CN108179842A - 一种装配式钢管约束混凝土柱及其生产工艺 - Google Patents

一种装配式钢管约束混凝土柱及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及混凝土柱领域,具体来说是一种装配式钢管约束混凝土柱及其生产工艺,所述钢管约束混凝土柱包括多段单体预制柱;所述单体预制柱包括束形钢管,所述束形钢管内设有钢筋束,所述束形钢管内灌有用于单体预制柱成型的制型混凝土,所述单体预制柱间相连接组成钢管约束混凝土柱;所述钢筋束包括多个钢筋。本发明可直接在钢管中浇筑混凝土,其施工特点符合现代施工技术工业化的要求,可以节约人工费用和降低工程造价,同时具有承载力高、延性好、抗震性能优越、连接安全可靠、施工方便、构造简单、经济性好等优点,同时把传统钢管约束混凝土柱分段制作,生产方便。

Description

一种装配式钢管约束混凝土柱及其生产工艺
技术领域
本发明涉及混凝土柱领域,具体来说是一种装配式钢管约束混凝土柱及其生产工艺。
背景技术
发展装配式建筑是建筑建造方式的重大变革,是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措,有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平,有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。装配式建筑将是未来建筑行业发展的重要方向之一。传统装配式结构在地震灾害中破坏严重,这些破坏主要是由于装配式结构连接节点薄弱及不合理造成的,从而使得装配式结构在实际工程中的推广和应用受到一些限制。
同时对于装配式钢管约束混凝土柱结构来说,为了装配式钢管约束混凝土柱能够更好的得到推广,关键在于是简化装配式钢管混凝土的成型方式,简化生产工艺,因为一般单根预制装配式柱一次成型较难,所以一种新型的便于成产的装配式钢管约束混凝土柱结构是现在生产所需要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种可以分段拼接的装配式钢管约束混凝土柱。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种装配式钢管约束混凝土柱,所述钢管约束混凝土柱包括多段单体预制柱;所述单体预制柱包括束形钢管,所述束形钢管内设有钢筋束,所述束形钢管内灌有用于单体预制柱成型的制型混凝土,所述单体预制柱间相连接组成钢管约束混凝土柱;所述钢筋束包括多个钢筋。
所述钢筋束处于束形钢管内部,所述钢筋束沿束形钢管轴向延伸,所述钢筋束延伸至束形钢管端部外侧。
所述钢筋间相互平行设置,多个所述钢筋间通过箍筋相连接。
所述单体预制柱间通过连接组件相连接;所述连接组件包括拼接钢管,所述拼接钢管上设有灌入孔,所述连接组件还包括从灌入孔灌入拼接钢管内的固定混凝土。
两个所述单体预制柱间相连接时,其中一个所述单体预制柱中的钢筋束端部与另一个所述单体预制柱的钢筋束端部相贴合。
两个所述单体预制柱间相连接时,其中一个单体预制柱中的钢筋端部与另外一个单体预制柱中的钢筋端部相贴合。
两个所述单体预制柱间相连接时,在其中一个单体预制柱中的钢筋与另一个单体预制柱中钢筋相贴合的位置处外侧套接有一个连接套筒。
两个所述单体预制柱间相连接时,其中一个单体预制柱中的钢筋与另外一个单体预制柱中的钢筋相贴合后,在钢筋与钢筋的连接位置处通过焊接进行连接。
一种装配式钢管约束混凝土柱的生产工艺,所述生产工艺包括如下步骤:(1)单体预制柱的制备;
(2)步骤(1)完成后,将其他一个需要拼装的单体预制柱中的钢筋和另外一
个需要拼装的单体预制柱中的钢筋进行对接,对接完成后,用连接套筒将
各对应钢筋连接起来;
(3)步骤(2)完成后,将预制好的拼接钢管装在两单体预制柱之间;并将拼接钢管分别与两端的单体预制柱中的束形钢管进行焊接;
(4)步骤(3)完成后,从拼接钢管上预留的灌入孔,再把混凝土从灌入孔灌入拼接钢管中,直至灌满拼接钢管;
(5)步骤(4)完成后,静置,待混凝土成型,两个单体预制柱装配结束;
(6)如果需要重复装配单体预制柱,重复以上步骤(1)-(6)即可。
所述步骤(5)中在灌入口上增设用于密封的钢片,在两个单体预制柱拼接时,将预制的与灌入孔等大的钢片填入灌入孔中,实现灌入孔的密封;
本发明的优点在于:
本发明可直接在钢管中浇筑混凝土,其施工特点符合现代施工技术工业化的要求,可以节约人工费用和降低工程造价,同时具有承载力高、延性好、抗震性能优越、连接安全可靠、施工方便、构造简单、经济性好等优点,同时把传统钢管约束混凝土柱分段制作,生产方便。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的装配图。
图3为本发明中单体预制柱截面呈圆形的俯视图。
图4为本发明中单体预制柱截面呈方形的俯视图。
上述图中的标记均为:
1、束形钢管,2、制型混凝土,3、钢筋,4、箍筋,5、外螺纹,6、拼接钢管,7、连接套筒,8、固定混凝土,9、灌入孔,10、钢片。
具体实施方式
下面对照附图,通过对最优实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
一种装配式钢管约束混凝土柱,钢管约束混凝土柱包括多段单体预制柱;单体预制柱包括束形钢管1,束形钢管1内设有钢筋束4,束形钢管1内灌有用于单体预制柱成型的制型混凝土2,单体预制柱间相连接组成钢管约束混凝土柱;钢筋束4包括多个钢筋3;本发明钢管约束混凝土柱由多个单体预制柱拼接组成,使得钢管约束混凝土柱生产更为方便,同时在本发明中,钢筋束4不仅起到增加单体预制柱强度的作用,还起到后期两个单体预制柱之间的连接作用;钢筋束4的设置有助于后期单体预制柱之间的连接;在实际生产中根据连接方式,本发明中钢筋束4在束形钢管1中的状态时不同的,本发明中钢筋束4处于束形钢管1内部,钢筋束4沿束形钢管1轴向延伸,钢筋束4延伸至束形钢管1端部外侧;这样使得钢筋束4有两种方式,一种是钢筋束4一端露出束形钢管1端部外侧,还有一种是钢筋束4在束形钢管1两端都有露出,根据相应的组合环境选用不同的钢筋束4设置方式;本发明中着重介绍的是钢筋束4一端露出束形钢管1端部;钢筋束4露出束形钢管1端部外侧,目的是使得露出的钢筋束4区域能够与连接组件相连接,进而实现对两个单体预制柱的连接;本发明中钢筋约束混凝土柱采用了装配式拼接方式和钢管约束混凝土组合结构的优点,钢管内浇筑混凝土后,钢管内处于相对稳定的湿度条件,水分不易蒸发,省去浇水养护工序,简化了混凝土的养护工艺。它同时具有良好的受力性能和施工性能。承载力高,延性好,抗震性能优越。施工方便,工期大大缩短。有利于钢管的抗火和防火,耐腐蚀性能优于钢结构。连接安全可靠、构造简单、经济性好等优点。
作为优选的,本发明中钢筋3间相互平行设置,多个钢筋3间通过箍筋相连接,这样的设置方式,避免了钢筋3杂乱安装时各个钢筋3间的相互干涉,同时这样的设置方式使得钢筋3受力均匀,使得整体单体预制柱受力时每个钢筋3受力基本相同,有利于减少单一钢筋3受力过大,减少单体预制柱局部损坏几率的发生。
作为优选的,本发明中单体预制柱间通过连接组件相连接;连接组件包括拼接钢管6,拼接钢管6上设有灌入孔9,连接组件还包括从灌入孔9灌入拼接钢管6内的固定混凝土8;连接时,首先将两个单体预制柱对接,这里的对接就是指把两个单体预制柱相对方式,使得伸出束形钢管1的钢筋束4端部对齐,具体连接时先在两个需要连接的单体预制柱之间放置一个拼接钢管6,拼接钢管6套接在伸出的钢筋束4外侧,需要固定时,通过拼接钢管6上的灌入孔9,向拼接钢管6内灌入固定混凝土8,通过固定混凝土8实现对两个单体预制柱伸出的钢筋束4进行固定,进而实现两个单体预制柱的固定。
作为优选的,本发明中,两个单体预制柱间相连接时,其中一个单体预制柱中的钢筋束4端部与另一个单体预制柱的钢筋束4端部相贴合,使得由单体预制柱形成的混凝土柱中钢筋3走向相同,使得由混凝土柱中的钢筋3近似是整体结构,使得混凝土柱能够承受的剪切力更大,同理,在本发明中两个单体预制柱间相连接时,其中一个单体预制柱中的钢筋3端部与另外一个单体预制柱中的钢筋3端部相贴合,这样设置使得两个单体预制柱中的钢筋3端部贴合,不仅可以起到上述效果,还方便后期对两个单体预制柱中的钢筋3连接位置处进行加工操作提供了基础。
作为优选的,本发明中,两个单体预制柱间相连接时,在其中一个单体预制柱中的钢筋3与另一个单体预制柱中钢筋3相贴合的位置处外侧套接有一个连接套筒7,连接套筒7的设置,可以把两个需要连接的单体预制柱中的钢筋3进行很好的连接,在本发明中连接套筒7是针对两个单体预制柱每两个相对贴合钢筋3,在本发明中单体预制柱中的钢筋3数量相同,并且两个相连接的单体预制柱中的钢筋3是一一对应的,两个单体预制柱相连接时,要求其中一个单体预制柱中的钢筋3与另一个单体预制柱中钢筋3相贴合;连接套筒7的设置,可以增加两个单体预制柱中钢筋3连接处的强度;作为更大的优选,本发明中每个钢筋3端部设有外螺纹5,在连接套筒7内设有与钢筋3上外螺纹5相适配的内螺纹,通过内螺纹与外螺纹5的配合,实现连接套筒7与钢筋3更好的连接;再次对本发明进行优化,在本发明中两个单体预制柱间相连接时,其中一个单体预制柱中的钢筋3与另外一个单体预制柱中的钢筋3相贴合后,在钢筋3与钢筋3的连接位置处通过焊接进行连接,也就是使得一个单体预制柱中的钢筋3与另外一个单体预制柱中的钢筋3通过焊接工艺相连接,这样的设置,起到一个初步连接的效果,如果同时采用连接套管和焊接工艺时要求先在一个钢筋3上套设连接套筒7,在对两个钢筋3连接处进行点焊,点焊操作完成后,转动连接套筒7,使得连接套筒7套接在两个钢筋3连接处的外侧;除了以上优化,在本发明中两个单体预制柱需要连接时,其中一个单体预制柱的钢筋3端部设有十字凸起,另一个需要连接的单体预制柱的钢筋3端部设有与十字凸起相适配的十字凹槽,两个单体预制柱连接时,通过十字凸起与十字凹槽的配合,可以起到一个初始定位的效果;通过以上优化可以增加装置的整体强度,有利于提高混凝土柱整体强度。
一种装配式钢管约束混凝土柱的生产工艺,生产工艺包括如下步骤:
(1)单体预制柱的制备;
(2)步骤(1)完成后,将其他一个需要拼装的单体预制柱中的钢筋3和另外一个需要拼装的单体预制柱中的钢筋3进行对接,对接完成后,用连接套筒7将各对应钢筋3连接起来;
(3)步骤(2)完成后,将预制好的拼接钢管6装在两单体预制柱之间;并将拼接钢管6分别与两端的单体预制柱中的束形钢管1进行焊接;
(4)步骤(3)完成后,从拼接钢管6上预留的灌入孔9,再把混凝土从灌入孔9灌入拼接钢管6中,直至灌满拼接钢管6;
(5)步骤(4)完成后,静置,待混凝土成型,两个单体预制柱装配结束;
(6)如果需要重复装配单体预制柱,重复以上步骤(1)-(6)即可。
作为优选的,本发明中步骤(5)中在灌入口上增设用于密封的钢片10,在两个单体预制柱拼接时,将预制的与灌入孔9等大的钢片10填入灌入孔9中,实现灌入孔9的密封,通过钢片10的设置,保证混凝土处于内部,避免混凝土外露,同时也方便混凝土快速凝结。
本发明中单体预制柱的制备工艺:①在工厂进行制作前对进场束形钢管1柱经进行技术资料检查,并对束形钢管外观和几何尺寸进行检查,符合要求后才能使用;②束形钢管1要做防护措施,防止泥浆异物污染钢管壁;③将制备好的钢筋3通过加配箍筋形成钢筋束4,再把钢筋束4放入束形钢管1中;④在钢筋束4放入束形钢管1中对束形钢管1进行清理;⑤清理完毕后,在束形钢管1内灌入制型混凝土2;⑥检查钢筋束4的垂直度,如发现有偏差应马上人工调整,调整完毕后,静置,使得制型混凝土2凝结成型即可。通过以上操作可以制成单体预制柱。
本发明中装配式钢管约束混凝土柱的生产工艺:①选取需要拼接的两个单体预制柱,将预制好的拼接钢管6安放在两个单体预制柱之间;②将一个需要连接的单体预制柱与另一个需要连接的单体预制柱中的钢筋3进行对接,对接完成后,用套筒将各个相互对应钢筋3连接起来;③将拼接钢管6分别与两个单体预制柱中的束形钢管1进行焊接;④通过拼接钢管6上的灌入孔9,将固定混凝土8从灌入孔9中灌入拼接钢管6;⑤将预制的与灌入孔9等大的钢片10填入灌入孔9中密封;待固定混凝土8成型,装配结束。
同时在本发明中不管是制型混凝土2和固定混凝土8,这里只是起到的作用不同,从而命名不同,实际材料应用基本相同,也是常有材料,这里不再赘述。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式钢管约束混凝土柱,其特征在于,所述钢管约束混凝土柱包括多段单体预制柱;所述单体预制柱包括束形钢管,所述束形钢管内设有钢筋束,所述束形钢管内灌有用于单体预制柱成型的制型混凝土,所述单体预制柱间相连接组成钢管约束混凝土柱;所述钢筋束包括多个钢筋。
2.根据权利要求1所述的一种装配式钢管约束混凝土柱,其特征在于,所述钢筋束处于束形钢管内部,所述钢筋束沿束形钢管轴向延伸,所述钢筋束延伸至束形钢管端部外侧。
3.根据权利要求1所述的一种装配式钢管约束混凝土柱,其特征在于,所述钢筋间相互平行设置,多个所述钢筋间通过箍筋相连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种装配式钢管约束混凝土柱,其特征在于,所述单体预制柱间通过连接组件相连接;所述连接组件包括拼接钢管,所述拼接钢管上设有灌入孔,所述连接组件还包括从灌入孔灌入拼接钢管内的固定混凝土。
5.根据权利要求4所述的一种装配式钢管约束混凝土柱,其特征在于,两个所述单体预制柱间相连接时,其中一个所述单体预制柱中的钢筋束端部与另一个所述单体预制柱的钢筋束端部相贴合;其中一个单体预制柱中的钢筋端部与另外一个单体预制柱中的钢筋端部相贴合。
6.根据权利要求4所述的一种装配式钢管约束混凝土柱,其特征在于,两个所述单体预制柱间相连接时,其中一个单体预制柱中的钢筋端部与另外一个单体预制柱中的钢筋端部相贴合;每个钢筋端部设有外螺纹,在连接套筒内设有与钢筋上外螺纹相适配的内螺纹。
7.根据权利要求5所述的一种装配式钢管约束混凝土柱,其特征在于,两个所述单体预制柱间相连接时,在其中一个单体预制柱中的钢筋与另一个单体预制柱中钢筋相贴合的位置处外侧套接有一个连接套筒。
8.根据权利要求5所述的一种装配式钢管约束混凝土柱,其特征在于,两个所述单体预制柱间相连接时,其中一个单体预制柱中的钢筋与另外一个单体预制柱中的钢筋相贴合后,在钢筋与钢筋的连接位置处通过焊接进行连接。
9.如权利要求1-8任一项所述装配式钢管约束混凝土柱的生产工艺,其特征在于,所述生产工艺包括如下步骤:
(1)单体预制柱的制备;
(2)步骤(1)完成后,将其他一个需要拼装的单体预制柱中的钢筋和另外一个需要拼装的单体预制柱中的钢筋进行对接,对接完成后,用连接套筒将各对应钢筋连接起来;
(3)步骤(2)完成后,将预制好的拼接钢管装在两单体预制柱之间;并将拼接钢管分别与两端的单体预制柱中的束形钢管进行焊接;
(4)步骤(3)完成后,从拼接钢管上预留的灌入孔,再把混凝土从灌入孔灌入拼接钢管中,直至灌满拼接钢管;
(5)步骤(4)完成后,静置,待混凝土成型,两个单体预制柱装配结束;
(6)如果需要重复装配单体预制柱,重复以上步骤(1)-(6)即可。
10.根据权利要求9所述的一种装配式钢管约束混凝土柱的生产工艺,其特征在于,所述步骤(5)中在灌入口上增设用于密封的钢片,在两个单体预制柱拼接时,将预制的与灌入孔等大的钢片填入灌入孔中,实现灌入孔的密封。
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