一種大長寬比鋼骨混凝土短柱的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，包括鋼骨骨架和包裹在鋼骨骨架上的混凝土，鋼骨骨架包括窄長十字型鋼骨，窄長十字型鋼骨的外周兩側(cè)安裝有箍筋與縱筋垂直連接而成的柱狀架。本實用新型所述窄長十字型鋼骨提高了鋼骨及鋼骨混凝土的整體性能，且窄長十字型鋼骨能提高混凝土短柱的塑性變形能力，提高混凝土短柱的抗震性能。本所述鋼骨混凝土短柱安裝時，不需在窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板上開孔，箍筋也不需穿過窄長十字型鋼骨腹板，無需焊接穿腹板箍筋，減少混凝土短柱的三道安裝工序，縮短了施工時間，簡化程序。
【專利說明】
一種大長寬比鋼骨混凝土短柱
技術領域
[0001]本實用新型涉及結(jié)構工程領域，具體涉及一種大長寬比鋼骨混凝土短柱。
【背景技術】
[0002]隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加速，城市用地日趨緊張，城市建筑正逐步從高層向超高層快速發(fā)展;高層、超高層建筑對結(jié)構豎向構件有著更高的抗震要求，同時，為滿足承載能力、剛度等需求，通常只能加大柱的截面尺寸而形成“胖柱”，影響了建筑使用空間。鋼骨混凝土由于具有更高的強度、剛度、延性，并能夠減小柱截面面積、節(jié)約建筑空間，因此廣泛應用于高層、超高層建筑。
[0003]但實際工程中，受軸壓比控制要求、以及住宅空間使用要求的限制，鋼骨混凝土柱常在某一方向上受到尺寸限制，出現(xiàn)截面長寬比較大的鋼骨混凝土柱。鋼骨的布置形式、箍筋的構造方式均對鋼骨混凝土短柱抗震性能影響較大，同時，現(xiàn)行規(guī)范中集中多為方形鋼骨混凝土柱的構造方式，未有對截面長寬比較大的鋼骨混凝土短柱進行規(guī)定。
[0004]基于此，研究并開發(fā)設計了一種大長寬比鋼骨混凝土短柱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，以解決現(xiàn)有技術中混凝土柱受某一方向尺寸的限制，抗震性能低，且現(xiàn)有鋼骨混凝土短柱的箍筋、鋼骨的布局方式導致整體性能差，施工工序復雜等技術問題。
[0006]本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn):
[0007]—種大長寬比鋼骨混凝土短柱，包括鋼骨骨架和包裹在鋼骨骨架上的混凝土，鋼骨骨架包括窄長十字型鋼骨，窄長十字型鋼骨的外周兩側(cè)安裝有箍筋與縱筋垂直連接而成的柱狀架。
[0008]現(xiàn)有技術中方形混凝土柱的構造形式由于受軸壓比控制要求、住宅空間使用要求的限制，已經(jīng)無法滿足高層、超高層建筑對結(jié)構豎向構件的抗震要求。因此，考慮到混凝土柱在某一方向尺寸受限，故設計了一種截面長寬比較大的鋼骨混凝土短柱，將鋼骨結(jié)構設計為窄長十字型鋼骨，窄長十字型鋼骨橫截面為由兩軸十字交叉形成，一軸呈較長工字型，另一軸呈較短工字型。該鋼骨結(jié)構提高了鋼骨及鋼骨混凝土的整體性能，為混凝土短柱提供了更好的塑性變形能力，提高其抗震性能。
[0009]對于大長寬比鋼骨混凝土短柱中所述的大長寬比鋼骨是依據(jù)窄長十字型鋼骨的長寬比。基于應用于高層建筑的混凝土柱其受力的影響，其窄長十字型鋼骨的橫截面長軸長度大于短軸長度，且長軸長度與短軸長度的比值一般大于1.5。
[0010]另外，本實用新型技術方案在窄長十字型鋼骨的外周兩側(cè)安裝箍筋與縱筋垂直連接而成的柱狀架。柱狀架為在窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板兩側(cè)安裝矩形箍筋，箍筋不需穿過窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板，箍筋與同樣設置在窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板兩側(cè)的縱筋綁扎，約束了混凝土短柱中的混凝土與窄長十字型鋼骨的腹板之間產(chǎn)生的滑移，提高混凝土短柱的受力性能。
[0011]以上采用窄長十字型鋼骨、在窄長十字型鋼骨的腹板兩側(cè)設置柱狀架，可提高窄長型鋼骨柱的整體性能，進而保證鋼骨混凝土柱的抗震性能。
[0012]進一步地，所述窄長十字型鋼骨包括至少四個T字型鋼骨焊接而成，窄長十字型鋼骨的橫截面長軸長度設為h，短軸長度為b，h/b多1.5，這里是對窄長十字型的具體結(jié)構進行限定，其橫截面結(jié)構呈十字型，且兩個軸的長度相差較大，長軸長度、短軸長度相差倍數(shù)至少為1.5倍。
[0013]窄長十字型鋼骨的具體結(jié)構可以為四個或四個以上T字型鋼骨的端部焊接而成，沿混凝土短柱截面較長的一側(cè)，窄長十字型鋼骨的截面呈較長工字型，沿混凝土短柱截面較短的一側(cè)，窄長十字型鋼骨的截面呈較短工字型，設置窄長十字型鋼骨的橫截面的長軸長度設為h，短軸長度設為b，h/b>l.5，優(yōu)選h/b為1.5-4。窄長十字型鋼骨每個方向均有一側(cè)翼緣位于受拉區(qū)，且工字型對稱。
[0014]進一步地，所述窄長十字型鋼骨由四個T字型鋼骨焊接而成，四個T字鋼骨分別為第一 T字型鋼骨、第二 T字型鋼骨、第三T字型鋼骨、第四T字型鋼骨，第一 T字型鋼骨與第二 T字型鋼骨的結(jié)構相同且第一 T字型鋼骨的端部與第二 T字型鋼骨的端部呈180°焊接，第三T字型鋼骨與第四T字型鋼骨結(jié)構相同且第三T字型鋼骨的端部與第四T字型鋼骨的端部呈180°焊接的連接部位為第一 T字型鋼骨與第二 T字型鋼骨的連接部位。其中第一 T字型鋼骨的鋼骨腹板的長度大于第三T字型鋼骨的鋼骨腹板的長度，第一 T字型鋼骨的鋼骨腹板的長度大于第一 T字型鋼骨的鋼骨翼緣的長度，而第三T字型鋼骨的鋼骨腹板的長度小于第三T字型鋼骨的鋼骨翼緣的長度。具體為T字型鋼骨兩兩相對焊接而成，具體T字型鋼的個數(shù)可以根據(jù)實際實施需要設定，優(yōu)選采用四個T字型鋼骨焊接而成，形成的窄長十字型鋼骨穩(wěn)定性更好，受力對稱。
[0015]進一步地，所述箍筋為矩形箍筋，安裝在窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板的兩側(cè)。本實用新型技術方案中設置的箍筋不需穿過窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板，只需安裝在窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板的兩側(cè)，具體安裝方式可以在鋼骨腹板兩側(cè)設置縱筋，箍筋與所述縱筋綁扎。其中箍筋形狀的選擇，主要便于將縱筋與箍筋進行綁扎，從而實現(xiàn)對混凝土與窄長十字型鋼骨的緊密固定。
[0016]進一步地，所述縱筋設置于窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板外周，與箍筋采用扎絲綁扎連接。這里對縱筋與窄長十字型鋼骨的位置關系進行固定，具體可以為縱筋設置在窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板的兩側(cè)且靠近鋼骨腹板的位置，便于與箍筋進行綁扎，提高整體柱狀架的穩(wěn)定性。
[0017]進一步地，所述縱筋設置于窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板的兩側(cè)。
[0018]進一步地，所述柱狀架的內(nèi)部澆筑有將窄長十字型鋼骨包裹的混凝土。栓釘作為混凝土與窄長十字型鋼骨的緊固連接結(jié)構，栓釘通常設置在窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板兩偵U，防止混凝土與窄長十字型鋼骨腹板間產(chǎn)生滑移。
[0019]進一步地，所述栓釘焊接在窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板上，并與柱狀架內(nèi)的混凝土連接。
[0020]進一步地，所述箍筋與栓釘在豎向上呈交錯排布，相鄰栓釘之間間距為1-2倍箍筋間距，這里對箍筋與栓釘位置關系進行進一步限定，采用在豎向上交錯布置的方式，利于栓釘或其他等效結(jié)構對位于柱狀架內(nèi)部的混凝土與鋼骨腹板的連接，防止兩者之間產(chǎn)生位移;且對栓釘?shù)牟贾梅绞降脑O定，可不必大量布置栓釘，同樣可以保證栓釘對鋼骨、混凝土之間的緊固效果。
[0021]本實用新型所述的一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，其安裝方法，包括以下步驟:
[0022]I)將至少四個T字型鋼骨的端部焊接，形成窄長十字型鋼骨；
[0023]將兩個橫截面呈較長T字型的鋼骨相對焊接后形成較長工字型鋼骨，兩個橫截面呈較短T字型的鋼骨的端部呈180°焊接在較長工字型鋼骨的上，形成窄長十字型鋼骨；
[0024]2)在窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板上焊接栓釘，相鄰栓釘豎向間距為1-2倍箍筋間距；
[0025]3)制備矩形箍筋；
[0026]在窄長十字型鋼骨的腹板的兩側(cè)分別設置兩個封閉的矩形箍筋；
[0027]4)在窄長十字型鋼骨的鋼骨腹板的兩側(cè)設置縱筋；
[0028]5)將步驟3)制備獲得的矩形箍筋安裝在窄長十字型鋼骨的兩側(cè)并與步驟4)設置的縱筋綁扎；
[0029]具體綁扎方式可以采用扎絲將縱筋與箍筋綁扎。
[°03°] 6)支模，饒筑混凝土。
[0031]將鋼骨腹板兩側(cè)的箍筋與縱筋綁扎完畢后，支模，在箍筋、縱筋、栓釘圍成的框架內(nèi)饒筑混凝土。
[0032]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:
[0033]1、本申請?zhí)峁┝艘环N大長寬比鋼骨混凝土短柱，采用窄長十字型鋼骨，并在窄長十字型鋼骨的外周兩側(cè)安裝由箍筋與縱筋垂直交叉連接而成的柱狀架，提高鋼骨及鋼骨混凝土的整體性能，且窄長十字型鋼骨能提高混凝土短柱的塑性變形能力，提高混凝土短柱的抗震性能。
[0034]2、本申請所述箍筋安裝時，不需在窄長十字型鋼骨上開孔，箍筋也不需穿過窄長十字型鋼骨腹板，無需焊接穿腹板箍筋，減少混凝土短柱的三道安裝工序，縮短了施工時間，簡化安裝程序。
[0035]3、本申請所述混凝土短柱安裝時，采用栓釘將位于柱狀架內(nèi)部的混凝土與窄長十字型鋼骨連接，柱狀架約束混凝土體，從而增強混凝土短柱的整體穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0036]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中:
[0037]圖1為本實用新型大長寬比鋼骨混凝土短柱的鋼骨剖面圖；
[0038]圖2為本實用新型大長寬比鋼骨混凝土短柱的鋼骨正視圖；
[0039]圖3為本實用新型大長寬比鋼骨混凝土短柱立面圖；
[0040]圖4為本實用新型圖3的剖面圖；
[0041]附圖中標記及對應的零部件名稱:
[0042]1-窄長十字型鋼骨，2-栓釘，3-鋼骨腹板，4-縱筋，5-箍筋。
【具體實施方式】
[0043]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本實用新型，并不作為對本實用新型的限定。
[0044]實施例1:
[0045]如圖1-4所示，本實用新型一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，包括鋼骨骨架和包裹在鋼骨骨架上的混凝土，鋼骨骨架包括窄長十字型鋼骨I，窄長十字型鋼骨I的外周兩側(cè)安裝有箍筋5與縱筋4垂直連接而成的柱狀架。
[0046]所述窄長十字型鋼骨I包括至少四個T字型鋼骨焊接而成，窄長十字型鋼骨I的橫截面長軸長度設為h，短軸長度為b，h/b>l.5。具體結(jié)構為:窄長十字型鋼骨由四個T字型鋼骨焊接而成，四個T字鋼骨分別為第一T字型鋼骨、第二T字型鋼骨、第三T字型鋼骨、第四T字型鋼骨，第一 T字型鋼骨與第二 T字型鋼骨的結(jié)構相同且第一 T字型鋼骨的端部與第二 T字型鋼骨的端部呈180°焊接，第三T字型鋼骨與第四T字型鋼骨結(jié)構相同且第三T字型鋼骨的端部與第四T字型鋼骨的端部呈180°焊接的連接部位為第一 T字型鋼骨與第二 T字型鋼骨的連接部位。
[0047]所述窄長十字型鋼骨I的結(jié)構也可以為一個工字型鋼骨與兩個T字型鋼骨焊接而成。
[0048]其中，所述箍筋5為矩形箍筋，安裝在窄長十字型鋼骨I的鋼骨腹板兩側(cè)。
[0049]所述縱筋4設置于窄長十字型鋼骨I的鋼骨腹板外周，與箍筋5采用扎絲綁扎連接。
[0050]可以理解，為了便于縱筋4與箍筋5的綁扎可以將所述縱筋4設置于窄長十字型鋼骨I的鋼骨腹板3的兩側(cè)。
[0051 ]所述柱狀架的內(nèi)部澆筑有將窄長十字型鋼骨I包裹的混凝土。
[0052]所述栓釘2焊接在窄長十字型鋼骨I的鋼骨腹板3上，并與柱狀架內(nèi)的混凝土連接。
[0053]其中，所述箍筋5與栓釘2在豎直方向上呈交錯排布，相鄰栓釘2之間的間距為1-2倍箍筋間距?；炷潦艿街鶢罴艿募s束，栓釘2的設置將柱狀架內(nèi)的混凝土與窄長十字型鋼骨I的鋼骨腹板3連接，進而混凝土及柱狀架緊密固定在窄長十字型鋼骨I上。
[0054]實施例2:
[0055]本實施例針對實施例所述的一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，其安裝方法，包括以下步驟:
[0056]步驟一:將至少四個T字型鋼骨的端部焊接，形成窄長十字型鋼骨I;
[0057]將兩個橫截面呈較長T字型的鋼骨相對焊接后形成較長工字型鋼骨，兩個橫截面呈較短T字型的鋼骨的端部呈180°焊接在較長工字型鋼骨的上，形成窄長十字型鋼骨；
[0058]步驟二、在窄長十字型鋼骨I的鋼骨腹板上焊接栓釘2，相鄰栓釘豎向間距為1-2倍箍筋間距；
[0059]步驟三、制備矩形箍筋；
[0060]在窄長十字型鋼骨I的鋼骨腹板3的兩側(cè)分別設置兩個封閉的矩形箍筋；
[0061]步驟四:在窄長十字型鋼骨I的鋼骨腹板3兩側(cè)設置豎向縱筋4;
[0062]步驟五:將步驟三制備獲得的矩形箍筋安裝在窄長十字型鋼骨I的兩側(cè)并與步四設置的縱筋4綁扎；
[0063]具體綁扎方式可以采用扎絲將縱筋與箍筋綁扎；
[0064]步驟六:綁扎其余箍筋5，支模，澆筑混凝土。
[0065]其中步驟六是將設置在鋼骨腹板兩側(cè)的箍筋5與縱筋4全部綁扎后，支模，并在縱筋4、箍筋5、栓釘2圍成的框架內(nèi)部及外周澆筑混凝土。
[0066]實施例3:
[0067]本實施例以某超高層住宅建筑為例，該工程采用鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構。設計的混凝土柱為該項目低層的框架柱，剪跨比小于2。受軸壓比控制要求、以及住宅空間使用要求的限制，鋼骨混凝土柱常在某一方向上的尺寸受到限制。
[0068]采用本實用新型的箍筋構造和大長寬比鋼骨混凝土短柱施工方法，將鋼骨設計為窄長十字型鋼骨I，窄長十字型鋼骨I截面為一端呈較長工字形、另一端呈較短工字形。
[0069]按照規(guī)范要求，該鋼骨混凝土柱箍筋間距為100mm，此時箍筋需要穿過鋼骨腹板3，采用本實用新型方法，將此箍筋制作成2個箍筋5，箍筋5為矩形箍筋或U型箍筋，然后在鋼骨腹板3兩側(cè)布置栓釘2，相鄰栓釘豎向間距為100_，在鋼骨腹板3兩側(cè)，靠近鋼骨腹板的位置增加豎向縱筋4，并與前述封閉矩形箍筋5綁扎，在鋼骨腹板3四周形成四個柱狀架，并通過栓釘2將柱狀架內(nèi)部的混凝土與鋼骨腹板3連接，限制混凝土與鋼骨腹板3間的滑移。
[0070]綜上，本申請所述的一種大長寬比鋼骨混凝土短柱具有以下優(yōu)點:
[0071](I)本申請?zhí)峁┝艘环N大長寬比鋼骨混凝土短柱，采用窄長十字型鋼骨，并在窄長十字型鋼骨的外周兩側(cè)安裝由箍筋與縱筋垂直交叉連接而成的柱狀架，提高鋼骨及鋼骨混凝土的整體性能，且窄長十字型鋼骨能提高混凝土短柱的塑性變形能力，提高混凝土短柱的抗震性能。
[0072](2)本實施例所述箍筋安裝時，不需在窄長十字型鋼骨上打孔，箍筋也不需穿過窄長十字型鋼骨腹板，無需焊接穿腹板箍筋，減少三道混凝土短柱的安裝工序，縮短了施工過程，降低施工難度，縮短了施工工期，降低了建造成本。
[0073](3)本實施例所述混凝土短柱安裝時，采用栓釘將澆筑于柱狀架內(nèi)部的混凝土與窄長十字型鋼骨連接，限制了混凝土與鋼骨之間的滑移。
[0074]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，包括鋼骨骨架和包裹在鋼骨骨架上的混凝土，其特征在于，鋼骨骨架包括窄長十字型鋼骨(1)，窄長十字型鋼骨(I)的外周兩側(cè)安裝有箍筋(5)與縱筋(4 )垂直連接而成的柱狀架。2.根據(jù)權利要求1所述的一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，其特征在于，所述窄長十字型鋼骨(I)包括至少四個T字型鋼骨焊接而成，窄長十字型鋼骨(I)的橫截面長軸長度設為h，短軸長度設為b，h/b^l.5。3.根據(jù)權利要求2所述的一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，其特征在于，所述窄長十字型鋼骨由四個T字型鋼骨焊接而成，四個T字鋼骨分別為第一 T字型鋼骨、第二 T字型鋼骨、第三T字型鋼骨、第四T字型鋼骨;第一 T字型鋼骨與第二 T字型鋼骨的結(jié)構相同且第一 T字型鋼骨的端部與第二T字型鋼骨的端部呈180°焊接，第三T字型鋼骨與第四T字型鋼骨結(jié)構相同且第三T字型鋼骨的端部與第四T字型鋼骨的端部呈180°焊接的連接部位為第一 T字型鋼骨與第二 T字型鋼骨的連接部位。4.根據(jù)權利要求1所述的一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，其特征在于，所述箍筋(5)為矩形箍筋，安裝在窄長十字型鋼骨(I)的鋼骨腹板(3)的兩側(cè)。5.根據(jù)權利要求1所述的一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，其特征在于，所述縱筋(4)設置于窄長十字型鋼骨(I)的鋼骨腹板(3)的外周，縱筋(4)與箍筋(5)綁扎連接。6.根據(jù)權利要求5所述的一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，其特征在于，所述縱筋(4)設置于窄長十字型鋼骨(I)的鋼骨腹板(3)的兩側(cè)。7.根據(jù)權利要求1所述的一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，其特征在于，所述柱狀架的內(nèi)部澆筑有將窄長十字型鋼骨(I)包裹的混凝土。8.根據(jù)權利要求7的一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，其特征在于:在所述窄長十字型鋼骨(I)的鋼骨腹板上焊接栓釘(2)，并與柱狀架內(nèi)的混凝土連接。9.根據(jù)權利要求8所述的一種大長寬比鋼骨混凝土短柱，其特征在于，所述箍筋(5)與栓釘(2)在豎直方向上呈交錯排布，相鄰栓釘(2)之間的間距為1-2倍箍筋間距。
【文檔編號】E04C3/34GK205677150SQ201620607607
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月21日 公開號201620607607.0, CN 201620607607, CN 205677150 U, CN 205677150U, CN-U-205677150, CN201620607607, CN201620607607.0, CN205677150 U, CN205677150U
【發(fā)明人】章一萍, 張春雷, 隗萍, 周練, 唐麗娜
【申請人】四川省建筑設計研究院