CN205591430U - 增强钢筋组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增强钢筋组件，所述增强钢筋组件包括：约束管；钢筋，所述钢筋具有第一端部和第二端部，所述钢筋设在所述约束管内，所述钢筋的第一端部和第二端部中的至少一个伸出所述约束管；和填充层，所述填充层填充在所述约束管与所述钢筋之间的空隙内。根据本实用新型实施例的增强钢筋组件具有不易屈曲、承载力大、抗震性能好等优点。

Description

增强钢筋组件

技术领域

本实用新型涉及建筑领域，具体而言，涉及增强钢筋组件。

背景技术

近年来，随着建筑高度的不断增加，对钢筋混凝土柱提出了更高的承载力要求。而地震灾害的频发，也使得钢筋混凝土柱的抗震性能令人关注。

实用新型内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：在高度较高的建筑结构中，钢筋混凝土柱容易遭到破坏，较高的轴向荷载给钢筋混凝土柱提出了更高的承载力要求。在高轴压比、循环侧向荷载的作用下，柱底混凝土保护层会发生剥落，纵向钢筋发生屈曲使得核心混凝土压碎，导致钢筋混凝土柱丧失承载力。因此，纵向钢筋的提前屈曲是导致钢筋混凝土柱抗震性能较低的主要原因。对于其他钢筋混凝土构件，如梁、剪力墙等，也存在着内部钢筋在高轴向力的作用下提前屈曲，导致结构承载力的降低，从而造成较为严重的经济损失。

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种具有不易屈曲、承载力大、抗震性能好的优点的增强钢筋组件。

根据本实用新型的增强钢筋组件包括：约束管；钢筋，所述钢筋具有第一端部和第二端部，所述钢筋设在所述约束管内，所述钢筋的第一端部和第二端部中的至少一个伸出所述约束管；和填充层，所述填充层填充在所述约束管与所述钢筋之间的空隙内。

根据本实用新型的增强钢筋组件具有不易屈曲、承载力大、抗震性能好等优点。

另外，根据本实用新型上述的增强钢筋组件还可以具有如下附加的技术特征：

所述约束管为纤维增强复合材料管。

所述约束管的纤维布置方向与所述约束管的周向相同或者所述约束管的纤维布置方向与所述约束管的周向的夹角小于等于预设值，优选地，所述预设值大于等于5度小于等于15度。

所述约束管的横截面的内沿和外沿均为圆形和四边形中的一种。

所述钢筋为一个，一个所述钢筋的中心轴线与所述约束管的中心轴线重合，所述钢筋为多个，或者，多个所述钢筋位于第一圆周上且沿所述约束管的周向等间距地设置，所述第一圆周的中心轴线与所述约束管的中心轴线重合。

所述约束管的横截面的内沿和外沿均为四边形，所述钢筋为四个，四个所述钢筋一一对应地设在所述约束管的四个拐角处。

所述约束管的每个拐角处构造有倒角。

所述填充层由凝胶材料制成。

所述凝胶材料选自高强聚合物砂浆、细骨料混凝土和环境友好型混凝土中的至少一种。

所述环境友好型混凝土选自再生骨料混凝土和建筑垃圾混凝土中的至少一种。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的增强钢筋组件的结构示意图；

图2是根据本实用新型的第一个实施例的增强钢筋组件的剖视图；

图3是根据本实用新型的第二个实施例的增强钢筋组件的剖视图；

图4是根据本实用新型的第三个实施例的增强钢筋组件的剖视图；

图5是根据本实用新型的第四个实施例的增强钢筋组件的剖视图；

图6是根据本实用新型的第五个实施例的增强钢筋组件的剖视图；

图7是根据本实用新型的第六个实施例的增强钢筋组件的剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的增强钢筋组件10。如图1-图7所示，根据本实用新型实施例的增强钢筋组件10包括约束管101、钢筋102和填充层103。

钢筋102具有第一端部1021和第二端部1022，钢筋102设在约束管101内，钢筋102的第一端部1021和第二端部1022中的至少一个伸出约束管101。填充层103填充在约束管101与钢筋102之间的空隙内。换言之，填充层103套装在钢筋102上，约束管101套装在填充层103上。

根据本实用新型实施例的增强钢筋组件10可以单独使用，也可以与其他的钢筋焊接在一起以便组合使用。具体而言，钢筋102的伸出约束管101的部分可以与其他的钢筋焊接在一起。

钢筋在受压时会出现弹性屈曲或屈服后屈曲，造成钢筋承载力和耗能能力的丧失。在已知的钢筋混凝土结构中，纵向钢筋一般沿结构周边布置，在结构受压破坏时，保护层剥落，内部混凝土发生侧向膨胀导致受压钢筋更易发生向构件外部的鼓曲，导致构件的承载能力的丧失。

通过利用约束管101和填充层103对钢筋102进行包裹约束后，只要外部构造有足够的环向刚度，钢筋102的侧向变形能够被有效地约束住，从而使得钢筋102在约束管101内的部分不发生屈曲。

根据本实用新型实施例的增强钢筋组件10通过利用约束管101以及填充在约束管101与钢筋102之间的填充层103来约束钢筋102的一部分，从而可以确保钢筋102在约束范围内不发生屈曲，即钢筋102的位于约束管101内的部分不发生屈曲，由此可以极大地提高使用增强钢筋组件10的建筑结构的抗震性能和承载力。

而且，根据本实用新型实施例的增强钢筋组件10具有构造简单、应用方便、易于工厂预制、降低施工难度等优点，从而使增强钢筋组件10成为低成本高性能的建筑构件，能够批量生产，适用于目前各类建筑结构中，可以提升建筑结构的性能，具有较高的技术经济效益。

根据本实用新型实施例的增强钢筋组件10可以用于一般结构的底层柱和超高层结构中。在保证传统混凝土施工方法、构造措施变化不大的情况下，增强钢筋组件10能够方便地应用于混凝土结构中，代替混凝土结构中轴压力较大的钢筋，从而提高混凝土结构的承载力和抗震性能。

因此，根据本实用新型实施例的增强钢筋组件10具有不易屈曲、承载力大、抗震性能好等优点。

另外，使用增强钢筋组件10时，多个增强钢筋组件10布置的间距不宜过大，保证在钢筋102的伸出约束管101的部分的长细之比较小时也不发生屈曲。

如图1-图7所示，根据本实用新型的一些实施例的增强钢筋组件10包括约束管101、钢筋102和填充层103。

约束管101为纤维增强复合材料管，即约束管101由纤维增强复合材料(FRP)制成。纤维增强复合材料是一种轻质、高强、成型方便、耐腐蚀的新型材料。具体地，钢筋102的被约束管101约束的部分可以根据设计和受力分析结构而改变，约束管101可以包裹住钢筋102在使用时最易发生屈曲的位置。

具体而言，纤维增强复合材料是由纤维材料与基体材料按一定的比例混合后，经过模具挤压、拉拔而形成的高性能型材料。约束管101可以采用机械缠绕法在缠绕机上制成。在制作时，将纤维增强复合材料布排列在纱架上，纤维增强复合材料布自纱架上退绕，经过拉力系统、天然树脂槽、绕丝嘴，由小车帮带其往复移动并搅扰在掉转的芯轴(模)上。

纤维搅扰角度与纤维排列疏密程度依据强度预设，并由芯轴(模)的转速与小车的往复速度之比来准确地控制参数。固化后，将搅扰的复合材料制品脱模，从而形成约束管101。由纤维增强复合材料制成的约束管101具有质量轻、硬度大、机械强度高等优点。

在本实用新型的一个实施例中，约束管101的纤维布置方向与约束管101的周向相同(一致)，即约束管101的纤维沿着约束管101的周向延伸，换言之，约束管101的纤维布置方向为环向。由此可以使约束管101具有较高的环向刚度和强度。

此外，约束管101的纤维布置方向与约束管101的周向的夹角小于等于预设值。也就是说，约束管101的纤维布置方向为近似环向。由此可以使约束管101具有较高的环向刚度和强度。

有利地，该预设值大于等于5度小于等于15度，即约束管101的纤维布置方向与约束管101的周向的夹角大于等于5度小于等于15度。

如图1-图4所示，约束管101的横截面的内沿和外沿均为圆形，即约束管101的横截面为圆形。

如图5-图7所示，约束管101的横截面的内沿和外沿均为四边形(例如矩形)，即约束管101的横截面为四边形。有利地，如图5-图7所示，约束管101的每个拐角1011处构造有倒角。

在本实用新型的一个示例中，如图1-图3、图5和图6所示，钢筋102为一个。有利地，如图3和图5所示，一个钢筋102的中心轴线与约束管101的中心轴线重合。

如图2和图6所示，一个钢筋102的中心轴线偏离约束管101的中心轴线。

在本实用新型的另一个示例中，如图4和图7所示，钢筋102为多个，多个钢筋102间隔开地设在约束管101内。

有利地，如图4所示，多个钢筋102位于第一圆周上，多个钢筋102沿约束管101的周向等间距地设置，该第一圆周的中心轴线与约束管101的中心轴线重合。也就是说，该第一圆周的圆心位于约束管101的中心轴线上。换言之，多个钢筋102绕约束管101的中心轴线等间距地设置。

当约束管101的横截面的内沿和外沿均为四边形时，钢筋102设在约束管101的拐角1011处。例如，钢筋102为四个，四个钢筋102一一对应地设在约束管101的四个拐角1011处。

其中，钢筋102的第一端部1021和第二端部1022中的至少一个伸出约束管101，以便与其他的钢筋焊接在一起。

如图1-图7所示，填充层103填充在约束管101与钢筋102之间的空隙内。其中，约束管101和填充层103构成外部FRP管混凝土构造。

有利地，填充层103由凝胶材料制成。该凝胶材料选自高强聚合物砂浆、细骨料混凝土和环境友好型混凝土中的至少一种。其中，该环境友好型混凝土选自再生骨料混凝土和建筑垃圾混凝土中的至少一种。

其中，高强聚合物砂浆和细骨料混凝土(例如普通细骨料混凝土)来源丰富，使用广泛，便于施工取材。该普通细骨料混凝土中的骨料尺寸只需保证能够顺利地在约束管101内浇筑并密实即可。该环境友好型混凝土主要是指由固体废弃物的再生利用而生产出的混凝土，即环境友好型混凝土为至少一部分原料为废弃物的再生混凝土。因此，该环境友好型混凝土为可持续发展的新型建材。

当然，填充层103的制造材料并不限于以上提及的材料，填充层103还可以由其他能够提供较高刚度、强度及与混凝土之间粘结力的胶凝材料制成。

根据本实用新型实施例的增强钢筋组件10可以按照以下步骤制造：

步骤1：在普通模板上打孔，该孔的直径与钢筋102的直径适配以便钢筋102穿过该孔，该孔的位置与钢筋102在约束管101内的位置度应。

步骤2：将钢筋102插入约束管101内，利用打孔的模板对钢筋102在截面的布置位置进行定位，并利用该模板封闭约束管101的下端开口，防止用于形成填充层103的填充物料渗漏。

步骤3：在钢筋102与约束管101之间浇筑用于形成填充层103的填充物料，振捣密实，待填充材料固化。

通过利用根据本实用新型实施例的增强钢筋组件10，可以保证混凝土构件中的受压钢筋(钢筋102)不发生屈曲，从而保证钢筋102较好的延性和抗震耗能性能。同时，增强钢筋组件10的可实施性强，便于制作，且可以利用新型可持续发展材料来节约成本，且获得高性能构件，为未来建筑行业的可持续发展提供了一种有效途径。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种增强钢筋组件，其特征在于，包括：

约束管；

钢筋，所述钢筋具有第一端部和第二端部，所述钢筋设在所述约束管内，所述钢筋的第一端部和第二端部中的至少一个伸出所述约束管；和

填充层，所述填充层填充在所述约束管与所述钢筋之间的空隙内。

2.根据权利要求1所述的增强钢筋组件，其特征在于，所述约束管为纤维增强复合材料管。

3.根据权利要求2所述的增强钢筋组件，其特征在于，所述约束管的纤维布置方向与所述约束管的周向相同或者所述约束管的纤维布置方向与所述约束管的周向的夹角小于等于预设值，所述预设值大于等于5度小于等于15度。

4.根据权利要求1所述的增强钢筋组件，其特征在于，所述约束管的横截面的内沿和外沿均为圆形和四边形中的一种。

5.根据权利要求4所述的增强钢筋组件，其特征在于，

所述钢筋为一个，一个所述钢筋的中心轴线与所述约束管的中心轴线重合，所述钢筋为多个，

或者，多个所述钢筋位于第一圆周上且沿所述约束管的周向等间距地设置，所述第一圆周的中心轴线与所述约束管的中心轴线重合。

6.根据权利要求4所述的增强钢筋组件，其特征在于，所述约束管的横截面的内沿和外沿均为四边形，所述钢筋为四个，四个所述钢筋一一对应地设在所述约束管的四个拐角处。

7.根据权利要求6所述的增强钢筋组件，其特征在于，所述约束管的每个拐角处构造有倒角。

8.根据权利要求1所述的增强钢筋组件，其特征在于，所述填充层由凝胶材料制成。