CN103015629A

CN103015629A - 一种内置pvc管增强钢筋混凝土组合柱

Info

Publication number: CN103015629A
Application number: CN2012105385711A
Authority: CN
Inventors: 陈宗平; 徐金俊; 薛建阳
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2013-04-03

Abstract

一种内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱，包括一根PVC管混凝土、钢筋笼和普通混凝土；PVC管混凝土埋置于钢筋混凝土柱截面的中心，与PVC管混凝土相距一定距离的四周埋置有钢筋笼，在组合柱截面的剩余空间内浇筑混凝土。本发明使用了PVC管混凝土可以提高一般普通混凝土柱的承载能力，减小相对截面尺寸，加大建筑净空间；提高混凝土的耐久性能，阻止有害物质的侵蚀；且PVC材料价格低廉，可节约钢材、降低造价。在承载力相同的情况下，与型钢混凝土（SRC）柱或钢管混凝土（CFS）柱相比，可大大减少钢材消耗，抗腐蚀性好，耐久性能好，有优质性价比，大量节约建设成本。

Description

一种内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土柱和PVC管组合结构柱，特别是一种内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱。

背景技术

随着现代高层、大跨及重载结构的发展，为了满足整体结构承载力的需求，传统的钢筋混凝土结构势必要加大构件的截面尺寸，如此导致的后果是结构的自重增加，由此而加大地震反应。特别是作为承重的柱子，其承载力的高低决定了其上各种功能的发挥，如建筑楼屋面荷载的设计布置；同时，为了满足建筑空间的需求，减小柱子的截面尺寸是一种有效的途径。因此，这就要求寻找一种承载能力高、综合造价低的结构柱来满足上述需求。

目前，国内外研究者提出了一种承载能力好的新型结构—钢管混凝土结构，其特点在于外包的钢管将内部混凝土有效地约束，从而使得混凝土的力学性能得到改善，不仅承载能力大大增强，而且由于截面的高配钢率导致柱子的抗震性能得到提高。但是，此类结构受到截面配钢率的影响较大，截面含钢率大时，钢管混凝土的承载能力和抗震延性提高较大，但这就大大增加了钢材的消耗和建设成本的提高。为了降低造价和节约钢材，国家相关部门很早便提出了“以塑代钢”的政策，鼓励建设单位大力发展塑料管材于土建工程中。

聚氯乙烯（PVC）管材普遍应用于雨（落）水管以及地下排污水管等设施中。由于其具有质轻、价廉、抗腐蚀性好等特性，PVC管的应用范围将会越来越广泛。与钢管混凝土相似，将混凝土和PVC管材相结合，从而构成PVC管混凝土，可部分或全部代替钢管混凝土，以此达到节约钢材、降低综合造价的目的。

普通钢筋混凝土框架柱易于与框架梁连接，具有节点构造方便的特点，鉴于此，有必要设计一种新的构件组合方法，将PVC管混凝土与钢筋混凝土柱有效地结合，以此达到提高柱子的承载力、节约建设成本的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱，通过对矩形截面柱的核心混凝土进行双重约束，从而提高钢筋混凝土柱的承载能力，并满足其延性需求。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

一种内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱，其特征在于包括一根PVC管混凝土、钢筋笼和普通混凝土；PVC管混凝土埋置于钢筋混凝土柱截面的中心，与PVC管混凝土相距一定距离的四周埋置有钢筋笼，在组合柱截面的剩余空间内浇筑混凝土。

PVC管混凝土由PVC圆管及浇灌在管中的混凝土组成。

钢筋笼由四根或以上纵向受力钢筋和横向箍筋构成；矩形柱截面四周的纵向受力钢筋和混凝土承受截面的轴向荷载。

在PVC管内及在组合柱截面的剩余空间中浇筑的混凝土均为普通混凝土，其配制方法同我国相关规范标准。

相对于现有技术，本发明使用PVC管混凝土具有如下优点：

1）PVC管混凝土的应用，可以提高一般普通混凝土柱的承载能力，减小相对截面尺寸，加大建筑净空间；

2）PVC管包裹的一部分混凝土，可以提高混凝土的耐久性能，可以有效阻止有害物质的侵蚀；

3）PVC材料价格低廉，应用PVC管混凝土可以节约钢材、降低造价。

4）PVC管混凝土被包裹于组合柱的剩余空间内浇筑的钢筋混凝土之间，可以约束内部小柱的横向变形，进一步提高其承载能力，具有双重约束效应。

在承载力相同的情况下，与型钢混凝土（SRC）柱或钢管混凝土（CFS）柱相比，本发明可大大减少钢材的消耗；且PVC管材相对于钢材具有价廉、不易生锈、抗腐蚀性好、耐久性能好的特点，有优质性价比，节约大量建设成本。

附图说明

图1为一种内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱的横截面示意图；

图2为图1的内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱的各组合部件的空间示意图。

图中：1-PVC管2-内置混凝土3-外部混凝土4-纵向受力钢筋5箍筋

具体实施方式

PVC（Poly Vinyl Chloride）材料具有加工性能良好、制造成本低、耐腐蚀、绝缘等良好特性及相对优良的几何稳定性。一般而言，PVC管具有较好的物理力学性能，其拉伸屈服强度≥40MPa，弹性模量约为2749MPa。

当组合柱是小高层或高层建筑的底层柱或底下几层柱时，因上部传来的荷载（包括弯矩、剪力和轴力）较大，特别是轴向力对柱截面尺寸的影响，以及为了满足建筑结构抗震所需的轴压比限值的要求，必须要求柱截面具有极高的承载能力。提高承载力的有效手段是通过扩大PVC管管径，增大PVC管混凝土中的PVC管1和内置混凝土2面积之和与组合柱全截面的面积比。

当组合柱是建筑的上部结构柱时，因上部荷载相对较小，在考虑适当节约混凝土材料和降低施工成本时，可通过下述两种手段来满足适当减小柱截面尺寸的要求：1）在较多地减小柱截面尺寸时，相对增大PVC管混凝土截面比例；2）同时减少截面几何尺寸，但各部分截面比例可保持不变。或为了考虑施工方便，在不改变柱截面尺寸的前提下，可通过缩小PVC管管径的办法来适当降低截面的承载力。

内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱的施工工艺为：

ⅰ、在PVC管材1内浇灌混凝土2，从而形成PVC管混凝土，该小柱的制作可在施工现场或专业化企业生产。为了提高施工进度和加大混凝土的配制、浇筑及养护的可靠性，实行专业化生产可有效保证其结构的强度。

ⅱ、按照柱截面的要求，将纵向受力钢筋4采用箍筋5绑扎成一个钢筋笼，且满足构造所需的钢筋保护层厚度。该钢筋笼的布置宽度要求大于PVC管1的外径，并满足一定的间距要求，使其受力更加合理，具有较好的约束效应。

ⅲ、将PVC管混凝土小柱埋置于组合柱截面的中心，四周支模后在所述截面的剩余空间内浇筑混凝土3，从而形成内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱。

Claims

1.一种内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱，其特征是包括一根PVC管混凝土、钢筋笼和普通混凝土；PVC管混凝土埋置于钢筋混凝土柱截面的中心，与PVC管混凝土相距一定距离的四周埋置有钢筋笼，在组合柱截面的剩余空间内浇筑混凝土。

2.如权利要求1所述的一种内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱，其特征是PVC管混凝土由PVC圆管及浇灌在管中的混凝土组成。

3.如权利要求1所述的一种内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱，其特征是钢筋笼由四根或以上纵向受力钢筋和横向箍筋构成。

4.如权利要求1所述的一种内置PVC管增强钢筋混凝土组合柱，其特征是在PVC管内及在组合柱截面的剩余空间中浇筑的混凝土均为普通混凝土，其配制方法同我国相关规范标准。