CN106638987B

CN106638987B - 一种预制再生块体混凝土柱的连接构造及其施工方法

Info

Publication number: CN106638987B
Application number: CN201710027182.5A
Authority: CN
Inventors: 吴波; 魏之凯
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2017-01-16
Filing date: 2017-01-16
Publication date: 2022-05-24
Anticipated expiration: 2037-01-16
Also published as: CN106638987A; WO2018129983A1

Abstract

本发明公开了一种预制再生块体混凝土柱的连接构造及其施工方法。预制再生块体混凝土柱的连接构造包括预制再生块体混凝土上半柱、预制再生块体混凝土下半柱、架立筋、钢定位板、抗剪型钢，在预制再生块体混凝土下半柱的上端面附近预留有竖向孔道和竖向凹槽，竖向凹槽和竖向孔道的位置分别与伸出预制再生块体混凝土上半柱的下端面的抗剪型钢和弯折处理后的纵筋的位置对应。本发明施工便捷，符合建筑工业化的要求，解决了目前常见的湿连接施工麻烦、对环境影响大等问题，而且通过对预制再生块体混凝土上半柱的纵筋的靠下部分进行弯折处理，使得弯折处理后的纵筋在有结构胶的连接区域的混凝土保护层厚度明显增加，从而确保柱子具有良好的耐火性能。

Description

一种预制再生块体混凝土柱的连接构造及其施工方法

技术领域

本发明涉及废旧混凝土循环利用技术领域，具体是一种预制再生块体混凝土柱的连接构造及其施工方法。

背景技术

由于施工速度快且施工质量好，预制混凝土构件已广泛应用于工程建设中。再生块体混凝土柱采用了大量废旧混凝土块体，符合节能减排和循环经济的国家战略，但施工现场废旧混凝土块体的分层投放导致再生块体混凝土柱的施工速度相比常规混凝土柱有所降低。为解决这一问题，对再生块体混凝土柱采用工厂分半预制、现场拼装的做法不失为一种有效策略，此时拼装连接构造既是影响施工效率也是攸关结构安全的关键。目前，预制混凝土柱的连接构造通常采用湿连接，这种连接构造需要现场浇筑混凝土，施工相对麻烦且对环境有一定影响，未能充分体现建筑工业化的优势。为此，迫切需要研发一种构造简单、安全可靠、施工便捷的预制混凝土柱的连接构造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制再生块体混凝土柱的连接构造及其施工方法。所述预制再生块体混凝土柱的上半柱和下半柱采用结构胶进行连接，施工便捷，避免了湿连接带来的施工周期长、对环境影响大等问题，符合建筑工业化的发展要求。此外，通过对预制再生块体混凝土上半柱的纵筋的靠下部分进行弯折处理，使得弯折处理后的纵筋在有结构胶的连接区域的混凝土保护层厚度明显增加，可有效延缓高温下结构胶的性能退化，进而确保柱子具有良好的耐火性能。

本发明至少通过下述技术方案之一实现。

一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，包括预制再生块体混凝土上半柱、预制再生块体混凝土下半柱、架立筋、钢定位板、抗剪型钢、竖向孔道、竖向凹槽、纵筋、箍筋；钢定位板位于上半柱内部，钢定位板上预先钻有孔洞，孔洞数量与上半柱的纵筋数量相同，每个孔洞对应一根纵筋，但每个孔洞的位置与其对应的纵筋的位置相比，更靠近上半柱的横截面中心；上半柱的每根纵筋的靠下部分通过弯折处理，穿过钢定位板上对应的孔洞，并竖直向下伸出上半柱的下端面；抗剪型钢的一部分预埋在上半柱的内部，并竖直向下伸出上半柱的下端面；下半柱的上端面附近预留有竖向孔道和竖向凹槽，每个竖向孔道对应上半柱的一根弯折处理后的纵筋，每个竖向孔道的位置与其对应的弯折处理后的纵筋的位置一致，竖向凹槽的位置与伸出上半柱下端面的抗剪型钢的位置一致；下半柱的竖向孔道和竖向凹槽内灌有有机结构胶或无机结构胶；伸出上半柱下端面的抗剪型钢和弯折处理后的纵筋分别插入下半柱的竖向凹槽和对应竖向孔道，与此同时上半柱的下端面与下半柱的上端面紧密接触。

上述的一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，所述预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱内部填充有废旧混凝土块体和新混凝土，废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:4~1:1；新混凝土为天然骨料混凝土或再生骨料混凝土，废旧混凝土块体为旧有建筑物和构筑物去除全部或部分钢筋后破碎而成的块体，废旧混凝土块体的特征尺寸不低于60 mm。

上述的一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，所述预制再生块体混凝土上半柱内部的架立筋共有4根，每根架立筋的直径不超过10 mm，4根架立筋的位置与上半柱靠近角部的4根纵筋的位置一一对应。

一种如所述一种预制再生块体混凝土柱的连接构造的施工方法，包括如下步骤：

（1）对预制再生块体混凝土上半柱的纵筋的靠下部分进行弯折处理，将弯折处理后的纵筋穿过钢定位板上的孔洞并点焊连接，将抗剪型钢与钢定位板进行点焊连接，绑扎上半柱的纵筋和箍筋以及架立筋和箍筋；

（2）绑扎预制再生块体混凝土下半柱的纵筋和箍筋，并设置用于形成竖向孔道和竖向凹槽的预埋件；

（3）以横躺方式完成预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱的模板制作与安装；

（4）将充分湿润后的废旧混凝土块体一次性投入预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱的模板内部，然后灌入新混凝土并充分振捣；

（5）混凝土初凝时将预埋件拔出，留出预制再生块体混凝土下半柱的竖向孔道和竖向凹槽；

（6）在施工现场，首先利用吊机将预制再生块体混凝土下半柱就位，然后向下半柱的竖向孔道和竖向凹槽内灌入有机结构胶或无机结构胶，最后利用吊机将预制再生块体混凝土上半柱叠放在预制再生块体混凝土下半柱上面，并确保伸出上半柱下端面的抗剪型钢和弯折处理后的纵筋分别插入下半柱的竖向凹槽和对应竖向孔道，且上半柱的下端面与下半柱的上端面紧密接触。

本发明相对于现有技术，具有如下优点及效果：

（1）采用结构胶的连接构造，具有构造简单、安全可靠、施工便捷等特点，可明显提高施工速度，有效避免了常用的湿连接构造所带来的施工周期长、对环境影响大等问题。

（2）对预制再生块体混凝土上半柱的纵筋的靠下部分进行弯折处理，使得弯折处理后的纵筋在有结构胶的连接区域的混凝土保护层厚度明显增加，可有效延缓高温下结构胶的性能退化，进而确保柱子具有良好的耐火性能。

（3）对再生块体混凝土柱采用工厂分半预制、现场拼装的做法，有效解决了废旧混凝土块体分层投放导致现场施工速度慢的问题，不仅可减少现场工作量，而且工厂预制的再生块体混凝土上半柱和下半柱的施工质量更好。

附图说明

图1是一种预制再生块体混凝土柱的连接构造示意图。

图中所示为：1-预制再生块体混凝土上半柱；2-预制再生块体混凝土下半柱；3-竖向孔道；4-竖向凹槽；5-箍筋；6-钢定位板；7-架立筋；8-纵筋；9-抗剪型钢。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，为一种预制再生块体混凝土柱的连接构造示意图，包括预制再生块体混凝土上半柱1、预制再生块体混凝土下半柱2、架立筋7、钢定位板6、抗剪型钢9、竖向孔道3、竖向凹槽4、纵筋8、箍筋5；钢定位板6位于上半柱1内部，钢定位板6上预先钻有孔洞，孔洞数量与上半柱的纵筋8数量相同，每个孔洞对应一根纵筋8，但每个孔洞的位置与其对应的纵筋8的位置相比，更靠近上半柱1的横截面中心；上半柱1的每根纵筋8的靠下部分通过弯折处理，穿过钢定位板6上对应的孔洞，并竖直向下伸出上半柱1的下端面；抗剪型钢9的一部分预埋在上半柱1的内部，并竖直向下伸出上半柱1的下端面；下半柱2的上端面附近预留有竖向孔道3和竖向凹槽4，每个竖向孔道3对应上半柱1的一根弯折处理后的纵筋8，每个竖向孔道3的位置与其对应的弯折处理后的纵筋8的位置一致，竖向凹槽4的位置与伸出上半柱1下端面的抗剪型钢9的位置一致；下半柱2的竖向孔道3和竖向凹槽4内灌有有机结构胶或无机结构胶；伸出上半柱1下端面的抗剪型钢9和弯折处理后的纵筋8分别插入下半柱2的竖向凹槽4和对应竖向孔道3，与此同时上半柱1的下端面与下半柱2的上端面紧密接触。

本实施例中，竖向凹槽4的截面尺寸为260mm×260mm×15mm×20mm，深度为210mm；竖向孔道3的直径为25mm，深度为360mm；纵筋8的直径为18mm，架立筋7的直径为10mm。对上半柱1的每根纵筋8的靠下部分进行向内弯折处理，弯折处理后纵筋8的位置与弯折处理前纵筋8的位置之间的距离为170mm。

本实施例中，预制再生块体混凝土上半柱1和预制再生块体混凝土下半柱2的截面尺寸均为500mm×500mm，钢定位板6的厚度为10mm，抗剪型钢选用截面尺寸为250mm×250mm×9mm×14mm的 H型钢，H型钢的长度为400mm。

本实施例中，钢定位板6与弯折处理后的纵筋8点焊，抗剪型钢9与钢定位板6点焊；预制再生块体混凝土下半柱2的竖向凹槽4和竖向孔道3内灌有有机结构胶；伸出预制再生块体混凝土上半柱1下端面的抗剪型钢9和弯折处理后的纵筋8分别插入竖向凹槽4和对应竖向孔道3。

上述预制再生块体混凝土柱的连接构造的施工方法，包括如下步骤：

（1）对预制再生块体混凝土上半柱1的纵筋8的靠下部分进行弯折处理，将弯折处理后的纵筋8穿过钢定位板6上的孔洞并点焊连接，将抗剪型钢9与钢定位板6进行点焊连接，绑扎上半柱1的纵筋8和箍筋5以及架立筋7和箍筋5；

（2）绑扎预制再生块体混凝土下半柱2的纵筋8和箍筋5，并设置用于形成竖向孔道3和竖向凹槽4的预埋件；

（3）以横躺方式完成预制再生块体混凝土上半柱1和预制再生块体混凝土下半柱2的模板制作与安装；

（4）将充分湿润后的废旧混凝土块体一次性投入预制再生块体混凝土上半柱1和预制再生块体混凝土下半柱2的模板内部，然后灌入新混凝土并充分振捣；

（5）混凝土初凝时将预埋件拔出，留出预制再生块体混凝土下半柱2的竖向孔道3和竖向凹槽4；

（6）在施工现场，首先利用吊机将预制再生块体混凝土下半柱2就位，然后向下半柱2的竖向孔道3和竖向凹槽4内灌入有机结构胶，最后利用吊机将预制再生块体混凝土上半柱1叠放在预制再生块体混凝土下半柱2上面，并确保伸出上半柱1下端面的抗剪型钢9和弯折处理后的纵筋8分别插入下半柱2的竖向凹槽4和对应竖向孔道3，且上半柱1的下端面与下半柱2的上端面紧密接触。

本实施例中，钢定位板6和抗剪型钢9均采用Q345B钢材，焊条采用E50形，焊剂F4A0，焊缝质量等级为一级。纵筋8和架立筋7均采用HRB400热轧钢筋。新混凝土的强度等级为C45，废旧混凝土的立方体抗压强度为35MPa，废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:2。如上所述，便可较好地实现本发明。

根据本发明的方法，还可以开发一系列的实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，故依据本发明的技术实质对以上实例所作的任何简单的修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围。

Claims

1.一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，其特征在于：包括预制再生块体混凝土上半柱、预制再生块体混凝土下半柱、架立筋、钢定位板、抗剪型钢、竖向孔道、竖向凹槽、纵筋、箍筋；钢定位板位于上半柱内部，钢定位板上预先钻有孔洞，孔洞数量与上半柱的纵筋数量相同，每个孔洞对应一根纵筋，但每个孔洞的位置与其对应的纵筋的位置相比，更靠近上半柱的横截面中心；上半柱的每根纵筋的靠下部分通过弯折处理，穿过钢定位板上对应的孔洞，并竖直向下伸出上半柱的下端面；抗剪型钢与钢定位板通过点焊连接；抗剪型钢的一部分预埋在上半柱的内部，并竖直向下伸出上半柱的下端面；下半柱的上端面附近预留有竖向孔道和竖向凹槽，每个竖向孔道对应上半柱的一根弯折处理后的纵筋，每个竖向孔道的位置与其对应的弯折处理后的纵筋的位置一致，竖向凹槽的位置与伸出上半柱下端面的抗剪型钢的位置一致；下半柱的竖向孔道和竖向凹槽内灌有有机结构胶或无机结构胶；伸出上半柱下端面的抗剪型钢和弯折处理后的纵筋分别插入下半柱的竖向凹槽和对应竖向孔道，与此同时上半柱的下端面与下半柱的上端面紧密接触。

2.根据权利要求1所述的一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，其特征在于：所述预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱内部填充有废旧混凝土块体和新混凝土，废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:4～1:1；新混凝土为天然骨料混凝土或再生骨料混凝土，废旧混凝土块体为旧有建筑物和构筑物去除全部或部分钢筋后破碎而成的块体，废旧混凝土块体的特征尺寸不低于60mm。

3.根据权利要求1所述的一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，其特征在于：所述预制再生块体混凝土上半柱内部的架立筋共有4根，每根架立筋的直径不超过10mm，4根架立筋的位置与上半柱靠近角部的4根纵筋的位置一一对应。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述一种预制再生块体混凝土柱的连接构造的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对预制再生块体混凝土上半柱的纵筋的靠下部分进行弯折处理，将弯折处理后的纵筋穿过钢定位板上的孔洞并点焊连接，将抗剪型钢与钢定位板进行点焊连接，绑扎上半柱的纵筋和箍筋以及架立筋和箍筋；

(2)绑扎预制再生块体混凝土下半柱的纵筋和箍筋，并设置用于形成竖向孔道和竖向凹槽的预埋件；

(3)以横躺方式完成预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱的模板制作与安装；

(4)将充分湿润后的废旧混凝土块体一次性投入预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱的模板内部，然后灌入新混凝土并充分振捣；

(5)混凝土初凝时将预埋件拔出，留出预制再生块体混凝土下半柱的竖向孔道和竖向凹槽；

(6)在施工现场，首先利用吊机将预制再生块体混凝土下半柱就位，然后向下半柱的竖向孔道和竖向凹槽内灌入有机结构胶或无机结构胶，最后利用吊机将预制再生块体混凝土上半柱叠放在预制再生块体混凝土下半柱上面，并确保伸出上半柱下端面的抗剪型钢和弯折处理后的纵筋分别插入下半柱的竖向凹槽和对应竖向孔道，且上半柱的下端面与下半柱的上端面紧密接触。