内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱及制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种建筑结构构件，尤其涉及一种内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合 柱及制作方法。
【背景技术】
[0002] 由于螺旋箍筋对混凝土的约束作用，螺旋箍筋混凝土柱在承压时核心混凝土处于 三向受压状态，具有良好的承载性能和延性，同时由于连续横向钢筋的配置，使其具有优秀 的抗震性能和耗能能力，被广泛应用于各种结构当中。但是该结构柱仍有一些不可避免的 缺点，限制了其在抗震要求更高、竖向荷载较大的工程结构中的应用;例如：
[0003] 1.由于螺旋箍筋混凝土柱是具有混凝土保护层的，包裹于箍筋外部的保护层混凝 土不受箍筋约束，其在柱受力过程中过早地剥落而退出工作，使得核心约束混凝土的力学 性能得不到充分发挥，很大程度上削弱了配置螺旋箍筋对柱力学性能的提高作用。
[0004] 2.螺旋箍筋仅在其约束的混凝土处于受压时产生横向约束作用，从而提高柱的承 载性能。而柱在压弯作用下，由于弯曲变形使得柱截面出现受拉区，从而导致核心混凝土部 分受压、部分受拉，而使得螺旋箍筋不能起到有效的约束作用，其抗弯刚度和抗弯承载力较 低；
[0005] 3.由于矩形螺旋箍筋混凝土柱螺旋箍筋对混凝土的约束效果差，工程中螺旋箍筋 混凝土柱截面多为圆形，而圆形截面柱梁柱节点施工复杂，并且建筑中由于结构布置需要 很多柱子为正方形或矩形截面，这就使得该结构柱由于截面形式在工程应用中受到限制。 基于以上问题，很有必要研究一种适用于抗震性能要求高或者承受竖向荷载较大的内置并 束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种承载性高，延性、抗震性能好以及施工方便 的内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱，以克服现有螺旋箍筋混凝土柱技术螺旋箍筋约束 效果差、截面形式受限等不足之处。
[0007] 本发明采用的技术方案是：
[0008] 内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱，包括角钢，钢缀件，螺旋箍筋，纵向钢筋，混 凝土;组合柱截面为方形或矩形;螺旋箍筋并列排列与纵向钢筋绑扎形成钢筋笼，钢筋笼被 包裹于混凝土内，混凝土外包型钢桁架;型钢桁架由角钢与钢缀件焊接而成;最外层螺旋箍 筋外边缘到钢缀件内边缘的距离为30mm-50mm。
[0009] 组合柱截面为正方形时，组合柱内设置有4个螺旋箍筋，4个螺旋箍筋呈四方形并 列排列。
[0010]组合柱截面为长方形时，组合柱内设置6个螺旋箍筋，6个螺旋箍筋呈长方形并列 排列。
[0011]每个螺旋箍筋和与其并列的其余螺旋箍筋交叉重叠空间中用纵向钢筋固定连接。
[0012]每个螺旋箍筋配置至少4根纵向钢筋，纵向钢筋绑扎于螺旋箍的内壁形成钢筋笼。
[00?3] 螺旋箍筋的直径为6mm-1 Omm，螺旋间距为40mm-8Omm;纵向钢筋的直径为I Omm-1 8mm 〇
[0014] 型钢桁架由4根竖向角钢通过钢缀件相互连接形成格构式空间骨架，4根角钢设置 于组合柱的四个角部。
[0015] 型钢桁架是由多个钢缀件以横向和斜向交叉焊接于角钢翼缘内侧，上下斜向钢缀 件和横向钢缀件首尾相连。
[0016] 角钢为等边或不等边角钢，钢缀件为扁钢或钢板制作，钢缀件宽度2 40mm，角钢翼 缘厚度与钢缀件厚度相等。
[0017] 内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱的制作方法，包括如下步骤：
[0018] (1)根据截面形状，按要求定位绑扎纵向钢筋和螺旋箍筋，形成钢筋笼；
[0019] (2)根据截面形状，按要求焊接角钢和钢缀件，制作型钢桁架；
[0020] (3)在钢筋笼外定位安装型钢桁架，使钢筋笼的形心与型钢桁架的形心重合；
[0021] (4)在型钢桁架外支模板，模板内表面紧贴角钢外表面；
[0022] (5)浇筑混凝土，成型后即为内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱。
[0023] 由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：
[0024] 通过外部型钢的包裹，使得保护层混凝土亦处于约束状态，有效解决了普通箍筋 约束混凝土柱中混凝土过早开裂剥落所造成的承载力降低;并且螺旋箍筋与型钢对混凝土 形成复合约束，使组合柱具有更高的承载力和延性;通过对各螺旋箍筋的并列布置，每个螺 旋箍筋单独对其内部混凝土产生约束作用，在压弯作用下柱截面部分受拉时，位于压区部 分的螺旋箍筋仍能对其核心混凝土产生约束，使该部分混凝土处于三向受压状态，解决普 通箍筋约束混凝土柱压弯作用下约束能力弱的问题;位于外部的型钢桁架有效的提高了组 合柱的抗弯刚度、抗弯承载力和抗震性能;型钢桁架由角钢和钢缀件焊接而成，便于调整截 面形式及尺寸;还有利于框架节点区中梁的钢筋穿过柱截面，施工方便快捷。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱实施例1的结构横截面示意图；
[0026] 图2是本发明内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱实施例2的结构横截面示意图；
[0027] 图3是本发明内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱实施例1的型钢桁架空间结构 示意图；
[0028] 图4是本发明内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱实施例1的箍筋和纵筋空间结 构示意图；
[0029] 图5是本发明内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱实施例2的型钢桁架空间结构 示意图；
[0030] 图6是本发明内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱实施例2的箍筋和纵筋空间结 构示意图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0032] 实施例1:
[0033] 如图I、图3和图4所示，内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱包括实施例1的角钢 1，钢缀件2,螺旋箍筋3,纵向钢筋4,混凝土 5。螺旋箍筋3与纵向钢筋4绑扎形成钢筋笼，包裹 于混凝土5内，混凝土5外包型钢桁架;型钢桁架由角钢1与钢缀件2焊接而成。最外层螺旋箍 筋外边缘到钢缀件内边缘的距离为30mm-50mm，这样便于钢筋笼与型钢桁架的安装，以及混 凝土的饶筑。
[0034]本实施例的内置并束螺旋箍筋型钢混凝土组合柱的截面为正方形，角钢为等边角 钢，设置于柱的四个角部，柱内设置4个螺旋箍筋3,4个螺旋箍筋呈四方形并列排列，每个螺 旋箍筋单独对其内部混凝土产生约束作用，在压弯作