CN102561509A - 格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋及作法 - Google Patents
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Abstract
格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋及作法，属于防震减灾技术领域。该房屋主要由素混凝土垫层、基础梁、格构式单排配筋异形截面混凝土柱、轻质生态墙板或墙砖、钢筋混凝土框架梁、钢筋混凝土楼(屋)盖组成。本发明中格构式单排配筋异形截面混凝土柱采用单排配筋，利用两种不同形式钢筋网焊接成钢筋骨架，施工简单，钢筋用量少，便于工业化生产；格构斜向腹筋抗剪好，防止异形截面短柱脆性剪切破坏，提高柱抗震延性；墙体材料为轻质生态墙板或墙砖，墙板或墙砖与异形柱通过拉结钢筋连接，墙板与墙板、墙砖与墙砖之间靠键槽相互咬合，并保证互相间连接可靠，起到加强房屋整体性与整体抗震消能能力提升的目的，适用于村镇住宅。
Description
技术领域
本发明涉及一种格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋及作法，属于一种新型实用、造价低廉且适用于村镇住宅的格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋。
背景技术
地震作为一种不可预知、破坏力极强的自然灾害，历次发生都给人民的生命和财产带来了巨大的损失。近年来我国正处于地震多发期，仅2008年就发生了17次地震灾害，其中汶川地震，造成的经济损失就多达8451亿元，死伤人数达十余万。同时我国地震区域分布广阔，设防烈度在6度及以上的地区占国土面积的80％以上，且大多处于经济欠发达的村镇地区。由于经济原因，这些地区的房屋大多采用砌体承重结构，且大多数房屋未采用抗震构造措施，该类砌体建筑属脆性结构，抗震性能较差，遭遇较大地震时极易倒塌。目前国内的抗震技术研究，大多集中在高层、超高层及大跨结构方面，对村(镇)抗震研究较少，而历次地震灾害发生时，损失最惨重的往往就是广大的村镇地区，汶川地震和玉树地震就说明了这一点。
砖房的主要建筑材料为粘土砖，其主要来源就是耕地。我国耕地仅存16亿亩，人均耕地面积低于世界平均水平的1/3，而且由于粘土砖的烧制使耕地以每年数百万亩的速度减少。因此，我国迫切需要进行墙体材料革新，彻底废 除粘土砖，代之以安全、环保、抗震的新型结构与材料。异形柱框架轻质墙结构，将柱子隐藏到墙体中，有效增加了建筑面积、改善了建筑的使用功能，使住宅结构的内部美观平整；围护结构采取轻质墙体，使结构自重减轻，地震作用小。因此，异形柱框架轻质墙结构已经成为取代砖混结构重要结构形式，当前已经是我国重点推广的节能住宅结构形式。
传统的异形柱框架轻质墙结构，多用于多层及小高层住宅结构，技术方案和施工方法均比较复杂、工程造价也较高，不适宜用于村镇建筑结构体系中。因此，研究经济合理、群众能接受的异形柱框架轻质墙结构体系，解决村镇房屋整体性差、抗震能力薄弱、保温隔热性能差等问题，具有重要的经济与社会价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有构造简单、造价低廉、施工方便、抗震性能好等优点的格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋及作法，以期解决村镇房屋整体性差、抗震能力薄弱、保温隔热性能差等问题。
本发明采用的技术方案如下：
格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，主要由素混凝土垫层、基础梁、格构式单排配筋异形截面混凝土柱、轻质生态墙板或墙砖、钢筋混凝土框架梁、钢筋混凝土楼盖、钢筋混凝土屋盖组成；格构式单排配筋异形截面混凝土柱柱肢采用单排配筋，由两种不同形式钢筋网连接成钢筋骨架。
所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱柱截面为L形、T形、十字形、Z形，位于纵横墙相交处；异形柱的肢长与肢厚之比为2～4；肢厚取墙厚，肢长取300mm的整数倍。
所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱由混凝土1、梯格状普通钢筋网2、格构单排配筋网3、拉结钢筋4构成，混凝土柱的钢筋骨架呈L形或T形或十字形或Z形，由格构单排配筋网3焊接而成；梯格状普通钢筋网2焊接在格构单排配筋网3的端部，且格构单排配筋网3的平面过梯格状普通钢筋网2的中轴线；拉结钢筋4垂直焊接在普通钢筋网2的横向水平钢筋中心处，沿柱高方向等间距布置；这样，梯格状普通钢筋网2、格构单排配筋网3、拉结钢筋4通过焊接形成L形或T形或十字形或Z形钢筋骨架。
混凝土1为普通混凝土或再生混凝土，再生混凝土指在混凝土中掺有再生粗骨料，或掺有再生细骨料，或同时掺有再生粗骨料和再生细骨料；其掺有的再生粗骨料和再生细骨料的比例为0％～100％；当掺有的再生骨料比例为100％时，为全再生混凝土柱；当掺有再生骨料为0％时，为普通混凝土柱。
所述梯格状普通钢筋网2由二根竖向钢筋和若干横向水平钢筋焊接成梯格状；钢筋等级采用HRB335级或HRB400级；竖向钢筋间距为墙肢厚减去两倍保护层厚度；横向水平钢筋直径为6～10mm，横向水平钢筋竖向间距应满足抗剪承载力的要求。
格构单排配筋网3位于柱截面中心线上，由竖向钢筋和斜向腹筋构成；钢筋等级采用HRB335级或HRB400级；斜向腹筋与竖向夹角倾角为30度或45 度；竖向钢筋间距为300mm。
拉结钢筋4为直径6mm的HPB235级钢筋，一端锚固于柱内，与普通钢筋网2的横向水平钢筋焊接，另一端伸入墙体与墙板或墙砖拉结。
所述墙体材料为轻质生态墙板或墙砖；轻质生态墙板为轻质保温墙板、轻质复合墙板、植物纤维墙板等；墙砖由轻质生态墙板切割而成或采用专用模具养护而成；墙板或墙砖沿平行厚度方向四个面或与异形柱连接的墙板或墙砖的三个面带凸键与凹槽，墙板与墙板、墙砖与墙砖之间通过凸键与凹槽相互咬合；墙板或墙砖与异形柱通过拉结钢筋进行可靠拉接。
所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱为现浇时，制作步骤如下
a)进行场地平整，铺C10素混凝土垫层；
b)在素混凝土垫层上绑扎基础梁钢筋；
c)选取合适钢筋，焊接成梯格状普通钢筋网2，竖向钢筋间距为柱肢厚度减两倍保护层厚度；
d)选取合适钢筋，弯折成格构式腹筋，弯折点间距离为300mm，斜向腹筋与竖向钢筋夹角为30度或45度；
e)摆放3根竖向钢筋，竖向钢筋间距离取300mm，在竖向钢筋间焊接步骤d弯折成形的格构式腹筋，焊接时2个格构式腹筋的弯折点上下错开，形成格构单排配筋网3；
f)将步骤e所形成的格构单排配筋网3焊接成异形钢筋骨架，L形为两片，T形为3片，十字形为4片，Z形为3片；在异形柱拐角处的竖向钢筋进行多 点焊；
g)在由格构单排配筋网3焊接成的异形钢筋骨架端部垂直焊接梯格状普通钢筋网2，格构单排配筋网3平面过普通钢筋网2的中轴线；
h)将拉结钢筋4焊接于异形柱端部梯格状普通钢筋网2的横向水平钢筋中点处，拉结钢筋4沿柱高等间距布置；
i)待各异形柱钢筋骨架都形成并与基础梁和框架梁可靠锚固后，支模板，浇筑混凝土1，形成异形柱整体框架结构体系；
j进行轻质保温墙体的施工，轻质保温墙体的施工可遵循由两端向中部的顺序；在墙砖或墙板端面对照异形柱中拉结钢筋的位置钻孔，先将墙板或墙砖与异形柱端面用拉结钢筋连接，再逐步连接其他墙板或墙砖，各墙板与墙板、墙砖与墙砖之间通过凹凸键槽互相咬合，形成格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋。
所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱为预制柱时，制作步骤如下：
a场地平整，铺C10素混凝土垫层，；
b在素混凝土垫层上绑扎基础梁钢筋；
c在基础梁钢筋骨架形成后，将格构式单排配筋异形截面混凝土柱进行吊装就位，分别位于基础梁的L形、T形、十字形和Z形拐角处；将预制异形柱柱脚端部预留的格构式单排配筋网3和梯格状普通钢筋网2插入基础梁钢筋骨架中，支护基础梁模板，浇筑基础梁；
d进行框架梁和楼盖或屋盖钢筋的绑扎，支模板，浇筑混凝土，形成异形 柱整体框架体系；
e在异形柱框架之间进行轻质生态墙体的施工，轻质保温墙体的施工可遵循由两端向中部的顺序；在墙砖或墙板端面对照异形柱中拉结钢筋的位置钻孔，先将墙板或墙砖与异形柱端面用拉结钢筋连接，再逐步连接其他墙板或墙砖，各墙板与墙板、墙砖与墙砖之间通过凹凸键槽互相咬合，形成格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋。
本发明可以获得如下有益效果：本发明异形柱采用单排配筋，施工简单，钢筋用量少；由焊接格构钢筋片构成配筋，适于工业化生产；采用格构配筋，斜腹筋抗剪好，可防止异形截面短柱脆性剪切破坏，提高柱抗震延性；柱截面端部用短筋与生态墙板或生态墙砖紧密结合，起到加强房屋整体性与提升整体抗震消能能力的目的。
附图说明
图1格构式单排配筋异形截面混凝土柱分布图；
图2格构式单排配筋L形截面混凝土柱截面配筋图；
图3格构式单排配筋T形截面混凝土柱截面配筋图；
图4格构式单排配筋十字形截面混凝土柱截面配筋图；
图5格构式单排配筋Z形截面混凝土柱截面配筋图；
图6梯格状普通钢筋网片构造图；
图7格构单排配筋网构造图；
图8格构式单排配筋L形截面混凝土柱立体图；
图9格构式单排配筋T形截面混凝土柱立体图；
图10格构式单排配筋十字形截面混凝土柱立体图；
图11格构式单排配筋Z形截面混凝土柱立体图；
图12八种不同轻质生态墙砖形式立体图；
图13轻质生态墙砖连接构造立体图；
其中：1-混凝土；2-普通钢筋网片；3-格构单排配筋网；4-拉结钢筋。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对于本发明作进一步说明。
如图1至图13所示，格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，主要由素混凝土垫层、基础梁、格构式单排配筋异形截面混凝土柱、轻质生态墙板或墙砖、钢筋混凝土框架梁、钢筋混凝土楼盖、钢筋混凝土屋盖组成；格构式单排配筋异形截面混凝土柱柱肢采用单排配筋，由两种不同形式钢筋网连接成钢筋骨架。
所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱柱截面为L形、T形、十字形、Z形，位于纵横墙相交处；异形柱的肢长与肢厚之比为2～4；肢厚取墙厚，肢长取300mm的整数倍。
所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱由混凝土1、梯格状普通钢筋网2、格构单排配筋网3、拉结钢筋4构成，混凝土柱的钢筋骨架呈L形或T形或十字形或Z形，由格构单排配筋网3焊接而成；梯格状普通钢筋网2焊接在格构单排配筋网3的端部，且格构单排配筋网3的平面过梯格状普通钢筋网2 的中轴线；拉结钢筋4垂直焊接在普通钢筋网2的横向水平钢筋中心处，沿柱高方向等间距布置；这样，梯格状普通钢筋网2、格构单排配筋网3、拉结钢筋4通过焊接形成L形或T形或十字形或Z形钢筋骨架。
混凝土1为普通混凝土或再生混凝土，再生混凝土指在混凝土中掺有再生粗骨料，或掺有再生细骨料，或同时掺有再生粗骨料和再生细骨料；其掺有的再生粗骨料和再生细骨料的比例为0％～100％；当掺有的再生骨料比例为100％时，为全再生混凝土柱；当掺有再生骨料为0％时，为普通混凝土柱。
所述梯格状普通钢筋网2由二根竖向钢筋和若干横向水平钢筋焊接成梯格状；钢筋等级采用HRB335级或HRB400级；竖向钢筋间距为墙肢厚减去两倍保护层厚度；横向水平钢筋直径为6～10mm，横向水平钢筋竖向间距应满足抗剪承载力的要求。
格构单排配筋网3位于柱截面中心线上，由竖向钢筋和斜向腹筋构成；钢筋等级采用HRB335级或HRB400级；斜向腹筋与竖向夹角倾角为30度或45度；竖向钢筋间距为300mm。
拉结钢筋4为直径6mm的HPB235级钢筋，一端锚固于柱内，与普通钢筋网2的横向水平钢筋焊接，另一端伸入墙体与墙板或墙砖拉结。
所述墙体材料为轻质生态墙板或墙砖；轻质生态墙板为轻质保温墙板、轻质复合墙板、植物纤维墙板等；墙砖由轻质生态墙板切割而成或采用专用模具养护而成；墙板或墙砖沿平行厚度方向四个面或与异形柱连接的墙板或墙砖的三个面带凸键与凹槽，墙板与墙板、墙砖与墙砖之间通过凸键与凹槽 相互咬合；墙板或墙砖与异形柱通过拉结钢筋进行可靠拉接。
上述格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，当异形柱为现浇时，其制作顺序如下：
a)进行场地平整，铺C10素混凝土垫层；
b)在素混凝土垫层上绑扎基础梁钢筋；
c)选取合适钢筋，焊接成梯格状普通钢筋网2，竖向钢筋间距为柱肢厚度减两倍保护层厚度；
d)选取合适钢筋，弯折成格构式腹筋，弯折点间距离为300mm，斜向腹筋与竖向钢筋夹角为30度或45度；
e)摆放3根竖向钢筋，竖向钢筋间距离取300mm左右，在竖向钢筋间焊接步骤d弯折成形的格构式腹筋，焊接时2个格构式腹筋的弯折点上下错开，形成格构单排配筋网3；
f)将步骤e所形成的格构单排配筋网3焊接成异形钢筋骨架，L形为两片，T形为3片，十字形为4片，Z形为3片；在异形柱拐角处的竖向钢筋进行多点焊；
g)在由格构单排配筋网3焊接成的异形钢筋骨架端部垂直焊接梯格状普通钢筋网2，格构单排配筋网3平面过普通钢筋网2的中轴线；
h)将拉结钢筋4焊接于异形柱端部梯格状普通钢筋网2的横向水平钢筋中点处，拉结钢筋4沿柱高等间距布置，并符合建筑模数及相关构造要求；
i)待各异形柱钢筋骨架都形成并与基础梁和框架梁可靠锚固后，支模板， 浇筑混凝土1，形成异形柱整体框架结构体系。
j)进行轻质保温墙体的施工，轻质保温墙体的施工可遵循由两端向中部的顺序。在墙砖或墙板端面对照异形柱中拉结钢筋的位置钻孔，先将墙板或墙砖与异形柱端面用拉结钢筋连接，再逐步连接其他墙板或墙砖，各墙板与墙板、墙砖与墙砖之间通过键槽互相咬合，形成格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋。
上述格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，当异形柱为预制时，其制作方法如下：
a)场地平整，铺C10素混凝土垫层，；
b)在素混凝土垫层上绑扎基础梁钢筋；
c)在基础梁钢筋骨架形成后，将格构式单排配筋异形截面混凝土柱进行吊装就位，分别位于基础梁的L形、T形、十字形和Z形拐角处；将预制异形柱柱脚端部预留的格构式单排配筋网3和梯格状普通钢筋网2插入基础梁钢筋骨架中，支护基础梁模板，浇筑基础梁；
d)进行框架梁和楼(屋)盖钢筋的绑扎，支模板，浇筑混凝土，形成异形柱整体框架体系；
e)在异形柱框架之间进行轻质生态墙体的施工，轻质保温墙体的施工可遵循由两端向中部的顺序。在墙砖或墙板端面对照异形柱中拉结钢筋的位置钻孔，先将墙板或墙砖与异形柱端面用拉结钢筋连接，再逐步连接其他墙板或墙砖，各墙板与墙板、墙砖与墙砖之间通过键槽互相咬合，形成格构式单 排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋。
以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。
Claims (10)
1.格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，主要由素混凝土垫层、基础梁、格构式单排配筋异形截面混凝土柱、轻质生态墙板或墙砖、钢筋混凝土框架梁、钢筋混凝土楼盖、钢筋混凝土屋盖组成；其特征在于：格构式单排配筋异形截面混凝土柱柱肢采用单排配筋，由两种不同形式钢筋网连接成钢筋骨架。
2.根据权利要求1所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，其特征在于：所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱柱截面为L形、T形、十字形、Z形，位于纵横墙相交处；异形柱的肢长与肢厚之比为2～4；肢厚取墙厚，肢长取300mm的整数倍。
3.根据权利要求1所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，其特征在于：所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱由混凝土(1)、梯格状普通钢筋网(2)、格构单排配筋网(3)、拉结钢筋(4)构成，混凝土柱的钢筋骨架呈L形或T形或十字形或Z形，由格构单排配筋网(3)焊接而成；梯格状普通钢筋网(2)焊接在格构单排配筋网(3)的端部，且格构单排配筋网(3)的平面过梯格状普通钢筋网(2)的中轴线；拉结钢筋(4)垂直焊接在普通钢筋网(2)的横向水平钢筋中心处，沿柱高方向等间距布置；这样，梯格状普通钢筋网(2)、格构单排配筋网(3)、拉结钢筋(4)通过焊接形成L形或T形或十字形或Z形钢筋骨架。
4.根据权利要求1所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，其特征在于：混凝土(1)为普通混凝土或再生混凝土，再生混凝土指在混凝土中掺有再生粗骨料，或掺有再生细骨料，或同时掺有再生粗骨料和再生细骨料；其掺有的再生粗骨料和再生细骨料的比例为0％～100％；当掺有的再生骨料比例为100％时，为全再生混凝土柱；当掺有再生骨料为0％时，为普通混凝土柱。
5.根据权利要求3所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，其特征在于：所述梯格状普通钢筋网(2)由二根竖向钢筋和若干横向水平钢筋焊接成梯格状；钢筋等级采用HRB335级或HRB400级；竖向钢筋间距为墙肢厚减去两倍保护层厚度；横向水平钢筋直径为6～10mm，横向水平钢筋竖向间距应满足抗剪承载力的要求。
6.根据权利要求3所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，其特征在于：格构单排配筋网(3)位于柱截面中心线上，由竖向钢筋和斜向腹筋构成；钢筋等级采用HRB335级或HRB400级；斜向腹筋与竖向夹角倾角为30度或45度；竖向钢筋间距为300mm。
7.根据权利要求3所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，其特征在于：拉结钢筋(4)为直径6mm的HPB235级钢筋，一端锚固于柱内，与普通钢筋网(2)的横向水平钢筋焊接，另一端伸入墙体与墙板或墙砖拉结。
8.根据权利要求3所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋，其特征在于：所述墙体材料为轻质生态墙板或墙砖；轻质生态墙板为轻质保温墙板、轻质复合墙板、植物纤维墙板等；墙砖由轻质生态墙板切割而成或采用专用模具养护而成；墙板或墙砖沿平行厚度方向四个面或与异形柱连接的墙板或墙砖的三个面带凸键与凹槽，墙板与墙板、墙砖与墙砖之间通过凸键与凹槽相互咬合；墙板或墙砖与异形柱通过拉结钢筋进行可靠拉接。
9.根据权利要求1至权利要求8任意一项权利要求所述的格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋的制作方法，其特征在于：所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱为现浇时，制作步骤如下
a)进行场地平整，铺C10素混凝土垫层；
b)在素混凝土垫层上绑扎基础梁钢筋；
c)选取合适钢筋，焊接成梯格状普通钢筋网(2)，竖向钢筋间距为柱肢厚度减两倍保护层厚度；
d)选取合适钢筋，弯折成格构式腹筋，弯折点间距离为300mm，斜向腹筋与竖向钢筋夹角为30度或45度；
e)摆放3根竖向钢筋，竖向钢筋间距离取300mm，在竖向钢筋间焊接步骤d弯折成形的格构式腹筋，焊接时2个格构式腹筋的弯折点上下错开，形成格构单排配筋网(3)；
f)将步骤e所形成的格构单排配筋网3焊接成异形钢筋骨架，L形为两片，T形为3片，十字形为4片，Z形为3片；在异形柱拐角处的竖向钢筋进行多点焊；
g)在由格构单排配筋网(3)焊接成的异形钢筋骨架端部垂直焊接梯格状普通钢筋网(2)，格构单排配筋网(3)平面过普通钢筋网(2)的中轴线；
h)将拉结钢筋(4)焊接于异形柱端部梯格状普通钢筋网(2)的横向水平钢筋中点处，拉结钢筋(4)沿柱高等间距布置；
i)待各异形柱钢筋骨架都形成并与基础梁和框架梁可靠锚固后，支模板，浇筑混凝土(1)，形成异形柱整体框架结构体系；
j)进行轻质保温墙体的施工，轻质保温墙体的施工可遵循由两端向中部的顺序；在墙砖或墙板端面对照异形柱中拉结钢筋的位置钻孔，先将墙板或墙砖与异形柱端面用拉结钢筋连接，再逐步连接其他墙板或墙砖，各墙板与墙板、墙砖与墙砖之间通过凹凸键槽互相咬合，形成格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋。
10.根据权利要求1至权利要求8任意一项权利要求所述的格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋的制作方法，其特征在于：所述格构式单排配筋异形截面混凝土柱为预制柱时，制作步骤如下：
a)场地平整，铺C10素混凝土垫层，；
b)在素混凝土垫层上绑扎基础梁钢筋；
c)在基础梁钢筋骨架形成后，将格构式单排配筋异形截面混凝土柱进行吊装就位，分别位于基础梁的L形、T形、十字形和Z形拐角处；将预制异形柱柱脚端部预留的格构式单排配筋网(3)和梯格状普通钢筋网(2)插入基础梁钢筋骨架中，支护基础梁模板，浇筑基础梁；
d)进行框架梁和楼盖或屋盖钢筋的绑扎，支模板，浇筑混凝土，形成异形柱整体框架体系；
e)在异形柱框架之间进行轻质生态墙体的施工，轻质保温墙体的施工可遵循由两端向中部的顺序；在墙砖或墙板端面对照异形柱中拉结钢筋的位置钻孔，先将墙板或墙砖与异形柱端面用拉结钢筋连接，再逐步连接其他墙板或墙砖，各墙板与墙板、墙砖与墙砖之间通过凹凸键槽互相咬合，形成格构式单排配筋异形截面混凝土柱-墙板减震房屋。
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