[发明专利]一种十字形钢筋混凝土异形柱

说明书

本发明提供了一种十字形钢筋混凝土异形柱，采用混凝土与钢筋组合形成的柱体，交汇区内设有四根中部钢筋，四个柱肢各设有两根外部钢筋，中部钢筋与外部钢筋呈井字形排列，矩形箍筋设于中部钢筋及外部钢筋外侧，形成两个垂直的矩形箍筋结构；加强钢筋设于中部钢筋的外侧，中部钢筋位于四边形的边上；中部箍筋位于四根加强钢筋外侧，若干中部箍筋与四根加强钢筋形成中心约束增强结构；柱肢的两个外部钢筋与相邻最近的加强钢筋呈等腰三角形排列，三角形箍筋设于等腰三角形外侧，若干三角形箍筋、外部钢筋及加强钢筋形成四个柱肢约束增强结构；中心约束增强结构与四个柱肢约束增强结构连接，形成十字形钢筋混凝土异形柱的混凝土约束增强结构。

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土领域，尤其涉及一种十字形钢筋混凝土异形柱。

背景技术

异形柱是指在满足结构刚度和承载力等要求的前提下，根据建筑使用功能，建筑设计布置的要求而采取不同几何形状截面的柱，诸如：T、L、十字形等形状截面的柱，且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱。一般异形柱的各肢肢长相等，其抗震能力比不相等的异形柱更好。

传统钢筋混凝土异形柱中配置的箍筋是水平箍筋，即平行于两个工程轴方向，为闭合的矩形箍筋，在受力较大的应用场景，这类配箍形式对细长形钢筋混凝土异形柱在对混凝土的约束能力显得不足，混凝土很容易发生横向膨胀。

同时，当柱体受力较大时，在两个工程轴的交汇区，所谓的阴角区域，也就是异形柱的核心，这个区域是一个应力交汇区，受力最为复杂，普通的水平箍筋对限制混凝土的横向膨胀难以满足，提高阴角区的混凝土约束能力也是极为重要的。

十字形钢筋混凝土异形柱主要应用在建筑的中柱，受力复杂且较大，传统的十字形钢筋混凝土异形柱在核心区混凝土约束方面往往难以满足要求，需通过增加配箍率来满足相关受力性能需求，导致其在细长的异形柱柱肢内箍筋配置密集，不利于混凝土施工和相关工艺要求。

有鉴于此，现提出一种十字形钢筋混凝土异形柱，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种十字形钢筋混凝土异形柱，通过在传统的十字形钢筋混凝土异形柱的基础上，增加加强钢筋以及相应箍筋，形成约束增强结构，从而实现对异形柱交汇区中的混凝土约束能力的提高，以提高对阴角区的混凝土约束能力。

本发明采用的技术是：

一种十字形钢筋混凝土异形柱，采用混凝土与钢筋组合形成的柱体，柱体包括交汇区及四个柱肢，交汇区内设有四根中部钢筋，四个柱肢各设有两根外部钢筋，中部钢筋与外部钢筋呈井字形排列，还包括若干矩形箍筋，矩形箍筋设于中部钢筋及外部钢筋外侧，形成两个垂直的矩形箍筋结构；还包括四根加强钢筋，加强钢筋设于中部钢筋的外侧，四根加强钢筋呈四边形排列，中部钢筋位于四边形的边上；还包括若干中部箍筋，中部箍筋位于四根加强钢筋外侧，若干中部箍筋与四根加强钢筋形成中心约束增强结构；还包括若干三角形箍筋，柱肢的两个外部钢筋与相邻最近的加强钢筋呈等腰三角形排列，三角形箍筋设于等腰三角形外侧，若干三角形箍筋、外部钢筋及加强钢筋形成四个柱肢约束增强结构；中心约束增强结构与四个柱肢约束增强结构连接，形成十字形钢筋混凝土异形柱的混凝土约束增强结构；柱体的高度与柱肢肢高的比值小于等于5。

通过加强钢筋与中部钢筋及外部钢筋形成的中心约束增加结构与柱肢约束增强结构，两个增强结构的连接实现了对交汇区与柱肢的混凝土约束能力，提高异形柱整体的竖向承载力。

作为方案的进一步优化，加强钢筋位于柱肢的肢宽方向的中部。加强钢筋设于柱肢的中心线位置，实现受力对称的结构，保证柱体的受力均匀。

作为方案的进一步优化，外部钢筋距离柱体外壁的垂直距离为20-40mm。外部钢筋外的混凝土厚度不能太薄，太薄混凝土层容易剥离，太厚，混凝土约束增强结构的约束效果差。