[發明專利]一種設計格構式鋼骨混凝土柱的方法

在審

• 申請號: 202011046370.0
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112182711A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 鄒昀;丁杰;夏雨;王城泉;張怡寧
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發明公開了一種設計格構式鋼骨混凝土柱的方法，屬于土木工程的結構設計領域。本發明提供了一種設計格構式鋼骨混凝土柱的方法，使用此方法設計格構式鋼骨混凝土柱時，僅需先通過公式和αf_cBx+f_ylA_l+f_yA_s?f′_yA′_s?f′_yl(A′_l+A″_l)＝0計算得到格構式鋼骨混凝土柱的抗彎承載力M_LSRC，再根據計算得到的抗彎承載力M_LSRC調整格構式鋼骨混凝土柱的綴板尺寸、鋼筋直徑、柱截面尺寸或混凝土等級等的尺寸即可。

技術領域

本發明涉及一種設計格構式鋼骨混凝土柱的方法，屬于土木工程的結構設計領域。

背景技術

格構式鋼骨混凝土柱是建筑物的豎向受力構件。如圖1～2所示，格構式鋼骨混凝土柱包含混凝土1，位于混凝土內部的鋼筋骨架2，以及位于鋼筋骨架內部的鋼骨架3，鋼筋骨架2為由縱筋4、箍筋5和拉筋8圍成的方形鋼筋骨架，鋼骨架3包含四塊L型鋼6，相鄰兩塊L型鋼6之間連接有若干綴板7，使得四塊L型鋼6可圍成一個上下敞口的立方體，拉筋8位于上下相鄰兩塊綴板7之間，且拉筋8的兩端與箍筋5相連。

格構式鋼骨混凝土柱橫截面轉角處的L型鋼抗彎承載力明顯大于常規鋼骨混凝土柱橫截面中心處的型鋼抗彎承載力；格構式鋼骨混凝土柱的四根L型角鋼由綴板焊接連接形成一個整體結構，同時提供抗剪和側向約束；格構式鋼骨混凝土柱的混凝土外殼有效地抑制了鋼材的腐蝕，提高了耐火性，并且，格構式鋼骨混凝土柱的混凝土外殼也防止了的L型鋼的局部屈曲；另外，格構式鋼骨混凝土柱將縱筋、箍筋及拉筋組成的鋼筋骨架嵌入外層混凝土，用于防止外層混凝土剝落，有效增強了鋼與混凝土的協同變形能力。因此，格構式鋼骨混凝土柱在建筑領域的應用越來越廣泛，根據實際應用場景對格構式鋼骨混凝土柱進行施工和設計在建筑領域也越發重要。

對于混凝土柱而言，其承載力是施工和設計的基礎。目前，混凝土柱承載力的獲得方法主要有試驗加載法、數值模擬法和公式計算法三種，其中，由于試驗加載法的成本較高，并且，由于數值模擬法的過程較繁瑣和復雜，十分耗費時間，因此，公式計算法在實際應用中更具優勢。

現階段，用于獲得常規鋼骨混凝土柱承載力的公式計算法已經較成熟。在公式計算法中，現有的針對常規鋼骨混凝土柱的規范規程中的計算方法從理論上主要分為以下三種：

第一種，認為核心混凝土對抗彎構件的貢獻主要體現在限制鋼管壁的內陷，但其強度變化對構件抗彎承載力的影響不顯著，故在計算中，可以考慮鋼管塑性發展同時忽略核心混凝土的抗彎性能，以日本AIJ規程和美國AISC-LRFD規程為代表；

第二種，將鋼管混凝土的承載力認為是鋼管承載力及混凝土承載力的簡單疊加，以歐洲EC4規程為代表；

第三種，考慮了核心混凝土的貢獻并考慮鋼與混凝土之間的組合作用，以GJB規程為代表。

但是，由于格構式鋼骨混凝土柱的結構不同于簡單的鋼管混凝土，故上述針對常規鋼骨混凝土柱的規范規程中的計算方法都不能準確地計算其承載力。因此，急需找到一種可準確計算格構式鋼骨混凝土柱抗彎承載力的方法以設計格構式鋼骨混凝土柱。

發明內容

[技術問題]

本發明要解決的技術問題是提供一種可準確計算格構式鋼骨混凝土柱抗彎承載力的方法以設計格構式鋼骨混凝土柱。

[技術方案]

為了解決上述問題，本發明提供了一種設計格構式鋼骨混凝土柱的方法，所述方法包括以下步驟：