[发明专利]一种含暗柱的格构式砌块组合异形柱

权利要求书

1.一种含暗柱的格构式砌块组合异形柱，其特征在于，所述的组合异形柱包括：多个由暗柱(1)、蒸压加气混凝土砌块(2)、缀板(3)所组成的单元；相邻暗柱(1)之间有蒸压加气混凝土砌块(2)；在蒸压加气混凝土砌块(2)两侧设置有垂直于暗柱(1)的若干缀板(3)，缀板(3)的两端与暗柱(1)相焊接。

2.如权利要求1所述的一种含暗柱的格构式砌块组合异形柱，其特征在于，暗柱(1)为薄壁钢板焊接而成或整体预制成型的方形管。

3.如权利要求1所述的一种含暗柱的格构式砌块组合异形柱，其特征在于，暗柱(1)内浇筑有混凝土，所述的混凝土为普通混凝土、轻骨料混凝土或高性能混凝土中的任一种。

4.如权利要求1所述的一种含暗柱的格构式砌块组合异形柱，其特征在于，缀板(3)的两端与暗柱(1)采用坡口焊的方式相焊接。

5.如权利要求1所述的一种含暗柱的格构式砌块组合异形柱，其特征在于，在蒸压加气混凝土砌块(2)两侧各设置三个缀板(3)，缀板(3)的宽度为500mm，间隔为400mm。

6.如权利要求1所述的一种含暗柱的格构式砌块组合异形柱，其特征在于，所述暗柱(1)与缀板(3)的材料为碳素结构钢Q235级钢材、低合金高强度结构钢Q345级、Q390级、Q420级或Q460级钢材中的任一种。

7.如权利要求1所述的一种含暗柱的格构式砌块组合异形柱，其特征在于，蒸压加气混凝土砌块(2)长450mm，宽140mm，高300mm。

8.如权利要求1所述的一种含暗柱的格构式砌块组合异形柱，其特征在于，所述的组合异形柱的截面呈“L”型、“T”型或“十”字型。

9.如权利要求1所述的一种含暗柱的格构式砌块组合异形柱，其特征在于，所述组合异形柱的轴压比限值，当抗震等级为一级中的9度、一级中的6、7、8度、二级、三级时，其轴压比限值分别为0.45、0.5、0.55、0.6。

10.如权利要求8或9所述的一种含暗柱的格构式砌块组合异形柱，其特征在于，组合异形柱各构件尺寸确定方法如下所示：

a＝140+2t₂

b＝a-2t₁

l＝450mm

式中，t₁，t₂——分别为暗柱(方钢管)和缀板截面厚度；

a——暗柱(方钢管)的截面宽度；

b——方钢管内混凝土的截面宽度；

l——缀板的长度；

a_t——为方便计算暂取的方钢管截面宽度平均值，a_t＝155mm；

f_y——钢材屈服强度；

N，V——分别为组合异形柱的轴心压力设计值和抗剪承载力设计值，由结构内力计算所得；

n——组合异形柱的分肢数目，此结构中，“L”型n＝3、“T”型n＝4、“十”字型n＝5；

f，f_c——分别为钢材和混凝土的抗压强度设计值；

对组合异形柱各构件尺寸及材料进行初选后，验证组合异形柱轴压承载力，验证公式为：

N_u≥N

其中，

N₀＝nf_c(1.212+Bθ+C₂θ²)(A_s+A_c)+0.75(n-1)f_cbA_cb

式中，N_u——组合异形柱轴压承载力；

N₀——不考虑长细比的组合异形柱轴压承载力；

N_cr——组合异形柱的轴压稳定承载力；

C₁——轴压承载力计算系数；

B，C₂——截面形状对套箍效应的影响系数，

θ——钢管混凝土柱的套箍系数，

A_s，A_c——分别为方钢管截面面积和管内混凝土截面面积，A_s＝a²-b²，A_c＝b²；

f_cb——蒸压加气混凝土砌块的抗压强度设计值；

A_cb——单肢蒸压加气混凝土砌块墙的截面面积，A_cb＝140×450＝63000mm²；

E_s，E_c——分别为钢材和混凝土的弹性模量；

I_s，I_c——分别为钢管和混凝土的惯性矩；

K——计算长度系数；

L——柱子高度；

C₃——截面抗弯刚度组合系数，

对组合异形柱各构件尺寸及材料进行初选后，验证组合异形柱抗剪承载力，验证公式如下：

V_u≥V

其中，

V_u＝1.1f[nA_s+0.4(n-1)A′_s]

式中，V_u——组合异形柱的抗剪承载力设计值；

A′_s——两个暗柱间缀板截面面积，A′_s＝2t₂l。