[发明专利]一种设计格构式钢骨混凝土柱的方法

说明书

本发明公开了一种设计格构式钢骨混凝土柱的方法，属于土木工程的结构设计领域。本发明提供了一种设计格构式钢骨混凝土柱的方法，使用此方法设计格构式钢骨混凝土柱时，仅需先通过公式和αf_cBx+f_ylA_l+f_yA_s‑f′_yA′_s‑f′_yl(A′_l+A″_l)＝0计算得到格构式钢骨混凝土柱的抗弯承载力M_LSRC，再根据计算得到的抗弯承载力M_LSRC调整格构式钢骨混凝土柱的缀板尺寸、钢筋直径、柱截面尺寸或混凝土等级等的尺寸即可。

技术领域

本发明涉及一种设计格构式钢骨混凝土柱的方法，属于土木工程的结构设计领域。

背景技术

格构式钢骨混凝土柱是建筑物的竖向受力构件。如图1～2所示，格构式钢骨混凝土柱包含混凝土1，位于混凝土内部的钢筋骨架2，以及位于钢筋骨架内部的钢骨架3，钢筋骨架2为由纵筋4、箍筋5和拉筋8围成的方形钢筋骨架，钢骨架3包含四块L型钢6，相邻两块L型钢6之间连接有若干缀板7，使得四块L型钢6可围成一个上下敞口的立方体，拉筋8位于上下相邻两块缀板7之间，且拉筋8的两端与箍筋5相连。

格构式钢骨混凝土柱横截面转角处的L型钢抗弯承载力明显大于常规钢骨混凝土柱横截面中心处的型钢抗弯承载力；格构式钢骨混凝土柱的四根L型角钢由缀板焊接连接形成一个整体结构，同时提供抗剪和侧向约束；格构式钢骨混凝土柱的混凝土外壳有效地抑制了钢材的腐蚀，提高了耐火性，并且，格构式钢骨混凝土柱的混凝土外壳也防止了的L型钢的局部屈曲；另外，格构式钢骨混凝土柱将纵筋、箍筋及拉筋组成的钢筋骨架嵌入外层混凝土，用于防止外层混凝土剥落，有效增强了钢与混凝土的协同变形能力。因此，格构式钢骨混凝土柱在建筑领域的应用越来越广泛，根据实际应用场景对格构式钢骨混凝土柱进行施工和设计在建筑领域也越发重要。

对于混凝土柱而言，其承载力是施工和设计的基础。目前，混凝土柱承载力的获得方法主要有试验加载法、数值模拟法和公式计算法三种，其中，由于试验加载法的成本较高，并且，由于数值模拟法的过程较繁琐和复杂，十分耗费时间，因此，公式计算法在实际应用中更具优势。

现阶段，用于获得常规钢骨混凝土柱承载力的公式计算法已经较成熟。在公式计算法中，现有的针对常规钢骨混凝土柱的规范规程中的计算方法从理论上主要分为以下三种：

第一种，认为核心混凝土对抗弯构件的贡献主要体现在限制钢管壁的内陷，但其强度变化对构件抗弯承载力的影响不显著，故在计算中，可以考虑钢管塑性发展同时忽略核心混凝土的抗弯性能，以日本AIJ规程和美国AISC-LRFD规程为代表；

第二种，将钢管混凝土的承载力认为是钢管承载力及混凝土承载力的简单叠加，以欧洲EC4规程为代表；

第三种，考虑了核心混凝土的贡献并考虑钢与混凝土之间的组合作用，以GJB规程为代表。

但是，由于格构式钢骨混凝土柱的结构不同于简单的钢管混凝土，故上述针对常规钢骨混凝土柱的规范规程中的计算方法都不能准确地计算其承载力。因此，急需找到一种可准确计算格构式钢骨混凝土柱抗弯承载力的方法以设计格构式钢骨混凝土柱。

发明内容

[技术问题]

本发明要解决的技术问题是提供一种可准确计算格构式钢骨混凝土柱抗弯承载力的方法以设计格构式钢骨混凝土柱。

[技术方案]

为了解决上述问题，本发明提供了一种设计格构式钢骨混凝土柱的方法，所述方法包括以下步骤：