本發(fā)明涉及一種十字型低配筋外包混凝土型鋼異形柱，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著國家政策的不斷推進(jìn)，黨的十六大提出新型工業(yè)化理念，黨的十八大提出了走中國式新型工業(yè)化道路，我國房屋鋼結(jié)構(gòu)相應(yīng)體系創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化迎來了前所未有的重大機(jī)遇。

中國式新型工業(yè)化道路的基本要求是提高科技創(chuàng)新能力、減少環(huán)境污染、降低能源消耗和提高經(jīng)濟(jì)效益。而建筑工業(yè)化的特征又主要分為五個(gè)方面：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配化、裝修一體化和管理信息化?？偟奶卣魇谴蠊I(yè)生產(chǎn)方式。因此，建筑工業(yè)化發(fā)展的理念應(yīng)按照科學(xué)發(fā)展觀，針對(duì)建筑工業(yè)化的特征有規(guī)劃地發(fā)展；我國建筑工業(yè)化的現(xiàn)狀與建筑工業(yè)化的要求有相當(dāng)?shù)木嚯x，必須走跨越式發(fā)展的道路，不能按部就班；應(yīng)充分利用信息技術(shù)的相關(guān)成果，盡快使信息化技術(shù)與建筑工業(yè)化深度融合，提早盡快地進(jìn)入新型建筑工業(yè)化的道路。

異形柱結(jié)構(gòu)是指截面形狀為t形、l型、十形或z形的結(jié)構(gòu)柱。異形柱結(jié)構(gòu)是以異形柱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的矩形柱作為豎向支承構(gòu)件而形成的結(jié)構(gòu)體系。

異形柱結(jié)構(gòu)中柱肢與填充墻等厚，可避免柱棱在室內(nèi)凸出，建筑觀瞻好，房間“得房率”高，便于家具布置和室內(nèi)裝修，為建筑設(shè)計(jì)及使用功能帶來靈活性和方便性。同時(shí)，異形柱結(jié)構(gòu)采用輕質(zhì)、保溫、隔熱、高效的墻體材料作為填充墻及內(nèi)隔墻，構(gòu)成異形柱框輕節(jié)能結(jié)構(gòu)體系，符合墻體改革，節(jié)約能源，可充分利用工業(yè)廢料，減少環(huán)境污染。

鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)，采用異形柱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的矩形柱，構(gòu)成“隱式框架”。隨著工程應(yīng)用和研究的深入，鋼筋混凝土(rc)異形柱的一些局限性很明顯的體現(xiàn)出來，如承載力不足、軸壓比限值過低、框架節(jié)點(diǎn)較為薄弱以及延性和耗能性能不理想。因此，我國規(guī)程規(guī)定的rc異形柱結(jié)構(gòu)的最大適用高度較低，軸壓比限值控制嚴(yán)格，僅適用于設(shè)防烈度為8度及其以下的地區(qū)。

型鋼混凝土柱結(jié)構(gòu)是在鋼筋混凝土中增加了型鋼骨架，使得這種結(jié)構(gòu)具有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的雙重優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮了鋼與混凝土兩種材料的優(yōu)良特性，其在地震作用下具有較高的承載力、剛度以及良好的延性和耗能能力，目前已成為高層及超高層建筑優(yōu)先選用的結(jié)構(gòu)形式。然而，型鋼混凝土柱不僅有配筋率要求且上下柱之間鋼筋需要有較好的連接。傳統(tǒng)型鋼混凝土柱中的型鋼用鋼量較大，鋼筋的配筋率高導(dǎo)致混凝土澆筑難度加大，施工工藝需滿足較高的要求。

本發(fā)明所提出的低配筋外包混凝土型鋼異形柱結(jié)構(gòu)是指型鋼外包混凝土，并配有一定的縱向鋼筋和箍筋。它是異形柱結(jié)構(gòu)和型鋼混凝土結(jié)構(gòu)相結(jié)合產(chǎn)生的一種新型結(jié)構(gòu)，不僅具有異形柱結(jié)構(gòu)在室內(nèi)不凸出、少占建筑空間、美觀適用等優(yōu)點(diǎn)，還通過外包混凝土解決了鋼結(jié)構(gòu)的防火、防腐及隔聲等問題。

本發(fā)明采用的十字型低配筋外包混凝土型鋼異形柱，是在新型工業(yè)化理念的引導(dǎo)下的開拓創(chuàng)新，該體系可以有效的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵零部件的產(chǎn)業(yè)化，克服現(xiàn)有體系的不足，并且能夠?qū)崿F(xiàn)部品商品化生產(chǎn)，滿足社會(huì)化生產(chǎn)體制的需要。本發(fā)明以新型建筑工業(yè)化為目標(biāo)，以建筑工業(yè)化的要求為底線，研發(fā)出了與以往建筑類別不同的多樣化的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并盡可能滿足建筑設(shè)計(jì)個(gè)性化的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種十字型低配筋外包混凝土型鋼異形柱，其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并滿足節(jié)點(diǎn)的各項(xiàng)力學(xué)性能，并實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的模塊間裝配，提高構(gòu)件的拼裝速度，充分適應(yīng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的要求與特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種十字型低配筋外包混凝土型鋼異形柱，其特征在于：

包括型鋼(1)、外包混凝土(2)、縱向架立鋼筋(3)和箍筋(4)；所述型鋼(1)為四翼緣兩腹板的十字型異形柱；

所述外包混凝土(2)與型鋼(1)通過縱向架立鋼筋(3)及箍筋(4)連接，所述縱向架立鋼筋(3)和箍筋(4)構(gòu)成的鋼筋籠與型鋼(1)相接觸的位置焊接連接，焊接部位為箍筋與型鋼接觸的部位，焊接連接在工廠預(yù)制完成，上述連接在工廠預(yù)制完成；

所述十字型低配筋外包混凝土型鋼異形柱的上下柱連接部位在工廠預(yù)制時(shí)不添加外包混凝土(2)，上下柱通過型鋼焊接連接或螺栓連接，于施工現(xiàn)場吊裝完成后上下柱連接部位由外包混凝土(2)填充，不配置箍筋，填充部位上下柱間的縱向架立鋼筋(3)不連接。

有益效果

本發(fā)明的十字型低配筋外包混凝土型鋼異形柱是一種新型結(jié)構(gòu)形式，用于鋼結(jié)構(gòu)體系中的中柱連接。構(gòu)件采用型鋼外包混凝土，其中外包混凝土配置縱向架立鋼筋和箍筋不參與縱向受力，能夠限制異形柱板件的局部穩(wěn)定，減小型鋼尺寸，可有效解決鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火性能差、易銹蝕等問題，外包混凝土尺寸較小，因此構(gòu)件的截面不會(huì)大幅度增加，并能根據(jù)需要進(jìn)行模塊間的裝配和修復(fù)。型鋼充分發(fā)揮了鋼結(jié)構(gòu)截面尺寸小、承載能力高的特點(diǎn)，能更好的滿足建筑上大開間靈活分隔的要求，提高面積使用率。鋼筋籠與型鋼的焊接起到了類似于栓釘?shù)淖饔茫苡行ПＷC外包混凝土與型鋼的粘結(jié)。上下柱連接部位鋼筋斷開，僅由型鋼焊接連接或螺栓連接，減少了構(gòu)件的裝配。本發(fā)明滿足住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求，適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化，提高住宅產(chǎn)業(yè)的水平。構(gòu)件采用吊裝進(jìn)行現(xiàn)場裝配，施工安裝周期短，充分適應(yīng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的要求與特點(diǎn)。

附圖說明

圖1本發(fā)明的型鋼構(gòu)造示意圖；

圖2本發(fā)明的鋼筋籠構(gòu)造示意圖；

圖3本發(fā)明的型鋼及鋼筋籠焊接位置示意圖；

圖4本發(fā)明的異形柱構(gòu)造示意圖；

圖5本發(fā)明的上下異形柱焊接連接示意圖；

圖6本發(fā)明的上下異形柱螺栓連接示意圖；

圖中，1-十字型低配筋鋼；2-外包混凝土；3-縱向架立鋼筋；4-箍筋。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明十字型低配筋外包混凝土型鋼異形柱的具體連接方式。

如附圖1～6所示，本發(fā)明的一種十字型低配筋外包混凝土型鋼異形柱，包括型鋼(1)、外包混凝土(2)、縱向架立鋼筋(3)和箍筋(4)。

此十字型低配筋外包混凝土型鋼異形柱的外包混凝土(2)與型鋼(1)通過縱向架立鋼筋(3)及箍筋(4)連接，縱向架立鋼筋(3)和箍筋(4)構(gòu)成的鋼筋籠與型鋼(1)焊接連接，焊接部位為箍筋與型鋼柱接觸的部位，焊接連接在工廠預(yù)制完成，上述結(jié)構(gòu)均在工廠預(yù)制完成。上下柱連接部位在工廠預(yù)制時(shí)不添加外包混凝土(2)，上下柱通過型鋼焊接連接或螺栓連接，于施工現(xiàn)場吊裝完成后連接部位由外包混凝土(2)填充，不配置箍筋(4)，填充部位上下柱間的縱向架立鋼筋(3)不連接。

以上是本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種十字型低配筋外包混凝土型鋼異形柱，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。構(gòu)件采用型鋼外包混凝土形式，其中外包混凝土配置縱向架立鋼筋和箍筋不參與縱向受力，能夠限制異形柱板件的局部穩(wěn)定，減小型鋼尺寸，可有效解決鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火性能差、易銹蝕等問題，外包混凝土尺寸較小，因此構(gòu)件的截面不會(huì)大幅度增加，并能根據(jù)需要進(jìn)行模塊間的裝配和修復(fù)。鋼筋籠與型鋼的焊接能有效保證外包混凝土與型鋼有效的粘結(jié)。上述外包混凝土型鋼異形柱于工廠加工完成。上下柱的連接僅由型鋼焊接連接或螺栓連接，連接完成后連接部位添加外包混凝土。本發(fā)明工業(yè)化程度高，并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化，提高住宅產(chǎn)業(yè)的水平。構(gòu)件采用吊裝進(jìn)行現(xiàn)場裝配，施工周期短。

技術(shù)研發(fā)人員：劉學(xué)春;和心寧;商子軒;徐路;崔小雄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.29
技術(shù)公布日：2017.11.10