[实用新型]一种异形钢单元斜向拼接钢管混凝土L形柱

说明书

本实用新型公开了一种异形钢单元斜向拼接钢管混凝土L形柱。由两个梯形钢单元和浇筑其中的混凝土组成，两个梯形钢单元的截面为形状和尺寸相同的直角梯形，两个梯形钢单元的斜边相贴固定在一起组成L形截面的异形柱，在每个梯形钢单元中浇筑，两个梯形钢单元之间设有钢隔板或者不设有钢隔板。本实用新型解决了建筑室内柱子凸出墙面的问题，将L形截面分成两个单元后，消除了90度阴角的影响，提高和改善了异形柱的承载力和抗震性能，解决了柱壁开孔对结构性能的影响，降低了施工难度，也提高了结构的经济效益。

技术领域

本实用新型涉及一种由异形钢单元斜向拼接的钢管混凝土L形柱，可广泛应用于多高层钢结构住宅角柱体系中。

背景技术

我国人口众多，土地资源相对匮乏，发展多层和高层住宅符合我国的基本国情。与普通的混凝土住宅相比，钢结构住宅具有绿色环保、产业化和信息化程度高、防灾减灾能力强等优势。并且近年来住建部要求加快推进装配式钢结构住宅建设，以促进建筑产业转型升级，实现绿色可持续发展目标，从国家层面给钢结构住宅的推广与应用发出了最强音，钢结构住宅迎来巨大的市场需求空间。按《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015的分类，多高层钢结构体系主要有钢框架结构、钢框架-支撑结构、钢框架-延性墙板结构；按结构构件划分，可将主体结构划分为主要承受竖向荷载的梁、柱和钢板组合剪力墙以及主要承受水平荷载的支撑、钢板剪力墙等。

目前，国内钢结构住宅的钢柱构件，常用形式包括传统矩形钢管混凝土柱、隐藏式矩形钢管混凝土柱和异形钢管混凝土柱三种形式。传统矩形钢管混凝土柱又可分为内隔板式和隔板贯通式两种，由于混凝土灌浆孔最小尺寸限制不小于150mm，同时隔板传力对净截面有要求，使得钢管柱最小截面一般不小于350mm，这就造成了钢管柱凸出墙面的问题，严重影响了建筑室内的使用效果。异形钢管混凝土柱的提出很好地解决了上述问题。该种体系通过多个宽度较小的钢管组成L型、T型、十字型等截面形式，布置于不同的建筑位置，达到结构与建筑融合的目标。

对于建筑结构角柱的选择，一般采用钢管混凝土L形柱体系。钢管混凝土L形柱主要有以下几种形式，一种是普通钢管混凝土L形柱，如图1所示，即用钢板直接焊接成L形钢管，然后再向管内浇筑混凝土。该种形式施工方便，但由于截面存在90度阴角，削弱了钢和混凝土的相互作用，其组合性能较差；另一种是改进后的钢管混凝土L形柱，如图2和图3所示，分别为设置加劲肋1和设计约束拉杆2，上述措施可以加强L形钢管和管内混凝土的组合性能，但由于加劲肋1焊接和拉结拉杆所带来的二次作业使得对该类钢管混凝土L形柱的推广和应用大打折扣；还有一种是多室式钢管混凝土组合L形柱，如图4所示，由多个矩形(方形)薄壁钢管型材直接焊接成L形截面，每个钢管独立成室。该种形式构造简单、力学性能良好，但想要形成L形截面，其内角处的一道焊缝需要将三个钢管进行连接，焊接难度较大，施工相对繁琐。

实用新型内容

为了克服现有钢管混凝土L形柱的不足，综合考虑结构的安全适用、绿色节能、经济合理等因素，本实用新型提出了一种异形钢单元斜向拼接的钢管混凝土L形柱，可广泛应用于多高层钢结构住宅角柱体系中，具有构造形式简单，力学性能良好，加工方便快捷，经济效益高等优点。

本实用新型采用的技术方案是：

由两个梯形钢单元和浇筑其中的混凝土组成，两个梯形钢单元的截面为形状和尺寸相同的直角梯形，两个梯形钢单元的斜边相贴固定在一起组成L形截面的异形柱，在每个梯形钢单元中浇筑，两个梯形钢单元之间设有钢隔板或者不设有钢隔板。

当梯形钢单元的柱壁厚度小于等于16mm时，梯形钢单元为冷弯成型的闭环直角梯形钢管，直角梯形钢管内浇筑混凝土，两个直角梯形钢管的斜边紧贴后焊接，组成L形截面的异形柱。

当梯形钢单元的柱壁厚度大于16mm时，梯形钢单元由一块钢板弯折或由三块钢板直接焊接成斜边开口的直角梯形钢，两个直角梯形钢以各自斜边分别焊接到钢隔板的两侧表面，形成L形截面的异形柱，最后在直角梯形钢和钢隔板围成的空间内浇筑混凝土。