[实用新型]一种局部钢纤维加强的新型型钢混凝土组合柱

说明书

本实用新型公开了一种局部钢纤维加强的新型型钢混凝土组合柱，包括钢骨、纵向钢筋、复合箍筋、钢纤维、混凝土。钢骨由四个H型钢与十字形钢板焊接而成。复合箍筋由矩形双肢箍和八边形双肢箍组成。在柱四个角部与两端塑性区掺入钢纤维。本实用新型钢骨提高了组合柱的承载能力、延性性能和耗能能力；钢骨与复合箍筋对组合柱内混凝土形成复合约束，改善了柱内混凝土的力学性能；掺入钢纤维进一步增强了组合柱的延性性能。

技术领域

本实用新型涉及一种钢与混凝土组合结构，尤其涉及一种局部钢纤维加强的新型型钢混凝土组合柱。

背景技术

型钢混凝土结构因具有优异的承载能力、抗火性能、抗震性能以及施工快捷等特点，在高层及超高层建筑结构中被广泛使用。

型钢混凝土柱由于配置了核心型钢，而具有较高的刚度和承载能力；同时，型钢能对核心区的混凝土起到一定的约束作用，可改善混凝土的力学性能，增强构件的延性、耗能性能及抗震性能。当轴压比增加，虽然提高配箍率可以保证其满足抗震变形要求，但如果轴压比较大时，柱的延性性能仍然较差。另外，单一的H型钢非闭合截面，对核心混凝土的约束作用有限。

因此，有必要研究一种新型型钢混凝土组合柱，进一步提高型钢混凝土柱的延性和抗震性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种局部钢纤维加强的新型型钢混凝土组合柱，改善型钢混凝土组合柱对混凝土的约束效果及延性性能，提高组合柱的承载力和抗震性能。

本实用新型采用的技术方案为：一种局部钢纤维加强的新型型钢混凝土组合柱，包括钢骨、纵向钢筋、复合箍筋、钢纤维和混凝土；所述混凝土内配置钢骨，在钢骨外侧设置由纵向钢筋和复合箍筋绑扎形成的钢筋笼；

所述钢骨由四个H型钢与十字形钢板焊接而成；所述十字形钢板位于钢骨中心，由三块钢板焊接而成，四个H型钢围绕十字形钢板对称布置，四个H型钢的翼缘分别与中心的十字形钢板焊接；对称布置的H型钢能提高组合柱的压弯承载力；十字形钢板与相焊接的型钢翼缘形成的近似封闭区域，对其内部混凝土起到更强的约束作用，能提高混凝土的强度和延性性能。

所述复合箍筋由矩形双肢箍和八边形双肢箍组成；所述复合箍筋位于钢筋笼最外侧，矩形双肢箍封闭围合全部所述纵向钢筋，八边形双肢箍封闭围合部分所述纵向钢筋；所述钢筋笼每侧布置四根纵向钢筋，纵向钢筋对称布置；

所述型钢混凝土组合柱的两端塑性区与四个角部掺入钢纤维，型钢混凝土组合柱的每端掺入钢纤维的高度为γh，其中h为柱横截面高度，γ为掺入钢纤维高度系数，根据抗震设防烈度取值；型钢混凝土组合柱的角部掺入钢纤维的范围为：各个角部对应的八边形双肢箍斜边以外的区域，沿柱高通长布置。

作为优选，所述十字形钢板中三块钢板的焊接、十字形钢板与H型钢翼缘的焊接均采用带钝边单边V形坡口焊。

作为优选，当抗震设防烈度为7度时，γ取1.0；当抗震设防烈度为8度时，γ取1.5；当抗震设防烈度为9度时，γ取2.0。

上述局部钢纤维加强的新型型钢混凝土组合柱的制作方法，包括如下步骤:

(1)依照相应的顺序，从内到外焊接钢骨并固定；

(2)绑扎纵向钢筋、矩形双肢箍、八边形双肢箍，形成钢筋笼；

(3)支模板；

(4)根据确定的组合柱柱底掺入钢纤维范围，浇筑混凝土，并掺入钢纤维；

(5)根据组合柱中间段高度，浇筑混凝土，并利用导管在组合柱四个角部导入钢纤维；

(6)根据确定的组合柱顶端掺入钢纤维范围，浇筑混凝土，并掺入钢纤维，成型即为局部钢纤维加强的新型型钢混凝土组合柱。