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专利号: 2022106321053
申请人: 西华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 建筑物
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钢筋桁架混凝土柱,包括钢筋骨架组合支撑形成的混凝土柱,其特征在于,混凝土柱内包括纵筋(1)、箍筋(2)和钢筋桁架(3),箍筋(2)拉结约束柱内的纵筋(1)和钢筋桁架(3),混凝土柱内的角部设置有钢筋桁架(3),钢筋桁架(3)包括弦杆(4)和腹杆(5),腹杆(5)连接平行设置的弦杆(4),设置于混凝土柱内其他的纵筋(1)与钢筋桁架(3)搭接组合,形成闭合的空间钢筋骨架结构。

2.根据权利要求1所述的钢筋桁架混凝土柱,其特征在于,所述混凝土柱内置入钢筋桁架(3)形成钢筋桁架柱,所述钢筋桁架(3)在混凝土柱内通高设置,或在混凝土柱内的梁柱节点范围内设置。

3.根据权利要求2所述的钢筋桁架混凝土柱,其特征在于,所述钢筋桁架(3)的腹杆(5)与弦杆(4)连接组合,形成直角三角形开口钢筋桁架(301)。

4.根据权利要求2所述的钢筋桁架混凝土柱,其特征在于,所述钢筋桁架(3)的腹杆(5)与弦杆(4)连接组合,形成直角三角形闭口钢筋桁架(302)。

5.根据权利要求2所述的钢筋桁架混凝土柱,其特征在于,所述钢筋桁架(3)的腹杆(5)与弦杆(4)连接组合,形成矩形钢筋桁架(303)。

6.根据权利要求1‑5任一项所述的一种钢筋桁架混凝土柱的设计方法,包括钢筋骨架组合支撑形成的混凝土柱,混凝土柱包括纵筋(1)、箍筋(2)和钢筋桁架(3),其特征在于,混凝土柱的角部设置有钢筋桁架(3),钢筋桁架(3)包括腹杆(5)和弦杆(4),组合形成钢筋桁架柱,所述的方法具体如下:S1:钢筋桁架柱的正截面设计;

S2:钢筋桁架柱的斜截面设计;

S3:钢筋桁架柱节点区的验算;

S4:钢筋桁架柱中钢筋骨架的刚度验算。

7.根据权利要求6所述的钢筋桁架混凝土柱的设计方法,其特征在于,所述步骤S1中钢筋桁架柱的正截面设计,单个角部钢筋桁架(3)的所有弦杆(4)的横截面面积之和不小于计算需要的单根角筋面积,当需要进行抗震设计时,考虑承载力抗震调整系数。

8.根据权利要求7所述的钢筋桁架混凝土柱的设计方法,其特征在于,所述步骤S2中钢筋桁架柱的斜截面设计,斜截面受剪承载力的计算公式如下,计算中考虑角部钢筋桁架(3)中腹杆(5)的作用;

Vo≤Vu‑Vcon|Vsv|Vsbs             (a)式(a)中,Vcon为混凝土部分承担的剪力,Vsv为与斜裂缝相交的所有箍筋承担的剪力,Vsbs为与斜裂缝相交的所有钢筋桁架腹杆承担的剪力;

角部钢筋为钢筋桁架(3)的钢筋混凝土柱的验算公式如下:

式(b)中,μ1为混凝土抗剪折减系数,μ2为腹杆抗剪折减系数,Asb1为单根桁架腹杆的面积;fy为桁架腹杆的抗拉强度设计值;α为钢筋桁架腹杆与水平面的夹角。

9.根据权利要求8所述的钢筋桁架混凝土柱的设计方法,其特征在于,所述步骤S3中钢筋桁架柱节点区的验算,考虑角部钢筋桁架(3)中腹杆(5)的作用,计算公式如下:式(c)中,n为核芯区有效验算宽度范围内同一截面验算方向截断的钢筋桁架腹杆根数,根据不同情况取值为0,2,4。

10.根据权利要求9所述的钢筋桁架混凝土柱的设计方法,其特征在于,所述步骤S4中钢筋桁架柱中钢筋骨架的刚度验算,底部固支,顶部自由,以单根角筋和单方向钢筋桁架(3)结构的抗侧移刚度对比,单根角筋的截面积为A,直径为d;钢筋桁架(3)弦杆(4)的截面积为A1,直径为d1,腹杆截面面积为A2,直径为d2;其中,单根角筋面积近似等于钢筋桁架中弦杆总面积;

单根角筋的侧移刚度为:

单方向钢筋桁架的侧移刚度为:

式(e)中,ai和bi分别为钢筋桁架各段弦杆和腹杆的内力系数,根据内力计算结果取值,l1i和l2i分别为钢筋桁架各段弦杆和腹杆对应的长度。