CN114856237A - 组合外包钢管加固钢筋混凝土柱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，包括：壳体，包裹在混凝土柱外；支撑机构，与壳体内壁连接；周向机构，安装在支撑机构上，沿竖直方向布置有多个；径向机构，每个周向机构上安装有多个；其中，径向机构的一端与壳体的内壁连接，壳体和混凝土之间灌注灌浆料。本发明通过壳体内置周向机构和径向机构形成“筋骨”达到以往绑扎钢筋的效果；提高装置加固混凝土柱后的强度。

Description

组合外包钢管加固钢筋混凝土柱

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，具体涉及组合外包钢管加固钢筋混凝土柱。

背景技术

建筑物由于建筑功能改变、建筑老化等等因素，需要进行结构的加固。作为主要的承重构件，混凝土柱加固常用的有截面增大法、预应力加固法、CFRP加固法、粘钢加固法等。加固混凝土柱常常需要内置绑扎钢筋，而后支模、拆模，劳动量大；针对该情况，专业人员提出了很多新的加固方式，其中有的加固方式为外置壳体包裹混凝土柱后，往壳体与混凝土柱之间浇筑新的混凝土，壳体主要作用为成型混凝土以及对混凝土施加外力，保证混凝土柱的强度与刚度；这种方法由于壳体留置混凝土处，不需要拆模，施工快，效率高，应用十分广泛。

然而，壳体包裹混凝土柱重新灌注新的混凝土的方式，其内不便于设置绑扎钢筋，这也就意味着此种方法对混凝土柱的加固极其依赖壳体的强度，其加固混凝土柱很受限制。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，以增加混凝土柱加固强度和刚度。

本发明提供了一种组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，包括：

壳体，包裹在混凝土柱外；

支撑机构，与壳体内壁连接；

周向机构，安装在支撑机构上，沿竖直方向布置有多个；

径向机构，每个周向机构上安装有多个；

其中，径向机构的一端与壳体的内壁连接，壳体和混凝土之间灌注灌浆料。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明技术中，通过壳体内置周向机构和径向机构形成“筋骨”达到以往绑扎钢筋的效果；提高装置加固混凝土柱后的强度。

优选地，还包括绑扎在混凝土柱外周的连接环和内纵杆；

内纵杆设置有多根，内纵杆与径向机构的端部连接。

优选地，支撑机构包括：

支撑杆，设置有多根，均与壳体的内壁连接；

导向杆，每根支撑杆上连接有一根以上；

其中，多根支撑杆位于同一水平；导向杆竖直布置，周向机构逐一滑动安装在导向杆上。

优选地，周向机构包括：

周向条，其上开设有多个导引孔，导引孔与导向杆滑动配合；

套管，设置有多根，分别与每个导引孔的孔口连接，滑动套设在导向杆上；

其中，套管远离周向条的一端与相邻周向条相抵。

优选地，周向条上设有多组限位块；

每组限位块内含两个；每组限位块之间暗转一个径向机构。

优选地，周向条包括周向一条和周向二条；

周向一条的两端和周向二条的两端相互扣合，周向一条和周向二条组成圆环状的周向条。

优选地，内纵杆的两侧分别开设有竖直方向的滑动槽；壳体内壁上对应每个内纵杆处分别连接有竖直的连接杆；连接杆上开设有竖直方向的滑动槽；

径向机构包括径向块；径向块的两端分别连接有两个向内靠拢的滑动球；径向块端部的两个滑动球与内纵杆的滑动槽或者连接杆的滑动槽滑动配合。

优选地，径向块上套接有多个固定环，径向块下端开设有多个与周向条契合的安置槽。

优选地，壳体包括半圆一体和半圆二体；

半圆一体的两端和半圆二体的两端部分别设有凸块和凹块；当半圆一体的凸块与半圆二体的凹块契合时，半圆一体的凹块与半圆二体的凸块契合；半圆一体和半圆二体相互契合一侧的凸块和凹块上开设有多个竖直分布且同轴线贯穿的连接孔，半圆一体和半圆二体的凸块和凹块通过连接孔铆钉连接。

优选地，还包括封口管；封口管竖直的滑动套设在壳体外；半圆一体和半圆二体的凹块突出其外表面。封口管的内壁对应两个凹块处分别开设有固定槽；固定槽与凹块的外壁滑动配合；封口管上端连接有封闭环圈；封闭环圈上开设有多个连接孔。

综上，组合外包钢管加固钢筋混凝土柱的工艺流程是：

第一步：在现有的混凝土柱外围绑扎内纵杆和连接环；

第二步：合拢壳体，将混凝土柱包围(注意：此时壳体上部与上侧楼板有空间间隔)；

第三步：从壳体上侧与楼板的间隙，沿导向杆向下滑动放置周向条(按照顺序先放周向一条，再放周向二条，形成圆环状的周向条)；

第四步：从壳体上侧放入径向块，多个径向块周向布置的滑动到周向条上被支撑；

第五步：依次重复第三步和第四步；

第六步：将壳体外围的封口管向上滑动，并通过封口管外围的封闭环圈与上侧楼板连接；

第七步，向壳体上预留的开口灌浆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明一实施例中的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱的结构示意图；

图2为图1的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱的AA面视图(俯视无周向机构和径向机构)；

图3为图2的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱的SS面剖视图；

图4为图2的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱的结构示意图(含周向机构和一个径向机构)；

图5为图4的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱的周向条的结构示意图；

图6为图4的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱的径向块处放大示意图；

图7为图4的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱的导向杆与周向条配合的示意图；

图8为图7的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱的周向条与径向块配合的示意图(D方向)。

附图标记：

1、壳体；11、连接杆；12、半圆一体；13、半圆二体；14、凸块；15、凹块；16、连接孔；

2、支撑机构；21、支撑杆；22、导向杆；

3、周向机构；31、周向条；311、周向一条；312、周向二条；313、凹形块；314、凸形块；315、导引孔；32、套管；33、限位块；

4、径向机构；41、径向块；411、安置槽；42、滑动球；43、固定环；

5、混凝土柱；51、连接环；52、内纵杆；521、滑动槽；

6、封口管；61、封闭环圈；62、固定槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参见图1至图8，一种组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，包括：壳体1，包裹在混凝土柱5外；支撑机构2，与壳体1内壁连接；周向机构3，安装在支撑机构2上，沿竖直方向布置有多个；径向机构4，每个周向机构3上安装有多个；其中，径向机构4的一端与壳体1的内壁连接，壳体1和混凝土之间灌注灌浆料。

壳体1合拢后，周向机构3一层又一层的自上而下的安装在支撑结构上，而后将径向机构4安装在周向机构3上，向壳体1和混凝土柱5之间灌注高强度的灌浆料；待新的混凝土成型，径向机构4被固定在混凝土内。径向机构4与壳体1连接，混凝土受到上方传递来的力量时使得壳体1膨胀，同时，径向机构4与内部大量的混凝土相牵连，对壳体1施加拉力，使得壳体1不易变形，强度增加，进而使得加固后的混凝土柱5表现出更高的强度。

进一步的，还包括绑扎在混凝土柱5外周的连接环51和内纵杆52；内纵杆52设置有多根，内纵杆52与径向机构4的端部连接。将混凝土柱5打磨后绑扎连接环51以及内纵杆52；加固后壳体1受力拉动径向机构4，径向机构4与内纵杆52连接，可以增加强度。内纵杆52竖直布置。连接环51竖向布置多个，且一个连接环51同时与多根内纵杆52朝向混凝土柱5的一侧连接。

进一步的，支撑机构2包括：

支撑杆21，设置有多根，均与壳体1的内壁连接；

导向杆22，每根支撑杆21上连接有一根以上；

其中，多根支撑杆21位于同一水平；导向杆22竖直布置，周向机构3逐一滑动安装在导向杆22上。

壳体1将混凝土柱5包裹后，支撑杆21以混凝土为中心周向均布；周向机构3逐一沿着导向杆22滑动叠加在支撑杆21上，形成竖直方向上多层的周向机构3；而后的径向机构4安装在每层周向机构3上，这使得径向机构4均匀的分布在壳体1与混凝土柱5之间，可以将径向机构4与大量的混凝土进行连接，进而使得壳体1有变形趋势时，可以牵动更多的混凝土，提供更大的反作用力，增加强度。支撑杆21可以是栓钉，考虑到壳体1的厚度，支撑杆21直接焊接到壳体1上存在一定的技术难度或者增加曾本，使用栓钉较为合适。

进一步的，周向机构3包括：

周向条31，其上开设有多个导引孔315，导引孔315与导向杆22滑动配合；

套管32，设置有多根，分别与每个导引孔315的孔口连接，滑动套设在导向杆22上；

其中，套管32远离周向条31的一端与相邻周向条31相抵。

前一个周向条31沿导向杆22滑动抵在支撑杆21上，后一个周向条31沿导向杆22滑动抵在前一个周向条31上的套管32的端部，使得周向条31在壳体1内一层一层的叠加。混凝土浇筑后，竖直的导向杆22约束混凝土，抵抗混凝土柱5损坏时的剪切力，周向条31也有相同的效果，混凝土凝固后，但凡部分混凝土受力运动，会牵扯相近的混凝土，周向条31可以帮助到相干约束混凝土。周向条31可以有一根，也可以是多根，对应导向杆22布置。

进一步的，周向条31上设有多组限位块33；

每组限位块33内含两个；每组限位块33之间暗转一个径向机构4。

径向机构4安装在限位块33之间，且与限位块33相互接触。混凝土浇筑后，周向条31由于限位块33的存在与混凝土结合更加紧密，进一步增加约束混凝土的效果。

进一步的，周向条31包括周向一条311和周向二条312；

周向一条311的两端和周向二条312的两端相互扣合，周向一条311和周向二条312组成圆环状的周向条31。

周向一条311的两端设有凹形块313，周向二条312的端两端设有凸形块314；使用时，先将周向一条311沿导向杆22滑下到支撑杆21上，而后将周向二条312也如此操作。周向二条312滑下时，其端部与周向一条311的端部重合，即凸形块314与凹形块313相互契合，周向一条311和周向二条312构成一个圆环；安装方便快捷，此外，也可以将周向一条311和周向二条312在上端时相互拼接在一起直接焊接后再沿着导向杆22滑下，即可增加周向条31的整体强度。

进一步的，内纵杆52的两侧分别开设有竖直方向的滑动槽521；壳体1内壁上对应每个内纵杆52处分别连接有竖直的连接杆11；连接杆11上开设有竖直方向的滑动槽521；

径向机构4包括径向块41；径向块41的两端分别连接有两个向内靠拢的滑动球42；径向块41端部的两个滑动球42与内纵杆52的滑动槽521或者连接杆11的滑动槽521滑动配合。

本装置不仅仅是增加了加固后的混凝土柱5的强度；而且还通过此种不同的安装方式降低安装的难度，提高安装效率。其具体的方式是：壳体1合拢后，将周向条31从导向杆22的顶部滑下，而后将径向块41沿着连接杆11和内纵杆52的滑动槽521滑下；径向块41滑下后位于限位块33之间，并与限位块33贴合；而后继续按次序放置周向条31和径向块41。操作方式只需要按照顺序从顶部放置周向条31和径向块41，可以说是十分的节约时间，轻松愉悦了，效率极高。

进一步的，径向块41上套接有多个固定环43，径向块41下端开设有多个与周向条31契合的安置槽411。

径向块41上套接固定环43能帮助约束混凝土，也能够为壳体1提供助力，一旦壳体1受力有向外膨胀的趋势，径向块41可以带动更多的混凝土帮助壳体1进行抵抗。此外，径向块41与限位块33相互接触，径向块41与周向条31接触时，径向块41的下端面开设有安置槽411，径向块41置于周向条31上时，周向条31位于安置槽411内。这使得径向条在其长度方向上被周向条31限制；故而径向块41帮助壳体1抵抗变形时，会牵动周向条31，变形提高壳体1的抗变形能力，也就提高了加固后的混凝土柱5的强度。

进一步的，壳体1包括半圆一体12和半圆二体13；

半圆一体12的两端和半圆二体13的两端部分别设有凸块14和凹块15；当半圆一体12的凸块14与半圆二体13的凹块15契合时，半圆一体12的凹块15与半圆二体13的凸块14契合；半圆一体12和半圆二体13相互契合一侧的凸块14和凹块15上开设有多个竖直分布且同轴线贯穿的连接孔16，半圆一体12和半圆二体13的凸块14和凹块15通过连接孔16铆钉连接。

半圆一体12和半圆二体13俯视看是一个圆环的两半；将半圆二体13的一端放置与半圆一体12的两端之间，推动半圆二体13沿着半圆一体12两端的连线方向运动，半圆一体12和半圆二体13两端逐渐契合，如图4，是契合后的状态，推动方向是六点方向向12点方向推动。而后，利用拉铆钉穿过凸块14和凹块15上的连接孔16进行连接。连接孔16沿着壳体1的竖直方向布置多个。壳体1受力膨胀时，由于凸块14和凹块15的形状，极大的增加了强度，不易崩开，铆钉的连接方式整体性好，连接强度高。壳体1采用半圆的钢管，取材容易，强度高，并提供环向约束力，提高整体性，省去支模导致的时间浪费。

进一步的，还包括封口管6；封口管6竖直的滑动套设在壳体1外；半圆一体12和半圆二体13的凹块15突出其外表面。封口管6的内壁对应两个凹块15处分别开设有固定槽62；固定槽62与凹块15的外壁滑动配合；封口管6上端连接有封闭环圈61；封闭环圈61上开设有多个连接孔16。

本装置安装时，壳体1合拢后需要将径向块41和周向条31放入壳体1内；故而壳体1的上部距离上侧的楼板或者其他建筑还有空隙；安装完毕后，滑动封口管6带动封闭环圈61与上侧的楼板或者其他建筑相抵，封口管6可以限制壳体1，避免其膨胀，增加其强度。封口管6内的固定槽62限制半圆一体12和半圆二体13的凸块14与凹块15，保证其连接稳定性，进一步提高装置的强度。最后，利用铆钉(单面拉铆的方式，可以保证外部美观，也便于施工，单面操作)将封闭环圈61与上侧楼板连接。在壳体1上开设有一个预留孔，通过预留孔进行高强度浆料灌注即可。封闭环圈61也分为两个半环，其连接方式与半圆一体12和半圆二体13的连接方式相同。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，其特征在于，包括：

壳体，包裹在混凝土柱外；

支撑机构，与壳体内壁连接；

周向机构，安装在支撑机构上，沿竖直方向布置有多个；

径向机构，每个周向机构上安装有多个；

其中，径向机构的一端与壳体的内壁连接，壳体和混凝土之间灌注灌浆料。

2.如权利要求1所述的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，其特征在于，还包括绑扎在混凝土柱外周的连接环和内纵杆；

内纵杆设置有多根，内纵杆与径向机构的端部连接。

3.如权利要求2所述的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，其特征在于，支撑机构包括：

支撑杆，设置有多根，均与壳体的内壁连接；

导向杆，每根支撑杆上连接有一根以上；

其中，多根支撑杆位于同一水平；导向杆竖直布置，周向机构逐一滑动安装在导向杆上。

4.如权利要求3所述的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，其特征在于，周向机构包括：

周向条，其上开设有多个导引孔，导引孔与导向杆滑动配合；

套管，设置有多根，分别与每个导引孔的孔口连接，滑动套设在导向杆上；

其中，套管远离周向条的一端与相邻周向条相抵。

5.如权利要求4所述的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，其特征在于，周向条上设有多组限位块；

每组限位块内含两个；每组限位块之间暗转一个径向机构。

6.如权利要求5所述的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，其特征在于，周向条包括周向一条和周向二条；

周向一条的两端和周向二条的两端相互扣合，周向一条和周向二条组成圆环状的周向条。

7.如权利要求6所述的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，其特征在于，内纵杆的两侧分别开设有竖直方向的滑动槽；壳体内壁上对应每个内纵杆处分别连接有竖直的连接杆；连接杆上开设有竖直方向的滑动槽；

径向机构包括径向块；径向块的两端分别连接有两个向内靠拢的滑动球；径向块端部的两个滑动球与内纵杆的滑动槽或者连接杆的滑动槽滑动配合。

8.如权利要求7所述的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，其特征在于，径向块上套接有多个固定环，径向块下端开设有多个与周向条契合的安置槽。

9.如权利要求8所述的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，其特征在于，壳体包括半圆一体和半圆二体；

半圆一体的两端和半圆二体的两端部分别设有凸块和凹块；当半圆一体的凸块与半圆二体的凹块契合时，半圆一体的凹块与半圆二体的凸块契合；半圆一体和半圆二体相互契合一侧的凸块和凹块上开设有多个竖直分布且同轴线贯穿的连接孔，半圆一体和半圆二体的凸块和凹块通过连接孔铆钉连接。

10.如权利要求9所述的组合外包钢管加固钢筋混凝土柱，其特征在于，还包括封口管；封口管竖直的滑动套设在壳体外；半圆一体和半圆二体的凹块突出其外表面。封口管的内壁对应两个凹块处分别开设有固定槽；固定槽与凹块的外壁滑动配合；封口管上端连接有封闭环圈；封闭环圈上开设有多个连接孔。

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