CN116005887A - 预制装配式混凝土钢板网空心柱及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轻量化且整体性和抗震性能优异的预制装配式混凝土钢板网空心柱及其制造方法，它包括中空的钢网内模、连接在钢网内模外周侧的钢筋笼以及在钢筋笼区域浇筑成型的混凝土预制区；所述混凝土预制区的内部形成中空的现浇区，所述钢网内模位于现浇区的侧壁上，混凝土预制区浇筑过程中的混凝土通过钢网内模在现浇区侧壁形成粗糙面。本发明采用内外模具制造工艺，钢网内模作为中空内模板不用拆模，为一次性消耗的模板，可以换算为箍筋使用，金属钢板网由内模骨架钢筋与螺旋箍筋作为固定骨架，用以保证内模板的形状，使其在浇捣混凝土过程中空腔不变形，而且混凝土浇捣成型过程中钢板网网眼中会有混凝土挤出，空腔内表面混凝土粗糙不平。

Description

预制装配式混凝土钢板网空心柱及其制造方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种预制装配式混凝土钢板网空心柱及其制造方法。

背景技术

近年来电子商务、交通运输及现代物流业的蓬勃发展，物流仓储出现投资与圈地的井喷，各地兴起了现代大型物流园、仓库的建设，同时随着建筑工业化高速发展，投资资金时间成本与快速回报要求，传统的现浇钢筋混凝土结构建设周期长，不满足资本要求，采用预制装配建造方式的现代大型物流仓库，以其高质量快速建设越来越受青睐。

以图11所示的物流中心为例，物流中心总建筑面积约60万平米，其中的仓库由多座4层库组成，单体仓库：层高10.8米、长180米、宽度80米，标准柱距12米，2-4层楼板面的荷载3.5吨，所有的仓库长向的一侧设置了装卸平台车道，施工期间只有一侧和短边的两端侧或一端的地面可以布置大型吊车。

结构设计成果显示，结构构件的大体尺寸如下：一层柱子1200x1200mm、C50，二层1100x1100mm、C45，三层以上1000x1000mm、C40，梁C30框架主梁尺寸600x14000mm，次梁400x1000mm，次梁间距3000mm，楼板的厚度180mm。

梁柱按12米见方标准化布置，层高10.8米采用传统的现浇钢筋筋混凝土方式施工，模板及脚手架的数量很大，搭设周期长，费用高。而由于结构平面规整，梁柱板构件标准化程度很高，若采用预制装配式建造方式，梁柱板构件尺寸几乎一样，模具周转次数高，构件非常适合工厂制造，现场装配采用机械化吊装施工，构件精度高，节约大量模板支撑的搭设工期与相应费用，是个提高工效与工程质量、节约造价与工期的建造方式，与建筑业国家发展方向相吻合。

现场汽车吊或履带吊的布置方式，只有建筑物的一侧或端部，最远的构件吊车的臂长超过80米，一层吊车可以进入场地，二层起吊车只能在建筑物外侧，以二层为例测算一下预制构件的重量，柱高10.8米1.1x1.1米，扣去梁高1.4米，一根预制柱重量28.5吨，主梁长12米0.6x1.4米，扣去板厚0.18米，重量0.6x(1.4-0.18)x(12-1.1)x25＝19.95吨，次梁长12米0.4x1.0米，重量0.4x(1.0-0.18)x(12-0.6)x25＝9.35吨。而找遍的国内大型起吊设备，对二层以上柱子及框架主梁，以现有的构件重量，梁、柱都没有办法吊装。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻量化且整体性和抗震性能优异的预制装配式混凝土钢板网空心柱。

本发明的另一目的在于提供一种预制装配式混凝土钢板网空心柱的制造方法。

一种预制装配式混凝土钢板网空心柱，它包括中空的钢网内模、连接在钢网内模外周侧的钢筋笼以及在钢筋笼区域浇筑成型的混凝土预制区；所述混凝土预制区的内部形成中空的现浇区，所述钢网内模位于现浇区的侧壁上，混凝土预制区浇筑过程中的混凝土通过钢网内模在现浇区侧壁形成粗糙面。

一种预制装配式混凝土钢板网空心柱的制造方法，它包括以下步骤：S1.根据空心柱的形状制作钢筋笼，钢筋笼的中部留有轴向延伸的中空区；S2.将钢网内模固定在钢筋笼的中空区内；S3.在钢筋笼的外周侧安装外模板，并在钢筋笼的两侧安装端口封板，在外模板和钢网内模之间进行混凝土浇筑振捣，浇捣成型过程中部分混凝土从钢网内模的网孔中挤出，在空腔内表面形成粗糙面；S4.养护完成后拆除外模板以及端部封板。

较之现有技术而言，本发明的优点在于：

本发明采用内外模具制造工艺，钢网内模作为中空内模板不用拆模，为一次性消耗的模板，可以换算为箍筋使用，金属钢板网由内模骨架钢筋与螺旋箍筋作为固定骨架，用以保证内模板的形状，使其在浇捣混凝土过程中空腔不变形，而且混凝土浇捣成型过程中钢板网网眼中会有混凝土挤出，空腔内表面混凝土粗糙不平；此外作为固定骨架的内模骨架钢筋与螺旋箍筋在钢板网内侧混凝土没有全面包裹住，内表面还有些螺旋箍筋露出；现场装配后往空心柱中后浇混凝土，通长存在的螺旋箍筋及网眼挤出的粗糙混凝土表面有助于加强新旧混凝土的粘结，增加其界面的抗剪承载力，后浇叠合空心柱具有与整体现浇钢筋混凝土柱相同的正截面强度和斜截面强度。

预制装配式混凝土钢板网空心柱采用外模、空心内模预制的方式，以方形中空柱子为例，按结构设计的柱子配筋量，箍筋应配置形式为方形外箍+菱形箍，给中空内模板留出需要的空间，采用内模骨架钢筋外套螺旋箍筋包覆钢板网作为中空内模板，两者装配时应进行绑扎或焊接固定，配上预制普通实心混凝土柱子的外模板及两端的端口封板，在工厂可以进行预制，中空柱子成型只需拆除外层钢模以及两侧的端口封板，钢网内模不用脱模，作为柱子一次性消耗的内模，可以换算等代为柱子的环形箍筋，节约了内模拆除的繁琐工艺流程，简化了空心柱的生产工艺，减低中空柱的生产难度，减少预制混凝土的体积方量，减轻预制构件的重量，便于运输吊装，节约吊装费用及设备租赁费用。

附图说明

图1是本发明一种预制装配式混凝土钢板网空心柱实施例的结构示意图。

图2是钢网内模的结构示意图。

图3是钢筋笼的结构示意图。

图4是钢网内模和钢筋笼的连接结构示意图。

图5是钢网内模的俯视图。

图6是端口封板的结构示意图。

图7是固定板的结构示意图。

图8是钢网内模和钢筋笼的连接结构立面侧视图。

图9是钢筋笼和端口封板的连接示意图。

图10是固定板的安装状态示意图。

图11是示例物流中心总平面布置图。

标号说明：1钢筋笼、1-1主钢筋、1-2箍筋、1-3浇筑接头、2混凝土预制区、2-1现浇区、3端口封板、3-1固定孔、4固定板、5钢网内模、5-1钢板网、5-2内模骨架钢筋、5-3螺旋箍筋。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明内容进行详细说明：

如图1-10所示为本发明提供的一种预制装配式混凝土钢板网空心柱及其制造方法的实施例示意图。

一种预制装配式混凝土钢板网空心柱，它包括中空的钢网内模5、连接在钢网内模5外周侧的钢筋笼1以及在钢筋笼1区域浇筑成型的混凝土预制区2；

所述混凝土预制区2的内部形成中空的现浇区2-1，所述钢网内模5位于现浇区2-1的侧壁上，混凝土预制区2浇筑过程中的混凝土通过钢网内模5在现浇区2-1侧壁形成粗糙面。

所述钢网内模5包括由钢板网5-1卷成的筒状网孔模板以及用于支撑筒状网孔模板的固定骨架；

所述固定骨架包括若干平行间隔布设在筒状网孔模板周侧的内模骨架钢筋5-2以及用于连接各内模骨架钢筋5-2的螺旋箍筋5-3。

所述钢筋笼1包括若干沿空心柱轴向延伸的主钢筋1-1以及连接在各主钢筋1-1之间的箍筋1-2；

所述筒状网孔模板位于钢筋笼1和固定骨架之间，钢筋笼1和固定骨架通过绑扎或焊接的方式固定。

钢板网5-1可以采用拉丝钢板网或钢丝网。

正方形及圆形空心柱可采用圆形的钢网内模5。

长方形空心柱可采用椭圆形的钢网内模5，螺旋箍筋5-3可以加工成椭圆形，外包覆钢板网5-1，作为内模板，预制椭圆形空腔的空心柱，可以最大程度减轻自重，当然内模板仍然采用圆形螺旋箍筋，预制成圆形空腔的空心混凝土柱也可以。

所述主钢筋1-1延伸出混凝土预制区2的两端部形成浇筑接头1-3。

浇筑接头1-3用于两相邻混凝土空心柱的对接连接，柱子预制的长度为层高减去控制梁高，预留出梁柱节点的部分在现场梁柱节点的装配施工时浇筑混凝土。

按图11所示的工程背景，本发明空心柱1100x1100mm采用中空内直径1000mm，预制成品重量为9.978吨，由原先的28.5吨减少到了10吨，满足现场吊装的要求。

利用PC构件厂的模台、混凝土布料设备、养护的设备及柱子的模具，即可进行生产，为便于应用设计的柱子模具长度可调，模具摊销的成本很低，内模为拉丝钢板网+螺旋箍筋+内模骨架钢筋不需要拆模，钢板网+螺旋箍筋可以换算为箍筋使用，简化了空心柱的生产工艺，提高生产效率，预制与后浇混凝土截面结合可靠，等同一次浇捣的混凝土那样共同工作，减少预制构件的重量，方便运输吊装，减轻吊件重量还能降低吊装设备的租赁费用。

所述混凝土预制区2的横截面外轮廓为矩形或者圆形。

一种预制装配式混凝土钢板网空心柱的制造方法，它包括以下步骤：

S1.根据空心柱的形状制作钢筋笼1，钢筋笼1的中部留有轴向延伸的中空区；

S2.将钢网内模5固定在钢筋笼1的中空区内；

S3.在钢筋笼1的外周侧安装外模板，并在钢筋笼1的两侧安装端口封板3，在外模板和钢网内模5之间进行混凝土浇筑振捣，浇捣成型过程中部分混凝土从钢网内模5的网孔中挤出，在空腔内表面形成粗糙面；

S4.养护完成后拆除外模板以及端部封板。

钢网内模5先采用内模骨架钢筋5-2外套螺旋箍筋5-3绑扎成型后，再在外面包覆钢板网5-1形成中空的筒状网孔模板。

内模骨架钢筋5-2和螺旋箍筋5-3通过绑扎或者焊接的方式固定在钢筋笼1上。

以方形空心柱为例，预制钢网内模，加工的钢网内模外形尺寸与钢筋笼的尺寸外径配套，两者装配时钢筋笼四边中部的主钢筋1-1可以与钢网内模的内模骨架钢筋5-2并在一起，再进行绑扎或焊接固定，形成完整的预制钢筋笼。

制作钢筋笼1时，主钢筋1-1延伸出钢筋笼1的两端形成浇筑接头1-3，端口封板3上开设有与浇筑接头1-3一一对应的固定孔3-1，端口封板3安装时，浇筑接头1-3从固定孔3-1穿过。

固定孔3-1可确保上下层空心柱的主钢筋位置能够对齐。

预制装配式混凝土钢板网空心柱在包装运输前，先加工固定板4，固定板4与端口封板3相同，均根据主钢筋1-1位置与尺寸钻孔。

固定板为6mm厚度矩形钢板，其与空心柱断面尺寸相同，固定板中间开孔，板带宽度80mm；

吊装时，将固定板4套在预制装配式混凝土钢板网空心柱的上端主钢筋1-1(浇筑接头1-3)的顶端，上端的主钢筋1-1伸出比框架梁高的钢筋，其自由端较长，套上固定板板扎或橡胶套固定4个定位点，保证运输吊装过程的钢筋位置固定不变、与上节柱下端钢筋对接时位置精准。

Claims (9)

1.一种预制装配式混凝土钢板网空心柱，其特征在于：它包括中空的钢网内模(5)、连接在钢网内模(5)外周侧的钢筋笼(1)以及在钢筋笼(1)区域浇筑成型的混凝土预制区(2)；

所述混凝土预制区(2)的内部形成中空的现浇区(2-1)，所述钢网内模(5)位于现浇区(2-1)的侧壁上，混凝土预制区(2)浇筑过程中的混凝土通过钢网内模(5)在现浇区(2-1)侧壁形成粗糙面。

2.根据权利要求1所述的预制装配式混凝土钢板网空心柱，其特征在于：

所述钢网内模(5)包括由钢板网(5-1)卷成的筒状网孔模板以及用于支撑筒状网孔模板的固定骨架；

所述固定骨架包括若干平行间隔布设在筒状网孔模板周侧的内模骨架钢筋(5-2)以及用于连接各内模骨架钢筋(5-2)的螺旋箍筋(5-3)。

3.根据权利要求2所述的预制装配式混凝土钢板网空心柱，其特征在于：

所述钢筋笼(1)包括若干沿空心柱轴向延伸的主钢筋(1-1)以及连接在各主钢筋(1-1)之间的箍筋(1-2)；

所述筒状网孔模板位于钢筋笼(1)和固定骨架之间，钢筋笼(1)和固定骨架通过绑扎或焊接的方式固定。

4.根据权利要求3所述的预制装配式混凝土钢板网空心柱，其特征在于：所述主钢筋(1-1)延伸出混凝土预制区(2)的两端部形成浇筑接头(1-3)。

5.根据权利要求1所述的预制装配式混凝土钢板网空心柱，其特征在于：所述混凝土预制区(2)的横截面外轮廓为矩形或者圆形。

6.一种预制装配式混凝土钢板网空心柱的制造方法，其特征在于，它包括以下步骤：

S1.根据空心柱的形状制作钢筋笼(1)，钢筋笼(1)的中部留有轴向延伸的中空区；

S2.将钢网内模(5)固定在钢筋笼(1)的中空区内；

S3.在钢筋笼(1)的外周侧安装外模板，并在钢筋笼(1)的两侧安装端口封板(3)，在外模板和钢网内模(5)之间进行混凝土浇筑振捣，浇捣成型过程中部分混凝土从钢网内模(5)的网孔中挤出，在空腔内表面形成粗糙面；

S4.养护完成后拆除外模板以及端部封板。

7.根据权利要求6所述的预制装配式混凝土钢板网空心柱的制造方法，其特征在于：钢网内模(5)先采用内模骨架钢筋(5-2)外套螺旋箍筋(5-3)绑扎成型后，再在外面包覆钢板网(5-1)形成中空的筒状网孔模板。

8.根据权利要求7所述的预制装配式混凝土钢板网空心柱的制造方法，其特征在于：内模骨架钢筋(5-2)和螺旋箍筋(5-3)通过绑扎或者焊接的方式固定在钢筋笼(1)上。

9.根据权利要求6所述的预制装配式混凝土钢板网空心柱的制造方法，其特征在于：制作钢筋笼(1)时，主钢筋(1-1)延伸出钢筋笼(1)的两端形成浇筑接头(1-3)，端口封板(3)上开设有与浇筑接头(1-3)一一对应的固定孔(3-1)，端口封板(3)安装时，浇筑接头(1-3)从固定孔(3-1)穿过。

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