[发明专利]十字形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱及其施工方法

说明书

本发明公开了十字形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱及其施工方法，属于建筑领域，十字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十字形异形柱。其施工方法包括：绑扎钢筋骨→拼装成组合十字形钢骨架→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，施工工序较为简单，钢筋绑扎与普通钢筋混凝土异形柱的钢筋绑扎难度相同，外包槽钢可预先制好，再现场拼装即可，且在梁柱交叉处无多余钢材料阻碍，不存在内部空间不足，钢筋不易穿过的问题，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抗震性能。

技术领域

本发明涉及一种建筑工程领域，特别是一种十字形截面肢端外包槽钢混凝土组合异形柱及其施工方法。

背景技术

异形柱是指柱截面为L形、十字形、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十字形或其它形状，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。