[实用新型]一种改进型钢管混凝土异形柱

说明书

本实用新型提供了一种改进型钢管混凝土异形柱，包括采用钢板制作的具有中空结构的柱体以及骨架，骨架置于柱体的腔体内，柱体包括交汇区及若干柱肢，骨架包括若干纵向加强筋及若干横向加强筋，纵向加强筋设于柱肢内，横向加强筋的两端分别与两根纵向加强筋连接。通过在钢管的腔体内设置骨架来约束交汇区的混凝土，限制混凝土的横向膨胀，保护异形柱的阴角，骨架采用框架式设计，形成相互制约的结构，防止出现局部受力不均、过大导致骨架的变形，从而失去对阴角的保护。

技术领域

本实用新型涉及钢管混凝土领域，尤其涉及一种改进型钢管混凝土异形柱。

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，且截面各肢的肢宽肢厚比不大于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。

传统钢管混凝土异形柱将钢板制作成异形柱的外壳，在空腔中浇注混凝土形成一体的钢管混凝土，传统钢管混凝土异形柱在轴向荷载作用下，阴角区域最容易发生应力集中而发生破坏，即出现阴角现象，会极大程度削弱结构柱的竖向承载力。在现有技术中，采用多腔钢管拼接或焊接加强筋等方式来提高对混凝土的约束能力，但不管是钢管拼接或是增加加强筋都涉及到焊接工艺，焊接工艺不仅对钢管造成一定破坏，产生热应力，同时焊缝之间的不均匀及漏焊等问题，导致容易出现局部应力多大的问题。以及在钢板外壳的内部进行焊接难度大，操作空间小，整体的施工难度较大，工程周期长。

有鉴于此，现提出一种改进型钢管混凝土异形柱，以解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种改进型钢管混凝土异形柱，通过在柱体的交汇区设置骨架来实现对阴角的保护以及混凝土的约束能力，从而实现防止阴角现象的出现，提高异形柱在竖向的承载力。

本实用新型采用的技术是：

一种改进型钢管混凝土异形柱，包括采用钢板制作的具有中空结构的柱体以及骨架，骨架置于柱体的腔体内，柱体包括交汇区及若干柱肢，骨架包括若干纵向加强筋及若干横向加强筋，纵向加强筋设于柱肢内，横向加强筋的两端分别与两根纵向加强筋连接。

通过在钢管的腔体内设置骨架来约束交汇区的混凝土，限制混凝土的横向膨胀，保护异形柱的阴角，骨架采用框架式设计，形成相互制约的结构，防止出现局部受力不均、过大导致骨架的变形，从而失去对阴角的保护。

作为方案的进一步优化，柱体在交汇区周向设有若干阴角，阴角距离横向加强筋的垂直距离为1~2cm。横向加强筋尽可能靠近阴角，保证保护效果，防止大颗粒的混凝土石料落入两者之间，导致混凝土浇筑不密实，结构不紧密。

作为方案的进一步优化，柱体的肢高与肢宽的比值为2-3。异形柱的肢高与肢宽的比值越小，骨架能约束的相对比例就越大，保护效果越好。

作为方案的进一步优化，横向加强筋的纵向排列间距为80-200mm。合理控制横向加强筋纵向的间距要保证混凝土的大石料能顺畅通过，又保证骨架的强度。

作为方案的进一步优化，横向加强筋连接在纵向加强筋靠交汇区的内侧。骨架内的混凝土横向膨胀时，作用力从中心往外，横向加强筋与纵向加强筋的连接点设置在纵向加强筋的内侧，起到保护连接点的作用，在外侧相对内侧更容易受力被破坏。

作为方案的进一步优化，柱体的横截面为十字形时，四根纵向加强筋与四列横向加强筋形成骨架，骨架呈矩形结构。骨架对应异形柱为十字形异形柱时，设计为矩形的框架式结构，形成对称性的受力结构。