内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱的制作方法
【专利摘要】本发明属于一种建筑工程【技术领域】的建筑结构构件，特别涉及一种内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱，它包括纵向角钢、横向连接件、螺旋箍筋、纵向钢筋和核心混凝土，柱的每个角都设置一根纵向角钢，纵向角钢之间用横向连接件连接，横向连接件焊在纵向角钢翼缘板的内侧或外侧，形成外包钢骨架，在螺旋箍筋内壁设置纵向钢筋组成螺旋钢筋笼，将螺旋钢筋笼置于外包钢骨架中心，外包钢骨架内部空间填满核心混凝土，形成内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱。本发明具有承载能力高、延性性能好、抗震性能优越、含钢率少、截面尺寸小、施工方便、进度快等优点。
【专利说明】内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱
【技术领域】
[0001]本发明属于一种建筑工程【技术领域】的建筑结构构件，特别涉及一种内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱。
【背景技术】
[0002]外包钢混凝土结构，是钢与混凝土组合结构的一种新型结构，兼具有钢结构和钢筋混凝土结构的优点:(I)构件单一，便于工厂化、机械化生产；(2)连接方便，使用灵活；
[3]受力性能好，耐火度高；(4)建筑结构和工艺管线可固连与梁柱的任何位置而不必设置预埋铁件；(5)技术经济指标先进。因此，外包钢混凝土结构在国内外得到了深入的研究和广泛应用。
[0003]外包钢混凝土柱作为外包钢混凝土结构中重要的竖向承重构件，与钢结构柱相t匕，具有节约钢材、节点构造简便、传力方式明确等优点；与普通钢筋混凝土柱相比具有承载力高、延性好、抗震性能好、施工速度快等优点，得到了工程界的认可和受到广大业主的欢迎，所以，其越来越广泛的应用于在重工业厂房(特别是大型火电厂厂房)和高层建筑中。但是，由于外包钢混凝土柱构造特点是在截面四角通长配置纵向角钢，角钢之间采用横向连接件(如钢筋、缀板等)焊在角钢翼缘板上，混凝土仅与角钢内表面接触，其粘结力较小，同时没有保护层约束纵向角钢向外弯曲，因此，外包钢主要是依靠横向连接件的作用，约束核心的混凝土，保证外包钢与混凝土变形协调共同工作，所以其对核心混凝土的约束作用不强，不能充分发挥钢和混凝土两种材料的性能。随着工程实际中厂房和建筑的高度、跨度与荷载尺寸越来越大，为了满足结构构件的强度和刚度要求，如仍采用一般的配筋形式，势必要加大构件截面尺寸，既给设计施工造成困难，又不经济不美观；若采用钢结构柱或钢管混凝土柱，将增大用钢量和防火、防锈处理成本，造价高且不经济，不符合工程实际。因此，有必要提出一种合理的外包钢混凝土柱，不仅可以提高外包钢混凝土柱承载力、延性性能和抗震性能，而且可以减少截面尺寸、用钢量和降低成本，达到经济合理的效果。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种承载能力高、延性性能好、抗震性能优越、含钢率少、截面尺寸小、施工方便快速的内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱。
[0005]本发明以如下技术方案解决上述技术问题:
[0006]内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱，包括纵向角钢、横向连接件、螺旋箍筋、纵向钢筋和核心混凝土，柱的每个角都设置一根纵向角钢，纵向角钢之间用横向连接件连接，横向连接件焊在纵向角钢翼缘板的内侧或外侧，形成外包钢骨架，在螺旋箍筋内壁设置纵向钢筋组成螺旋钢筋笼，将螺旋钢筋笼置于外包钢骨架中心，螺旋钢筋笼的中心轴与外包钢骨架的中心轴重合，外包钢骨架内部空间填满核心混凝土，形成内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱。
[0007]所述纵向钢筋绑扎或焊接在在螺旋箍筋内壁，纵向钢筋的数量不少于4根。[0008]所述螺旋箍筋外表面到横向连接件内表面的最小距离为30?50mm。
[0009]所述螺旋箍筋采用直径为6?12mm的HPB300或HRB335钢筋冷弯加工而成，纵向钢筋采用直径为10?16mm的HRB335或HRB400钢筋。
[0010]所述纵向角钢采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材、Q420钢材、Q460制成。
[0011]所述横向连接件采用钢筋或缀板，其中钢筋采用HRB335或HRB400钢筋，缀板采用Q235钢材，厚度比纵向角钢小I?2mm。
[0012]所述核心混凝土采用普通混凝土或高性能混凝土。
[0013]本发明构造简单、施工简便、成本低，能够有效防止横向连接件发生屈曲，提高外包钢对核心混凝土的约束作用，增强了外包钢与核心混凝土之间的协同工作，从而提高了承载力、延性性能、抗震性能。
[0014]本发明提出的内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱具有以下显著优点:
[0015]1、内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱具有承载力高、延性性能好、抗震性能优越、施工方便、进度快、工期短等优点。
[0016]2、螺旋箍筋对核心混凝土的约束、外包钢对核心混凝土的约束、外包钢和螺旋箍筋之间的混凝土对螺旋箍筋的约束，三者协同作用，增强了外包钢混凝土柱的延性和承载力，并有效改善其抗震性能。
[0017]3、显著改善了普通外包钢混凝土柱钢管对核心混凝土约束作用不强的缺点，有效地防止横向连接件发生屈曲，充分发挥了外包钢和核心混凝土两种材料的性能，提高了外包钢混凝土柱强度和延性。
[0018]4、克服了一般配筋形式的外包钢混凝土柱为了满足结构构件的强度和刚度要求加大截面尺寸造成设计施工困难、不经济、不美观以及钢结构柱或钢管混凝土柱用钢量大、防火防锈复杂、造价高的缺点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是螺旋钢筋笼结构示意图。
[0020]图2是内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱结构示意图。
[0021]图3是图2的俯视示意图。
[0022]图中:1、纵向角钢2、横向连接件3、螺旋箍筋4、纵向钢筋5、核心混凝土【具体实施方式】
[0023]为了更清楚说明本发明的技术方案，下面结合图1、图2、图3，对本发明进行详细的描述。
[0024]【具体实施方式】:本实施方式的内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱由纵向角钢1、横向连接件2、螺旋箍筋3、纵向钢筋4和核心混凝土 5组成。柱的每个角都设置一根纵向角钢1，纵向角钢I之间用横向连接件2连接，横向连接件2焊在纵向角钢I翼缘板的内侧或外侦牝形成外包钢骨架，在螺旋箍筋3内壁设置纵向钢筋4组成螺旋钢筋笼，将螺旋钢筋笼置于外包钢骨架中心，螺旋钢筋笼的中心轴与外包钢骨架的中心轴重合，外包钢骨架内部空间填满核心混凝土 5，形成内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱。
[0025]本实施方式所述螺旋钢筋3和纵向钢筋4的高度与纵向角钢I相等。纵向角钢I可采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材、Q420钢材、Q460钢材制成，优先选用Q235钢材、Q345钢材；横向连接件2采用钢筋或缀板，其中钢筋采用HRB335或HRB400钢筋，缀板采用Q235钢材，厚度比纵向角钢I小I?2mm ;根据纵向角钢I和横向连接件2的强度、外包钢截面尺寸等参数确定螺旋箍筋3的直径和间距以及纵向钢筋4的直径和数量，纵向钢筋4的数量不少于4根，螺旋箍筋3由直径为6?12mm的HPB300或HRB335钢筋冷弯加工而成，纵向钢筋4采用直径为10?16mm的HRB335或HRB400钢筋；核心混凝土 5采用普通混凝土或高性能混凝土。
[0026]内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱，一方面螺旋钢筋约束核心混凝土，增强对核心混凝土约束作用，可有效地抑制外包钢骨架的横向连接件发生屈曲，另一方面外包钢骨架约束混凝土、外包钢骨架和螺旋箍筋之间的混凝土约束螺旋箍筋，进一步增强了约束作用，提高了外包钢混凝土柱的承载力和延性，充分发挥了钢材和混凝土两种材料的性能，使内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱具有承载能力高、延性性能好、抗震性能优越、含钢率少、截面尺寸小、施工方便、进度快等优点。
【权利要求】
1.内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱，包括纵向角钢、横向连接件、螺旋箍筋、纵向钢筋和核心混凝土，柱的每个角都设置一根纵向角钢，纵向角钢之间用横向连接件连接，横向连接件焊在纵向角钢翼缘板的内侧或外侧，形成外包钢骨架，其特征在于:在螺旋箍筋内壁设置纵向钢筋组成螺旋钢筋笼，将螺旋钢筋笼置于外包钢骨架中心，外包钢骨架内部空间填满核心混凝土。
2.根据权利要求1所述的内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱，其特征在于:所述纵向钢筋绑扎或焊接在在螺旋箍筋内壁，纵向钢筋的数量不少于4根。
3.根据权利要求1所述的内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱，其特征在于:所述螺旋箍筋外表面到横向连接件内表面的最小距离为30?50mm。
4.根据权利要求1所述的内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱，其特征在于:所述螺旋箍筋采用直径为6?12mm的HPB300或HRB335钢筋冷弯加工而成，纵向钢筋采用直径为10?16mm 的 HRB335 或 HRB400 钢筋。
5.根据权利要求1所述的内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱，其特征在于:所述纵向角钢采用Q235钢材、Q345钢材、Q390钢材、Q420钢材、Q460制成。
6.根据权利要求1所述的内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱，其特征在于:所述横向连接件采用钢筋或缀板，其中钢筋采用HRB335或HRB400钢筋，缀板采用Q235钢材，厚度比纵向角钢小I?2mm。
7.根据权利要求1所述的内置螺旋箍筋外包钢混凝土柱，其特征在于:所述核心混凝土采用普通混凝土或高性能混凝土。
【文档编号】E04C3/36GK103615072SQ201310606233
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】陈宗平, 陈宇良, 李军涛, 许安邦, 余兴国, 陈德钊, 陈德莱 申请人:广西大学