CN101429803A - 一种用于砌体结构的构造柱以及其制备方法和专用预制节 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于砌体结构的构造柱，其特征在于：它主要是由带有纵筋(1)的预制节(2)组装而成；本发明还提供这种用于砌体结构的构造柱的制备方法及其专用预制节。按本发明方法制备构造柱的成本低，因为一方面预制节可在预制构件厂生产，生产工艺简单，便于在农村预制构件厂推广，产业化生产可降低造价，使得构造柱成本降低；另一方面，本发明构造柱施工过程中无需支模，节约了模板的原材料购买(或租赁钢模板)费用、模板制作、支设及拆除等人工费；低抗震设防烈度区可采用空腹构造柱，可节约腔体部分混凝土材料费，且现场无需湿作业，人工费也可得到节约。

Description

一种用于砌体结构的构造柱以及其制备方法和专用预制节

技术领域

本发明涉及一种用于砌体结构的构造柱，本发明还涉及这种用于砌体结构的构造柱的制备方法和专用预制节。

背景技术

唐山地震中，砌体结构因其整体性差，倒塌和破坏特别严重，给人民的生命安全带来极大的威胁。唐山地震之后，我国结构抗震科研人员提出了在传统的砌体结构中增加构造柱和圈梁的技术。构造柱具有以下作用：①提高墙体的抗剪强度；②较大幅度提高墙体及房屋的变形能力；③与圈梁一起形成约束体系，有效限制墙体的裂缝开展和散落，保证墙体不倒塌。历次震害表明，构造柱圈梁技术确实能有效改善砌体结构在大震下的整体性能，使砌体结构在遭受大震时不倒塌。汶川地震的震害也再一次证明了构造柱圈梁提高砌体结构大震不倒抗震性能的重要性和有效性。

传统构造柱施工按以下施工过程进行：①绑扎支立构造柱钢筋笼；②砌墙，并在墙体砌筑时留设马牙槎；③安装构造柱模板；④浇筑构造柱混凝土；⑤混凝土养护；⑥拆除模板。

这种构造柱施工过程大约需要2～3天的施工工期，施工中要求构造柱钢筋笼绑扎规范、模板平整且支设牢固，尺寸符合要求、混凝土振捣密实等，要求较高的施工工艺，才能保证构造柱的质量。

目前，在我国农村地区，大部分农村民居都采用砌体结构。农村民居一般都是农民根据自己的需求自建，不会进行正规的设计，施工多由当地工匠承包或农民互助完成，施工过程中一般也没有政府相关部门的指导和监督管理。目前，砌体结构农村民居抗震设防方面普遍存在的问题就是绝大多数都不做构造柱，少量设置了构造柱，但施工成型的构造柱质量却很差，起不到提高房屋抗震性能的作用，数次震害(包括汶川地震)都反映了这个现实。这种情况已引起政府部门及各界研究者的担忧和重视。

经分析，农民自建房时不做构造柱主要有以下几点原因：

①构造柱造价高，其中纵筋、箍筋及混凝土的本身的成本较高，施工人员的人工费也较高，大部分地区构造柱模板还需建房者自备，有的采用木模，购置较贵，且施工完后不能重复利用；有的采用租赁钢模板，租赁费用较贵；

②构造柱施工占用工期，一般农民建房多利用农闲时间进行，且多为旧房拆除后在原址修建新房，修新房时多搭帐篷居住，所以对工期的要求比较紧迫。

基于上述造价和工期的原因，再加之很多农民抗震设防意识淡薄，不清楚构造柱对于房屋抗震性能的作用，所以，绝大多数砌体结构农村民居没有设置构造柱，在高烈度区甚至也是如此。

农民自建房屋的构造柱质量很差，经分析主要有以下原因：

①原材料不过关。单户农民自建房的构造柱一般数量较少，所需的原材料也较少，如钢筋、模板、混凝土原材料及施工机具等。农村没有较正规的建材市场，很多原材料的质量很难保证，且受到造价和成本约束，房主及施工队都想尽可能的节约造价，导致在材料上过份克扣，如混凝土中水泥用量不够、配合比不合理、钢筋材性达不到标准、箍筋用量不够等。致使构造柱混凝土强度不足、钢筋强度及数量不足等。

②施工质量差。一般在农村建房的施工人员多为当地村民，知识水平较低，没有经过正式的施工技术培训，一般多在农闲时节临时按经验干活。由于技术力量薄弱，施工水平低，且在施工过程中没有专业的技术人员指导和监管，常导致钢筋笼绑扎不规范、模板粗糙、支模不牢固，混凝土振捣不密实、跑模及蜂窝麻面普遍等。

上述较差质量的构造柱对房屋难以起到预期的增强墙体抗震抗剪承载力和约束变形的效果，实际上导致了对成本和工期的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备成本低的用于砌体结构的构造柱，这种用于砌体结构的构造柱特别适用于农村的居住建筑。

本发明的另一目的在于提供这种用于砌体结构的构造柱的制备方法。

本发明的再一目的在于提供制备这种用于砌体结构的构造柱的专用预制节。

本发明的目的是这样实现的：一种用于砌体结构的构造柱，其特征在于：它主要是由带有纵筋的预制节组装而成。

为了组装方便，上述预制节的一端设有凸台，另一端设有与凸台相配合的凹槽，相邻的上段预制节的凸台与下段预制节的凹槽咬合；上下相邻预制节的纵筋为固定连接。

为了减轻预制节的重量，使得施工方便，上述预制节中可以设有空腔，上下预制节的空腔至少部分重叠形成构造柱的腔体。

为了使构造柱与墙体结合的好，构造柱上设有与墙体咬接的马牙槎。

为了制备和施工方便，上述纵筋为4根纵筋，且上述纵筋沿竖轴方向穿插在上述预制节中的正四棱柱的四个角中；纵筋在四棱柱中的部分通常还设有箍筋；为了加强构造柱的抗剪性能，相邻预制节的纵筋交接处设有箍筋。

为了操作方便和固定效果好，上述上下相邻预制节的纵筋可以采用绑扎连接或焊接，当然也可以采用其他方式固定连接。

在抗震设防烈度较低的地区，如6～7度区，可以使用上述空腹构造柱；对于抗震设防烈度较高的地区，如8～9度区，可以根据设计者和使用者的需要，在构造柱的腔体中浇筑混凝土或者在构造柱的腔体中设置钢筋并浇筑混凝土。

本发明的另一目的是这样实现的：一种用于砌体结构的构造柱的制备方法，其特征在于：首先将预制节的一端固定于基础或圈梁中，再以此预制节为基础，在其上端依次安装其他的预制节，并对相邻预制节的纵筋进行固定连接。

通常情况下，为了施工方便和保证施工质量，在每一节预制节安装好后，在其旁边砌筑墙体；等墙体与预制节等高时再安装下一节预制节。在预制节的接头处，可以布置箍筋，以加强构造柱的抗剪性能；构造柱与墙体之间的水平拉结筋也布置在接头处。

为了外观美观，且达到保护钢筋的作用，在砌筑墙体时，可将接头处和预制节的纵筋裸露处用砂浆或混凝土灌实。

如果选用的预制节带有空腔，则将所有预制节的空腔至少部分重叠形成构造柱的腔体。在抗震设防烈度较低的地区，如6～7度区，可以使用上述带空腔的预制节制备的空腹构造柱；对于抗震设防烈度较高的地区，如8～9度区，或者根据设计者和使用者的需要，在构造柱的腔体中直接浇筑混凝土；也可以在构造柱的腔体中插入钢筋后再浇筑混凝土。

本发明的再一目的是这样实现的：一种预制节，包括至少4根纵筋和一个正四棱柱，其特征在于：上述正四棱柱的一端设置有凸台；上述4根纵筋沿上述正四棱柱的竖轴方向穿插在所述正四棱柱的四个角中，并将凸台包围；上述纵筋的两端均伸出正四棱柱外，通常纵筋下端略短于凸台；上述正四棱柱的另一端设置有与凸台相配合的凹槽；使用时，使上下预制节通过凹槽与凸台的咬合连接，同时对上下预制节的钢筋进行绑扎连接或焊接；上述正四棱柱的侧面与端面的至少一个面上设置有能与墙体咬接的马牙槎；上述马牙槎与上述正四棱柱是一体的。

为了减轻预制节的重量，使得施工时比较方便，上述预制节的正四棱柱和凸台中设置有相同的可插入钢筋并浇筑混凝土的空腔。

为了制备方便，同时使砌筑时空腔容易重叠，上述空腔的横截面为中心对称图形，可以为圆形或正方形，当然也可以是其他中心对称图形；为了施工方便，上述马牙槎完全覆盖上述正四棱柱的侧面或端面。

通常情况下，有五种马牙槎的设置方案：一种是在正四棱柱的两个侧面上或两个端面上各设置一个马牙槎，这种设置方案适用于一字型墙肢的中部；第二种是在正四棱柱的一个侧面和一个端面上各设置一个马牙槎，这种设置方案适用于L型墙肢；第三种是在正四棱柱的两个侧面和一个端面或者两个端面和一个侧面上各设置一个马牙槎，这种设置方案适用于T型墙肢；第四种是在正四棱柱的两个侧面和两个端面上各设置一个马牙槎，这种设置方案适用于十字型墙肢；第五种是在正四棱柱的两个侧面或两个端面中的任意一个面上设置一个马牙槎，这种设置方案适用于一字型墙肢的端部。

马牙槎凸进墙体的厚度可以根据需要设置；为了加强构造柱的抗剪性能，上述纵筋下端伸出正四棱柱的部分设有箍筋；按照现行有关结构设计构造及为了施工方便，上述马牙槎的高度为一块砖厚度或者多块砖块与多块砖块之间的灰缝的厚度之和。

本发明的有益效果为：

1、按本发明方法制备构造柱的成本低，因为一方面预制节可在预制构件厂生产，生产工艺简单，便于在农村预制构件厂推广，产业化生产可降低造价，使得构造柱成本降低；另一方面，本发明构造柱施工过程中无需支模，节约了模板的原材料购买(或租赁钢模板)费用、模板制作、支设及拆除等人工费；低抗震设防烈度区可采用空腹构造柱，可节约腔体部分混凝土材料费，且现场无需湿作业，人工费也可得到节约；

2、本发明预制节可随墙体砌筑同时进行，现场无需绑扎钢筋笼、制作、支设及拆除模板等施工过程，可节约施工工期，当使用空腹构造柱时还可节约浇注、养护混凝土的时间，进一步节约施工工期；

3、本发明预制节可在预制构件厂生产，工厂化生产可保证钢筋、混凝土原材料等质量，可通过管理机构对预制厂的管理保证预制节的质量，解决了农民自建房时现场施工构造柱无人监管、质量难以保证的问题；

4、本发明构造柱采用预制节安装而成，这种制备方法技术简单，只需对原农村砌墙的泥瓦匠进行简单演示就可让其掌握，对工匠的施工技术要求较低，可解决目前现浇构造柱施工中钢筋绑扎、模板制作安装、混凝土浇筑等施工质量难以保证等问题，能够在技术力量薄弱的农村地区推广；

5、本发明构造柱具有与墙体咬接的马牙槎，且相邻预制节之间通过钢筋固定连接，能够达到构造柱的抗震效果；可根据需要在低设防烈度区采用空腹构造柱，节约造价；或在较高烈度区构造柱的腔体中浇筑混凝土或者插入钢筋后浇筑混凝土，制成实心构造柱，增强构造柱的抗震性能；这样可合理利用资源，不会造成不必要的浪费；

6、本发明预制节形状较规则，体积和重量适中，能够与墙体同时砌筑，方便农村砌墙的泥瓦匠施工，可适合各种墙肢同时砌筑，可根据层高调节预制节的高度。

附图说明

图1为本发明实施例1的构造柱的立体图；

图2为本发明实施例2的构造柱的立体图；

图3为本发明实施例3的构造柱的立体图；

图4为本发明实施例4的构造柱的立体图；

图5为本发明实施例5的构造柱的立体图；

图6为本发明实施例6的预制节的立体图；

图7为本发明实施例7的预制节的立体图；

图8为本发明实施例8的预制节的立体图；

图9为本发明实施例9的预制节的立体图；

图10为本发明实施例10的预制节的立体图；

图11为本发明实施例6的预制节的俯视图；

图12为本发明实施例6的预制节的主视图；

图13为本发明实施例6的预制节的安装示意图；

图14为本发明实施例7的预制节的俯视图；

图15为本发明实施例7的预制节的主视图；

图16为本发明实施例7的预制节的安装示意图；

图17为本发明实施例8的预制节的俯视图；

图18为本发明实施例8的预制节的主视图；

图19为本发明实施例8的预制节的安装示意图；

图20为本发明实施例9的预制节的俯视图；

图21为本发明实施例9的预制节的主视图；

图22为本发明实施例9的预制节的安装示意图；

图23为本发明实施例10的预制节的俯视图；

图24为本发明实施例10的预制节的主视图；

图25为本发明实施例10的预制节的安装示意图；

图中，1、纵筋；2、预制节；3、空腔；4、腔体；5、马牙槎；6、正四棱柱；7、凸台；8、凹槽；9、箍筋；10、墙体。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明产品，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，一种用于砌体结构的构造柱，其特征在于：它主要是由带有4根纵筋1的预制节2安装而成；上下相邻预制节2的纵筋1为绑扎连接；构造柱上有与墙体10咬接的马牙槎5；上述纵筋1沿竖轴方向穿插在上述预制节2中的正四棱柱6的四个角中；本实施例的构造柱适用于一字型墙体的中部；所使用的预制节带有两个在同一直线上的马牙槎。

实施例2

如图2所示，一种用于砌体结构的构造柱，其特征在于：它主要是由带有4根纵筋1和空腔3的预制节2安装而成；上下相邻预制节2的纵筋1为焊接；上下预制节2的空腔3重叠形成构造柱的腔体4，腔体4的横截面为圆形；构造柱上有与墙体10咬接的马牙槎5；上述纵筋1沿竖轴方向穿插在上述预制节2中的正四棱柱6的四个角中；本实施例的构造柱适用于T型墙体；所使用的预制节带有三个马牙槎。当然，也可以根据需要在本实施例构造柱的腔体中浇筑混凝土。

实施例3

如图3所示，一种用于砌体结构的构造柱，其特征在于：它主要是由带有4根纵筋1和空腔3的预制节2安装而成；上下相邻预制节2的纵筋1为绑扎连接；上下预制节2的空腔3重叠形成构造柱的腔体4，腔体4的横截面为圆形；构造柱上有与墙体10咬接的马牙槎5；上述纵筋1沿竖轴方向穿插在上述预制节2中的正四棱柱6的四个角中；本实施例的构造柱适用于L型墙体；所使用的预制节带有两个相互垂直的马牙槎。当然，也可以根据需要在本实施例构造柱的腔体中浇筑混凝土。

实施例4

如图4所示，一种用于砌体结构的构造柱，其特征在于：它主要是由带有4根纵筋1和空腔3的预制节2安装而成；上下相邻预制节2的纵筋1为焊接；上下预制节2的空腔3重叠形成构造柱的腔体4，腔体4的横截面为圆形；构造柱上有与墙体10咬接的马牙槎5；上述纵筋1沿竖轴方向穿插在上述预制节2中的正四棱柱6的四个角中；本实施例的构造柱适用于十字型墙体；所使用的预制节带有四个马牙槎。当然，也可以根据需要在本实施例构造柱的腔体中浇筑混凝土。

实施例5

如图5所示，一种用于砌体结构的构造柱，其特征在于：它主要是由带有4根纵筋1和空腔3的预制节2安装而成；上下相邻预制节2的纵筋1为绑扎连接；上下预制节2的空腔3重叠形成构造柱的腔体4，腔体4的横截面为圆形；构造柱上有与墙体10咬接的马牙槎5；上述纵筋1沿竖轴方向穿插在上述预制节2中的正四棱柱6的四个角中；本实施例的构造柱适用于一字型墙体的尽端；所使用的预制节带有一个马牙槎。当然，也可以根据需要在本实施例构造柱的腔体中浇筑混凝土。

实施例6

如图6和图11、12所示，一种用于砌体结构的构造柱中的预制节2，包括4根纵筋1和一个长、宽、高为24cm×24cm×25cm正四棱柱6，其特征在于：上述正四棱柱6的下端设置有一个长、宽、高为16cm×16cm×29cm的凸台7；上述4根纵筋1沿上述正四棱柱6的竖轴方向穿插在上述正四棱柱6的四个角中，并将凸台7包围；纵筋在四棱柱中的部分设有箍筋9；上述纵筋1的上端和下端均伸出正四棱柱6外，下端伸出正四棱柱6外24cm。上述正四棱柱6的的上端设置有一个与凸台7的下端相配合的凹槽8，凹槽8的尺寸为18cm×18cm×4cm；上述正四棱柱6的两个侧面各设置有尺寸为6cm×24cm×25cm的马牙槎5，马牙槎5的高度为四块砖块与砖块之间的灰缝的厚度之和；上述马牙槎5与上述正四棱柱6是一体的。本实施例预制节适用于实施例1所示的一字型墙肢的中部；图13为本实施例预制节的安装示意图。

实施例7

如图7和图14、15所示，一种用于砌体结构的构造柱中的预制节2，包括4根纵筋1和一个长、宽、高为24cm×24cm×25cm正四棱柱6，其特征在于：上述正四棱柱6的下端设置有一个长、宽、高为16cm×16cm×29cm的凸台7；上述正四棱柱6和上述凸台7中设置有相通的可插入钢筋并浇筑混凝土的空腔3；上述空腔3的横截面为半径为12cm的圆；上述4根纵筋1沿上述正四棱柱6的竖轴方向穿插在上述正四棱柱6的四个角中，并将凸台7包围；纵筋在四棱柱中的部分设有箍筋9；上述纵筋1的上端和下端均伸出正四棱柱6外，下端伸出正四棱柱6外24cm。上述正四棱柱6的的上端设置有一个与凸台7的下端相配合的凹槽8，凹槽8的尺寸为18cm×18cm×4cm；上述正四棱柱6的两个侧面和一个端面各设置有尺寸为6cm×24cm×25cm的马牙槎5，马牙槎5的高度为四块砖块与砖块之间的灰缝的厚度之和；上述马牙槎5与上述正四棱柱6是一体的。本实施例预制节适用于实施例2所示的T型墙肢；图16为本实施例预制节的安装示意图。当然，本实施例中，预制节的空腔的横截面也可以为边长为12cm的正方形，效果相同。

实施例8～10

一种用于砌体结构的构造柱中的预制节2，其结构及尺寸基本同实施例7，不同点在于：实施例8中，如图8和图17、18所示，正四棱柱6的一个侧面和一个端面各设置有马牙槎5，本实施例预制节适用于实施例3所示的L型墙肢，图19为本实施例预制节的安装示意图；实施例9中，如图9和图20、21所示，正四棱柱6的两个侧面和两个端面均设置有马牙槎5，本实施例预制节适用于实施例4所示的十字型墙肢，图22为本实施例预制节的安装示意图；实施例10中，如图10和图23、24所示，正四棱柱6的一个侧面设置有马牙槎5，本实施例预制节适用于实施例5所示的一字型墙肢的端部，图25为本实施例预制节的安装示意图。

Claims (10)

1、一种用于砌体结构的构造柱，其特征在于：它主要是由带有纵筋(1)的预制节(2)组装而成。

2、根据权利要求1所述的用于砌体结构的构造柱，其特征在于：所述构造柱是由预制节(2)通过凹槽(8)与凸台(7)咬合而成；上下预制节的纵筋(1)为固定连接。

3、根据权利要求1或2所述的用于砌体结构的构造柱，其特征在于：所述预制节(2)中设有空腔(3)，上下预制节(2)的空腔(3)至少部分重叠形成构造柱的腔体(4)。

4、根据权利要求1或3所述的用于砌体结构的构造柱，其特征在于：构造柱上有与墙体咬接的马牙槎(5)；所述纵筋(1)为4根纵筋；所述纵筋(1)沿竖轴方向穿插在所述预制节(2)中的正四棱柱(6)的四个角中；相邻预制节(2)的纵筋交接处设有箍筋(9)；所述上下相邻预制节(2)的纵筋(1)为绑扎连接或焊接。

5、根据权利要求3所述的用于砌体结构的构造柱，其特征在于：构造柱的腔体(4)中有混凝土或者构造柱的腔体(4)中有钢筋和混凝土。

6、一种用于砌体结构的构造柱的制备方法，其特征在于：首先将预制节(2)的一端固定于基础或圈梁中，再以此预制节(2)为基础，在其上端依次安装其他的预制节(2)，并对相邻预制节(2)的纵筋(1)进行固定连接。

7、根据权利要求6所述的用于砌体结构的构造柱的制备方法，其特征在于：在每一节预制节(2)安装好后，在其旁边砌筑墙体(10)；等墙体(10)与预制节(2)等高时再安装下一节预制节(2)；在墙体(10)砌筑时，将预制节(2)的纵筋裸露处用砂浆或混凝土灌实。

8、根据权利要求6或7所述的用于砌体结构的构造柱的制备方法，其特征在于：所有预制节(2)的空腔(3)至少部分重叠形成构造柱的腔体(4)，砌筑完成后，在构造柱的腔体中浇筑混凝土；或者砌筑完成后，在构造柱的腔体中插入一根以上纵筋或纵筋与箍筋扎成的钢筋笼，并浇筑混凝土。

9、一种预制节(2)，包括至少4根纵筋(1)和一个正四棱柱(6)，其特征在于：所述正四棱柱(6)的一端设置有凸台(7)；所述4根纵筋(1)沿所述正四棱柱(6)的竖轴方向穿插在所述正四棱柱(6)的四个角中，并将凸台(7)包围；所述纵筋(1)的两端均伸出正四棱柱(6)外；所述正四棱柱(6)的另一端设置有与凸台(7)相配合的凹槽(8)；所述正四棱柱(6)的侧面与端面的至少一个面上设置有能与墙体(10)咬接的马牙槎(5)。

10、根据权利要求9所述的预制节(2)，其特征在于：所述正四棱柱(6)和所述凸台(7)中设置有相通的可插入钢筋并浇筑混凝土的空腔(3)；所述空腔(3)的横截面为中心对称图形；所述马牙槎(5)完全覆盖所述正四棱柱(6)的侧面或端面；所述马牙槎(5)的高度为一块砖厚度或者多块砖块与多块砖块之间的灰缝的厚度之和。

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