專利名稱：擴大帶翼緣十字型鋼src柱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋼與混凝土組合結構及混合結構的SRC柱，特別涉及一種型鋼混 凝土柱結構的擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱。
背景技術：
型鋼混凝土結構是以型鋼為骨架并在型鋼周圍配置鋼筋和澆注混凝土的埋入式 組合結構體系，簡稱SRC結構。型鋼混凝土柱是型鋼混凝土結構的重要組成部分，目前型鋼 混凝土柱主要采用I形、H形和核心十字等幾種型鋼形式，試驗表明，型鋼混凝土柱的抗震 性能較普通RC柱有所提高。然而隨著工程應用和研究的深入，目前采用的傳統配鋼形式 SRC柱的局限性很明顯地體現出來。傳統I形和H形等配鋼形式不能對柱截面的核心混凝 土提供有效約束，并且型鋼和混凝土之間的滑移降低了柱的承載力和變形能力；另外，傳統 配鋼形式SRC柱常采用普通四邊形箍筋，箍筋135°彎鉤處容易發生破壞。當采用傳統配鋼 形式時，型鋼混凝土柱的延性較差，軸壓比限值較低，抗震性能較普通RC柱提高不多，其適 用范圍有限。因此，研究如何改進配鋼形式以提高柱的承載力和抗震性能，就成為高層建筑 以及高地震烈度區應用型鋼混凝土柱時亟待解決的問題。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種新型截面形式型鋼混凝土柱，即擴大 帶翼緣十字型鋼SRC柱，克服傳統配鋼形式的不足，從而大大改善型鋼混凝土柱的抗震性 能。為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是一種擴大帶翼緣十字型 鋼SRC柱，包括混凝土柱、及混凝土柱中設置的螺旋箍筋框架，縱向鋼筋沿螺旋箍筋框架的 縱深方向分別均布于其內側壁中，其特征在于在所述混凝土柱中的螺旋箍筋與縱向鋼筋 構成的框架內設置呈十字分布的帶翼緣十字型鋼，該帶翼緣十字型鋼的腹板上分別垂直設 置有型鋼翼緣，且型鋼翼緣的外側面與螺旋箍筋內側面緊貼。所述混凝土柱為正方形柱，該正方形柱內帶翼緣十字型鋼的型鋼翼緣的外側面分 別與正方形柱螺旋箍筋的內側面緊貼。所述混凝土柱為圓型柱，該圓型柱內帶翼緣十字型鋼的型鋼翼緣的兩側端部分別 與圓型柱螺旋箍筋內側緊貼。所述帶翼緣十字型鋼為一體結構。所述型鋼翼緣寬度為混凝土柱截面總寬度的1/3 1/2。所述擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱的截面配鋼率為5% 10%。本實用新型的有益效果是型鋼混凝土柱配置呈十字分布的擴大帶翼緣十字型鋼，該擴大帶翼緣十字形鋼的 翼緣外側面分別與型鋼混凝土柱中螺旋箍筋的內側面緊貼(圓柱形混凝土柱的型鋼翼緣 的兩側端部與混凝土柱中螺旋箍筋的內側緊貼)，這樣，型鋼、縱筋和箍筋便形成一個整體鋼架，約束核心混凝土并與其能夠協同工作，由于受型鋼約束的混凝土面積增大且強度提 高，從而型鋼混凝土柱的承載能力和抗震性能大大提高。此種配鋼形式使型鋼混凝土柱結構能夠在高層建筑以及高地震烈度地區的建筑 中得以推廣應用，特別是抗震設防烈度8度以上地區的高層建筑。

圖1為擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱的截面示意圖。圖中1為型鋼腹板，2為縱向鋼筋，3為四邊形螺旋箍筋，4為型鋼翼緣。
具體實施方式
下面結合具體實施例及附圖對本實用新型做進一步說明。需要說明的是，下述實 施例僅限于對本實用新型的解釋，但不限制本實用新型的實施范圍。凡是在本方案的基礎 上作出的結構的增加或以同樣內容的替換，均應屬本實用新型的保護范圍。如圖1所示，該擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱，包括混凝土柱、及混凝土柱中設置的 螺旋箍筋3框架，縱向鋼筋2沿螺旋箍筋3框架的縱深方向分別均布于其內側壁中，其中 在所述混凝土柱中的螺旋箍筋3與縱向鋼筋2構成的框架內設置呈十字分布的帶翼緣十字 型鋼，該帶翼緣十字型鋼的腹板1上分別垂直設置有型鋼翼緣4，且該型鋼翼緣4的外側面 與螺旋箍筋3內側面緊貼。圖1所示混凝土柱為正方形柱，該正方形柱內帶翼緣十字型鋼 的型鋼翼緣4的外側面分別與正方形柱的螺旋箍筋3內側面緊貼。帶翼緣十字型鋼和縱向 鋼筋2及四邊形螺旋箍筋3形成一個空間整體鋼架，約束核心混凝土并與其共同工作；縱向 鋼筋2和螺旋箍筋3綁扎在一起，型鋼翼緣4在四個方向與螺旋箍筋3內側緊貼，三者從而 形成一個空間整體鋼架約束核心混凝土，保證SRC柱的承載力和抗震性能。本實用新型的帶翼緣十字型鋼設計為一體結構，即其將鋼件焊接為圖1所示結 構。帶翼緣十字型鋼的型鋼翼緣4垂直設置在十字型鋼腹板1上。帶翼緣十字型鋼的總高 度等于柱截面有效高度，該型鋼翼緣4寬度為混凝土柱截面總寬度的1/3 1/2。本實施例 采取型鋼翼緣4寬度為混凝土柱截面總寬度的2/5。本實用新型的型鋼混凝土柱不僅限于正方形結構，還可以為圓型柱，圓型柱內帶 翼緣十字型鋼的型鋼翼緣4的兩側端部分別與圓型柱螺旋箍筋3內側壁緊貼。其實施效果 同前述正方形結構的型鋼混凝土柱。該擴大帶翼緣十字型鋼與連續螺旋箍筋3和普通縱向鋼筋2結合使用可對核心混 凝土產生有效約束，大大提高混凝土的強度和延性，改善結構抗震性能。試驗研究結果表明擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱即使在高軸壓比下，擴大帶翼緣十字型鋼與混凝土仍 然能夠保持協同工作直至達到極限承載力破壞，試件的滯回曲線飽滿，承載力和變形能力 大，耗能能力強，具有較好的抗震性能。為了保證足夠的承載能力和抗震性能，截面的配鋼率不能過低，也不能過高，型鋼 配置的過少，達不到目的；但型鋼配置的過多又增加了工程造價。擴大帶翼緣十字型鋼SRC 柱的配鋼率主要通過型鋼翼緣寬度來控制，結合試驗研究和我國國情，截面配鋼率在5% 10%為宜，本實施例最佳配鋼率為8%。配鋼率在這一定范圍內的型鋼混凝土柱，其承載能力和極限變形比相同截面尺寸和軸壓比的普通型鋼混凝土柱分別提高32%和43%。下述表1給出了本實用新型與普通型鋼混凝土柱抗震性能的比較。表1本實用新型與普通SRC柱承載能力和極限變形比比較 擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱，為了能更好地確保型鋼與混凝土協同工作，在截面 中配置一定數量的縱向鋼筋和箍筋完全必要，也非常有效，在我們完成的試驗中，配置了連 續螺旋箍筋和一定數量縱筋的型鋼混凝土柱發生了延性較好的彎曲破壞。本實用新型擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱的施工工藝如下擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱的型鋼骨架根據需要由相應規格的鋼板焊接而成，其 由專業化的鋼構公司制作，然后運到施工現場，再與縱筋和箍筋進行綁扎，從而進一步支模 和澆筑混凝土。螺旋箍筋采用四邊形連續螺旋箍筋時，其根據柱的直徑和型鋼尺寸利用鋼 筋彎曲機加工，綁扎時先將縱筋按間距焊在內箍上，然后作為整體從上向下將型鋼包裹，型 鋼翼緣寬度為柱截面總寬度的1/3 1/2。如果是與鋼筋混凝土梁連接形成空間結構，則可 在連接接點處把梁中的鋼筋與SRC柱中的型鋼焊接；如果是與型鋼混凝土梁或者鋼梁連接 形成整體結構，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。 擴大帶翼緣十字型鋼解決了型鋼混凝土柱軸壓比限值較低的問題，創造了一定的社會效益 和經濟效益。
權利要求一種擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱，包括混凝土柱、及混凝土柱中設置的螺旋箍筋(3)框架，縱向鋼筋(2)沿螺旋箍筋(3)框架的縱深方向分別均布于其內側壁中，其特征在于在所述混凝土柱中的螺旋箍筋(3)與縱向鋼筋(2)構成的框架內設置呈十字分布的帶翼緣十字型鋼，該帶翼緣十字型鋼的腹板(1)上分別垂直設置有型鋼翼緣(4)，且型鋼翼緣(4)的端面與螺旋箍筋(3)內側面緊貼。
2.根據權利要求1所述的擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱，其特征在于所述混凝土柱為 正方形柱，該正方形柱內帶翼緣十字型鋼的型鋼翼緣(4)的外側面分別與正方形柱的螺旋 箍筋⑶內側面緊貼。
3.根據權利要求1所述的擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱，其特征在于所述混凝土柱為 圓型柱，該圓型柱內帶翼緣十字型鋼的型鋼翼緣(4)的兩側端部分別與圓型柱螺旋箍筋 (3)內側面緊貼。
4.根據權利要求1所述的擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱，其特征在于所述帶翼緣十字 型鋼為一體結構。
5.根據權利要求1所述的擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱，其特征在于所述型鋼翼緣(4) 寬度為混凝土柱截面總寬度的1/3 1/2。
6.根據權利要求1所述的擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱，其特征在于所述擴大帶翼緣 十字型鋼SRC柱的截面配鋼率為5% 10%。
專利摘要本實用新型公開了一種新型截面形式型鋼混凝土柱，即擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱，包括混凝土柱、及混凝土柱中設置的螺旋箍筋框架，縱向鋼筋沿螺旋箍筋框架的縱深方向分別均布于其內側壁中，其特征在于在所述混凝土柱中的螺旋箍筋與縱向鋼筋構成的框架內設置帶翼緣十字型鋼，該帶翼緣十字型鋼的腹板上分別垂直設置有型鋼翼緣，且該型鋼翼緣與螺旋箍筋內側面緊貼。該擴大帶翼緣十字型鋼SRC柱通過合理的配鋼形式，確保型鋼與混凝土能夠協同工作，達到提高柱承載力和抗震性能的目的。它既改變了型鋼混凝土柱的破壞形式，可以大幅度降低地震效應，又能體現大震不倒的設計原則，使構件具有良好的抗震性能。
文檔編號E04B1/30GK201671226SQ201020201338
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月25日 優先權日2010年5月25日
發明者史慶軒, 姜維山, 張興虎, 王秋維 申請人:西安建筑科技大學