CN114423914A - 用于加固钢筋混凝土构件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于产生未来钢筋混凝土构件的单独的加固结构的方法。

Description

用于加固钢筋混凝土构件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于产生由预制的加固元件构成的未来钢筋混凝土构件的单独的加固结构的方法。

背景技术

通常，结构工程师为钢筋混凝土构件准备布筋图，理想地进行钢材数量优化和产品中性，通常已经电子化地以3D方式利用CAD程序中的圆钢模块进行。借助这种布筋图，钢筋混凝土构件的加固结构在现场或预制厂生产，并接着制成钢筋混凝土构件。这种布筋图包括在上面和下面平面的基础加固结构中要铺设的混凝土钢筋的位置和数量，以及布置在其间的其他加固元件，如定距件、钩子、弯筋、网笼以及类似物等。这种已经三维电子化存在布筋图通常被转换为二维图，并打印在纸上使用。

布筋图在施工地点的实际实施主要是通过手工铺设单个切割和弯曲的加固钢筋进行的，这些加固钢筋必须用捆扎线手工连接起来。这种方法很繁琐，并需要大量的工作时间，而且不经济，特别是容易出错，尤其是在劳动力日益短缺严重的情况下。因此，原则上应寻求使用标准化的加固元件来实施布筋图，例如以混凝土加固网垫、焊接金属丝网、钢筋笼等形式，它们可以预制和储存，并因此可以快速在施工地点处使用。

申请人还已知呈单轴的、可展开的加固钢筋网垫形式的个性化的加固元件，其中多个平行的加固钢筋在其长度上的多个位置处借助静态不起作用的带相互连接并卷成卷地生产、运输并安装到产生的构件中，在这里其只需展开即可。

这种方式的缺点是，无法充分地获得单个施工地点的单独情况，并因此经常还需要手工绑扎钢筋。

发明内容

因此，本发明的目的就是要避免上述缺点。

该目的通过一种用于产生由主要预制的加固元件构成的钢筋混凝土构件的单独的加固结构的方法得到实现，该方法至少具有以下步骤：-读取具有平面的基础加固结构的未来钢筋混凝土构件的、基于加固钢筋的第一布筋图；-将所述平面的基础加固结构转换为修改的基础加固结构，其具有长度不受限制的加固钢筋，使得在所述基础加固结构内不形成钢筋的搭接部；-由所述修改的基础加固结构计算多个单独的加固元件并计算所述第一布筋图，对于所述单个的加固钢筋也针对其数量、形状、长度、直径、位置、钢材质量进行改变，并且也规定铺设顺序以建立单独的布筋图。

根据本发明的转换首先通过计算确定构件的修改的基础加固结构的阶段进行，其中由工程师规定的加固钢筋转换成这样的形式，即其从未来构件的一侧连续地延伸到相对一侧。因此，所述未来钢筋混凝土构件的各加固层的修改的基础加固结构具有任意长度且没有重叠部的相互平行的加固钢筋。根据本发明，加固钢筋因此也可以选择任意长度，而不管获得这种极长钢筋的实际可能性。在两个基础加固结构之间的第一布筋图的其他加固零件在此最初没有改变。在进一步的步骤中，从这个修改的基础加固结构和第一布筋图的其他加固零件计算多个单独的加固元件。根据本发明，为此确定的加固钢筋也可以在数量、形状、长度、直径、位置、钢材质量方面与第一布筋图的加固钢筋不同：规定铺设顺序，或者设置附加的或其他的焊点。加固钢筋同样也可以包含其他加固零件，只要由此也能实现更容易和更快的铺设。

根据本发明的方法以更高的材料投入为代价极大地提高了加固结构的铺设性能。这尤其由此实现，即所述方法确定结构上不受干扰的易于加固的区域，并为所述区域提供可简单、快速和尽可能不复杂地铺设的加固元件，所述加固元件利用必要时也是附加的其他的加固元件延伸到受到干扰的区域中，这增加了材料投入。非常有利的是，这种方法尤其可以用于所谓的BIM(Building Information Modelling，建筑信息模型)组件，即用于以数字方式描绘建筑物或其部分的组件。这尤其适用于使用IFC格式时。换句话说，根据本发明，从数量优化的加固解决方案通过计算工作建立实施优化的加固解决方案。在此，所述实施优化的加固解决方案尤其在为施工地点单独制造的加固体中实现。

根据本发明的方法可以包括以下其他步骤，其中在合理可能的情况下，该方法的所有步骤优选在计算机辅助下实施：-最小化所述单独的布筋图的加固元件的数量，在单独的布筋图中针对加固钢筋的类型和布置方式固定单独的加固元件；-产生用于加工至少一个计算的单独的加固元件的机器数据集；-将该机器数据集传输到加工机器上并加工至少一个单独的加固元件；-在施工地点现场产生单独的加固结构。最后三个步骤不是所述方法的强制组成部分。非常有利的是，单独的钢筋不再需要手工铺设以及用捆绑线互相连接，反而根据本方法可以主要地或完全地使用预制的加固元件，其相应地代替大量原始的单个的加固钢筋，并且其单独为每个施工地点单个计算。通过这种方式，为现场建立加固结构所需的工作时间大大减少。非常有利的是，由于要铺设和连接的零件数量显着减少，铺设错误的可能性也最小化。由于根据该方法提供的最小化，单个加固元件的尺寸和形状可以优化，使得尽可能少地需要它们。由此连接元件所需的工作时间进一步最小化。

所述方法优选地还对钢筋进行碰撞检查，从而在数量、形状、长度、位置和铺设顺序方面的变化不会导致问题。

在此所述方法从单轴的加固网垫，特别是可展开的单轴的加固钢筋网垫，双轴的加固网垫、边笼、连接网笼、焊接的加固网笼和单个的加固钢筋中选择要加工或要使用的加固元件的类型。由此也可以使用板材加固。板材加固是静态的加固解决方案，其由多个在直径、长度和间距方面不同的钢筋组合在一个板状的混凝土外壳中。作为补充，可以集成定距件和其他位于两个基础加固结构层之间的附加加固结构，但这并不是强制性的。在单轴的加固网垫的情况下，上面的和下面的基础加固结构中的每个都具有两层相互正交地定向的网垫。如果双轴的网垫或拉伸网垫可以更有利地使用在各自的施工地点，则应用双轴的网垫或拉伸网垫。边笼和连接网笼用于连接单个的加固元件，或者用于连接板材加固结构和墙体加固结构，其与铺设和弯曲单个的连接钢筋相比，可节省大量时间。然而，根据本发明，这些网笼不是标准化的，而是单独为每个施工地点计算和加工的网笼，其最佳地对应于本地的连接和边界条件。根据本发明，附加加固结构，尤其是定距件，也是原始计算的未改变的、钢优化的加固钢筋。

根据本发明的方法如下面描述的那样尤其是通过进行改变在此解决了搭接或接头问题。

这些改变包括与至少一个加固钢筋的存在、布置方式、长度和直径有关的变化，尤其在添加牺牲材料或附加材料的情况下。根据本发明，在此尤其通过借助添加牺牲材料或纯结构性的附加材料与原始的布筋图相比延长至少一个加固钢筋，实现对所述修改的基础加固结构进行改变，以产生单个的加固元件。牺牲材料这里是指在原始的布筋图的计算中没有规定的附加材料。牺牲材料的这种添加，原则上会造成增加成本并因此应该避免，但是在不具有主要是静载荷的、不允许进行焊接并且因此加固钢筋的端部不能用带相互连接的区域中具有特别的优势。根据本发明，也规定延长加固钢筋，以便能够将加固网垫与边笼或连接网笼连接，或者将加固钢筋引导到最近的装配带或最近的装配筋上，以便能够固定到至少两个装配元件上，而不需要额外的单个的连接钢筋。这种加固元件同样具有延长部，其必须确保在要克服的障碍之后加固接头具有足够的重叠部。备选地，这种延长的加固元件是延长部本身，即两个单独的加固元件，如单轴的卷绕网垫，其因为被障碍物隔开而不能一起展开，通过重叠部彼此连接。尽管加固钢筋的根据本发明的延长部超出了原始计算的和对于静力学所需的尺度造成更加昂贵，但是可能的更简单和更快的铺设性导致在加固构造时显着节省时间。这是尤其有利的，因为人员成本在加固构造的总成本中占很大比例。

在此根据本发明规定，在加固元件的彼此邻接的接头处借助于加固元件的延长的加固钢筋形成重叠部。因此，根据本发明，加固元件的加固钢筋相对于两个相邻的加固元件的钢筋偏移，并由此使这些偏移的加固元件的位置相对于计算出的修改的基础加固结构有偏差。在此这种偏移尤其通过加固钢筋的直径实现，由此两个相邻的网垫(加固元件)可以搭接铺设，而不会使加固钢筋相互堆叠。在这种情况下，根据本发明，在加工呈单轴的、可展开的加固网垫形式的加固元件时，也可以使处在后期的搭接区域中的带作为网垫的钢筋的装配元件沿加固钢筋的纵轴线移动，从而避免高度碰撞并保持加固层的水平。所述改变也包括根据生产过程中的机器规格自动偏移加固钢筋，例如由于生产设备导致的加固钢筋之间的最小距离。

除了所述改变，还包括附加的计算和建立重叠加固元件，特别是由平行的加固钢筋以相应轴向短地构造的重叠网垫的形式，其构造为与装配元件连接，并且其分别搭接地铺设在相邻的彼此对接的加固网垫之间。在此，装配元件在单轴的加固网垫的情况下是静态无效的带，在单轴或双轴的网垫的情况下是静态有效或无效的装配筋。

根据本发明，两个或多个加固元件也可以借助连续的装配元件彼此连接地制造和运输，其仅在现场铺设时在尤其相应标记的区域处通过切断所述装配元件进行分离。

尤其是对于形成基础加固结构的上层的加固元件，根据本发明的方法提出偏移加固钢筋和/或增加附加的加固钢筋，必要时通过减小相关加固钢筋的直径，只要这些加固钢筋彼此间距过大而无法由作业人员进行安全检查，例如在浇筑钢筋混凝土构件时。本发明的基本原理也应用在这种方案中，在使用附加的材料的情况下，通过从数量优化的计划产生铺设优化的计划，简化和加速加固元件的铺设性。这优选以电子方式进行。

在根据本发明的方法的方案中规定，在牺牲材料的区域中延长的加固钢筋连接到必要时也延长的装配元件上，如装配带或装配筋。如果所述延长的加固钢筋的原始端部位处于不允许焊接的区域中，则不可能在相关的区域中焊接用于接连的装配带。因此，加固钢筋的端部将不利地未被连接和松动。将加固钢筋延长一个纯结构的且静态上不考虑的长度，就可以在这个区域中进行焊接，并由此可以安装将所述加固钢筋相互连接的装配元件。这使得加固钢筋的位置稳定。

在所述方法的改进方案中规定，在所述加固结构中为加固钢筋网垫的、加固钢筋在其中缩短的边缘区域产生额外的加固钢筋。换句话说，在加固网垫的边缘区域中存在空隙的情况下，从所述空隙切出的加固钢筋在其与所述空隙邻接的端部处通过额外的计算出的加固钢筋进行强化。通过这种方式，确保了在较短长度的加固钢筋与在所述空隙的区域中的加固钢筋之间进行压力和拉力的传递，而不会妨碍或阻止加固网垫简单地展开或铺设到所述空隙之外。这再次意味着在施工中节省了大量时间，这在工艺优化的意义上比要使用的附加材料重要。

根据本发明，也利用空缺计算所述单独的加固元件，其中为在所述空缺的区域中省略的钢筋以计算方式插入附加的单个的加固钢筋。如果需要，这些加固钢筋可以延长，以固定到两个装配元件上。由于孔或者凹槽或者垂直伸入到加固层中的墙壁连接件或类似位置，因此可能需要空缺。在这些位置上，只有装配带被展开，根据本发明附加提供的加固钢筋于是确保力绕过这些障碍物传递。所需的额外材料反过来又被大大节省的施工时间所抵消。

根据本发明的方法还规定，加固钢筋的长度以这样的方式计算，即可以连接加固网垫和边笼，其方式是加固网垫的加固钢筋重叠到边笼中。通过这种方式，加固网垫和边笼可以相互连接，而无需使用额外的加固钢筋。

根据本发明，当从基础加固结构计算地产生加固元件时，对于加固元件也可以使用没有或者不能集成到加固元件中的单个的附加钢筋。以此方式，当由于生产技术或加固技术方面的原因，加固钢筋不能集成到预制的加固元件中时，也可以预制加固元件。手动添加相应的加固钢筋仍能确保从静力的角度所需的加固。

根据本发明的方法还规定，单个的加固元件在其从修改的基础加固结构产生时在类型、形状、位置或结构方面加以固定。施工现场的实际情况有时与先前计算的不同。加固结构的零件的由此产生的改变必要性是通过从修改的基础加固结构和第一布筋图的其他加固结构重新生成加固元件产生的，但所述固定的加固元件不能再改变。这非常有利地防止了仅仅由于局部变化而导致大量加固元件变化。

附图说明

下面参照多个附图来讨论本发明的实施方式，其中，附图详细示出：

图1：在三个分图a)、b)和c)中示出在应用根据本发明的方法之前和之后的示意的布筋图，以及

图2a-d：重新设计的单独的加固元件的细节。

具体实施方式

图1以三个分图示意性地示出在应用根据本发明的方法之前和之后的用于构件的布筋图。

分图a)示出了以轮廓表示的钢筋混凝土构件1的原始的、来自结构工程师的、优选数量优化的和产品中性的布筋图，钢筋混凝土构件1基于加固钢筋3，并且钢筋混凝土构件1具有一整列的搭接部6。搭接部6根据用作基础的加固钢筋3的使用长度任意布置。没有示出所述加固结构的定距件和其他在处在图示平面之下或之上的零件。仅示出了平面的基础加固结构的层，其通常以比所述加固结构的所提及的、没有示出的零件更大的程度通过根据本发明的方法进行改变。

分图b表示在根据本发明的方法的第一步骤中以计算的方式从原始的第一布筋图产生的、修改的基础加固结构，在此基础加固结构中在计算上使用不限制长度的加固钢筋3，从而计算出完全无搭接的修改的基础加固结构。

分图c)示意地示出根据本发明通过所述方法由所述修改的基础加固结构产生的多个针对施工地点单独地计算出的加固元件，在此是两个加固元件4和4′。由此，在本发明的意义上，以更大的材料量为代价，实现了更简单的铺设性。在实际情况下，显然要计算明显多于示出的两个加固元件4和4’。

如此计算出的加固元件4和4′分别具有以一定的间距布置的并通过装配元件5联结的加固钢筋3。为了在分离的情况下仍获得足够的静态效果，在另一个加固元件4'的与所述加固元件4邻接的端部区域中插入呈加固钢筋3的延长部形式的附加材料7，由此形成两个加固元件4、4'的加固钢筋的重叠部6。装配带5确保加固元件4、4'的加固钢筋3的稳定间距，且同时防止加固钢筋3的端部散开，这会导致不希望的横向或垂直力。还可以看到，第一加固元件4的带5'沿着加固钢筋3的纵向轴线偏离端部区域，由此两个元件4、4'没有垂直堆叠。在所示的示例中，由此也确定了铺设顺序，因为必须首先展开元件4'，搭接地然后是元件4。还可以看到，元件4的加固钢筋3与元件4'的加固钢筋相比偏差了一个钢筋直径，因此不会出现碰撞情况。根据本发明的方法自动实现这个情况。还可以看出，除此以外，加固元件4的加固钢筋3也被延长，以形成搭接部6。这种搭接部在根据分图a)的原始的布筋图中是不存在的，替代连续的有序的接头，存在大量"无序"分布的接头。

图2在细节图2a)至2d)中示出重新设计的单独的加固元件的细节。所述重新计划在此尤其这样实现，即从修改的基础加固结构2识别出未受干扰的空间区域，并为此形成匹配的加固元件，其可不受干扰地展开或铺设，并且其通过补充形成的和独立铺设到结构上受干扰的区域中的加固结构加以补充。

在此在图2a中示意性地示出一种示例性的利用根据本发明的方法生成的用于钢筋混凝土构件1的布筋图。所述加固结构基于呈单轴的加固网垫形式的加固元件4来实现，所述单轴的加固网垫具有间隔的加固钢筋3，加固钢筋3通过装配带5彼此联结。在此考虑干扰9，即带5'从原始的虚线所示的相对位置移到实线所示的位置，以便缩短加固钢筋3的自由端3'，并由此确保可铺设性。上面的两个加固钢筋3也同样被缩短，以省去被区域9所干扰的区域，并保持展开能力。

图2b示意性地显示了带有装配筋5和加固钢筋3的另一个加固元件4。较短的钢筋3的其他自由端10通过附加材料7被延长，以固定到最近的装配筋5上，并由此固定到至少两个装配元件5上。

图2c示出预制的可展开的加固元件4的一部分。加固元件4用于铺设在由于不完全是静载荷而不允许焊接的区域中，或者铺设在焊接的加固钢筋3从焊接点起不能再针对静力进行有效分析的区域中。焊接边界11与加固钢筋3相交，其因此根据修改的基础加固结构在此结束。为了保持这些自由端10可铺设，添加了虚线示出的附加材料7，以便可在最近的装配带5上进行焊接。然而，这种焊接在静态上不重要，因为钢筋3的实线示出的静态有效区域不受影响。因此，装配元件5同样延伸到这个区域中。

图2d示意性地示出预制的加固元件4的截面，其在由其所形成的表面内有空缺12，例如盖板孔。为了能够在这个干扰上方铺设加固元件4，加固钢筋3在该区域内被缩短。根据本发明，为传递力在空缺12的区域中插入呈附加的加固钢筋3′形式的附加材料7，并将其额外地延长以固定在装配带5上。因此，根据本发明，通过加入附加材料7，又实现基于预制的加固元件4的加固结构。

没有示出一种加固元件，其中加固钢筋的直径减小并且其间距减小，也没有示出一种加固元件，其中加固钢筋的直径增大并且加固钢筋的的间距增大。这种匹配同样是根据本发明进行的，钢材质量的调整也是如此。

附图标记列表

1 钢筋混凝土构件

2 修改的基础加固结构

3 加固钢筋

3′ 附加的加固钢筋

4 加固元件

4′ 另外的加固元件

5 装配元件(装配带)

6 重叠部

7 附加材料

8 周边

9 空隙

10 自由端

11 焊接边界

12 空缺

Claims (9)

1.一种用于产生由主要预制的加固元件(4)构成的钢筋混凝土构件(1)的单独的加固结构的方法，至少具有如下步骤：

-读取具有平面的基础加固结构的未来钢筋混凝土构件(1)的、基于加固钢筋(3)的第一布筋图；

-将所述平面的基础加固结构转换为修改的基础加固结构(2)，其具有长度不受限制的加固钢筋，使得在所述基础加固结构内不形成钢筋的搭接部；

-由所述修改的基础加固结构(2)计算多个单独的加固元件(4)并计算所述第一布筋图，对于所述单个的加固钢筋(3)也针对其数量、形状、长度、直径、位置、钢材质量进行改变，并且规定铺设顺序以建立单独的布筋图。

根据权利要求1所述的方法，还具有一个或者多个如下步骤：

-最小化所述单独的布筋图的加固元件(4)的数量；

-在单独的布筋图中针对加固钢筋(3)的类型和布置方式固定单独的加固元件(4)；

-产生用于加工至少一个计算的单独的加固元件(4)的机器数据集；

-将该机器数据集传输到加工机器上并加工至少一个单独的加固元件(4)；

-在施工地点现场产生单独的加固结构。

2.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从单轴的加固网垫，特别是可展开的单轴的加固钢筋网垫，双轴的加固网垫、边笼、连接网笼、焊接的加固网笼和单个的加固钢筋中选择所述单独的加固元件(4)。

3.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，至少一个加固元件(4)与所述修改的基础加固结构相比针对至少一个加固钢筋(3)的存在、布置方式、长度和直径进行改变，尤其在添加牺牲材料或附加材料(7)的情况下。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述加固元件(4)中所述加固元件(4)的装配元件(5)的布置方式被改变。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，以电子方式读取所述第一布筋图，其中所述第一布筋图尤其是数量优化的且产品中性的第一布筋图。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在展开的加固元件内设置空缺(12)，其中在所述加固网垫的与所述空缺(12)接邻的边缘区域中以计算方式插入附加的加固钢筋(3′)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，加固网垫和边笼在装配时连接，使得加固网垫的加固钢筋(3)重叠到所述边笼中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述加固网垫的装配元件(5)在装配时在标记点处分离。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为所述基础加固结构(2)的钢筋添加附加钢筋，其不能集成到预制的加固元件(4)中。

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