一種型鋼區域約束混凝土矩形柱及其製作方法

2023-08-07 10:59:31

專利名稱：一種型鋼區域約束混凝土矩形柱及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種型鋼區域約束混凝土矩形柱及其製作方法，屬於混凝土建築結構技術領域。
背景技術：
目前，現有技術中的區域約束混凝土矩形柱一般都是採用縱向鋼筋和箍筋製作成矩形柱狀結構的骨架，根據實際使用和研究分析，在這種骨架構件的角部，其混凝土的約束效果與縱向鋼筋的側向剛度有很大關係，縱向鋼筋的直徑越大、側向剛度就越大，其約束效果就越好。但增大縱向鋼筋的直徑會大大增加用鋼量，從而會導致建築成本的增加；另外， 現有的採用縱向鋼筋和箍筋製作成矩形柱狀結構的骨架在反覆荷載的作用下，其角部的混凝土會出現掏空現象，從而會大大降低區域約束混凝土矩形柱的約束效果。因此，現有的區域約束混凝土矩形柱結構的約束效果還是不夠理想。

發明內容
本發明的目的是提供一種對混凝土約束效果較好、柱子整體強度較高、並且用鋼量較低、製作成本較少的型鋼區域約束混凝土矩形柱及其製作方法，以克服現有技術的不足。本發明是這樣實現的本發明的一種型鋼區域約束混凝土矩形柱的製作方法包括採用縱向鋼筋和箍筋製作矩形柱狀結構的骨架，在製作矩形柱狀結構的骨架時，在其矩形的四個角上都設置型鋼，並使四個角上的型鋼相互平行，然後將縱向鋼筋平行地設置在型鋼之間，用與縱向鋼筋相垂直的箍筋將型鋼和縱向鋼筋連接為一體，這樣即形成立體網格式的矩形柱狀結構的型鋼鋼筋骨架，然後再按傳統的混凝土澆築方式將混凝土與矩形柱狀結構的型鋼鋼筋骨架澆築為一體，這樣即可製得型鋼區域約束混凝土矩形柱。本發明的一種型鋼區域約束混凝土矩形柱為，包括縱向鋼筋、矩形箍筋和將縱向鋼筋、矩形箍筋包裹住的混凝土矩形柱，在混凝土矩形柱中還包裹有型鋼，並且型鋼分別相互平行地設置在混凝土矩形柱中矩形的四個角上，縱向鋼筋設置在型鋼之間並與型鋼平行，矩形箍筋與縱向鋼筋和型鋼垂直相交連接。在縱向鋼筋和型鋼上至少連接有兩層矩形箍筋，每層的矩形箍筋至少有4個，每層的矩形箍筋相互交叉碼疊在一起形成具有小矩形網格的網格狀結構；在型鋼之間設置有相互平行的縱向鋼筋，並且每根縱向鋼筋都連接在由矩形箍筋組成的其中一個小矩形網格的矩形角上。在靠近每個型鋼附近的每3根縱向鋼筋都與該型鋼被連接在由矩形箍筋組成的同一個小矩形網格的四個角上。上述型鋼為角鋼、槽鋼或方鋼。由於採用了上述技術方案，本發明在原來鋼筋混凝土柱結構的基礎上，將位於鋼筋骨架四個角的縱向鋼筋用角鋼或槽鋼等型鋼替代，因此在同等配筋的情況下不僅提高了混凝土柱角部的側向剛度，而且還有效地增大了對角部混凝土的約束效果，從而有效地降低了混凝土的掏空現象；另外，由於採用了型鋼、縱向鋼筋和矩形箍筋所組成的區域約束的結構，形成了整體約束與區域約束相結合的約束方式，進一步增強了對混凝土的約束效果， 從而大幅度地提高了混凝土柱的整體強度，有效地改善了建築物的抗震性能。因此，本發明與現有技術相比，本發明不僅具有約束效果較好、柱子整體強度較高的優點，而且還具有用鋼量較低、製作成本較少、可靠性較高的優點。

圖1是本發明型鋼區域約束混凝土矩形柱截面的結構示意圖； 圖2是本發明型鋼區域約束混凝土矩形柱的矩形箍筋結構示意圖； 圖3是由6個矩形箍筋疊合成一層時的碼疊示意圖4是本發明每層疊合有6個矩形箍筋的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發明作進一步的詳細說明。
具體實施例方式在製作區域約束混凝土矩形柱時採用本發明的一種型鋼區域約束混凝土矩形柱的製作方法進行製作，本發明的製作方法包括採用傳統的縱向鋼筋和箍筋製作矩形柱狀結構的骨架，在製作矩形柱狀結構的骨架時，在其矩形的四個角上將傳統的縱向鋼筋都採用型鋼替代，並使四個角上的型鋼相互平行，然後將縱向鋼筋平行地設置在型鋼之間，縱向鋼筋的直徑大小和用量可根據傳統的方法確定，但要減去設置在矩形四個角上的縱向鋼筋用量(因為這四個角上已採用型鋼代替)，用與縱向鋼筋相垂直的箍筋將型鋼和縱向鋼筋按傳統的連接方式連接為一體，這樣即形成立體網格式的矩形柱狀結構的型鋼鋼筋骨架，然後再按傳統的混凝土澆築方式將混凝土與矩形柱狀結構的型鋼鋼筋骨架澆築為一體，這樣即可製得型鋼區域約束混凝土矩形柱。採用本發明的方法製作的一種型鋼區域約束混凝土矩形柱的結構包括縱向鋼筋 1、矩形箍筋2和將縱向鋼筋1、矩形箍筋2包裹住的混凝土矩形柱3，在混凝土矩形柱3中還包裹有型鋼4，並且型鋼4分別相互平行地設置在混凝土矩形柱3中矩形的四個角上，縱向鋼筋1設置在型鋼4之間並與型鋼4平行，矩形箍筋2與縱向鋼筋1和型鋼4垂直相交連接。對於將本發明用於傳統的建築結構時，具體製作時，在縱向鋼筋1和型鋼4上至少連接兩層或2 20層矩形箍筋2 (矩形箍筋2的形狀如圖2所示)，使每層的矩形箍筋2至少由4個組成(組成每層的矩形箍筋2的數量可根據所要製作的型鋼區域約束混凝土矩形柱的截面形狀尺寸大小確定，尺寸越大，所用的矩形箍筋2就越多；但一般將矩形箍筋2的數量控制在4 20個即可)，將每層的矩形箍筋2相互交叉碼疊在一起形成具有小矩形網格的網格狀結構(如圖1、圖3和圖4所示);在型鋼4之間設置相互平行的縱向鋼筋1，並且將每根縱向鋼筋1都連接在由矩形箍筋2組成的其中一個小矩形網格的矩形角的內角上； 將靠近每個型鋼4附近的每3根縱向鋼筋1都與該型鋼4連接在由矩形箍筋2組成的同一個小矩形網格的四個角上；型鋼4可採用現有技術中的角鋼、槽鋼或方鋼，其型鋼的尺寸可根據使用需要確定，一般情況下可在15 120 X 15 120規格的範圍內選擇等邊或不等邊的角鋼、槽鋼或方鋼。
權利要求
1.一種型鋼區域約束混凝土矩形柱的製作方法，包括採用縱向鋼筋和箍筋製作矩形柱狀結構的骨架，其特徵在於在製作矩形柱狀結構的骨架時，在其矩形的四個角上都設置型鋼，並使四個角上的型鋼相互平行，然後將縱向鋼筋平行地設置在型鋼之間，用與縱向鋼筋相垂直的箍筋將型鋼和縱向鋼筋連接為一體，這樣即形成立體網格式的矩形柱狀結構的型鋼鋼筋骨架，然後再按傳統的混凝土澆築方式將混凝土與矩形柱狀結構的型鋼鋼筋骨架澆築為一體，這樣即可製得型鋼區域約束混凝土矩形柱。
2.一種型鋼區域約束混凝土矩形柱，包括縱向鋼筋(1)、矩形箍筋(2)和將縱向鋼筋 (1)、矩形箍筋(2)包裹住的混凝土矩形柱(3)，其特徵在於在混凝土矩形柱(3)中還包裹有型鋼(4)，並且型鋼(4)分別相互平行地設置在混凝土矩形柱(3)的矩形的四個角上，縱向鋼筋(1)設置在型鋼(4)之間並與型鋼(4)平行，矩形箍筋(2)與縱向鋼筋(1)和型鋼(4) 垂直相交連接。
3.根據權利要求2所述的型鋼區域約束混凝土矩形柱，其特徵在於在縱向鋼筋(1)和型鋼(4)上至少連接有兩層矩形箍筋(2)，每層的矩形箍筋(2)至少有4個，每層的矩形箍筋(2)相互交叉碼疊在一起形成具有小矩形網格的網格狀結構；在型鋼(4)之間設置有相互平行的縱向鋼筋(1)，並且每根縱向鋼筋(1)都連接在由矩形箍筋(2)組成的其中一個小矩形網格的矩形角上。
4.根據權利要求2或3所述的型鋼區域約束混凝土矩形柱，其特徵在於在靠近每個型鋼(4)附近的每3根縱向鋼筋(1)都與該型鋼(4)被連接在由矩形箍筋(2)組成的同一個小矩形網格的四個角上。
5.根據權利要求2、3或4所述的型鋼區域約束混凝土矩形柱，其特徵在於型鋼(4)為角鋼、槽鋼或方鋼。
全文摘要
本發明公開了一種型鋼區域約束混凝土矩形柱及其製作方法，本發明包括採用縱向鋼筋和箍筋製作矩形柱狀結構的骨架，在製作矩形柱狀結構的骨架時，在其矩形的四個角上都設置型鋼，並使四個角上的型鋼相互平行，然後將縱向鋼筋平行地設置在型鋼之間，用與縱向鋼筋相垂直的箍筋將型鋼和縱向鋼筋連接為一體，這樣即形成立體網格式的矩形柱狀結構的型鋼鋼筋骨架，然後再按傳統的混凝土澆築方式將混凝土與矩形柱狀結構的型鋼鋼筋骨架澆築為一體，這樣即可製得型鋼區域約束混凝土矩形柱。與現有技術相比，本發明不僅具有約束效果較好、柱子整體強度較高的優點，而且還具有用鋼量較低、製作成本較少、可靠性較高的優點。
文檔編號E04C3/34GK102261165SQ20101018094
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月24日 優先權日2010年5月24日
發明者冉群, 曹新明, 楊力列, 楊雪瑞, 趙林 申請人:貴州中建建築科研設計院有限公司