CN106760210A - 钢筋混凝土双重复合芯柱及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢筋混凝土双重复合芯柱及其施工方法。在保证柱延性要求前提下，如何提高柱轴压比限值，以有效降低钢筋混凝土柱的截面尺寸逐渐成为钢筋混凝土结构工程实践中的突出问题。本发明包括混凝土柱，混凝土柱内设置有与混凝土柱同轴的外芯和内芯；外芯包括外芯箍筋，以及在外芯箍筋内外交替固定的外芯纵筋；内芯包括内芯箍筋及内芯箍筋内侧的内芯纵筋；外芯的外圈设置有混凝土柱的外围箍筋，外围箍筋内侧设置有外围纵筋。本发明能有效改善钢筋混凝土柱的抗震性能和轴压比限值，施工方法简单，易于推广。

Description

钢筋混凝土双重复合芯柱及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢筋混凝土柱结构，具体涉及一种钢筋混凝土双重复合芯柱及其施工方法。

背景技术

在钢筋混凝土柱结构中，轴压比是其抗震性能的主要因素，规范对其轴压比限值进行了严格限定，结构设计时为满足柱的轴压比限值要求，常采用加大柱截面尺寸的方法，但是加大柱截面尺寸后，导致建筑使用空间明显减小并影响室内观瞻；同时由于柱截面尺寸加大，易形成短柱，地震作用下将造成脆性剪切破坏。因此，在保证柱延性要求前提下，如何提高柱轴压比限值，以有效降低钢筋混凝土柱的截面尺寸逐渐成为钢筋混凝土结构工程实践中的突出问题，直接关系到建筑结构的使用功能和抗震性能。

为改变这种局面，提高混凝土强度等级、减小柱截面，是较为行之有效的措施。高强混凝土具有强度高、变形小、稳定性强、抗渗性能和耐久性能好等优异性能，将高强混凝土应用于建筑结构，不仅能有效解决短柱问题，还能减少混凝土用量，社会效益和经济效益显著。但是高强混凝土存在脆性大、延性差等缺陷，并随强度等级的提高而愈加显著。

目前，为了提高高强混凝土柱的延性，主要采取的措施有改性混凝土、箍筋约束混凝土、钢管混凝土、型钢混凝土、核心配筋芯柱等。然而这些措施虽然能改善钢筋混凝土柱的抗震性能和轴压比限值问题，但由于施工难度大、造价偏高等问题，实际操作起来存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢筋混凝土双重复合芯柱及其施工方法, 有效改善钢筋混凝土柱的抗震性能和轴压比限值。

本发明所采用的技术方案为：

钢筋混凝土双重复合芯柱，其特征在于：

包括混凝土柱，混凝土柱内设置有与混凝土柱同轴的外芯和内芯；

外芯包括外芯箍筋，以及在外芯箍筋内外交替固定的外芯纵筋；

内芯包括内芯箍筋及内芯箍筋内侧的内芯纵筋；

外芯的外圈设置有混凝土柱的外围箍筋，外围箍筋内侧设置有外围纵筋。

混凝土柱的横截面形状为N边形或圆形，其中N≥4；

外围箍筋形成的管状结构的横截面形状与混凝土柱相同。

外芯箍筋和内芯箍筋形成的管状结构的横截面形状为N边形或圆形，其中N≥4。

外围箍筋为闭合箍筋或螺旋箍筋，采用多肢箍形式。

钢筋混凝土双重复合芯柱的施工方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：内芯的制作：

固定内芯纵筋的位置，在内芯纵筋内圈放入内芯箍筋进行绑扎，完成内芯的制作；

步骤二：外芯的制作：

现场加工或者预加工外芯箍筋，然后与外芯纵筋进行绑扎，外芯纵筋绑扎的位置为一根外芯纵筋位于外芯箍筋内侧，相邻的一侧外芯纵筋位于外芯箍筋的外侧，任意两根相邻外芯纵筋总是位于外芯箍筋的一内一外；

步骤三：安装混凝土柱的模板支护，进行外围箍筋与外围纵筋的绑扎，外围箍筋为封闭箍筋，采用多肢箍形式；

步骤四：配制并浇筑高强混凝土；

步骤五：脱模并养护，得到钢筋混凝土双重复合芯柱。

本发明具有以下优点：

本发明涉及的双重复合芯柱包括混凝土柱体、外芯及内芯，内芯由内芯箍筋和内芯纵筋混合约束并固定在一起，外芯纵筋由外芯箍筋约束并固定在一起，内芯与外芯在高强混凝土柱体内共同承受荷载。在内外双芯箍筋的约束下，内外双芯约束的混凝土形成局部三向受压，能更好的发挥出高强混凝土的性能，提高了高强混凝土多重复合芯柱的承载能力。同时由于双层环箍的结构，使高强混凝土的强度得以充分利用，很好的解决了高强混凝土存在脆性大、延性差的不足，能有效增强核心混凝土的变形能力，很大程度的提高了柱子的承载能力。

本发明方法中，先施工得到内芯和外芯，接着绑扎混凝土柱外围配筋，再通过模板支护，浇筑高强混凝土，形成混凝土柱，脱模后就可以得到钢筋混凝土双重复合芯柱，施工方法简单。

附图说明

图1是方形混凝土柱体圆形内芯外芯示意图；

图2是方形混凝土柱体方形内芯外芯示意图；

图中，1、混凝土柱；2、外围箍筋；3、外围纵筋；4、外芯箍筋；5、外芯纵筋；6、内芯箍筋；7、内芯纵筋。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及的钢筋混凝土双重复合芯柱，包括混凝土柱1，混凝土柱1内设置有与混凝土柱1同轴的外芯和内芯。

外芯包括外芯箍筋4，以及在外芯箍筋4内外交替固定的外芯纵筋5。内芯包括内芯箍筋6及内芯箍筋6内侧的内芯纵筋7。外芯箍筋4和内芯箍筋6形成的管状结构的横截面形状为N边形或圆形，其中N≥4。

外芯的外圈设置有混凝土柱1的外围箍筋2，外围箍筋2内侧设置有外围纵筋3。混凝土柱1的横截面形状为N边形或圆形，其中N≥4；外围箍筋2形成的管状结构的横截面形状与混凝土柱1相同。外围箍筋2为闭合箍筋或螺旋箍筋，采用双肢箍、三肢箍等多肢箍形式。

上述钢筋混凝土双重复合芯柱的施工方法，包括以下步骤：

1.设计并确定柱截面尺寸。根据设计要求，选择合适的截面形状及柱的尺寸及外围配筋，确定出内芯以及外芯的尺寸及配筋。

2.内芯的制作。以圆形内芯箍筋6解释本发明如图所示，内芯是由内芯纵筋7和普通圆形闭合的内芯箍筋6构成。先固定好内芯纵筋7的位置，放入内芯箍筋6按照设计图纸的要求箍筋间距进行绑扎，完成内芯的制作。

3.外芯的制作。以圆形外芯箍筋4解释本发明。如图1所示，外芯是由圆形外芯箍筋4以及外芯纵筋5构成，按照要求，选择合适尺寸的钢筋，现场加工或者预加工外芯箍筋5，然后与外芯纵筋5进行绑扎，在绑扎外芯纵筋5时，相邻的外芯纵筋5之间要保持合适的距离，并使任意两根外芯纵筋5的距离能够保持在几乎相同的数值。同时，外芯纵筋5绑扎的位置应是一根外芯纵筋5位于外芯箍筋4内侧，相邻的一侧外芯纵筋5位于外芯箍筋4的外侧，任意两根相邻外芯纵筋5总是位于外芯箍筋4的一内一外。

4.外围钢筋的绑扎。根据设计图纸，进行外围箍筋2与外围纵筋的绑扎。外围箍筋2为封闭箍筋，可以采用双肢箍、三肢箍等多肢箍形式。

5.混凝土柱1的模板支护。模板应具有一定的刚度，以防浇筑时轻骨料混凝土的侧压力使模板变形或跑模。

6.配制并浇筑高强混凝土。工程施工前，由具有相应资质的试验室出具高强混凝土配比单，施工时再由工地试验室调整到适合现场的配合比进行施工。浇筑高强混凝土时，要注意内芯和外芯要保持处于柱的中心位置，防止因内芯和外芯的倾斜或偏离中心，而造成成型后的高强混凝土双重复合芯柱出现因刚度偏心而导致承载能力低于预期。

7.脱模并养护，待混凝土达到预期强度时，拆去模板，并定期对柱体按照规范进行养护，最终得到钢筋混凝土双重复合芯柱。

本发明是由内芯与外芯固定后浇筑混凝土形成，在高强混凝土柱1的内部设置一层内芯和一层外芯形成双重复合芯，内芯与外芯位于柱的中心部位；内芯由若内芯箍筋6和内芯纵筋7组成；外芯由外芯箍筋4以及外芯纵筋5组成，外芯纵筋5由外芯箍筋4约束并固定在一起，内芯与外芯在高强混凝土柱体内共同承受荷载，不仅提高了高强混凝土柱的延性和改善了其轴压比限值问题。

外芯中，用来约束、固定外芯纵筋5的外芯箍筋4选择螺旋箍筋或闭合箍筋。在布置外芯纵筋5时，外芯纵筋5绑扎的位置应是一根外芯纵筋5位于外芯箍筋4内侧，相邻的一侧外芯纵筋5位于外芯箍筋4的外侧，任意两根相邻外芯纵筋5总是位于外芯箍筋4的一内一外。

本发明具有以下技术优势：

高强混凝土具有抗压强度高，刚度大，密度高，孔隙率低等诸多优点。其抗压强度是普通混凝土强度的4~6倍；能较好的为柱体提供抗侧刚度，其良好的抗裂度能很好的保护柱中箍筋和纵筋，延长柱子的使用年限，提高耐久性。

双芯的约束作用使核心区高强混凝土处于三向受压状态，使高强混凝土强度高、变形小、稳定性强、抗渗性能和耐久性能好等优异性能得到更好的发挥，很好的改善了高强混凝土脆性大、延性差等缺陷，大大提高柱的承载能力。

本发明中的设置内芯和外芯的高强混凝土柱具有很高的承载力，在结构设计中，同样要求下，能大大缩小柱体的截面尺寸和提高结构的安全储备，是抗震区特殊结构中首要之选。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.钢筋混凝土双重复合芯柱，其特征在于：

包括混凝土柱（1），混凝土柱（1）内设置有与混凝土柱（1）同轴的外芯和内芯；

外芯包括外芯箍筋（4），以及在外芯箍筋（4）内外交替固定的外芯纵筋（5）；

内芯包括内芯箍筋（6）及内芯箍筋（6）内侧的内芯纵筋（7）；

外芯的外圈设置有混凝土柱（1）的外围箍筋（2），外围箍筋（2）内侧设置有外围纵筋（3）。

2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土双重复合芯柱，其特征在于：

混凝土柱（1）的横截面形状为N边形或圆形，其中N≥4；

外围箍筋（2）形成的管状结构的横截面形状与混凝土柱（1）相同。

3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土双重复合芯柱，其特征在于：

外芯箍筋（4）和内芯箍筋（6）形成的管状结构的横截面形状为N边形或圆形，其中N≥4。

4.根据权利要求1所述的钢筋混凝土双重复合芯柱，其特征在于：

外围箍筋（2）为闭合箍筋或螺旋箍筋，采用多肢箍形式。

5.钢筋混凝土双重复合芯柱的施工方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：内芯的制作：

固定内芯纵筋（7）的位置，在内芯纵筋（7）内圈放入内芯箍筋（6）进行绑扎，完成内芯的制作；

步骤二：外芯的制作：

现场加工或者预加工外芯箍筋（4），然后与外芯纵筋（5）进行绑扎，外芯纵筋（5）绑扎的位置为一根外芯纵筋（5）位于外芯箍筋（4）内侧，相邻的一侧外芯纵筋（5）位于外芯箍筋（4）的外侧，任意两根相邻外芯纵筋（5）总是位于外芯箍筋（4）的一内一外；

步骤三：安装混凝土柱（1）的模板支护，进行外围箍筋（2）与外围纵筋（3）的绑扎，外围箍筋（2）为封闭箍筋，采用多肢箍形式；

步骤四：配制并浇筑高强混凝土；

步骤五：脱模并养护，得到钢筋混凝土双重复合芯柱。