CN111794444A - 一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，包括多条主筋，主筋布置成用于浇筑混凝土物料的浇筑空间，主筋外周面设置有螺纹，还包括多组箍筋，每组箍筋包括多条单筋，单筋的两端各对应一条主筋，相邻单筋之间接触且在接触点处焊接，在主筋的轴向上，同一平面内的相邻两个单筋之间设置有两条斜拉筋，单筋、斜拉筋与主筋的接触点、斜拉筋与斜拉筋的接触点均采用焊接方式连接，还包括断桥隔热钢筋构件，断桥隔热钢筋构件采用几字形冲压结构件不接触地挂扣在一起并在其中心断开的结合部根据设计强度注塑封装，本发明有效解决了现有技术中存在的配筋结构关于提高强度和减少不锈钢用量的需求难以同时满足的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统。
背景技术
钢筋、水泥、砂石是构建现代建筑最重要、最基础、最根本的组成部分，对于制作梁、柱、楼板的混凝土结构，钢筋是必不可少的材料，钢筋的耐久性更是尤其重要，现在建筑业内钢筋材料普遍采用低价位的普通碳钢，普通碳钢虽说具有价位低、用量大、用途广的优点，但是强度低，而且强度和韧性成反比，裸露和受潮极容易锈蚀以致混凝土开裂，高强度的碳钢不易焊接，只能搭接，用量较大，用工多，成本较高，后期使用中，浇筑于钢筋之间的混凝土因为时间的久远特别是现在国家推广的低能耗、超低能耗建筑均带有很厚重的保温层，在反复交替的梅雨季节墙体里面容易产生凝露极易造成钢筋锈蚀而影响建筑主体的安全。授权公告号为CN107557697B的中国发明专利文件公开了一种索氏体不锈钢，该不锈钢制造成本低，由于具有索氏体金相结构，使其具有较强的抗高温氧化能力，同时该不锈钢强度高，属于结构不锈钢，抗拉强度相当于同截面普通碳钢的三倍，而且强度和韧性成正比，焊接性能极好，焊口强度大于母钢强度，索氏体不锈钢自问世起便以其高耐蚀性、高强度、抗震等独特性能而具备广泛应用于电力、石油、建筑、公路桥梁、机械工业、军工等多个领域的应用前景。因此，将索氏体不锈钢应用于建筑领域中房梁的制作，也应成为一种优先选择。
具体应用时，将索氏体不锈钢制作成房梁、柱、楼板组成部分中的配筋结构，配筋结构包括主筋、箍筋、斜拉筋，主筋在结构中起承受拉应力作用，增强建筑物的抗震性能，也能起到方便施工甚至避雷导线的作用，箍筋用于固定并排布置的主筋并承担剪切力作用，斜拉筋的作用是更好的固定主筋和箍筋的位置增强主筋和箍筋的抗拉强度，由于房梁、柱、楼板对配筋结构的抗拉强度和抗剪强度在建造时满足混凝土的设计要求即可，一般通常设计钢筋的配筋强度略大于混凝土的强度，但是在极端工况下比如说在地震洪水等超设计的荷载加持下仅仅依靠箍筋与主筋的焊接配合就可能难以满足要求，如果设计时增加主筋用量，使用更粗的主筋，这样虽然能够达到使用需求，但是平时会浪费很大，作用甚微，钢筋的用量大，成本就高，因此，如何在保证主筋强度，进而保证浇筑混凝土后的配筋结构强度不降低的前提下，实现节省用料，减少不锈钢的用量，降低用料成本，成为了本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，用以解决现有技术中存在的配筋结构关于提高强度和减少不锈钢用量的需求难以同时满足的技术问题。
为实现上述目的，本发明所提供的一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统采用如下技术方案：
一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，包括多条延伸方向相同的不锈钢制成的主筋，所述主筋布置成用于浇筑混凝土物料的浇筑空间，主筋外周面设置有沿轴向方向延伸的螺纹，还包括多组与主筋垂直的箍筋，多组箍筋在主筋的轴向上间隔布置，每组箍筋包括多条用于对应相邻主筋的单筋，单筋的两端各对应一条主筋且单筋的每一端均突出至对应主筋的径向外侧以形成混凝土保护层，相邻单筋之间接触且在接触点处焊接，在主筋的轴向上，同一平面内的相邻两个单筋之间设置有两条交叉布置并焊接在两个单筋的对应端部的斜拉筋，以使单筋的每端端部均连接一条单筋和两条斜拉筋，所述单筋、斜拉筋与主筋的接触点、斜拉筋与斜拉筋的接触点均采用焊接方式连接；
还包括用于连接室外的梁柱、墙体与对应的室内梁柱、墙体、楼板的断桥隔热钢筋构件，断桥隔热钢筋构件采用几字形冲压结构件不接触地挂扣在一起并在其中心断开的结合部根据设计强度注塑封装。
本发明所提供的一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统的有益效果是：单筋的两端各对应一条主筋且单筋的每一端均突出至对应主筋的径向外侧，通过增加斜拉筋与单筋端部焊接，且单筋、斜拉筋与主筋的接触点均采用焊接方式连接，大大提高了配筋结构的整体强度，提高了整个配筋结构的抗剪性和抗拉性，此外，单筋和交叉布置的斜拉筋之间构成三角形，稳定程度较高；主筋上设置的螺纹增大了混凝土物料与主筋的接触面积，使得二者结合的更加牢固，进一步提高了配筋结构的强度，此外，由于室内和室外的导热系数较大的部位，会形成热桥效应，使得在室内外温差较大时，墙体导热不均匀，热流在热桥部位非常密集，形成热流桥，不仅降低了墙体的热工性能，造成能源浪费，而且还会削减墙体寿命，影响室内热稳定性，通过设置断桥隔热钢筋构件，阻断了室内和室外传递热量的途径，形成断桥作用，整个装置形成被动式建筑装配系统，防火、保温、隔音隔热效果好，整体强度高，通过以上设置，有效提高了配筋结构的强度，与现有技术相比，在达到同等强度的情况下，减少了不锈钢的用量，降低了用料成本，有效解决了现有技术中存在的配筋结构关于提高强度和减少不锈钢用量的需求难以同时满足的技术问题。
进一步地，所述断桥隔热钢筋构件与对应主筋之间采用焊接或螺栓连接或绑扎方式连接。三种方式均可实现断桥隔热钢筋构件与对应主筋之间的连接，操作方便。
进一步地，所述几字形冲压结构件为金属材质。
进一步地，所述单筋端部突出对应主筋的径向外侧2-3cm，所述斜拉筋的长度满足突出至对应主筋的径向外侧以与单筋端部焊接的需求。在满足焊接需求的情况下，单筋不用设置的过长，避免了原料的浪费。
进一步地，所述螺纹形状为X形。X形的螺纹进一步增加了混凝土物料与主筋的接触面积，进一步提高了二者结合的牢固程度。
进一步地，所述主筋条数为四条。四条主筋即可围成用于浇筑混凝土物料的浇筑空间，不用耗费较多的主筋。
进一步地，多组箍筋在主筋的轴向上间隔均匀布置。均匀布置使得整个配筋结构的受力更加均匀，抗剪性能和抗拉性能更好。
进一步地，所述不锈钢的截面为方形。方形截面方便了焊接同时进一步提高了主筋的强度。
附图说明
图1是本发明所提供的一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统的侧视图；
图2是本发明所提供的一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统的俯视图；
图3是本发明所提供的一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统的侧视图；
图4是本发明所提供的一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统的第一实施例；
图5是本发明所提供的一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统的第二实施例。
图中标号：1、主筋；2、浇筑空间；3、单筋；4、斜拉筋；5、螺纹；6、断桥隔热钢筋构件；61、几字形冲压结构件；7、注塑材料。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明所提供的一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统的具体实施例：
需要说明的是，在本实施例中，所用不锈钢为索氏体不锈钢，因此本实施例中的描述均是指索氏体不锈钢，但这并不对本发明所提及的不锈钢的种类进行限定，在其他实施例中，设计人员可以根据实际需要调整不锈钢的种类。
一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，包括多条延伸方向相同的不锈钢制成的主筋1，主筋1布置成用于浇筑混凝土物料的浇筑空间2，在本实施例中，四条主筋1即可围成用于浇筑混凝土物料的浇筑空间2，不用耗费较多的主筋1，在其他实施例中，主筋的条数也可以是三条、五条或者根据实际需要进行调整，主筋1外周面设置有沿轴向方向延伸的螺纹5，还包括多组与主筋1垂直的箍筋，多组箍筋在主筋1的轴向上间隔布置，每组箍筋包括多条用于对应相邻主筋1的单筋3，单筋3的两端各对应一条主筋1且单筋3的每一端均突出至对应主筋1的径向外侧以形成混凝土保护层，相邻单筋3之间接触且在接触点处焊接，在主筋1的轴向上，同一平面内的相邻两个单筋3之间设置有两条交叉布置并焊接在两个单筋3的对应端部的斜拉筋4，以使单筋3的每端端部均连接一条单筋3和两条斜拉筋4，单筋3、斜拉筋4与主筋1的接触点、斜拉筋4与斜拉筋4的接触点均采用焊接方式连接，且焊接点焊接牢固。
单筋3的两端各对应一条主筋1且单筋3的每一端均突出至对应主筋1的径向外侧，通过增加斜拉筋4与单筋3端部焊接，且单筋3、斜拉筋4与主筋1的接触点均采用焊接方式连接，大大提高了配筋结构的整体强度，提高了整个配筋结构的抗剪性和抗拉性，此外，单筋3和交叉布置的斜拉筋4之间构成三角形，稳定程度较高；主筋1上设置的螺纹5增大了混凝土物料与主筋1的接触面积，使得二者结合的更加牢固，进一步提高了配筋结构的强度。
本发明还包括用于连接室外的梁柱、墙体与对应的室内梁柱、墙体、楼板的断桥隔热钢筋构件6，如图4和图5所示，断桥隔热钢筋构件6采用几字形冲压结构件61不接触地挂扣在一起并在其中心断开的结合部根据设计强度注塑封装。由于室内和室外的导热系数较大的部位，会形成热桥效应，使得在室内外温差较大时，墙体导热不均匀，热流在热桥部位非常密集，形成热流桥，不仅降低了墙体的热工性能，造成能源浪费，而且还会削减墙体寿命，影响室内热稳定性，通过设置断桥隔热钢筋构件6，阻断了室内和室外传递热量的途径，形成断桥作用，整个装置形成被动式建筑装配系统，防火、保温、隔音隔热效果好，整体强度高。
具体地，断桥隔热钢筋构件6包括两种结构，一种如图4所示，是高强度注塑材料7，制造时，将两个几字形冲压结构件61放在模具里面直接注塑高分子材料，一种如图5所示，是低成本注塑材料7，制造时，将高分子隔离块置于两个几字形冲压结构件61之间，而后注塑普通材料即可，两种断桥隔热钢筋构件6均能发挥隔热作用，进而增强整体强度，设计人员可以根据实际需要进行调整。
在本实施例中，断桥隔热钢筋构件6与对应主筋1之间采用焊接或螺栓连接或绑扎方式连接。三种方式均可实现断桥隔热钢筋构件6与对应主筋1之间的连接，操作方便。此外，几字形冲压结构件61为金属材质，例如铁和钢。
在本实施例中，单筋3端部突出对应主筋1的径向外侧2-3cm，斜拉筋4的长度满足突出至对应主筋1的径向外侧以与单筋3端部焊接的需求。在满足焊接需求的情况下，单筋3不用设置的过长，避免了原料的浪费。在其他实施例中，单筋端部突出对应主筋的径向外侧尺寸也可以不是2-3cm，设计人员可以根据实际需要进行调整。
在本实施例中，螺纹5形状为X形。X形的螺纹5进一步增加了混凝土物料与主筋1的接触面积，进一步提高了二者结合的牢固程度。在其他实施例中，螺纹的形状也可以是普通的单向螺纹。
在本实施例中，多组箍筋在主筋1的轴向上间隔均匀布置。均匀布置使得整个配筋结构的受力更加均匀，抗剪性能和抗拉性能更好。在其他实施例中，多组箍筋在主筋的轴向上也可采用不规则方式布置。
在本实施例中，不锈钢的截面为方形，既可以是正方形，也可以是长方形，。方形截面方便了焊接同时进一步提高了主筋1的强度，在其他实施例中，不锈钢的截面也可以是圆形或者其他形状，例如不规则形状。
本发明所提供的一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统的工作原理是：单筋3的两端各对应一条主筋1且单筋3的每一端均突出至对应主筋1的径向外侧，通过增加斜拉筋4与单筋3端部焊接，且单筋3、斜拉筋4与主筋1的接触点均采用焊接方式连接，大大提高了配筋结构的整体强度，提高了整个配筋结构的抗剪性和抗拉性，此外，单筋3和交叉布置的斜拉筋4之间构成三角形，稳定程度较高；主筋1上设置的螺纹5增大了混凝土物料与主筋1的接触面积，使得二者结合的更加牢固，进一步提高了配筋结构的强度，此外，由于室内和室外的导热系数较大的部位，会形成热桥效应，使得在室内外温差较大时，墙体导热不均匀，热流在热桥部位非常密集，形成热流桥，不仅降低了墙体的热工性能，造成能源浪费，而且还会削减墙体寿命，影响室内热稳定性，通过设置断桥隔热钢筋构件6，阻断了室内和室外传递热量的途径，形成断桥作用，整个装置形成被动式建筑装配系统，防火、保温、隔音隔热效果好，整体强度高，通过以上设置，有效提高了配筋结构的强度，与现有技术相比，在达到同等强度的情况下，减少了不锈钢的用量，降低了用料成本，有效解决了现有技术中存在的配筋结构关于提高强度和减少不锈钢用量的需求难以同时满足的技术问题。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，其特征在于：包括多条延伸方向相同的不锈钢制成的主筋，所述主筋布置成用于浇筑混凝土物料的浇筑空间，主筋外周面设置有沿轴向方向延伸的螺纹，还包括多组与主筋垂直的箍筋，多组箍筋在主筋的轴向上间隔布置，每组箍筋包括多条用于对应相邻主筋的单筋，单筋的两端各对应一条主筋且单筋的每一端均突出至对应主筋的径向外侧以形成混凝土保护层，相邻单筋之间接触且在接触点处焊接，在主筋的轴向上，同一平面内的相邻两个单筋之间设置有两条交叉布置并焊接在两个单筋的对应端部的斜拉筋，以使单筋的每端端部均连接一条单筋和两条斜拉筋，所述单筋、斜拉筋与主筋的接触点、斜拉筋与斜拉筋的接触点均采用焊接方式连接；
还包括用于连接室外的梁柱、墙体与对应的室内梁柱、墙体、楼板的断桥隔热钢筋构件，断桥隔热钢筋构件采用几字形冲压结构件不接触地挂扣在一起并在其中心断开的结合部根据设计强度注塑封装。
2.根据权利要求1所述的被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，其特征在于：所述断桥隔热钢筋构件与对应主筋之间采用焊接或螺栓连接或绑扎方式连接。
3.根据权利要求1所述的被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，其特征在于：所述几字形冲压结构件为金属材质。
4.根据权利要求1至3任一项所述的被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，其特征在于：所述单筋端部突出对应主筋的径向外侧2-3cm，所述斜拉筋的长度满足突出至对应主筋的径向外侧以与单筋端部焊接的需求。
5.根据权利要求1至3任一项所述的被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，其特征在于：所述螺纹形状为X形。
6.根据权利要求1至3任一项所述的被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，其特征在于：所述主筋条数为四条。
7.根据权利要求1至3任一项所述的被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，其特征在于：多组箍筋在主筋的轴向上间隔均匀布置。
8.根据权利要求1至3任一项所述的被动式建筑不锈钢装配式配筋结构系统，其特征在于：所述不锈钢的截面为方形。
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