CN103206043A - Pvc管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱 - Google Patents

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陈宗平
徐金俊
薛建阳
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Abstract

本发明的PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱,包括一根PVC圆形塑料管材、纵向钢筋、空间圆形螺旋箍筋和混凝土,纵向钢筋由空间圆形螺旋箍筋绑扎成圆形钢筋笼骨架,将该钢筋笼骨架嵌套于PVC圆管的截面圆心,向在所述的组合柱截面的剩余空间内浇筑混凝土。本发明的技术方案较现有技术有如下优点:应用PVC套管技术,可改善配圆形螺旋箍筋对内部混凝土的约束效果;与圆形钢筋笼联合约束内在混凝土,可形成多重约束机制,进一步增强组合柱的轴向压缩能力;外包的PVC管可提高混凝土柱本身的耐久性能,并可作为施工时的模板;在满足承载能力需求的前提下,可减少钢材的使用,以利降低造价。

Description

PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱
技术领域
[0001] 本发明属配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土柱和PVC管混凝土及其组合结构柱,特别是PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱。
背景技术
[0002] 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性能的需求,传统的钢筋混凝土结构势必要加大构件的截面尺寸,如此导致的后果即是结构的自重增加,由此而加大结构物的地震反应。特别是作为承重的柱子,其承载力的高低决定了其上各种使用功能的发挥,如建筑楼屋面荷载的布置设计;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。
[0003]目前,国内外研究者提出了一种承载能力好的新型结构一钢管混凝土结构,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也得到提高。但是此类结构受到截面配钢率的影响较大,即截面含钢率大时,钢管混凝土的承载能力和抗震延性提高较大,而针对中高层建筑结构而言,采用上述钢管混凝土柱就大大增加了钢材的消耗和建设成本。为了降低造价与节约钢材,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。
[0004] 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,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。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
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱,采用管中套笼的增强技术,强有力约束其内混凝土,减小构件截面尺寸或减少钢材的消耗,有效提高内部混凝土的耐久性能,实现优质性价比。
[0006] 本发明以如下技术方案解决上述技术问题:
[0007] PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱,其特征是包括一根PVC圆形塑料管材、纵向钢筋、空间圆形螺旋箍筋和混凝土,纵向钢筋由空间圆形螺旋箍筋绑扎成圆形钢筋笼骨架,将该钢筋笼骨架嵌套于PVC圆管的截面圆心,向在所述的组合柱截面的剩余空间内烧筑混凝土。
[0008] 圆形钢筋笼骨架由纵向钢筋通过空间圆形螺旋箍筋按照一定的螺旋箍筋间距绑扎而成,在圆形钢筋笼截面的圆周上配置纵向钢筋,并可根据承载性能的需要进行纵向钢筋数目的调节,使之形成多重约束效应的混凝土组合柱。[0009] 圆形钢筋笼嵌套于PVC管的中间部位,两者的几何中心重合于一点。
[0010] 浇筑的混凝土为普通混凝土,其配制方法同我国相关规范标准。
[0011 ] 所述组合柱被PVC管外包,具有良好的耐久性能和承载性能。
[0012] 采用上述技术方案,可以使本发明相对于现有技术具有如下优点:
[0013] I) PVC套管技术的应用,可改善配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土柱对内部混凝土的约束效果;
[0014] 2) PVC套管技术的应用,与圆形钢筋笼联合约束内在混凝土,可形成多重约束机制,进一步增强组合柱的轴向压缩能力;
[0015] 3)外包的PVC管,可提高混凝土柱本身的耐久性能,并可作为施工时的模板;
[0016] 4)在满足承载能力需求的前提下,可减少钢材的使用,相比于钢材的价格,PVC材料价格低廉,由此可降低造价。
附图说明
[0017] 图1为PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱的横截面示意图。
具体实施方式
[0018] 本发明通过合理匹配PVC管管径,达到强有力约束其内混凝土的目的,增强组合柱的承载性能。在不降低承载能力的情况下,与原有配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土柱相比,本发明可减小构件截面尺寸或减少钢材的消耗;且PVC管材相对于钢材具有价廉、不易生锈,抗腐蚀性好的特点,在外包的PVC管保护下,内部混凝土具有良好的耐久性能,同时可减少施工模板,可达到优质性价比的目的,有利于节约建设成本。
[0019] 所用的PVC管为以聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride, PVC)作为材质的圆形管材,其材料具有加工性能良好、制造成本低、耐腐蚀、绝缘等良好特点,以及PVC具有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。
[0020] 空间圆形螺旋箍筋的螺旋箍筋间距简称螺距。
[0021] 下面结合附图及工程实际对本发明的具体实施作进一步的描述,其中考虑施工的简便与统一,特假定内部钢筋混凝土的纵向钢筋为各楼层相贯,无错、偏位。
[0022] 如图1所示,本发明的PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱,包括PVC圆管1、纵向钢筋2、空间圆形螺旋箍筋3和混凝土 4。
[0023] 当所述组合柱为建筑结构的底层柱或底下几层柱时,因上部传来的荷载(包括轴力、剪力和弯矩)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。一种提高承载力的有效手段是通过扩大PVC管管径,增大PVC管混凝土截面对配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土截面的面积比例。
[0024] 当所述组合柱为建筑结构的上部结构柱时,由于其上部荷载相对较小,考虑到适当节约混凝土材料和降低施工成本,可沿建筑高度方向适当减小柱截面尺寸,可通过下述两种手段来满足承载力要求:1)当较多地减小柱截面尺寸时,以减小圆形钢筋笼的大小来相对增大PVC管混凝土截面比例;2)为了考虑施工方便,在不改变圆形钢筋笼大小的前提下,可通过缩小PVC管管径的办法来适当降低截面的承载力。
[0025] PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱的施工工艺为:
[0026] 1、通过空间圆形螺旋箍筋3以一定的螺距将纵向钢筋2绑扎成一个钢筋笼骨架;
[0027] i1、将圆形钢筋笼骨架嵌套于PVC圆管I的截面中心,在所述截面的剩余空间内浇筑混凝土 4,从而形成PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱。

Claims (5)

1.PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱,其特征是包括一根PVC圆形塑料管材、纵向钢筋、空间圆形螺旋箍筋和混凝土,纵向钢筋由空间圆形螺旋箍筋绑扎成圆形钢筋笼骨架,将该钢筋笼骨架嵌套于PVC圆管的截面圆心,向在所述的组合柱截面的剩余空间内烧筑混凝土。
2.如权利要求1所述的PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱,其特征是圆形钢筋笼骨架由纵向钢筋通过空间圆形螺旋箍筋按照一定的螺旋箍筋间距绑扎而成,在圆形钢筋笼截面的圆周上配置纵向钢筋,并可根据承载性能的需要进行纵向钢筋数目的调节,使之形成多重约束效应的混凝土组合柱。
3.如权利要求1所述的PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱,其特征是圆形钢筋笼嵌套于PVC管的中间部位,两者的几何中心重合于一点。
4.如权利要求1所述的PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱,其特征是浇筑的混凝土为普通混凝土,其配制方法同我国相关规范标准。
5.如权利要求1所述的PVC管约束配圆形螺旋箍筋的钢筋混凝土组合柱,其特征是所述组合柱被PVC管外包,具有良好的耐久性能和承载性能。
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