新型高强混凝土柱结构.pdf

本发明属于土木工程混凝土柱技术领域，提供了一种新型高强混凝土柱结构，包括外围的常规混凝土柱部分，这部分保留常规混凝土柱的纵向钢筋和箍筋；但在柱截面中心部分配有高等级纵筋和高等级螺旋箍筋形成的芯柱钢筋笼，最后统一浇筑高强混凝土。采用了这种结构提高了柱轴心抗压强度和抗震性能。

1.  高强混凝土柱，包括由纵向钢筋和箍筋组成的常规外围混凝土柱，其特征在于：还包括位于外围混凝土柱中间位置的高强混凝土芯柱，高强混凝土芯柱由高等级纵向钢筋和高等级螺旋箍筋组成。

2.  根据权利要求1所述高强混凝土柱，其特征在于：芯柱螺旋箍筋所围成的截面圆的直径与外围混凝土柱截面宽度的比值在1/4～1/3之间。

3.  根据权利要求1所述高强混凝土柱，其特征在于：芯柱与外围常规混凝土柱均采用强度等级在C50～C100之间的高强混凝土。

4.  根据权利要求1所述高强混凝土柱，其特征在于：高强混凝土芯柱与外围混凝土柱上的复合箍筋固定连接。

5.  根据权利要求4所述高强混凝土柱，其特征在于：所述的固定连接为扎丝绑扎或者点焊。

新型高强混凝土柱结构
技术领域
本发明属于建筑工程领域，涉及高强混凝土柱结构。
背景技术
为了解决现有重大工程尤其是高层建筑中配筋混凝土柱的截面尺寸过大，同时轴压比受限制的问题，过去常采用钢骨混凝土柱。如图2和图3所示的钢骨混凝土柱，在外围的柱子纵筋10和柱子箍筋20内部通过配置型钢30，承担部分轴力。由于钢材的屈服强度数倍于混凝土的轴心抗压强度，计算钢骨混凝土柱的轴压比时考虑钢骨的作用，在同样的轴压力作用下，钢骨混凝土柱的截面小，并且有良好的抗震性能。但钢骨混凝土柱的节点核心区为了便于梁柱钢筋的穿越构造复杂，施工技术要求高，往往会大幅度提高工程造价并延长施工周期。工程实践中迫切需要既有钢骨混凝土特点，又方便施工的新型混凝土柱。
发明内容
针对现有技术中钢骨混凝土柱的节点核心区构造复杂，施工技术要求高的缺点，本发明目的是提供一种结构简单，易于施工的高强混凝土柱结构。
为了达到以上目的，本发明采用的解决方案是：
一种高强混凝土柱，包括由纵向钢筋和箍筋组成的常规外围混凝土柱，特征在于还包括位于外围混凝土柱中间位置的高强混凝土芯柱，高强混凝土芯柱由高等级纵向钢筋和高等级螺旋箍筋组成。
如上所述高强混凝土柱，其中芯柱螺旋箍筋所围成的截面圆的直径与外围混凝土柱截面宽度的比值在1/4～1/3之间。
如上所述高强混凝土柱，芯柱与外围常规混凝土柱均采用强度等级在C50～C100之间的高强混凝土。
如上所述高强混凝土柱，其中高强混凝土芯柱与外围混凝土柱上的复合箍筋固定连接。
如上所述高强混凝土柱，其中所述的固定连接为扎丝绑扎或者点焊。
上述的外围柱子纵向钢筋和复合箍筋的选用与常规的混凝土柱相同。
本发明的创新在于：在常规混凝土柱的中心部分采用配有高等级纵筋和高等级螺旋箍筋的芯柱，这样即提高了轴心抗压强度和抗弯曲强度，同时也使在节点核心区域，梁柱的钢筋能顺利穿越，不需特殊的构造处理，与钢骨混凝土相比降低造价，节省材料，缩短工期。
芯柱纵筋和芯柱螺旋箍筋采用HRB400和HRB335级钢筋，具体强度参数见《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)。
本发明混凝土柱的截面考虑为方形或矩形。
本发明与现有技术的差别在于：在常规混凝土柱的基础上，在柱的中心区域还配有高等级的纵筋和高等级的螺旋箍筋构成芯柱，这种新型钢筋混凝土柱之前未见报道。
由于采用了以上方法，本发明具有以下特点：螺旋箍筋使核心混凝土三向受压提高核心混凝土的轴心抗压强度；用核心纵向钢筋承担轴力优于用周边钢筋承担轴力，周边钢筋需要抵抗弯矩的作用，而弯矩对核心钢筋的影响小；混凝土保护层开裂、剥落后，周边钢筋和混凝土的粘结削弱，而核心钢筋和混凝土之间仍有良好的粘结；核心钢筋不会发生压曲；即使外围混凝土破坏，配有钢筋的芯柱仍能抵抗竖向荷载和一定的水平荷载，防止大震下结构倒塌。同时配筋的芯柱尺寸较小，易于梁的钢筋穿过框架节点，使节点区钢筋混凝土梁柱配筋构造处理简单，大大方便施工。
附图说明
图1为本发明采用的不同复合箍筋形式。
图2为现有的钢骨混凝土柱截面配筋示意图。
图3为现有的钢骨混凝土柱立体结构示意图。
图4为本发明实施例混凝土柱的截面配筋示意图。
图5为本发明实施例混凝土柱的立体结构示意图。
具体实施方式
图2为现有的钢骨混凝土柱截面配筋示意图。图3为现有的钢骨混凝土柱立体结构示意图。
本发明的混凝土柱结构如图4所示，芯柱螺旋箍筋3及芯柱纵筋(即纵向钢筋)4构成的的芯柱钢筋笼可以采用工厂预制或现场预制，然后吊装并将芯柱钢筋笼与芯柱纵筋4连接；芯柱钢筋笼绑扎好后，再进行外围柱子纵向钢筋1连接及柱子复合箍筋2绑扎，并以柱子复合箍筋2将芯柱螺旋钢筋笼固定；最后支柱的模板浇筑高强混凝土。
本发明的柱截面可以是矩形或方形截面，芯柱螺旋箍筋所围成的截面圆的直径d与柱截面宽度b的比值在1/4～1/3之间。采用工厂预制的螺旋钢筋笼质量容易控制，且受力性能好，能更好的约束核心高强混凝土，提高其抗压强度。
柱子复合箍筋，柱子纵筋的直径以及芯柱螺旋箍筋间距均按现有《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)。
柱子复合箍筋，柱子纵筋的选用与常规混凝土柱钢筋的选用方法一致；芯柱纵筋和芯柱螺旋箍筋采用HRB400和HRB335级钢筋，现有规范对其技术参数有详细要求。
整个柱子均采用高强度混凝土，强度等级为C50～C100。
本发明的高强度混凝土柱结构外层结构(包括柱子纵筋部分和柱子复合箍筋部分的结构)与常规混凝土柱结构相同，本发明中柱子复合箍筋形成的形状以“井”字来示意(如图1中b)，根据实际需要还可以采用其它形状结构的柱子复合箍筋形式，如图1中的a、c、d所示。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。