分為1:2.5的兩部分;第一邊柱的鋼管的直徑、H型鋼的高度和連接件的長(zhǎng)度的比值為1:3:0.5，連接件與H型鋼的腹板的連接位置將H型鋼的高度分為1:2.5的兩部分;第二邊柱的鋼管的直徑、H型鋼的高度和連接件的長(zhǎng)度的比值為1:3:1;中間柱的鋼管的直徑、H型鋼的高度和連接件的長(zhǎng)度的比值為1:3:0.5。當(dāng)處于上述數(shù)據(jù)的組合時(shí)，整體結(jié)構(gòu)的承力性能達(dá)到最優(yōu)。
[0054]然而，根據(jù)本發(fā)明的含有組合異形柱的結(jié)構(gòu)體系并不限于圖7中所示的布置形式。圖8和9分別顯示了含有本發(fā)明的組合異形柱的結(jié)構(gòu)體系的第二和第三種實(shí)施方式的示意圖。在圖8中，沿結(jié)構(gòu)框架的同一方向上，組合異形柱的鋼管肢和H型鋼肢依次交錯(cuò)布置，該種結(jié)構(gòu)形式適用于側(cè)向載荷沿結(jié)構(gòu)的縱向和橫向均有較大分布時(shí)的情形。在圖9中，沿結(jié)構(gòu)框架的同一方向上，組合異形柱的鋼管肢和H型鋼肢無序布置，該種結(jié)構(gòu)形式可以是針對(duì)特定需求而設(shè)計(jì)，可以在局部結(jié)構(gòu)承受側(cè)向載荷較大的方向上布置H型鋼肢。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的組合異形柱還可以與支撐、剪力墻或核心筒組合使用，以形成框架支撐結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系或框架核心筒結(jié)構(gòu)體系。
[0056]在使用本發(fā)明的組合異形柱形成結(jié)構(gòu)體系時(shí)，由于鋼的耐熱性能不佳，還可以在H型鋼、鋼管和連接件表面涂抹防火劑或者外包防火混凝土。根據(jù)本發(fā)明的防火劑可以由聚醋酸乙烯乳液、云母粉、氫氧化鋁、硼砂、碳化硅、氧化鎂按照質(zhì)量比1:0.6-0.8:0.2-0.3:
0.15-0.2:0.1-0.12:0.06-0.09混合均勻制成。該防火劑能夠很好地提高鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐熱性能，并且其固化后能夠顯著提高鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的外觀性能，使其更加美觀。使用時(shí)，直接將上述防火劑涂抹在鋼結(jié)構(gòu)的表面上固化即可。
[0057]防火劑的實(shí)施例1，其由聚醋酸乙烯乳液、云母粉、氫氧化鋁、硼砂、碳化硅、氧化鎂按照質(zhì)量比1: 0.64:0.22:0.18:0.1: 0.06混合均勻制成。
[0058]防火劑的實(shí)施例2，其由聚醋酸乙烯乳液、云母粉、氫氧化鋁、硼砂、碳化硅、氧化鎂按照質(zhì)量比1:0.7:0.25:0.15:0.1:0.08混合均勻制成。
[0059 ]防火劑的實(shí)施例3，其由聚醋酸乙烯乳液、云母粉、氫氧化鋁、硼砂、碳化硅、氧化鎂按照質(zhì)量比1: 0.73:0.28:0.17:0.12:0.09混合均勻制成。
[0060]防火劑的實(shí)施例4，其由聚醋酸乙烯乳液、云母粉、氫氧化鋁、硼砂、碳化硅、氧化鎂按照質(zhì)量比1:0.8:0.2:0.2:0.12:0.07混合均勻制成。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的含有組合異形柱的結(jié)構(gòu)體系的施工方法，其包括以下步驟:
[0062](I)、在工廠內(nèi)通過連接板將鋼管與H型鋼連接得到不同類型的組合柱，然后在現(xiàn)場(chǎng)安裝完成；
[0063](2)、吊裝主梁和次梁，并與組合異形柱連接形成框架結(jié)構(gòu)；
[0064](3)、在組合異形柱的鋼管內(nèi)澆筑混凝土，養(yǎng)護(hù)硬化后得到含有組合異形柱的結(jié)構(gòu)體系。
[0065]如上所述，優(yōu)選地，其中澆筑的混凝土優(yōu)選為上文中提到的自密實(shí)混凝土。更優(yōu)選地，在混凝土澆筑完畢后，可以在鋼結(jié)構(gòu)的表面涂抹防火劑或者外包防火混凝土，以提高結(jié)構(gòu)的耐熱性能。
[0066]本發(fā)明中的含有組合異形柱的結(jié)構(gòu)體系充分利用了鋼管混凝土抗壓、抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)，豎向荷載傳遞至組合柱中的鋼管混凝土肢，由鋼管混凝土肢承擔(dān)；組合異形柱中H型鋼肢主要承受側(cè)向荷載。本申請(qǐng)結(jié)構(gòu)體系充分利用了鋼管混凝土和H型鋼的優(yōu)勢(shì)，在結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件層面實(shí)現(xiàn)了豎向承重和抗側(cè)向力的分離，具有受力合理、加工制作簡(jiǎn)便、布置靈活、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等諸多優(yōu)勢(shì)，具有較好的推廣應(yīng)用前景。
[0067]雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種組合異形柱，其特征在于，包括一個(gè)H型鋼(2)和至少一個(gè)鋼管(I)，鋼管(I)中澆筑有混凝土，鋼管(I)和H型鋼(2)之間通過連接件(3)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合異形柱，其特征在于，鋼管的截面形狀是圓形或多邊形；鋼管通過連接件連接到H型鋼的腹板和/或翼緣，連接件與H型鋼的腹板和/或翼緣垂直或不垂直;連接件是平直形和/或彎折形的連接件。3.—種含有根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合異形柱的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于，包括組合異形柱、主梁(100)和次梁(200); 至少一部分所述組合異形柱中的鋼管肢與第一方向的主梁構(gòu)成沿第一方向的框架，H型鋼肢與第二方向的主梁構(gòu)成沿第二方向的框架;另外一部分所述組合異形柱中的鋼管肢與第二方向的主梁構(gòu)成沿第二方向的框架，H型鋼肢與第一方向的主梁構(gòu)成沿第一方向的框架;或者 全部的所述組合異形柱中的鋼管肢與第一方向的主梁構(gòu)成沿第一方向的框架，H型鋼肢與第二方向的主梁構(gòu)成沿第二方向的框架。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于，所述組合異形柱包括角柱、第一邊柱、第二邊柱和中間柱。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于，所述角柱包括一個(gè)鋼管，所述鋼管通過一個(gè)連接件與H型鋼的腹板在非中間位置處垂直連接，鋼管的直徑、H型鋼的高度和連接件的長(zhǎng)度的比值為1:0.5-5:0.2-2，連接件與H型鋼的腹板的連接位置將H型鋼的高度分為1:2-3的兩部分。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于，所述第一邊柱包括關(guān)于H型鋼對(duì)稱布置的兩個(gè)鋼管，所述兩個(gè)鋼管分別通過一個(gè)連接件與H型鋼的腹板在非中間位置處垂直連接，鋼管的直徑、H型鋼的高度和連接件的長(zhǎng)度的比值為1: 0.5-5:0.1 -1，連接件與H型鋼的腹板的連接位置將H型鋼的高度分為I: 2-3的兩部分。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于，所述第二邊柱包括一個(gè)鋼管，所述鋼管通過一個(gè)連接件與H型鋼的腹板在中間位置處垂直連接，鋼管的直徑、H型鋼的高度和連接件的長(zhǎng)度的比值為1: 0.5-5:0.2-2。8.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于，所述中間柱包括關(guān)于H型鋼對(duì)稱布置的兩個(gè)鋼管，所述兩個(gè)鋼管分別通過一個(gè)連接件與H型鋼的腹板在中間位置處垂直連接，鋼管的直徑、H型鋼的高度和連接件的長(zhǎng)度的比值為1: 0.5-5:0.1 -1。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于，鋼管中的混凝土為自密實(shí)混凝土，由硅酸鹽水泥、粉煤灰、粒徑為5-10_的卵石、粒徑為3-5_的砂礫石、減水劑、直徑為0.5-1_的鋼纖維、消氣劑和水按照質(zhì)量比為1:0.32-0.37:0.21-0.25:0.15-0.17:0.08-0.1:0.1-0.15:0.03-0.05:0.23-0.26 混合均勻制成。10.—種根據(jù)權(quán)利要求3-9中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)體系的施工方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、在工廠內(nèi)通過連接板將鋼管與H型鋼連接得到不同類型的組合柱，然后在現(xiàn)場(chǎng)安裝完成； (2)、吊裝主梁和次梁，并與組合柱連接形成框架結(jié)構(gòu)； (3)、在組合柱的鋼管內(nèi)澆筑混凝土，養(yǎng)護(hù)硬化后得到含有組合異形柱的結(jié)構(gòu)體系。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種組合異形柱、含有該柱的結(jié)構(gòu)體系及其施工方法，適用于建筑工程的技術(shù)領(lǐng)域。根據(jù)本發(fā)明的組合異形柱，包括一個(gè)H型鋼(2)和至少一個(gè)鋼管(1)，鋼管(1)中澆筑有混凝土，鋼管(1)和H型鋼(2)之間通過連接件(3)連接。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體系，包括組合異形柱、主梁(100)和次梁(200)，組合異形柱中的鋼管肢和H型鋼肢分別與主梁構(gòu)成承力框架，其中的組合異形柱根據(jù)其設(shè)置位置的不同可以分為不同的結(jié)構(gòu)形式。該結(jié)構(gòu)能夠同時(shí)滿足豎向載荷和側(cè)向載荷的承載要求，能夠極大地提高結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)向力水平。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體系的施工方法，其步驟簡(jiǎn)單、組裝快捷，很好地滿足了建筑結(jié)構(gòu)模塊化的要求。
【IPC分類】E04G21/00, E04C3/36
【公開號(hào)】CN105569269
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510936742
【發(fā)明人】龔超, 侯兆新, 鄭云, 常好誦, 陳煊, 李亮, 李賀賀, 趙松濤
【申請(qǐng)人】中冶建筑研究總院有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日