CN109594718A - 预制标准拼装片以及应用该拼装片的装配式钢筋混凝土柱 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑结构领域，具体涉及一种预制标准拼装片以及应用该拼装片的装配式钢筋混凝土柱。本拼装片包括钢筋桁架及预制混凝土包覆层，钢筋桁架包括水平钢筋、纵向钢筋和腹杆钢筋；水平钢筋在预制标准拼装片的一端伸出并形成口字型箍。本拼装片具备体型小、自重轻以及易于运输的优点。与此同时，本发明还提供一种应用该拼装片的装配式钢筋混凝土柱，能在保证柱子性能的前提下降低装配式柱安装工作量。本混凝土柱包括预制混凝土外层和现浇混凝土内层；预制混凝土外层由预制标准拼装片在水平向上彼此首尾衔接构成；预制混凝土外层中口字型箍与其内部纵向连接钢筋共同形成暗柱骨架。

Description

预制标准拼装片以及应用该拼装片的装配式钢筋混凝土柱

技术领域

本发明属于建筑结构领域，具体涉及一种预制标准拼装片以及应用该拼 装片的装配式钢筋混凝土柱。

背景技术

建筑工业化是社会经济发展进入中高收入水平以后的建筑工业的主流 发展趋势。半个多世纪以来，建筑工业化已在国内外得到了广泛的应用。而 相较于国外，由于我国一直以现浇施工为主，工业化建筑技术基础和条件储 备相对薄弱。近年来随着我国经济的飞速发展，为了满足我国建筑工业化发 展的需要，政府部门开展了相应的政策扶持，2016年2月6日，国务院印发 《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提出，力争用10 年时间，使装配式建筑占新建建筑比例达到30％。目前，我国相对成熟的装 配式结构体系，主要还是以装配式混凝土结构为主，而在已有的装配式混凝 土建筑中结构柱，则主要采用现浇混凝土柱和预制装配式混凝土柱两种形 式。

现浇混凝土柱在现场施工时，需完成从钢筋绑扎、支模到混凝土浇筑养 护等一系列工序，施工量大，工期长，并且在支模、拆模过程中需消耗大量 模板材料，造成浪费。而现有的预制装配式混凝土柱，则常采用单层分节柱 的形式；虽然这种结构形式的预制装配式柱相较于现浇混凝土柱具有缩短现 场工期、节约能源等优势，但由于其以层为单位对结构柱进行制作和施工， 对于大、中型建筑或桥梁结构中截面较大的结构柱，易导致单根预制柱重量 和体量大，造成运输和安装工作繁琐、安全性差，从而给实际施工带来诸多 困扰。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构简洁而合理的 预制标准拼装片，其具备体型小、自重轻以及易于运输的优点。与此同时， 本发明还提供一种应用该拼装片的装配式钢筋混凝土柱，相较传统单层分节 预制装配式柱，本发明能在保证柱子性能的前提下降低装配式柱安装工作 量，同时施工量小而方便，施工效率更高。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种预制标准拼装片，本拼装片包括钢筋桁架以及包覆于钢筋桁架外的 预制混凝土包覆层，所述钢筋桁架包括水平钢筋、纵向钢筋和腹杆钢筋；所 述水平钢筋与纵向钢筋在铅垂面上彼此交错且各交错点彼此固接，从而形成 供预制混凝土包覆层包覆的铅垂钢筋网络；所述腹杆钢筋外形呈沿水平向延 伸的波浪线状，且腹杆钢筋的各个波峰顶端均对应固定于相应的纵向钢筋处 且两者间构成固接配合，而腹杆钢筋的各个波谷顶端均突出预制混凝土包覆 层之外；以预制混凝土包覆层的供腹杆钢筋的波谷顶端突出的一侧面为内侧 面，水平钢筋的一端直角弯折后伸出预制混凝土包覆层的内侧面，且水平钢 筋伸出上述内侧面的伸出端形成口字型箍。

优选的，以水平面作横截面，所述预制混凝土包覆层在该横截面上呈适 配钢筋桁架的矩形或扇环状；预制混凝土包覆层内侧面在口字型箍的另一端 处凹设有台阶部，从而在预制混凝土包覆层的该台阶部处形成L状的缺口槽。

优选的，所述水平钢筋与纵向钢筋之间以及纵向钢筋与腹杆钢筋之间的 固定方式为绑扎搭接或焊接方式。

优选的，所述预制混凝土包覆层由具有特殊要求的高性能混凝土组成， 所述具有特殊要求的高性能混凝土为高耐久性混凝土或高延性混凝土或高 密度低渗透性混凝土。

一种应用所述预制标准拼装片的装配式钢筋混凝土柱，本混凝土柱包括 预制混凝土外层和现浇混凝土内层；所述预制混凝土外层由若干预制标准拼 装片在水平向上彼此首尾衔接构成；所述装配式钢筋混凝土柱包括纵向连接 钢筋，所述纵向连接钢筋沿铅垂方向穿设于所述腹杆钢筋的各波谷顶端和/ 或所述水平钢筋形成的口字型箍内，所述口字型箍与穿设于其内的纵向连接 钢筋共同形成暗柱骨架；对预制混凝土外层围合形成的空腔内进行混凝土浇 筑从而形成现浇混凝土内层。

优选的，在相邻预制标准拼装片之间的空隙内压注高聚合砂浆以形成预 制混凝土外层。

优选的，所述现浇混凝土内层是实心或空心截面。

优选的，在铅垂向上，相邻两片预制标准拼装片的纵向钢筋之间或预制 标准拼装片处纵向钢筋与下端基础钢筋之间，以绑扎搭接、机械连接、焊接 方式连接或套筒灌浆形成连接以形成整体。

优选的，所述现浇混凝土内层还包括沿铅垂向布置的竖向钢筋以及沿水 平向布置的箍筋，所述竖向钢筋沿铅垂向分别连接各箍筋构成内部网格，所 述内部网格与外围纵向连接钢筋以及暗柱骨架在空间上共同形成立体网格 骨架。

优选的，所述立体网格骨架内还布置有沿铅垂向延伸的型钢或钢管，形 成劲性混凝土柱以提高构件承载力。

本发明的有益效果在于：

1)、本发明结合了现浇式混凝土柱与装配式混凝土柱两种施工方式的优 点，取长补短，既通过预先制作预制标准拼装片再后期运输装配来形成预制 混凝土外层，又通过后期向预制混凝土外层内现浇混凝土从而形成现浇混凝 土内层，从而既省去了柱施工方法中用于支模、拆模过程中的材料、人力、 工期消耗，又简化了施工工序，降低了工程造价，缩短了工期，一举多得。 与此同时，由于预制标准拼装片如上述所言是在工厂预制生产的，因此不仅 具有较好的经济性，其质量也能得到保证。本发明一方面避免了现浇施工中 柱外表面蜂窝麻面等一系列施工质量问题；另一方面相较传统装配式柱，又 具有单个装配式构件体型小自重轻、易于运输、无需大型施工机械等优势， 还能在保证柱子性能的前提下降低装配式柱安装工作量，且施工方便提高了 施工效率，从而进一步扩大了预制装配式结构的运用范围，市场前景广阔。

实际操作时，一旦经过现浇步骤，由于水泥砂浆因波浪状突出的腹杆钢 筋的波谷段的存在而牢牢嵌紧预制标准拼装片，因此此时预制标准拼装片不 仅可与现浇混凝土内层可靠连接共同受力，还可有效约束内部混凝土层，提 高结构柱的整体承载力；同时预制标准拼装片由具有特殊要求的高性能混凝 土组成，可有效提高装配式柱的性能，且预制标准片的存在对现浇混凝土内 层具有较好的围护作用，有效提高了结构柱的耐久性。尤其值得注意的是， 预制标准拼装片一端采用了口字型箍，在相邻两预制标准拼装片衔接后，口字型箍与其内部纵向连接钢筋形成暗柱骨架；暗柱骨架的存在，会在现浇混 凝土后能进一步的提升结构柱的承载性，整个装配式钢筋混凝土柱的结构刚 度及工作可靠性可进一步的得到显著提升。

2)、实际使用时，预制标准拼装片可以为弧形状，也可以为长方块状， 也即所述的矩形或扇环状，从而在预制标准拼装片彼此首尾衔接时，能够形 成四方筒状或圆环状的预制混凝土外层。当然，此处的所谓水平向与铅垂向， 只是相对正常的铅垂柱结构而言；实际使用时，更确切的说，其水平向应当 是垂直装配式钢筋混凝土柱的轴线方向，而铅垂向应当是平行装配式钢筋混 凝土柱的轴线方向，以便于理解。

3)、缺口槽的设置，一方面在装配时可起到标识作用，从而辅助现场施 工人员对当前的预制标准拼装片进行快速的安装方向判断，以进一步提升施 工效率；另一方面，缺口槽使得L型箍的一侧内凹，从而使得暗柱骨架成型 后能部分陷入缺口槽内，从而尽可能的不挤占立体网格骨架的位置，进而有 效确保了各工序的有序正常进行，一举多得。

4)、具体操作时，对于现浇混凝土内层，可以为实心柱结构，也可以为 空心柱构造，可视现场情况酌情选定。为进一步的提升柱子的结构刚性，现 浇混凝土内层也需布置如箍筋及竖向钢筋，以作为内部骨架的一部分，此处 就不再一一赘述。

附图说明

图1为其中一种实施例的实心矩形的装配式钢筋混凝土柱的结构示意 图；

图2为在图1所示结构下，闭环箍的所在位置图；

图3为钢筋桁架的结构爆炸示意图；

图4为矩形的预制标准拼装片的平面图；

图5为空心矩形的装配式钢筋混凝土柱的结构示意图；

图6为另一种实施例的实心矩形的装配式钢筋混凝土柱的结构示意图；

图7为铅垂方向上的两相邻预制标准拼装片处纵向钢筋之间的配合状态 图；

图8为扇环状的预制标准拼装片的平面图；

图9为圆形的装配式钢筋混凝土柱的结构示意图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-暗柱骨架 b-直螺纹套筒

10-预制混凝土外层

11-预制混凝土包覆层 11a-缺口槽 12-水平钢筋

12a-口字型箍 13-纵向钢筋 14-腹杆钢筋

15-纵向连接钢筋

20-现浇混凝土内层

21-竖向钢筋 22-箍筋 23-型钢 24-钢管

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-9，以实施例的方式对本发明的具体结构及 工作方式作以下进一步描述：

实施例一

本实施例一中，装配式钢筋混凝土柱为实心矩形装配式钢筋混凝土柱。

如图1-2所示，一种装配式钢筋混凝土柱是由预制标准拼装片首尾围合 而成的预制混凝土外层10和现浇混凝土内层20组成，其中，外层预制标准 拼装片内含有钢筋桁架，而如图2-3所示，钢筋桁架由水平钢筋12、纵向钢 筋13和腹杆钢筋14组成。所述水平钢筋12与纵向钢筋13通过绑扎连接， 并伸出预制标准拼装片一端形成口字型箍12a。腹杆钢筋14外形呈如图2-4 所示的波浪状，且其波峰顶端与纵向钢筋13之间采用绑扎或焊接连接，而其波谷顶端则伸出预制标准拼装片表面，并且在波谷顶端内设置有纵向连接 钢筋15。在图1所示结构中，现浇混凝土内层20为实心截面，并设置有竖 向钢筋21、箍筋22和纵向连接钢筋15组成的立体网格骨架。

在图1-4所示结构中，预制标准拼装片的水平横截面为矩形，在去除左 端部分的缺口槽11a部分后，预制混凝土包覆层11厚度为70～120mm，长度500～5500mm。对于缺口槽11a部分的预制混凝土包覆层11，其厚度30～50mm， 长度120～400mm。当然，此处的所谓水平向与铅垂向，只是相对正常的铅垂 柱结构而言；实际使用时，更确切的说，其水平向应当是垂直装配式钢筋混 凝土柱的轴线方向，而铅垂向应当是平行装配式钢筋混凝土柱的轴线方向， 以便于理解。在如图8-9所示结构中，预制标准拼装片的水平横截面也可为 扇环形，具体可视现场状况而酌情选定。

此外的，为增加预制标准拼装片与现浇混凝土内层20的配合紧密性， 预制标准拼装片与现浇混凝土内层20相邻的内表面也即其内侧面设置为毛 面，甚至可考虑采用涂刷缓凝剂涂抹其内表面后再用高压水枪冲毛的方式形 成。预制标准拼装片的外侧面则可为毛面、平面或为艺术造型表面。

为增强内外层混凝土的协同工作能力和装配式钢筋混凝土柱的整体性 及延性耗能能力，现浇混凝土内层20中的最外层的部分纵向连接钢筋15设 置于预制标准拼装片中伸出的腹杆钢筋14的波谷顶端的内侧。与此同时， 预制标准拼装片的一端采用口字型箍12a，在相邻两预制标准拼装片衔接后， 位于口字型箍12a内侧的纵向连接钢筋15与口字型箍12a共同形成暗柱骨 架a；暗柱骨架a的存在，会在现浇混凝土后能进一步的提升结构柱的承载 性，整个装配式钢筋混凝土柱的结构刚度及工作可靠性可进一步的得到显著 提升。

同时为增强装配式柱的性能，预制标准拼装片采用具有特殊要求的高性 能混凝土组成，如高耐久性混凝土、高延性混凝土或高密度低渗透性混凝土 等。

下面将结合附图对本发明中的施工方法做详细说明：

首先，在装配式钢筋混凝土柱施工时，应在原位绑扎竖向钢筋21、箍筋 22和纵向连接钢筋15，其中竖向钢筋21和纵向连接钢筋15与下端基础、 预制或现浇构件钢筋采用绑扎搭接、机械连接、焊接方式连接。竖向钢筋21、 箍筋22和纵向连接钢筋15配合形成立体网格骨架。

之后，在已绑扎完成的立体网格骨架外围，按已配置好的序列采用首尾 围合的方式对预制标准拼装片进行拼装作业，并用支架固定以保持在施工和 浇筑过程中的稳定。对外伸于预制标准拼装片内侧面的腹杆钢筋14的波谷 顶端，应由上至下穿过对应的竖向连接钢筋15。纵向钢筋13与预制装配式 钢筋混凝土柱的下端基础、预制或现浇构件钢筋采用连接套筒进行灌浆套筒 连接。在拼装完成后，在相邻块件之间的空隙内压注高聚合砂浆以形成整体。

在预制混凝土外层10施工完成后，将预制混凝土外层10作为柱模板， 浇筑内层混凝土。重复上述工步，采用分节拼装再分段浇筑模式至设计标高。 在装配式钢筋混凝土柱成型后，预制标准拼装片会与现浇混凝土内层20粘 结一体，以便共同承受正常使用条件下的外部荷载。

实施例二

本实施例二中，装配式钢筋混凝土柱为空心或实心矩形装配式钢筋混凝 土柱。

如图5-6所示，该装配式钢筋混凝土柱同样是由预制标准拼装片首尾围 合而成的预制混凝土外层10和现浇混凝土内层20组成。现浇混凝土内层20 为空心或实心截面，内部配有竖向钢筋21、箍筋22、纵向连接钢筋15、钢 管24或型钢23。在铅垂方向如图7所示，装配式钢筋混凝土柱由预制标准 拼装片分节拼装再分段浇筑现浇混凝土内层20成型，两节预制标准拼装片 内纵向钢筋13用直螺纹套筒b连接，并在灌注混凝土完成连接。

在具体实施过程中，应首先将钢管24或型钢23与下端基础、预制或现 浇构件采用焊接方式连接，再绑扎竖向钢筋21、箍筋22和纵向连接钢筋15， 其中竖向钢筋21、纵向连接钢筋15与下端基础、预制或现浇构件钢筋采用 绑扎搭接、机械连接、焊接方式连接。在立体式筒形骨架绑扎完成后，在其 外围对预制标准拼装片进行拼装作业，并用支架固定以保持在施工和浇筑过 程中的稳定。对外伸于预制标准拼装片内侧面的腹杆钢筋14的波谷顶端，应由上至下穿过对应的竖向连接钢筋15。纵向钢筋13与装配式钢筋混凝土 柱下端基础或预制构件采用直螺纹套筒b连接，并在上下两片预制装配式钢 筋混凝土柱接头处支设定型模板。在拼装完成后，在相邻块件之间的空隙内 压注高聚合砂浆以形成整体。在预制混凝土外层10施工完成后，将预制混 凝土外层10作为柱模板浇筑内层混凝土。

重复上述工步，采用分节拼装再分段浇筑模式至设计标高。在装配式钢 筋混凝土柱成型后，预制标准拼装片会与现浇混凝土内层20粘结一体，以 便共同承受正常使用条件下的外部荷载。

实施例三

本实施例三中，装配式钢筋混凝土柱为圆形的装配式钢筋混凝土柱。

如图9所示，在水平向，该装配式钢筋混凝土柱是由如图8所示 扇环状的预制标准拼装片首尾围合而成的预制混凝土外层10和现浇 混凝土内层20组成。其中，外层预制标准拼装片内含有钢筋桁架，而 现浇混凝土内层20为实心截面，并设置有竖向钢筋21、箍筋22和纵 向连接钢筋15组成的立体网格骨架。在铅垂方向，装配式钢筋混凝土 柱由预制标准拼装片分节拼装再分段浇筑现浇混凝土内层20成型，铅

为便于理解，下面将结合附图8-9对本发明中的施工方法做详细说明：

首先，在圆形装配式钢筋混凝土柱施工时，应在原位绑扎竖向钢筋21、 箍筋22和纵向连接钢筋15，从而形成立体网格骨架。其中竖向钢筋21和纵 向连接钢筋15与下端基础、预制或现浇构件钢筋采用绑扎搭接、机械连接、 焊接方式连接；

之后，在已绑扎完成的立体网格骨架外围，按已配置好的序列采用首尾 围合的方式对预制标准拼装片进行拼装作业，并用支架固定以保持在施工和 浇筑过程中的稳定。对外伸于预制标准拼装片内侧面的腹杆钢筋14的波谷 顶端，应由上至下穿过对应的竖向连接钢筋15。纵向钢筋13与预制装配式 钢筋混凝土柱下端基础或预制构件采用连接套筒灌浆连接。在拼装完成后， 在相邻块件之间的空隙内压注高聚合砂浆以形成整体；在预制混凝土外层10 施工完成后，将预制混凝土外层10作为柱模板浇筑内层混凝土。

重复上述工步，采用分节拼装再分段浇筑模式至设计标高。在装配式钢 筋混凝土柱成型后，预制标准拼装片会与现浇混凝土内层20粘结一体，以 便共同承受正常使用条件下的外部荷载。

Claims (10)

1.一种预制标准拼装片，其特征在于：本拼装片包括钢筋桁架以及包覆于钢筋桁架外的预制混凝土包覆层(11)，所述钢筋桁架包括水平钢筋(12)、纵向钢筋(13)和腹杆钢筋(14)；所述水平钢筋(12)与纵向钢筋(13)在铅垂面上彼此交错且各交错点彼此固接，从而形成供预制混凝土包覆层(11)包覆的铅垂钢筋网络；所述腹杆钢筋(14)外形呈沿水平向延伸的波浪线状，且腹杆钢筋(14)的各个波峰顶端均对应固定于相应的纵向钢筋(13)处且两者间构成固接配合，而腹杆钢筋(14)的各个波谷顶端均突出预制混凝土包覆层(11)之外；以预制混凝土包覆层(11)的供腹杆钢筋(14)的波谷顶端突出的一侧面为内侧面，水平钢筋(12)的一端直角弯折后伸出预制混凝土包覆层(11)的内侧面，且水平钢筋(12)伸出上述内侧面的伸出端形成口字型箍(12a)。

2.根据权利要求1所述的一种预制标准拼装片，其特征在于：以水平面作横截面，所述预制混凝土包覆层(11)在该横截面上呈适配钢筋桁架的矩形或扇环状；预制混凝土包覆层(11)内侧面在口字型箍(12a)的另一端处凹设有台阶部，从而在预制混凝土包覆层(11)的该台阶部处形成L状的缺口槽(11a)。

3.根据权利要求1或2所述的一种预制标准拼装片，其特征在于：所述水平钢筋(12)与纵向钢筋(13)之间以及纵向钢筋(13)与腹杆钢筋(14)之间的固定方式为绑扎搭接或焊接方式。

4.根据权利要求1所述的一种预制标准拼装片，其特征在于：所述预制混凝土包覆层(11)由具有特殊要求的高性能混凝土组成，所述具有特殊要求的高性能混凝土为高耐久性混凝土或高延性混凝土或高密度低渗透性混凝土。

5.一种应用权利要求1所述的预制标准拼装片的装配式钢筋混凝土柱，其特征在于：本混凝土柱包括预制混凝土外层(10)和现浇混凝土内层(20)；所述预制混凝土外层(10)由若干预制标准拼装片在水平向上彼此首尾衔接构成；所述装配式钢筋混凝土柱包括纵向连接钢筋(15)，所述纵向连接钢筋(15)沿铅垂方向穿设于所述腹杆钢筋(14)的各波谷顶端和/或所述水平钢筋(12)形成的口字型箍(12a)内，所述口字型箍(12a)与穿设于其内的纵向连接钢筋(15)共同形成暗柱骨架(a)；对预制混凝土外层(10)围合形成的空腔内进行混凝土浇筑从而形成现浇混凝土内层(20)。

6.根据权利要求5所述的一种装配式钢筋混凝土柱，其特征在于：在相邻预制标准拼装片之间的空隙内压注高聚合砂浆以形成预制混凝土外层(10)。

7.根据权利要求5所述的一种装配式钢筋混凝土柱，其特征在于：所述现浇混凝土内层(20)是实心或空心截面。

8.根据权利要求5所述的一种装配式钢筋混凝土柱，其特征在于：在铅垂向上，相邻两片预制标准拼装片的纵向钢筋(13)之间或预制标准拼装片处纵向钢筋(13)与下端基础钢筋之间，以绑扎搭接、机械连接、焊接方式连接或套筒灌浆形成连接以形成整体。

9.根据权利要求5所述的一种装配式钢筋混凝土柱，其特征在于：所述现浇混凝土内层(20)还包括沿铅垂向布置的竖向钢筋(21)以及沿水平向布置的箍筋(22)，所述竖向钢筋(21)沿铅垂向分别连接各箍筋(22)构成内部网格，所述内部网格与外围纵向连接钢筋(15)以及暗柱骨架(a)在空间上共同形成立体网格骨架。

10.根据权利要求9所述的一种装配式钢筋混凝土柱，其特征在于：所述立体网格骨架内还布置有沿铅垂向延伸的型钢(23)或钢管(24)，形成劲性混凝土柱以提高构件承载力。