[实用新型]型钢－钢管混凝土异形柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种型钢-钢管混凝土异形柱，属于异形柱结构领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展，人们对房屋建筑的功能和外观都有了较高的要求。为了满足建筑等专业功能要求，高层建筑结构中出现了许多钢筋混凝土异形柱，例如截面形如乒乓球拍、T形、十字形、Z形和L形等。这些异形柱的抗震性能低于传统的矩形截面和圆形截面柱，现行的《混凝土结构设计规范》和《建筑抗震设计规范》未能提供相关的设计方法。

我国是多地震国家，建筑物不仅需要良好的建筑功能，也需要具有良好的抗震性能，这就要求建筑结构和构件有较高的承载力和良好延性。

然而，异形柱框架结构在更进一步推广应用上，如应用于层数更多、高度更高的建筑，受到了其自身特点的限制：异形柱为了和墙体的尺寸一致，柱截面偏小，因此其承载能力就会受到限制，目前工程中所用到的异形截面柱的轴压比限值较低；相对普通矩形截面柱，其柱肢较为薄弱，抗震能力相对不足，延性较差。已有的研究发现，钢筋混凝土异形柱承载力和延性相对较低，从而提高其承载力和延性成为改变异形柱抗震性能的主要问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题，是在保持现有异形截面尺寸，甚至减小异形截面尺寸的情况下，进一步改善其受力性能，提高承载力、改善延性。从而充分发挥异形柱框架结构的优点，使其应用范围更广。本实用新型提出了一种型钢-钢管混凝土异形柱。

本实用新型的型钢-钢管混凝土异形柱采用的技术方案是：

异形柱的横截面为：(1)圆形和矩形组合的截面，如乒乓球拍形截面；(2)两个及两个以上矩形组合的截面，如十字形截面、T形截面、L形截面、Z形截面等。异形柱外侧为钢管，钢管中配置适量的型钢，型钢腹板在截面中心布置；并填入混凝土，型钢在整个异形柱中是连续成一整体的。为避免混凝土异形柱受压时钢管组合转角处的钢管壁因混凝土膨胀而外凸，此处的钢管壁要延伸到型钢腹板并与型钢腹板焊接。为保证型钢和混凝土能共同工作，不发生滑移，需采取适当的构造措施，如在型钢翼缘外侧焊接钢筋段或锚钉等，这些钢筋段和锚钉起到销栓的作用。

本实用新型采用了圆形截面和矩形截面组合、矩形截面和矩形截面组合、型钢和钢管混凝土组合，形成了型钢-钢管混凝土异形柱，充分发挥了钢管、型钢和混凝土的自身性能，构造简单，施工方便。同钢管混凝土柱相比，型钢-钢管混凝土异形柱内部的型钢在整个异形柱中连续成一整体，其存在提高了柱子的承载力和延性，因而可以减小构件的截面尺寸，增加建筑物使用空间以及减轻自重。与型钢混凝土柱相比，型钢-钢管混凝土异形柱钢管内的混凝土处于三向受力状态，提高了其强度和变形能力，混凝土受到钢管的约束，在受力过程中不会发生因混凝土被压碎而导致试件丧失承载力；施工中无需支模，柱中无需配置箍筋，方便了施工。该种异形柱可用于高轴压力情况，不但具有很好的延性，而且在破坏后仍具有较高的竖向残余承载力，可避免结构倒塌，适合在高地震烈度区的结构中应用。

由于混凝土柱是建筑结构中的主要承重构件，提高了混凝土柱的抗震能力，也就提高了建筑结构的整体抗震能力，当建筑物遭遇强烈地震时，可减轻其震害，防止其倒塌。

附图说明

图1是本实用新型型钢-钢管混凝土异形柱乒乓球拍形截面示意图；

图2是本实用新型型钢-钢管混凝土异形柱圆形与两个矩形组合截面示意图；

图3是本实用新型型钢-钢管混凝土异形柱十字形截面示意图；

图4是本实用新型型钢-钢管混凝土异形柱T形截面示意图；

图5是本实用新型型钢-钢管混凝土异形柱L形截面示意图；

图6是本实用新型型钢-钢管混凝土异形柱Z形截面示意图；

图7是型钢翼缘外侧焊接钢筋段示意图。

图中：1-型钢；2-钢管，3-混凝土，4-型钢腹板，5-型钢翼缘，6-钢筋段，7-加焊钢板条，8-钢管组合转角处的钢管壁。

具体实施方式

下面结合附图1～7详细说明本实用新型的具体实施例：

实施例1：