專利名稱：方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強混凝土柱，特別是指一種方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱；屬于建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高強混凝土具有強度高、變形小和耐久性好等優(yōu)點，能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、 重載、高聳發(fā)展和承受惡劣環(huán)境條件的需要，混凝土的高強化是現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的重 要趨勢。在高層結(jié)構(gòu)中采用高強混凝土框架柱，可以有效的減小柱子截面，增加房屋的使用 面積。優(yōu)越的性能使得高強混凝土的應(yīng)用范圍不斷擴大在國外，混凝土強度等級已經(jīng) 應(yīng)用到C100，最高達到C130。但高強混凝土也有其致命的弱點，即高強混凝土的延性很差， 容易產(chǎn)生脆性破壞，素混凝土的延性隨混凝土強度的提高而顯著降低。國外大量采用高強 混凝土的結(jié)構(gòu)都是在非地震區(qū)，而我國80%的國土面積屬于抗震設(shè)防區(qū)(6度以上)，特別 是高層建筑集中的城市絕大多數(shù)處于抗震設(shè)防區(qū)，部分處于高烈度地區(qū)，不宜采用高強混 凝土結(jié)構(gòu)。我國的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002》規(guī)定當(dāng)設(shè)防烈度為9度時，混 凝土強度等級不宜超過C60，當(dāng)設(shè)防烈度為8度時，混凝土強度等級不直超過C70。這些規(guī) 定限制了高強混凝土在地震區(qū)高層建筑中的應(yīng)用，因此研究防止高強混凝土脆性破壞的方 法，充分利用高強混凝土的優(yōu)點，具有重要的理論意義和實用價值。在高強混凝土柱中加入型鋼，形成型鋼高強混凝土柱將明顯改善高強混凝土柱的 延性性能，但目前工程中通常采用的型鋼高強混凝土柱有如下不足1.承載力沒有得到提高。由于型鋼位于型鋼混凝土柱的中心，因此型鋼不能對混 凝土產(chǎn)生有效的約束；且型鋼混凝土柱不能設(shè)置復(fù)合箍筋，因此型鋼高強混凝土柱中的高 強混凝土受到的約束很小，承載力為型鋼、縱筋和混凝土縱向應(yīng)力的簡單疊加。2.型鋼混凝土涉及型鋼、縱筋、箍筋和混凝土，施工工序較多。對高強混凝土進行外部約束，形成圓鋼管高強混凝土柱或方鋼管鋼高強混凝土柱 也將明顯改善高強混凝土的延性性能，但目前工程中通常采用的圓鋼管高強混凝土柱或方 鋼管鋼高強混凝土柱有如下缺點和不足1.圓鋼管高強混凝土中的鋼管雖然對高強混凝土約束效果好，但圓鋼管高強混凝 土由于圓形截面的特點，其抗彎剛度和抗彎承載力較低，同時圓鋼管高強混凝土節(jié)點施工 復(fù)雜，限制了其應(yīng)用。2.方鋼管高強混凝土現(xiàn)場施工方便，但方鋼管高強混凝土中的鋼管在極限承載力 前鋼管對高強混凝土約束效果差，即基本上單獨工作，其極限承載力基本上為方鋼管和高 強混凝土承載力的簡單疊加，在極限承載力后，鋼管對高強混凝土約束效果較好，改善了混 凝土的延性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種承載力高，延性好，施工方便 成本低，抗彎承載力和抗彎剛度大的方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱。本發(fā)明方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱，包括方鋼管、箍筋、縱筋、高強混 凝土，所述縱筋至少為三根并沿所述方鋼管軸向設(shè)置在所述方鋼管內(nèi)；所述箍筋為單個圓 環(huán)或螺旋體，所述箍筋沿所述縱筋的軸向設(shè)置，所述箍筋與所述方鋼管內(nèi)表面相切且與所 述縱筋固定連接；所述方鋼管內(nèi)澆筑有高強混凝土。本發(fā)明中，所述箍筋與所述縱筋采用點焊或綁扎固定。本發(fā)明中，沿所述縱筋軸向設(shè)置的相鄰兩圓環(huán)箍筋之間的間距為30 80mm ；所述 箍筋螺旋體的螺距為30 80mm。本發(fā)明中，所述方鋼管體積含鋼率與箍筋體積含鋼率之比在(1 3) (3 1) 之間。本發(fā)明的方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱，其方鋼管主要承受彎矩、其次 是軸力，鋼管內(nèi)部環(huán)形箍筋約束高強混凝土主要承擔(dān)軸力，環(huán)形箍筋只對核心混凝土提供 橫向的約束作用。本發(fā)明的方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱所帶來的效果是1.承載力高、延性好。方鋼管對角部的混凝土起著約束作用，內(nèi)切環(huán)形箍筋對中部 的混凝土起著約束作用，方鋼管在承載力軸力的同時，也可承擔(dān)外彎矩，方鋼管和內(nèi)約束混 凝土兩者分工明確。2.施工方便。方鋼管可在施工現(xiàn)場進行焊接，圓環(huán)形箍筋或螺旋箍筋可采取與內(nèi) 部的4根縱筋點焊或綁扎的方式進行固定，柱本身和節(jié)點的施工相對簡單。3.經(jīng)濟效果好。相同截面含鋼率下，方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱承載 力、延性性能與圓鋼管高強混凝土柱較接近，且施工簡便，因此可節(jié)約材料、提高施工速度。方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱與圓鋼管高強混凝土柱、方鋼管高強混凝 土柱及型鋼高強混凝土柱相比，具有以下優(yōu)點1.與方鋼管高強混凝土柱和型鋼高強混凝土柱相比，方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高 強混凝土柱提高了高強混凝土柱的承載力和延性，方鋼管對角部的混凝土起著約束作用， 內(nèi)切圓箍筋對中部的混凝土起著約束作用。2.與圓鋼管高強混凝土柱相比，方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱承載力和 延性基本相當(dāng)，抗彎承載力和抗彎剛度大。3.與型鋼高強混凝土柱相比，方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱解決了箍筋 設(shè)置太多導(dǎo)致的施工量大、混凝土震搗困難和模板用量大等問題。4.與圓鋼管高強混凝土柱相比，方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱解決了圓 鋼管高強混凝土柱節(jié)點施工復(fù)雜的困難。綜上所述，本發(fā)明承載力高，延性好，施工方便，成本低，抗彎承載力和抗彎剛度 大，可替代現(xiàn)有方鋼管高強混凝土柱、型鋼高強混凝土柱、圓鋼管高強混凝土柱，縮短施工 周期，提高建筑物的安全性能。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)平面示意圖。圖3是具體實施方式
一的骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是具體實施方式
二的骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1、2、3、4中，1-縱筋、2—箍筋、3_高強混凝土、4一方鋼管。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例1參見附圖1、2、3，本發(fā)明方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱，包括方鋼管4、箍筋2、縱筋1、高強混凝土 3，所述縱筋1至少為三根并沿所述方鋼管4軸向設(shè)置在所述方 鋼管4內(nèi)；所述箍筋2為單個圓環(huán)，所述箍筋2沿所述縱筋1的軸向設(shè)置，相鄰兩圓環(huán)箍筋 之間的間距為30 80mm，所述箍筋2與所述方鋼管4內(nèi)表面相切且與所述縱筋1采用點焊 或綁扎固定；所述方鋼管內(nèi)澆筑有高強混凝土 3，所述方鋼管體積含鋼率與箍筋體積含鋼 率之比在(1 3) (3 1)之間。實施例2參見附圖1、2、4，本發(fā)明方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱，包括方鋼管4、 箍筋2、縱筋1、高強混凝土 3，所述縱筋1至少為三根并沿所述方鋼管4軸向設(shè)置在所述方 鋼管4內(nèi)；所述箍筋2為螺旋體，所述箍筋2沿所述縱筋1的軸向設(shè)置，所述螺旋體的螺距 為30 80mm，所述箍筋2與所述方鋼管4內(nèi)表面相切且與所述縱筋1采用點焊或綁扎固 定；所述方鋼管內(nèi)澆筑有高強混凝土 3，所述方鋼管體積含鋼率與箍筋體積含鋼率之比在 (1 3) (3 1)之間。
權(quán)利要求
方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱，包括方鋼管、箍筋、縱筋、高強混凝土，其特征在于所述縱筋至少為三根并沿所述方鋼管軸向設(shè)置在所述方鋼管內(nèi)；所述箍筋為單個圓環(huán)或螺旋體，所述箍筋沿所述縱筋的軸向設(shè)置，所述箍筋與所述方鋼管內(nèi)表面相切且與所述縱筋固定連接；所述方鋼管內(nèi)澆筑有高強混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱，其特征在于所述 箍筋與所述縱筋采用點焊或綁扎固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱，其特征在于沿 所述縱筋軸向設(shè)置的相鄰兩圓環(huán)箍筋之間的間距為30 80mm ；所述箍筋螺旋體的螺距為 30 80mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱，其特征 在于所述方鋼管體積含鋼率與箍筋體積含鋼率之比在(1 3) (3 1)之間。
全文摘要
方鋼管內(nèi)切環(huán)形箍筋約束高強混凝土柱，包括方鋼管、箍筋、縱筋、高強混凝土，所述縱筋至少為三根并沿所述方鋼管軸向設(shè)置在所述方鋼管內(nèi)；所述箍筋為單個圓環(huán)或螺旋體，所述箍筋沿所述縱筋的軸向設(shè)置，所述箍筋與所述方鋼管內(nèi)表面相切且與所述縱筋固定連接；所述方鋼管內(nèi)澆筑有高強混凝土。本發(fā)明承載力高，延性好，施工方便，成本低，抗彎承載力和抗彎剛度大，可替代現(xiàn)有方鋼管高強混凝土柱、型鋼高強混凝土柱、圓鋼管高強混凝土柱，縮短施工周期，提高建筑物的安全性能。
文檔編號E04C5/01GK101818543SQ20101018593
公開日2010年9月1日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者丁興發(fā), 余志武, 周林超 申請人:中南大學(xué)