專利名稱：配t型鋼空腹骨架的l形型鋼混凝土異形柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)，特別涉及型鋼混凝土異形柱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
異形柱結(jié)構(gòu)是近年來發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)。它由L、T、十形柱組成，柱肢寬度與填充墻等厚，避免柱楞凸出，能把建筑美觀和使用的靈活有機(jī)地結(jié)合，為用戶提供舒適的工作和居住環(huán)境，增加房間的實(shí)際使用面積，“得房率”高，倍受歡迎。國家為了推廣這種新型結(jié)構(gòu)，頒布了多項(xiàng)指導(dǎo)性文件。然而隨著工程應(yīng)用和研究的深入，目前采用的鋼筋混凝土(RC)異形柱的一些局限性很明顯地體現(xiàn)出來?？紤]輕質(zhì)節(jié)能，隔墻與柱肢厚度一般不大，常采用200mm和240mm兩種，同時(shí)受到柱截面有效翼寬的限制(肢長與肢寬之比≤4)，其截面面積十分有限。受混凝土強(qiáng)度和截面配筋率的限制，RC異形柱的承載能力也十分有限，同時(shí)截面不規(guī)整，抗震性能差，延性差，軸壓比限值很低，其適用范圍十分有限。僅適用于多層或小高層建筑以及設(shè)防烈度7度及7度以下地區(qū)的建筑中。因此，研究如何提高柱承載力和抗震性能，就成為在高層建筑以及高地震烈度區(qū)應(yīng)用異形柱時(shí)亟待解決的問題。
配置型鋼的混凝土異形柱的目的就是通過配置型鋼，提高普通RC異形柱的承載能力和抗震性能。使異形柱結(jié)構(gòu)能夠在高層建筑以及高地震烈度地區(qū)的建筑中得以推廣應(yīng)用。
為了達(dá)到提高異形柱的承載能力和抗震性能的目的，在RC異形柱中配置型鋼，形成型鋼混凝土(SRC)異形柱。以往大量的研究表明矩形截面SRC結(jié)構(gòu)與RC結(jié)構(gòu)相比，由于包含有較多的型鋼，其承載能力和抗震性能均有明顯提高。SRC結(jié)構(gòu)與RC結(jié)構(gòu)顯著區(qū)別之一就是型鋼與混凝土的粘結(jié)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼筋與混凝土的粘結(jié)力。為了能保證型鋼與混凝土兩種不同元件能夠協(xié)同工作，必須采取一定的措施(比如焊接栓釘或采取一定的保護(hù)層厚度)，否則達(dá)不到組合的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱，該配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱能提高混凝土與型鋼粘結(jié)力。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是包括L形混凝土異形柱、T型鋼空腹骨架，在所述L形混凝土異形柱中配置T型鋼空腹骨架，所述T型鋼空腹骨架之間由交叉腹桿相連。
在L形混凝土異形柱中分別設(shè)置豎向T型鋼(1、2、3)，豎向T型鋼(2)分別通過腹桿(4、5、6)與豎向T型鋼(1)連接，通過腹桿(7、8、9)與豎向T型鋼(3)連接，從而形成一個(gè)整體空間鋼架。
所述配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱截面配鋼率在4％～10％。
本發(fā)明的有益效果是配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱通過合理的配置型鋼，從而確保型鋼與混凝土能夠協(xié)同工作，達(dá)到提高普通RC異形柱的承載能力和抗震性能的目的。使異形柱結(jié)構(gòu)能夠在高層建筑以及高地震烈度地區(qū)的建筑中得以推廣應(yīng)用，特別是抗震設(shè)防烈度8度以上地區(qū)的高層建筑。


圖1配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱示意圖。
具體實(shí)施例方式
配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱，骨架中的腹桿能夠承受型鋼與混凝土之間的橫向剪力同時(shí)起到了相當(dāng)于栓釘?shù)淖饔?，?duì)保證型鋼與混凝土的協(xié)同工作十分有利，并且腹桿能在各柱肢之間傳遞剪力，能有效地防止異形柱截面的剪力滯后現(xiàn)象，由于地震作用的反復(fù)性，配置交叉腹桿，能夠有效地提高異形柱的抗震性能和抗剪承載力。我們通過9個(gè)試件的試驗(yàn)研究結(jié)果表明配置交叉腹桿T型鋼空腹骨架的SRC異形柱，型鋼與混凝土能夠保持協(xié)同工作直至達(dá)到極限承載力破壞，截面應(yīng)變符合平截面假定，試件的滯回曲線飽滿，抗震承載力高和變形能力大，耗能能力強(qiáng)，具有較好的抗震性能。
為了能達(dá)到有效提高異形柱的承載能力和抗震性能的目的，截面的配鋼率不能太低，也不能太高，型鋼配得太少，達(dá)不到目的，但型鋼配得太多，必定會(huì)導(dǎo)致混凝土對(duì)型鋼的握裹力減小，影響到兩者的粘結(jié)力。結(jié)合我國國情，截面配鋼率在4％～10％為宜，我們通過試驗(yàn)研究，配鋼率為在這一范圍內(nèi)SRC的異形柱與截面形式相同的RC異形柱相比極限承載力提高36％以上(具體見表1)，型鋼與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)2.5MPa左右，型鋼與混凝土之間的滑移量小于0.2mm。
表1 SRC異形柱與RC異形柱的極限承載力比較

配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱，為了能更好地確保型鋼與混凝土的協(xié)同工作，在截面中配置一定數(shù)量的縱向鋼筋和箍筋完全必要，也非常有效，這也為我們的試驗(yàn)研究所證實(shí)，按構(gòu)造配置了一定數(shù)量的縱向鋼筋和箍筋的交叉腹桿T型鋼空腹骨架的SRC異形柱，均不發(fā)生剪切粘結(jié)破壞。
為了確保型鋼與混凝土的協(xié)同工作，同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)的防火、防腐、防銹等要求，SRC異形柱需要有一定的混凝土保護(hù)層厚度，保護(hù)層厚度可由以下公式計(jì)算確定
cmin＝0.2822bf式中cmin表示所需混凝土保護(hù)層厚度最小值，bf為T型鋼翼緣寬度。
配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱的施工工藝配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱的型鋼骨架的組成由縱向T型鋼和交叉斜腹桿和部分水平腹桿組成，T型鋼根據(jù)需要可以由相應(yīng)規(guī)格的鋼板焊接而成，也可以由工字鋼切割而成，斜腹桿和水平腹桿可采用扁鋼或小角鋼。所有型鋼之間的連接采用焊接?？梢允孪仍趯I(yè)化的鋼構(gòu)公司生產(chǎn)，然后運(yùn)到施工現(xiàn)場，在指定位置安裝就位后，可以用作施工階段承受施工荷載的骨架，從而節(jié)省模板的支撐。如果是與鋼筋混凝土梁連接形成空間結(jié)構(gòu)，則可在連接接點(diǎn)處把梁中的鋼筋與SRC異形柱的縱向型鋼焊接，這樣就可避免了普通RC異形柱與RC梁的節(jié)點(diǎn)處由于梁筋和柱筋在同一平面內(nèi)相交，布筋密集，不利于施工的問題。如果是與SRC梁或鋼梁連接形成整體結(jié)構(gòu)，則柱中的縱向型鋼和梁中的型鋼采用焊接，這樣就形成了整體的型鋼骨架，可以作為施工階段的承重骨架，能大量地節(jié)省支撐耗材，并且為實(shí)現(xiàn)多個(gè)樓層同時(shí)施工提供可能，可以加快施工進(jìn)度，創(chuàng)造更多更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
配L形型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱，如圖1所示，1、2、3為豎向型鋼，4、7為水平腹桿，5、6、8、9為交叉斜腹桿；豎向T型鋼2分別通過腹桿4、5、6與豎向T型鋼1連接，通過腹桿7、8、9與豎向T型鋼3連接，從而形成一個(gè)整體空間鋼架。
權(quán)利要求
1.一種配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱，包括L形混凝土異形柱、T型鋼，其特征是在所述L形混凝土異形柱中配置T型鋼空腹骨架，所述T型鋼空腹骨架之間由交叉腹桿相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱，其特征是所述混凝土異形柱為L形柱，在L形混凝土異形柱中分別設(shè)置豎向T型鋼(1、2、3)，豎向T型鋼(2)分別通過腹桿(4、5、6)與豎向T型鋼(1)連接，通過腹桿(7、8、9)與豎向T型鋼(3)連接，從而形成一個(gè)整體空間鋼架。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中所述的配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱，其特征是所述配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱截面配鋼率在4％～10％。
全文摘要
本發(fā)明公開一種配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱，包括L形混凝土異形柱、T型鋼空腹骨架，在所述L形混凝土異形柱中配置T型鋼空腹骨架，所述T型鋼空腹骨架之間由交叉腹桿相連。配T型鋼空腹骨架的L形型鋼混凝土異形柱通過合理的配置型鋼，從而確保型鋼與混凝土能夠協(xié)同工作，達(dá)到提高普通RC異形柱的承載能力和抗震性能的目的。使異形柱結(jié)構(gòu)能夠在高層建筑以及高地震烈度地區(qū)的建筑中得以推廣應(yīng)用，特別是抗震設(shè)防烈度8度以上地區(qū)的高層建筑。
文檔編號(hào)E04C3/30GK1970953SQ20061010511
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者趙鴻鐵, 陳宗平, 薛建陽 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)