建筑設(shè)計布置的要求而采取不同幾何形狀截面的柱，諸如：T、L、十字形等形狀截面的柱，且截面各肢的肢寬肢厚比不大于4的柱。一般異形柱的各肢肢長相等，其抗震能力比不相等的異形柱更好。

傳統(tǒng)鋼管混凝土異形柱將鋼板制作成異形柱的外殼，在空腔中澆注混凝土形成一體的鋼管混凝土，傳統(tǒng)鋼管混凝土異形柱在軸向荷載作用下，陰角區(qū)域最容易發(fā)生應(yīng)力集中而發(fā)生破壞，即出現(xiàn)陰角現(xiàn)象，會極大程度削弱結(jié)構(gòu)柱的豎向承載力。在現(xiàn)有技術(shù)中，采用多腔鋼管拼接或焊接加強筋等方式來提高對混凝土的約束能力，但不管是鋼管拼接或是增加加強筋都涉及到焊接工藝，焊接工藝不僅對鋼管造成一定破壞，產(chǎn)生熱應(yīng)力，同時焊縫之間的不均勻及漏焊等問題，導(dǎo)致容易出現(xiàn)局部應(yīng)力多大的問題。以及在鋼板外殼的內(nèi)部進(jìn)行焊接難度大，操作空間小，整體的施工難度較大，工程周期長。

有鑒于此，現(xiàn)提出一種內(nèi)置骨架的鋼管混凝土異形柱，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)置骨架的鋼管混凝土異形柱，通過在柱體的交匯區(qū)設(shè)置骨架來實現(xiàn)對陰角的保護(hù)以及混凝土的約束能力，從而實現(xiàn)防止陰角現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高異形柱在豎向的承載力。

本發(fā)明采用的技術(shù)是：

一種內(nèi)置骨架的鋼管混凝土異形柱，包括采用鋼板制作的具有中空結(jié)構(gòu)的柱體以及骨架，骨架置于柱體的腔體內(nèi)，柱體包括交匯區(qū)及若干柱肢，骨架包括若干縱向加強筋及若干橫向加強筋，縱向加強筋設(shè)于柱肢內(nèi)，橫向加強筋的兩端分別與兩根縱向加強筋連接；柱體的高度與柱肢肢高的比值小于等于5。

通過在鋼管的腔體內(nèi)設(shè)置骨架來約束交匯區(qū)的混凝土，限制混凝土的橫向膨脹，保護(hù)異形柱的陰角，骨架采用框架式設(shè)計，形成相互制約的結(jié)構(gòu)，防止出現(xiàn)局部受力不均、過大導(dǎo)致骨架的變形，從而失去對陰角的保護(hù)。

作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，柱體在交匯區(qū)周向設(shè)有若干陰角，陰角距離橫向加強筋的垂直距離為1~2cm。橫向加強筋盡可能靠近陰角，保證保護(hù)效果，防止大顆粒的混凝土石料落入兩者之間，導(dǎo)致混凝土澆筑不密實，結(jié)構(gòu)不緊密。

作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，柱體的肢高與肢寬的比值為2-3。異形柱的肢高與肢寬的比值越小，骨架能約束的相對比例就越大，保護(hù)效果越好。

作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，橫向加強筋的縱向排列間距為80-200mm。合理控制橫向加強筋縱向的間距要保證混凝土的大石料能順暢通過，又保證骨架的強度。

作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，橫向加強筋連接在縱向加強筋靠交匯區(qū)的內(nèi)側(cè)。骨架內(nèi)的混凝土橫向膨脹時，作用力從中心往外，橫向加強筋與縱向加強筋的連接點設(shè)置在縱向加強筋的內(nèi)側(cè)，起到保護(hù)連接點的作用，在外側(cè)相對內(nèi)側(cè)更容易受力被破壞。

作為方案的進(jìn)一步優(yōu)化，柱體的橫截面為十字形時，四根縱向加強筋與四列橫向加強筋形成骨架，骨架呈矩形結(jié)構(gòu)。骨架對應(yīng)異形柱為十字形異形柱時，設(shè)計為矩形的框架式結(jié)構(gòu)，形成對稱性的受力結(jié)構(gòu)。