本发明属于钢管混凝土异形柱,更具体地说,涉及一种钢管混凝土异形柱结构。本申请要求优先权,在先申请的申请号为:2023113970749,名称:一种钢管混凝土异形柱结构,优先权日,2023年10月25日。
背景技术:
1、装配式建筑是建筑行业转型升级方向,是当前国家大力推广的新兴朝阳产业。当前,钢结构装配式建筑在装配式建筑中占比大概30%左右,其中大部分是公共建筑,住宅产品几乎可以忽略不计。按照2025年装配式建筑占新建建筑的比例达到30%的目标,钢结构装配式住宅发展前景巨大。
2、目前国内的钢结构建筑体系中,结构体系仍陷于常规的钢支撑-框架体系、钢框架-混凝土核心筒体系、钢框架-钢板剪力墙体系等,上述现有的钢结构体系存在结构用钢量大、制作成本高等不足。另外,现有的钢结构体系,现场焊接工作量大,不仅焊接质量难以保证,还导致装配化程度低。
3、经检索,中国专利公开号为cn 209603378 u的申请案,公开了一种多腔矩形钢管混凝土异形柱结构。该申请案包括装配式异形柱和h形钢梁,装配式异形柱包括上柱体和下柱体,上柱体的下端设置有凸出部,下柱体的上端设置有凹陷部,凸出部插接在凹陷部内,将上柱体和下柱体插接在一起,上柱体和下柱体的连接处焊接。上柱体和下柱体的连接处通过螺栓固定连接有节点板,节点板与上柱体和下柱体的外壁焊接。h形钢梁包括梁体,梁体的端部设置有端板,上柱体和下柱体连接后,端板通过螺栓连接在上柱体和下柱体的连接处的边部。该申请案的结构可有效减少用钢量,但该申请案在装配过程中,仍需要进行焊接操作,从而其提高装配效率。同时,该节点采用长螺栓穿过节点域内的螺孔实现稳定连接,然而其对加工精度要求非常高,现场高效连接难以实现;长螺栓与多腔钢管柱侧壁间距较小,难以保证新拌混凝土的和易性。
技术实现思路
1、1、要解决的问题
2、针对以上现有技术中存在的至少一些问题,本发明提出一种钢管混凝土异形柱结构,其目的在于解决现有的钢管混凝土异形柱结构,用钢量大、装配化程度低的问题。
3、2、技术方案
4、为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
5、本发明的一种钢管混凝土异形柱结构,包括异形柱以及钢梁,所述的异形柱包括钢管以及沿着该钢管周壁设置的若干t型钢;
6、所述钢梁通过连接板与t型钢的翼板螺栓连接,且两者的连接节点处设有增强构件;
7、所述的增强构件包括套管以及设置在该套管上的加劲肋;其中,所述的套管固定套设在钢管上,加劲肋的侧面与t型钢的腹板相连接,其端部与t型钢的翼板相连接。
8、进一步地,所述的加劲肋成对设置,分为位于t型钢腹板的两侧;且每个钢梁的端部配备有两组加劲肋,每组加劲肋的设置位置与对应钢梁翼缘等高。
9、进一步地,所述套管的端部超出钢梁翼缘端部0.35d,其中,d为钢管的外径。
10、进一步地,所述套管的壁厚与钢管的壁厚相同,加劲肋的厚度与钢梁翼缘厚度相同。
11、进一步地,所述的加劲肋的厚度不大于套管的壁厚。
12、进一步地,t套管=α1α2α3t钢管;其中,t套管为套管的壁厚,t钢管为钢管的壁厚;α1、α2与α3分别表示为加劲肋厚度、节点域高度以及核心混凝土强度的影响系数。
13、进一步地,所述的异形柱在竖直方向上通过竖向连接节点相连接,所述的竖向连接节点包括环肋、连接钢筋以及连接盖板;
14、其中,所述的连接钢筋环形分布有多根,其一端位于钢管内,另一端延伸出钢管外,用于连接另一钢管;
15、所述的环肋设置于钢管内壁上,待浇筑完成后,钢管混凝土承受拉力作用时,环肋对连接钢筋起到锚固作用;
16、所述的连接盖板用于连接t型钢。
17、进一步地,所述连接钢筋的端部设有端板,所述的端板包括长端板和短端板,其中,所述长端板的端部与钢管的内壁相抵触。
18、进一步地,所述的多根连接钢筋围成的空间内设有环形的架立钢筋,该架立钢筋沿连接钢筋的长度方向设置有多组。
19、进一步地,所述连接钢筋的外侧设有支撑筋,连接钢筋通过该支撑筋定位于环肋上。
20、3、有益效果
21、相比于现有技术,本发明的有益效果为:
22、(1)本发明的一种钢管混凝土异形柱结构,所述的异形柱包括钢管以及t型钢,钢梁通过连接板与t型钢的翼板采用全螺栓形式进行连接;从而解决了传统钢节点预制或现场焊接时,焊接工艺复杂、内应力较大,影响节点性能且装配效率较低的问题;另外,通过增强构件的设置,优化了荷载传递路径,使得力可以直接从加劲肋传递至套管上,再通过套管对核心钢管混凝土节点部分传递荷载,可有效避免混凝土外侧钢管直接受到法向荷载,从而大大提高节点域的刚度与强度,保证了安全性。
23、(2)本发明的一种钢管混凝土异形柱结构,对于内侧核心钢管混凝土的连接,通过在钢管内设有环肋和连接钢筋,且可以在工厂进行预制;相比于传统的连接节点,全面避免了现场的焊接作业,提高了装配的效率;同时,待浇筑并养护完成后,当钢管混凝土承受拉力作用时,环肋对连接钢筋起到锚固作用,从而可保证该连接节点处的连接强度;对于异形柱外侧的t型钢间的连接,通过在t型钢的腹板和翼板上均开设有螺栓孔,然后利用高强螺栓以及拼接盖板,以全螺栓连接方式予以连接;同样无需现场焊接,可提高装配效率。另外,t型钢间的连接不仅在强度上保证了对接等强,还起到了帮助核心钢管混凝土进行施工定位的作用。
1.一种钢管混凝土异形柱结构,包括异形柱(1)以及钢梁(2),其特征在于:所述的异形柱(1)包括钢管(11)以及沿着该钢管(11)周壁设置的若干t型钢(12);
2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土异形柱结构,其特征在于:所述的加劲肋(32)成对设置,分为位于t型钢(12)腹板的两侧;且每个钢梁(2)的端部配备有两组加劲肋(32),每组加劲肋(32)的设置位置与对应钢梁翼缘(22)等高。
3.根据权利要求2所述的一种钢管混凝土异形柱结构,其特征在于:所述套管(31)的端部超出钢梁翼缘(22)端部0.35d,其中,d为钢管(11)的外径。
4.根据权利要求3所述的一种钢管混凝土异形柱结构,其特征在于:所述套管(31)的壁厚与钢管(11)的壁厚相同,加劲肋(32)的厚度与钢梁翼缘(22)厚度相同。
5.根据权利要求4所述的一种钢管混凝土异形柱结构,其特征在于:所述的加劲肋(32)的厚度不大于套管(31)的壁厚。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种钢管混凝土异形柱结构,其特征在于:所述的异形柱(1)在竖直方向上通过竖向连接节点(4)相连接,所述的竖向连接节点(4)包括环肋(41)、连接钢筋(42)以及连接盖板(45);
7.根据权利要求6所述的一种钢管混凝土异形柱结构,其特征在于:所述连接钢筋(42)的端部设有端板(43),所述的端板(43)包括长端板(431)和短端板(432),其中,所述长端板(431)的端部与钢管(11)的内壁相抵触。
8.根据权利要求7所述的一种钢管混凝土异形柱结构,其特征在于:所述的多根连接钢筋(42)围成的空间内设有环形的架立钢筋(44),该架立钢筋(44)沿连接钢筋(42)的长度方向设置有多组。
9.根据权利要求8所述的一种钢管混凝土异形柱结构,其特征在于:所述连接钢筋(42)的外侧设有支撑筋,连接钢筋(42)通过该支撑筋定位于环肋(41)上。