T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱，所述异形柱包括底座以及垂直安装在底座上的T形异形柱；所述T形异形柱内均匀分布有若干根纵向平行的钢筋以及若干圈横向的T形箍筋并浇注有混凝土；所述三个肢端分别布置槽形型钢，所述槽形型钢套在三个肢端外，所述槽形型钢的凹口朝向T形异形柱中心，其施工方法包括：绑扎钢筋骨→拼装成组合T形钢骨架→架设模板→浇注成型；本申请采用钢‑混凝土组合结构异形柱将槽钢包裹在异形柱肢端外侧，不会因槽钢埋于混凝土内部造成内部钢筋拥挤、空间不足的问题，有效解决型钢混凝土异形柱的钢骨架较复杂而造成施工不便的问题，节约施工时间及成本；有效提高普通钢筋混凝土异形柱结构抗震性能。

【技术实现步骤摘要】
T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱及其施工方法
本专利技术涉及一种建筑工程领域，特别是一种T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱及其施工方法。
技术介绍
异形柱是指柱截面为L形、T形、十字形，截面高与肢厚之比小于或等于4的柱。异形柱的肢厚通常与墙厚保持一致，避免了柱子凸出墙体，使得建筑内部既美观，同时也间接增大了房间的使用空间，因此，异形柱在建筑使用功能上有着不可替代的优越性，很容易受到用户和开发商的普遍欢迎，因而在实际工程中得到广泛应用。但是，由于现有异形柱截面的不规则性，受力不合理，肢厚较小，使其在地震作用下首先在肢端脚部破坏，进而导致柱子整体很快破坏，抗震性能普遍不如矩形截面柱。为了使异形柱结构性能进一步的优化，扩大应用范围，许多学者进行了大量的试验与理论研究，提出了一些新的结构形式及施工方法，例如型钢混凝土异形柱、钢管混凝土异形柱等；这些新的结构形势虽然能在一定程度上解决异形柱抗震性能不足的问题，但同时也带来施工空间不足的问题，对肢厚一般只有200mm的住宅用型钢或钢管混凝土异形柱结构，在节点处既要有型钢或钢管通过，又要有梁柱的纵向钢筋交叉穿过，是难以想象的拥挤，甚至难以在实际工程中实施。现有技术中常用的制作异形柱及其施工方法的缺陷在于：(1)普通钢筋混凝土异形柱，将钢筋按异形柱的形状绑扎成T形或其它形状，固定在设计位置，然后在混凝土内有钢筋穿过，混凝土浇筑比较方便，由于肢厚较薄，破坏时一般在肢端的混凝土首先被压碎，承载力较低，不能应用高于12层建筑，抗震性能差，不能用于高于8度地震区。(2)型钢混凝土异形柱，即在混凝土内部埋置型钢，此种形式结构较为复杂，加上异形柱内部空间夹小，特别是在梁柱交接处的节点位置内部更拥挤，给施工带来困难，施工时截面内部型钢防碍混凝土的振捣密实，在混凝土内部埋置型钢，混凝土包裹型钢周围，型钢不外露，有腹式和空腹式，型钢不焊接栓钉等连接件，承载力较大，抗震性能较好，但由于内部有型钢穿过，会防碍钢筋的绑扎，在梁柱交叉处柱的型钢又将防碍梁的钢筋穿过。当截面较小时，可能会造成混凝土保护层厚度不足的缺点，同时，由于异形柱的截面复杂，相应的钢骨架也妨碍振岛器的插入，不利于混凝土的振岛密实，不利于施工质量的保证。(3)钢管混凝土异形柱，在钢筋混凝土异形柱布置有钢管，内填充混凝土，钢管间用构件连接，施工工序较多，难度大，抗震性能好，承载力高，钢管的防碍使梁柱交叉处钢筋不易穿过，要采取复杂的措施。一般不适用于住宅等截面较小的异形柱结构，只适用于大型异形柱。专利号为201721687444.2，名称为钢管混凝土异形柱的在先申请，其主要技术点为多块钢筋焊接于外围，虽然在一定程度上解决了传统异形柱抗震性能不足的优点，但其也存在诸多缺点，主要是纯外包钢板的异形柱在实际使用过程和施工过程受到很大的限制，首先，使用在房屋中不易抹灰，其次，漏水容易造成钢板生锈，外观受到大面积影响；最后，外包的钢板需要多块钢板进行焊接成型，工作量十分繁琐复杂，在实际应用中大大提高了施工成本；专利号为201611266329.8，专利名称为L形铝合金混凝土异形柱的在先申请，其技术点也为金属外包，除了上述提到的缺点以外，此申请中的外表面不在同一平面内，在实际施工过程还需要针对凹槽处另外抹灰，进一步加大了工作难度。针对现有技术存在的缺点，本专利技术提供一种既能改善异形柱结构性能又有利于施工的新的结构形式和方法，意在解决现有技术存在的缺陷。
技术实现思路
本专利技术公开了一种T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱及其施工方法，应用钢-混凝土组合结构异形柱将槽钢包裹在异形柱肢端外侧，槽钢与混凝土通过栓钉焊接件相连，不会因槽钢埋于混凝土内部而造成混凝土内部钢筋拥挤、空间不足等问题；为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱，所述T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱包括底座以及垂直安装在底座上的T形异形柱；其特征在于：所述T形异形柱形成三个肢端，所述三个肢端分别布置有槽形型钢，所述槽形型钢套在三个肢端外，所述槽形型钢的凹口朝向T形异形柱中心，所述槽形型钢凹背向外露于T形异形柱三个肢端外；所述槽形型钢宽度与所述T形异形柱混凝土肢端相同。优选的，所述槽形型钢凹面焊接有若干个栓钉连接件，所述栓钉连接件与槽形型钢垂直焊接，所述栓钉连接件埋于所述混凝土内，所述栓钉连接件包括一体成形的连接杆和在连接杆一端的栓钉头，所述连接杆另一端垂直焊接在槽形型钢的凹口内，所述栓钉头的竖直截面比连接杆的竖直截面大。优选的，所述T形异形柱包含内置的纵向钢筋及横向的T形箍筋，所述栓钉连接件与T形箍筋横向错开，不在同一平面内，避开施工拥挤。优选的，所述底座为T字形结构，所述底座截面大于所述T型异形柱垂直投影截面；所述底座上设置有多个预留孔，用于纵向钢筋的定位。优选的，所述T形异形柱分为上部和下部横向箍筋加密区，所述外包的槽形型钢下部位于T形异形柱加密区的栓钉连接件相邻两两之间间距小于上部栓钉连接件相邻两两之间的间距。优选的，所述栓钉连接件长度为8-15cm，所述栓钉头设置为圆形金属头或者十字交叉连接的钢筋件。所述的T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)绑扎钢筋骨：按设计要求将箍筋分段后弯折成若干个矩形，并两两成T形交错按顺序套入预先布置好的纵向钢筋上；接着将若干根竖向钢筋与若干圈横向T形箍筋绑扎成T形钢筋笼骨架；(2)定制槽形型钢、栓钉连接件以及制作底座；(3)槽形型钢与栓钉连接件焊接：将栓钉连接件按预设间距垂直焊接于槽形型钢凹面中心；(4)将底座、槽形型钢与钢筋笼骨架拼装成组合T形钢骨架并将槽形型钢垂直焊接于底座上；(5)按T形异形柱的要求架设混凝土模板；(6)浇注混凝土成型，养护后拆下模板便成为T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱。优选的，所述步骤(2)中的底座制作，所述底座设计为T形，所述底座T形截面大于所述T形异形柱截面；所述底座上表面预设有多个预留孔用于定位纵向钢筋。优选的，所述步骤(3)中的栓钉连接件与槽形型钢焊接，焊接时按T形异形柱下部加密区的栓钉连接件两两相互之间的间距小于上部栓钉连接件两两之间的间距焊接；优选的，所述步骤(5)中的架设模板是在T形钢骨架上的相邻槽形型钢边之间安装长方形模板即可，即长方形模板与三个槽形型钢共同围成T形外围，所述长方形模板与模板之间用铁丝连接固定即可。本专利技术的相关说明，槽形型钢与混凝土异形柱或梁底部通过剪力连接键连接组合受力，这个结构与型钢混凝土异形柱在外观形式上有明显的不同，型钢仅布置于柱肢端，而不是埋入混凝土中，截面上明显分为钢结构与混凝土结构，并且没有型钢混凝土异形柱结构那样的由于内部埋置型钢而导致空间拥挤所带来的施工困难问题，同时，型钢布置于异形柱的肢端，能很好地加强肢端的受力，使其不会像钢筋混凝土异形柱那样在地震作用下首先在肢端部破坏。本方案与钢筋混凝土相比，有效提高了承载力和抗震性能；与型钢混凝土相比，解决了梁柱交接处的节点位置内部拥挤，施工困难的问题。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术所述的异形柱是钢-混凝土组合结构异形柱将槽钢包裹在异形柱肢端外侧，槽钢与混凝土通过栓钉连接件相连，不会因槽钢埋于混凝土内部而造成混凝土内部钢筋拥挤、空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱，所述T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱包括底座以及垂直安装在底座上的T形异形柱；其特征在于：所述T形异形柱形成三个肢端，所述三个肢端分别布置有槽形型钢，所述槽形型钢套在三个肢端外，所述槽形型钢的凹口朝向T形异形柱中心，所述槽形型钢凹背向外露于T形异形柱三个肢端外；所述槽形型钢宽度与所述T形异形柱混凝土肢端相同。

【技术特征摘要】
1.一种T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱，所述T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱包括底座以及垂直安装在底座上的T形异形柱；其特征在于：所述T形异形柱形成三个肢端，所述三个肢端分别布置有槽形型钢，所述槽形型钢套在三个肢端外，所述槽形型钢的凹口朝向T形异形柱中心，所述槽形型钢凹背向外露于T形异形柱三个肢端外；所述槽形型钢宽度与所述T形异形柱混凝土肢端相同。2.根据权利要求1所述的T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱，其特征在于：所述槽形型钢凹面焊接有若干个栓钉连接件，所述栓钉连接件与槽形型钢垂直焊接，所述栓钉连接件埋于所述混凝土内，所述栓钉连接件包括一体成型的连接杆和在连接杆一端的栓钉头，所述连接杆另一端垂直焊接在槽形型钢的凹口内，所述栓钉头的竖直截面比连接杆的竖直截面大。3.根据权利要求2所述的T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱，其特征在于：所述T形异形柱包含内置纵向钢筋及横向的T形箍筋，所述栓钉连接件与T形箍筋横向错开，不在同一平面内。4.根据权利要求1所述的T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱，其特征在于：所述底座为T字形结构，所述底座截面大于所述T型异形柱垂直投影截面；所述底座上设置有多个预留孔，用于纵向钢筋的定位。5.根据权利要求2所述的T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱，其特征在于：所述T形异形柱分为上部和下部横向箍筋加密区，所述外包的槽形型钢下部位于T形异形柱加密区的栓钉连接件相邻两两之间间距小于上部栓钉连接件相邻两两之间的间距。6.根据权利要求5所述的T形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：张喜德，熊伟君，黎力设，陈文鹏，江佳霖，蒙芷萩，黄东，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45