一种异形柱钢框架结构

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种异形柱钢框架结构。

背景技术

在结构设计理念和规范规定方面，框架结构需要满足强柱弱梁的设计概念和要求，即在地震荷载、风荷载、恒荷载、活荷载等参与情况下，如果构件破坏，梁要先于柱破坏，让塑性铰优先出现在梁上，从而保证框架整体不倒塌，所以框架柱就不能太小。

现有传统框架技术中，如果将框架柱隐藏在墙内，如图8所示，则柱截面太小，竖向承重和抗弯承载力均不足，也不满足强柱弱梁原则；如果增大柱截面，如图9所示，则柱角就会凸出到室内，不美观也影响室内布局，如图10所示的现有专利技术结构太过复杂，制作难度和含钢量增大，成本太高，因此提出一种异形柱钢框架结构来解决这些问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了一种异形柱钢框架结构，使用功能更好，设计施工更容易简单，成本更低，同时兼具构件标准化，达到综合性价比更优的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种异形柱钢框架结构，包括钢框架，钢框架由钢梁和钢柱组成，钢框架隐藏在非承重墙的内部，非承重墙内部固定安装有异形柱，异形柱包括异形钢管混凝土柱和异形钢管柱，所述非承重墙包括L形非承重墙和T形非承重墙，所述L形非承重墙上形成L形墙阴角和L形墙阳角，所述L形非承重墙内部L形墙阴角和L形墙阳角之间的竖直方向上固定安装有与钢梁焊接的第一异形柱，所述第一异形柱横截面为五边形，五边形至少包括两条与L形非承重墙的两面墙体平行的边和一条第一必要切角边，第一必要切角边的中部靠近L形墙阴角并隐藏在非承重墙内，所述第一必要切角边与墙面平行线的夹角处于20度～70度范围；所述T形非承重墙上形成T形墙第一阴角和T形墙第二阴角，所述T形非承重墙内部T形口位置竖直方向上固定安装有与钢梁焊接的第二异形柱，所述第二异形柱横截面包括两种情况，第一种仅对应T形墙其中一个阴角设有必要切角边，等同L形非承重墙的第一异形柱，第二种异形柱截面至少包括一条与T形非承重墙墙面平行的边、一条与T形墙第一阴角相对应的第二必要切角边和一条与T形墙第二阴角对应的第三必要切角边，所述第二必要切角边的中部靠近T形墙第一阴角并隐藏在非承重墙内，第三必要切角边的中部与T形墙第二阴角靠近并且隐藏在非承重墙内，所述第二必要切角边和第三必要切角边与墙面平行线的夹角均处于20度～70度范围。

优选的，当墙面为直角L形或直角T形时，所述第一必要切角边与墙面平行线的夹角为45度，构成第一异形柱五边形横截面的形状可以为其他四条边依次相连接并且分别与墙面平行。

可选的，当墙面为直角L形或直角T形时，所述第一必要切角边与墙面平行线的夹角为45度，构成第一异形柱五边形横截面的形状还可为其中两长边分别与墙面平行，另外两条第一异形柱可变角度边一端分别与两长边相连，另一端分别与第一必要切角边的不同端相连，异形柱横截面为凸多边形。

可选的，当墙面为直角T形时，所述第二必要切角边和第三必要切角边与墙面平行线的夹角均为45度，构成异形柱横截面的形状还可以为其中一边与墙面平行，另外两条第二异形柱可变角度边一端分别与平行边不同端相连，另一端分别与第二必要切角边和第三必要切角边相连，第二必要切角边可以与第三必要切角边直接相连，还可以通过一条边与第三必要切角边相连，异形柱横截面为凸多边形。

可选的，所述异形柱在钢管内填充混凝土则为异形钢管混凝土柱，不填充混凝土则为异形钢管柱。

可选的，所述钢框架间可设置增大抗侧力的斜支撑。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明通过在异形柱靠近阴角的位置设置必要切角，避免异形柱凸出房间内，又能增加柱子截面和柱子本身的弯剪扭承载力，减薄填充墙，增加房屋使用率、美观性，减轻自重。

2、异形钢管柱或者钢管混凝土柱形状简单，易加工，成本较低，钢管柱内填充混凝土则是钢管混凝土柱，能够降低含钢量但增加人工成本，钢管柱内不填充则是钢管柱，根据具体经济情况选择是否填充混凝土；减薄墙厚，墙的防火隔音性能仍然能够满足规范要求，钢框架也能够满足强柱弱梁的原则和力学性能要求。

3、异形柱可统一设置为优选标准构件，批量生产，进一步降低成本，如果框架本身抗侧力不足，则可以在框架之间增加斜撑，以满足抗侧力需求。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为本发明的图1中A处放大结构示意图；

图3为本发明的T形墙和L形墙可选异形柱结构示意图；

图4为本发明的T形墙第一可选异形柱结构示意图；

图5为本发明的T形墙第二可选异形柱结构示意图；

图6为本发明的T形墙第三可选异形柱结构示意图；

图7为本发明的异形钢管柱结构示意图；

图8为传统框架技术一结构示意图；

图9为传统框架技术二结构示意图；

图10为现有其它专利技术结构示意图。

附图中涉及到的附图标记有：1、非承重墙；101、L形非承重墙；102、T形非承重墙；2、钢框架；3、窗户；4、门；5、L形墙阴角；6、L形墙阳角；7、第一异形柱；8、第一必要切角边；9、异形钢管柱；10、钢梁；11、T形墙第一阴角；12、T形墙第二阴角；13、第二异形柱；14、第二必要切角边；15、第三必要切角边；16、第一异形柱可变角度边；17、第二异形柱可变角度边；18、第一传统矩形框架柱；19、第二传统矩形框架柱；20、现有其它专利异形柱。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例

如图1-6所示，一种异形柱钢框架结构，包括钢框架2，钢框架2由钢梁10和钢柱组成，钢框架2隐藏在非承重墙1的内部，非承重墙1内部固定安装有异形柱，异形柱包括异形钢管混凝土柱和异形钢管柱9，非承重墙1包括L形非承重墙101和T形非承重墙102，L形非承重墙101上形成L形墙阴角5和L形墙阳角6，L形非承重墙101内部L形墙阴角5和L形墙阳角6之间的竖直方向上固定安装有与钢梁10焊接的第一异形柱7，第一异形柱7横截面为五边形，五边形至少包括两条与L形非承重墙101的两面墙体平行的边和一条第一必要切角边8，第一必要切角边8的中部靠近L形墙阴角5并隐藏在L形非承重墙101内，第一必要切角边8与墙面平行线的夹角处于20度～70度范围；T形非承重墙102上形成T形墙第一阴角11和T形墙第二阴角12，T形非承重墙102内部T形口位置竖直方向上固定安装有与钢梁10焊接的第二异形柱13，第二异形柱13横截面包括两种情况，一种是仅对应T形墙其中一个阴角设有必要切角边，等同L形非承重墙101的第一异形柱7，另一种是异形柱截面至少包括一条与T形非承重墙102墙面平行的边、一条与T形墙第一阴角11相对应的第二必要切角边14和一条与T形墙第二阴角12对应的第三必要切角边15，第二必要切角边14的中部靠近T形墙第一阴角11并隐藏

在T形非承重墙102内，第三必要切角边15的中部靠近T形墙第二阴角12并且隐藏在T形非承重墙102内，第二必要切角边14和第三必要切角边15与墙面平行线的夹角均处于20度～70度范围；通过在异形柱靠近阴角的位置设置必要切角，避免异形柱凸出房间内，又能增加柱子截面和柱子本身的弯剪扭承载力，减薄填充墙，增加房屋使用率、美观性，减轻自重，异形钢管柱或者钢管混凝土柱形状简单，易加工，成本较低，异形柱内填充混凝土则是异形钢管混凝土柱，能够降低含钢量但增加人工成本，异形柱内不填充则是异形钢管柱9，根据具体经济情况选择是否填充混凝土；减薄墙厚，墙的防火隔音性能仍然能够满足规范要求，钢框架也能够满足强柱弱梁的原则和力学性能要求。

如图2所示，当墙面为直角L形或直角T形时，第一必要切角边8与墙面平行线的夹角为45度，构成第一异形柱7五边形横截面的形状可以为其他四条边依次相连接并且分别与墙面平行。

如图3所示，当墙面为直角L形或直角T形时，第一必要切角边8与墙面平行线的夹角为45度，构成第一异形柱7五边形横截面形状还可为其中两长边分别与墙面平行，另外两条第一异形柱可变角度边16一端分别与两长边相连，另一端分别与第一必要切角边8的不同端相连，异形柱横截面为凸多边形。

如图4-6所示，当墙面为直角T形时，第二必要切角边14和第三必要切角边15与墙面平行线的夹角均为45度，构成异形柱横截面的形状还可以为其中一边与墙面平行，另外两条第二异形柱可变角度边17一端分别与平行边不同端相连，另一端分别与第二必要切角边14和第三必要切角边15相连，第二必要切角边14可以与第三必要切角边15直接相连，还可以通过一条边与第三必要切角边15相连，异形柱横截面为凸多边形。

非承重墙1上开设有窗户3和门4。

如图7所示，异形柱不填充混凝土则为异形钢管柱9。

钢框架2之间设置有斜撑，如果框架本身抗侧力不足，可增加斜撑用来满足抗侧力的要求。

如图8、图9所示，第一传统矩形框架柱18和第二传统矩形框架柱19为传统框架技术。

如图10所示，现有其它专利异形柱20为现有的异形柱技术，经过对比，使用本专利技术方案综合性价比最高。

异形柱可统一设置为优选标准构件，批量生产，进一步降低成本，如果框架本身抗侧力不足，则可以在框架之间增加斜撑，以满足抗侧力需求。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。