高含钢率SRC抗风斜柱及其施工方法与流程

高含钢率src抗风斜柱及其施工方法
技术领域
1.本发明涉及src柱施工领域，特别是涉及一种高含钢率src抗风斜柱及其施工方法。


背景技术：

2.超高层建筑由于高度超高自重大、水平荷载较大，尤其高宽比较大高层建筑，风荷载是结构设计控制因素；采用普通钢筋混凝土构件，构件截面较大，影响建筑使用功能，混合结构中越来越多采用型钢混凝土构件，充分发挥钢材强度与变形能力，可减小构件截面尺寸，提高构件承载力及延性，而且混凝土保护层利于钢材防火要求。型钢混凝土构件含钢率过低，发挥不了钢材强度与延性，而过高的钢率，尤其是型钢混凝土梁、柱节点构造较为复杂，给施工带来较大困难。高规(jgj3-2010)规定了型钢混凝土构件含钢率范围一般为4％～8％。对于含钢率大于8％的型钢混凝土构件受力接近钢构件受力，规范对此设计方法并无具体规定。高含钢率(含钢率》8％)src构件，节点区钢构件与普通钢筋之间构造较为复杂，施工困难。


技术实现要素：

3.由于高含钢率(含钢率》8％)src构件，节点区钢构件与普通钢筋之间构造较为复杂，施工困难，传统的src柱施工在高含钢率情况下难以实现高层建筑较大的风载荷。基于此，有必要提供一种高含钢率src抗风斜柱及其施工方法，以便于实现在高含钢率情况下实现抗风，以平衡水平面分力。
4.具体技术方案如下：
5.一方面，本技术涉及一种高含钢率src抗风斜柱，包括十字形钢骨、水平拉杆、箍筋组件和混凝土，所述十字形钢骨包括四个外伸板和十字形钢梁，所述十字形钢梁的每个外伸端均垂直连接有一个所述外伸板；所述水平拉杆倾斜连接于任意一个所述外伸板；所述箍筋组件绕设于所述十字形钢骨以形成框架柱；所述混凝土用于浇筑于所述框架柱。
6.上述高含钢率src抗风斜柱在使用时，将该水平拉杆倾斜对接于个外伸板，该水平拉杆与十字形钢骨的外伸方向呈一定夹角，以提高该高含钢率src抗风斜柱在受到风载荷是对水平面分力的平衡能力，风载荷作用在水平拉杆上时，通过外伸板将应力传递十字形钢梁上，由于该水平拉杆倾斜设置，使得该应力传递至外伸板时会产生垂直于外伸板的直接载荷和平行于外伸板的水平载荷，风载荷中的部分力会通过垂直于外伸板的方向传递至十字形钢骨中，使得该高含钢率src抗风斜柱在受到风载荷作用时从传统的单方向进行抗风变为将风力分为两个方向进行受力抵消，从而提高该高含钢率src抗风斜柱的整体抗风能力，以保证高含钢率柱在高空环境下的抗风性能。通过箍筋组件绕设于十字形钢骨外再通过混凝土进行浇筑，整体施工过程便捷，在解决高含钢率柱体保证抗风性能的情况下缩短了工期。
7.下面进一步对技术方案进行说明：
8.在其中一个实施例中，所述水平拉杆中与所述外伸板连接的一端设有与所述外伸板端面相适配的横切面，所述横切面贴合连接于所述外伸板的端面。该水平拉杆设置为工字钢结构，通过设置横切面便于该水平拉杆在倾斜设置的情况下与外伸板贴合，该高含钢率src抗风斜柱整体结构简单合理，施工便捷高效。
9.在其中一个实施例中，所述横切面的截面高度为150mm～200mm。将所述横切面的截面高度设置于150mm～200mm之间，降低水平拉杆接入十字形钢骨所占用的空间，减小高含钢率src抗风斜柱截面尺寸，简化连接节点的钢筋构造。通过降低水平拉杆横截面面积，以提高该高含钢率src抗风斜柱中的十字形钢骨占比，增加该高含钢率src抗风斜柱的含钢量，使增加型钢与减少的箍筋抗剪承载力及体积配箍率等代，简化连接节点中箍筋构造。
10.在其中一个实施例中，所述高含钢率src抗风斜柱还包括水平加劲板，所述水平加劲板连接于所述十字形钢梁。通过设置水平加劲板以提高高含钢率src抗风斜柱的整体稳固性，该水平拉杆传递的应力能够通过该水平加劲板均匀的传递至整个十字形钢骨上，力学传递性能好，连接结构可靠稳定。
11.在其中一个实施例中，所述水平拉杆包括主板、两个翼缘，所述主板连接于两个所述翼缘之间以形成工字钢结构，所述水平加劲板的数量为两个，两个所述水平加劲板分别与所述水平拉杆的两个所述翼缘平齐设置。通过在水平拉杆的两个翼缘的水平面高度均设有水平加劲板，承力结构合理，力学传递性能好，连接结构可靠稳定。
12.在其中一个实施例中，所述水平拉杆的数量为四根，每个外伸板均连接有一个所述水平拉杆。四根水平拉杆分别连接于四个外伸板中，整体结构简单合理，抗风性能强。
13.在其中一个实施例中，任意相邻的两根所述水平拉杆的轴线之间的夹角为30
°
～65
°
。
14.在其中一个实施例中，所述箍筋组件包括矩形箍筋、两个横向箍筋、两个纵向箍筋和四个斜箍筋，两个所述横向箍筋和两个所述纵向箍筋围设于所述十字形钢骨，所述矩形箍筋围设于两个所述横向箍筋和两个所述纵向箍筋外，每个所述横向箍筋和所述纵向箍筋的连接处均穿设有一个所述斜箍筋，且所述斜箍筋的两端分别连接于所述矩形箍筋相邻的两端面。通过矩形箍筋、两个横向箍筋、两个纵向箍筋结合形成四肢箍结构，再通过斜箍筋提高连接处的紧固性，整体结构简单合理，施工便捷，且保证了高含钢率src抗风斜柱的结构稳定性。
15.在其中一个实施例中，所述高含钢率src抗风斜柱还包括四个纵筋，四个所述纵筋均沿所述矩形箍筋的轴向设置，且四个所述纵筋分别连接于所述矩形箍筋的四个端角处。四个纵筋分别设置于矩形箍筋的四个端角处，结构简单合理，以提高高含钢率src抗风斜柱的整体结构稳固性。
16.另一方面，本技术还提供了一种高含钢率src抗风斜柱的施工方法，用于施工上述任一实施例中的高含钢率src抗风斜柱，包括以下步骤：
17.将十字形钢骨吊装至施工区域；
18.将水平拉杆相对于外伸板倾斜并焊接固定于十字形钢骨的外伸板上；
19.通过横向箍筋和纵向箍筋绕设于工字钢的外壁，再将矩形箍筋罩设于横向钢筋与纵向钢筋外以形成四肢箍，再将斜箍筋绕设于横向钢筋与纵向钢筋的连接处；
20.浇筑混凝土，以形成高含钢率src抗风斜柱。
21.该高含钢率src抗风斜柱的施工方法通过将水平拉杆倾斜于外伸板并进行焊接，以提高该高含钢率src抗风斜柱的抗风性能，通过横向箍筋、纵向箍筋、矩形箍筋和斜箍筋组合形成稳定的混凝土钢柱，施工过程便捷。
附图说明
22.构成本技术的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明书用于解释说明本发明，并不构成对本发明的不当限定。
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.此外，附图并不是1:1的比例绘制，并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。
25.图1为第一实施例高含钢率src抗风斜柱的俯视图；
26.图2为第一实施例的剖视图；
27.图3为第二实施例高含钢率src抗风斜柱的俯视图；
28.图4为第二实施例的剖视图；
29.图5为第三实施例的俯视图。
30.附图标记说明：
31.10、高含钢率src抗风斜柱；100、十字形钢骨；110、外伸板；120、十字形钢梁；200、水平拉杆；210、主板；220、翼缘；300、箍筋组件；310、矩形箍筋；320、横向箍筋；330、纵向箍筋；340、斜箍筋；400、水平加劲板；500、纵筋。
具体实施方式
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
35.参照图1和图2，一实施例中的高含钢率src抗风斜柱10包括十字形钢骨100、水平拉杆200、箍筋组件300和混凝土，该十字形钢骨100包括四个外伸板110和十字形钢梁120，该十字形钢梁120的每个外伸端均垂直连接有一个该外伸板110；该水平拉杆200倾斜连接
于任意一个该外伸板110；该箍筋组件300绕设于该十字形钢骨100以形成框架柱；该混凝土用于浇筑于该框架柱。
36.上述高含钢率src抗风斜柱10在使用时，将该水平拉杆200倾斜对接于个外伸板110，该水平拉杆200与十字形钢骨100的外伸方向呈一定夹角，以提高该高含钢率src抗风斜柱10在受到风载荷是对水平面分力的平衡能力，风载荷作用在水平拉杆200上时，通过外伸板110将应力传递十字形钢梁120上，由于该水平拉杆200倾斜设置，使得该应力传递至外伸板110时会产生垂直于外伸板110的直接载荷和平行于外伸板110的水平载荷，风载荷中的部分力会通过垂直于外伸板110的方向传递至十字形钢骨100中，使得该高含钢率src抗风斜柱10在受到风载荷作用时从传统的单方向进行抗风变为将风力分为两个方向进行受力抵消，从而提高该高含钢率src抗风斜柱10的整体抗风能力，以保证高含钢率柱在高空环境下的抗风性能。通过箍筋组件300绕设于十字形钢骨100外再通过混凝土进行浇筑，整体施工过程便捷，在解决高含钢率柱体保证抗风性能的情况下缩短了工期。
37.具体地，该十字形钢骨100为一体形成的条状钢，为便于理解，将十字形钢骨100分为四个外伸板110和十字型钢梁进行描述，四个外伸板110分别位于十字型钢梁的四个外伸端。水平拉杆200固接于外伸板110处，并在水平面上向该十字形钢骨100外伸出。
38.请参照图1和图2，在一些实施例中，该水平拉杆200中与该外伸板110连接的一端设有与该外伸板110端面相适配的横切面，该横切面贴合连接于该外伸板110的端面。该水平拉杆200设置为工字钢结构，通过设置横切面便于该水平拉杆200在倾斜设置的情况下与外伸板110贴合，该高含钢率src抗风斜柱10整体结构简单合理，施工便捷高效。
39.需要理解的是，传统的工型钢的两端横截面均与工型钢的轴向垂直设置，当工型钢与十字形钢骨100进行连接时，将工型钢其中一端的横截面贴合于外伸板110进行固接，此时该工型钢在水平面上垂直于外伸板110向外伸。本技术实施例中提供的水平拉杆200的其中一端的横切面与水平拉杆200的轴向之间互不垂直，便于水平拉杆200相对于外伸板110倾斜设置时，该横切面能够贴合于外伸板110进行固接。通过设置横切面便于该水平拉杆200与外伸板110进行连接，省去外接连接构件，整体结构简单合理，施工过程便捷。
40.请参照图1和图2，在一些实施例中，该横切面的截面高度为150mm～200mm。将该横切面的截面高度设置于150mm～200mm之间，降低水平拉杆200接入十字形钢骨100所占用的空间，减小高含钢率src抗风斜柱10截面尺寸，简化连接节点的钢筋构造。通过降低水平拉杆200横截面面积，以提高该高含钢率src抗风斜柱10中的十字形钢骨100占比，增加该高含钢率src抗风斜柱10的含钢量，使增加型钢与减少的箍筋抗剪承载力及体积配箍率等代，简化连接节点中箍筋构造。
41.可选地，该横切面的截面高度为150mm、175mm、200mm。
42.请参照图3和图4，在一些实施例中，该水平拉杆200的数量为四根，其中两根水平拉杆200呈夹角设置并固接于同一个外伸板110上，另外两根水平拉杆200分别连接于另外的两个外伸板110上。具体地，呈夹角设置的两根水平拉杆200为第一拉杆和第二拉杆，第一拉杆垂直设置在外伸板110上，第二拉杆相对于外伸板110倾斜设置。另外两根为第三拉杆和第四拉杆，第三拉杆垂直设置在十字形钢骨100中与第一拉杆相对的一侧，第三拉杆与第一拉杆同轴设置，第四拉杆朝背离第二拉杆倾斜的方向倾斜设置。两个呈角度设置的水平拉杆200通过中转件连接于外伸板110上，该中转件的一端设有两个接口，以分别供第一拉
杆和第二拉杆接入，该中转件的另一端固定连接于该外伸板110。通过在同一个外伸板110中设置两个呈角度设置的水平拉杆200，使得整体连接紧密性强，施工便捷，整体结构简单合理，抗风性能强。
43.请参照图3和图4，在一些实施例中，该高含钢率src抗风斜柱10还包括水平加劲板400，该水平加劲板400连接于该十字形钢梁120。通过设置水平加劲板400以提高高含钢率src抗风斜柱10的整体稳固性，该水平拉杆200传递的应力能够通过该水平加劲板400均匀的传递至整个十字形钢骨100上，力学传递性能好，连接结构可靠稳定。
44.具体地，该水平加劲板400为方形钢板，该水平加劲板400沿十字型钢梁的轴向垂直设置，该水平加劲板400的数量可以为多个，通过在水平拉杆200与十字形钢骨100连接区域添加水平加劲板400，能够增加整体结构连接稳固性，该水平加劲板400与水平拉杆200处于同一水平面或平行设置，使得水平拉杆200传递至外伸板110的应力能够通过水平加劲板400均匀地传递至十字形钢骨100，传力结构可靠稳定。
45.请参照图1和图2，在一些实施例中，该水平拉杆200包括主板210、两个翼缘220，该主板210连接于两个该翼缘220之间以形成工字钢结构，该水平加劲板400的数量为两个，两个该水平加劲板400分别与该水平拉杆200的两个翼缘220平齐设置。通过在水平拉杆200的两个翼缘220的水平面高度均设有水平加劲板400，承力结构合理，力学传递性能好，连接结构可靠稳定。
46.具体地，该水平拉杆200为一体形成的工型钢，为便于理解，将水平拉杆200分为主板210和两个翼缘220进行描述，两个翼缘220分别垂直于主板210的两端，组成工型钢结构。
47.请参照图1和图2，在一些实施例中，该水平拉杆200焊接于该外伸板110。该水平拉杆200直接焊接于外伸板110上，连接紧密性强，施工便捷。
48.请参照图5，在一些实施例中，该水平拉杆200的数量为四根，每个外伸板110均连接有一个该水平拉杆200。四根水平拉杆200分别连接于四个外伸板110中，整体结构简单合理，抗风性能强。
49.请参照图1，在一些实施例中，任意相邻的两根该水平拉杆200的轴线之间的夹角为30
°
～65
°
。
50.可选地，任意相邻的两根水平拉杆200的轴线之间的夹角为30
°
、45
°
、60
°
、65
°
。
51.请参照图5，在一些实施例中，该水平拉杆200的数量为四根，其中两根水平拉杆200相对于外伸板110倾斜设置；另外两根水平拉杆200分别垂直设置于两个外伸板110，且位于同一轴线上。相对于外伸板110倾斜设置的两根水平拉杆200朝十字形钢骨100的同一侧倾斜。具体地，相对于外伸板110倾斜设置的两根水平拉杆200朝向风向倾斜设置，垂直设置于外伸板110的两根水平拉杆200与风向同向设置。通过将垂直于迎风向的两根水平拉杆200倾斜设置，以模拟机翼结构，从而提高该高含钢率src抗风斜柱10的抗风性能。
52.请参照图5，在一些实施例中，该箍筋组件300包括矩形箍筋310、两个横向箍筋320、两个纵向箍筋330和四个斜箍筋340，两个该横向箍筋320和两个该纵向箍筋330围设于该十字形钢骨100，该矩形箍筋310围设于两个该横向箍筋320和两个该纵向箍筋330外，每个该横向箍筋320和该纵向箍筋330的连接处均穿设有一个该斜箍筋340，且该斜箍筋340的两端分别连接于该矩形箍筋310相邻的两端面。通过矩形箍筋310、两个横向箍筋320、两个纵向箍筋330结合形成四肢箍结构，再通过斜箍筋340提高连接处的紧固性，整体结构简单
合理，施工便捷，且保证了高含钢率src抗风斜柱10的结构稳定性。
53.请参照图5，在一些实施例中，该高含钢率src抗风斜柱10还包括四个纵筋500，四个该纵筋500均沿该矩形箍筋310的轴向设置，且四个该纵筋500分别连接于该矩形箍筋310的四个端角处。四个纵筋500分别设置于矩形箍筋310的四个端角处，结构简单合理，以提高高含钢率src抗风斜柱10的整体结构稳固性。
54.具体地，一实施例中高含钢率src抗风斜柱10的施工方法包括以下步骤：
55.将十字形钢骨100吊装至施工区域；
56.将水平拉杆200相对于外伸板110倾斜并焊接固定于十字形钢骨100的外伸板110上；
57.通过横向箍筋320和纵向箍筋330绕设于工字钢的外壁，再将矩形箍筋310罩设于横向钢筋与纵向钢筋外以形成四肢箍，再将斜箍筋340绕设于横向钢筋与纵向钢筋的连接处；
58.浇筑混凝土，以形成高含钢率src抗风斜柱10。
59.该高含钢率src抗风斜柱10的施工方法通过将水平拉杆200倾斜于外伸板110并进行焊接，以提高该高含钢率src抗风斜柱10的抗风性能，通过横向箍筋320、纵向箍筋330、矩形箍筋310和斜箍筋340组合形成稳定的混凝土钢柱，施工过程便捷。
60.具体地，该高含钢率src抗风斜柱10通过计算能够通过高含钢率src抗风斜柱10不同截面尺寸与十字形钢骨100尺寸得知含钢率和最大轴力，具体表格如下：
61.表1src抗风斜柱截面尺寸与含钢率
[0062][0063]
表2src抗风斜柱柱截面与最大轴力
[0064][0065]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0066]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0067]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0068]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0069]
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。