CN205804767U - 一种预应力螺旋弹簧钢筋 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种预应力螺旋弹簧钢筋，包括螺旋弹簧和预应力组件，其中，所述预应力组件包括支撑件，所述支撑件垂直设置在所述螺旋弹簧内侧面或外侧面，所述支撑件与所述螺旋弹簧的中心线平行；所述支撑件固定经过压缩或拉伸的所述螺旋弹簧的两端。本实用新型公开的一种预应力螺旋弹簧钢筋在轴向的预应力和径向上箍紧力增强了混凝土构件的强度，同时螺旋弹簧的扭转预应力减少了混凝土构件开裂的几率。

Description

一种预应力螺旋弹簧钢筋

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种预应力螺旋弹簧钢筋。

背景技术

混凝土抗压强度高，变形能力强，而钢材抗拉能力强，具有良好的弹塑性，混凝土中结合钢材便形成强度高、弹塑性好的钢筋混凝土构件，所以，将钢筋应用于混凝土中形成钢筋混凝土构件，所述钢筋混凝土构件同时具有混凝土和钢筋的性能，因此被逐渐应用在建筑工程中。但是钢筋混凝土受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力，同时导致混凝土出现裂缝。

相关技术中，为了防止钢筋混凝土出现裂缝和提高力学性能，常常使用的是预应力钢筋混凝土。预应力钢筋混凝土是在制造混凝土构件前就将钢筋拉伸一定的长度，让拉伸后具有预应力的钢筋在混凝土模具中或在混凝土构件的预应力孔中制作预应力钢筋混凝土构件，当混凝土构件承受由外荷载产生的拉力时，首先抵消混凝土构件中已有的预应力，然后随着荷载增加，外荷载产生的拉力才能使混凝土受拉后出现裂缝，因而延迟了混凝土构件裂缝的出现和开展和提高混凝土强度。

但是，现有混凝土构件只在预应力钢筋轴向上具有防变形能力，如果在其他方向上受力，混凝土构件也会产生变形或裂缝，没有将预应力钢筋的潜力充分发挥出来。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供一种预应力螺旋弹簧钢筋，用于解决混凝土构件只在预应力钢筋轴向上具有防变形能力，如果在其他方向上受力，混凝土构件也会产生变形或裂缝，没有将预应力钢筋的潜力充分发挥出来的问题。

根据本实用新型实施例公开的一种预应力螺旋弹簧钢筋，包括螺旋弹簧和预应力组件，其中，

所述预应力组件包括支撑件，所述支撑件垂直设置在所述螺旋弹簧内侧面或外侧面，所述支撑件与所述螺旋弹簧的中心线平行；

所述支撑件固定经过压缩或拉伸的所述螺旋弹簧的两端。

优选地，所述支撑件设置为圆钢条；

所述圆钢条的两端对称设置为弯曲的挂钩，且所述挂钩用于钩挂所述螺旋弹簧的两端。

优选地，所述支撑件设置为扁钢条；

所述扁钢条一侧的两端设置有卡槽，所述螺旋弹簧的两端卡入所述卡槽内。

优选地，所述支撑件设置为圆钢丝；

所述圆钢丝的两端对称设置为弯曲的挂钩，且所述挂钩用于钩挂所述螺旋弹簧的两端。

优选地，所述预应力组件还包括拉丝和拉杆；

所述支撑件设置为与所述螺旋弹簧形状匹配的支撑筒，所述支撑筒套设在所述螺旋弹簧外周；

所述拉杆架设在所述支撑筒上，所述拉丝的一端固定在所述螺旋弹簧上，另一端固定在所述拉杆上。

优选地，所述螺旋弹簧设置为压缩式螺旋弹簧或拉伸式螺旋弹簧。

优选地，所述支撑件的数量设置为3个以上。

优选地，所述拉丝设置为钢丝或非金属纤维丝。

优选地，所述螺旋弹簧设置为圆形、方形或多边形螺旋弹簧。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本实用新型实施例公开的一种预应力螺旋弹簧钢筋，包括螺旋弹簧和预应力组件，其中，所述预应力组件包括支撑件，所述支撑件垂直设置在所述螺旋弹簧内侧面或外侧面，所述支撑件与所述螺旋弹簧的中心线平行；所述支撑件固定经过压缩或拉伸的所述螺旋弹簧的两端。由上述可知，使用螺旋弹簧和预应力组件制作的预应力螺旋弹簧钢筋，预应力组件产生的轴向预应力与现有技术中预应力钢筋混凝土中的预应力钢筋相同。同时，螺旋弹簧被压缩时对混凝土构件施加轴向拉应力，而且，螺旋弹簧本身产生的扭转预应力，使混凝土受到多重预应力作用。在使用预应力螺旋弹簧钢筋时，螺旋弹簧全部被混入混凝土中，螺旋弹簧与混凝土形成一体，螺旋弹簧在径向和轴向均对混凝土产生约束力，同时螺旋弹簧的扭矩力预应力也会增强混凝土构件的强度，从而减少混凝土构件的开裂几率，延长混凝土构件的使用寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种预应力螺旋弹簧钢筋的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的图1中A-A剖面的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种预应力螺旋弹簧钢筋A-A剖面的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种预应力螺旋弹簧钢筋A-A剖面的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的再一种预应力螺旋弹簧钢筋的结构示意图。

图1-图5中，符号表示：

1-螺旋弹簧，2-支撑件，3-拉丝，4-拉杆。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例一

参见图1，为本实用新型实施例提供的一种预应力螺旋弹簧钢筋的结构示意图。

如图1所示，本实用新型实施例提供的预应力螺旋弹簧钢筋包括螺旋弹簧和预应力组件。预应力组件包括支撑件2，支撑件2设置为杆状结构，并垂直设置在螺旋弹簧1的外侧面，支撑件2与螺旋弹簧1的中心线平行。

支撑件2设置为圆钢条，圆钢条的两端对称弯曲成挂钩，挂钩用于钩挂螺旋弹簧1的两端。例如，当螺旋弹簧1处于压缩状态时，圆钢条的两端向内弯曲成挂钩，为了保证螺旋弹簧1的两端均可被固定，圆钢条的两端需要向同一侧弯曲，弯曲后的圆钢条支撑件2的长度需要小于螺旋弹簧1自然状态下的长度，这样才能保证螺旋弹簧1被压缩。将弹簧压缩后，使螺旋弹簧1的两端卡入到挂钩内，这样就能保证支撑件2通过固定经过压缩的螺旋弹簧1的两端使螺旋弹簧1处于压缩状态。

同样的，当需要螺旋弹簧1处于拉伸状态时，圆钢条的两端需要向外弯曲成挂钩，挂钩的槽口朝向圆钢条向外的延伸方向上，此时，圆钢条支撑件2的长度大于螺旋弹簧1处于自然状态时的长度，将螺旋弹簧1拉伸后，将螺旋弹簧1的两端卡入挂钩内，此时支撑件2支撑住螺旋弹簧1，防止螺旋弹簧1回缩到自然状态。

螺旋弹簧1设置为压缩型弹簧或拉伸型弹簧，且螺旋弹簧1可设置为圆形、方形或多边形螺旋弹簧1。螺旋弹簧1的形状不作为本实用新型实施例保护范围的限制。

参见图2，为本实用新型实施例提供的图1中A-A剖面的结构示意图。

由图2可知，预应力组件包括4个支撑杆，4个支撑杆均匀设置在螺旋弹簧1的外侧面，4个支撑杆均与螺旋弹簧1的中心线平行，螺旋弹簧1通过4个支撑杆支撑，使螺旋弹簧1的压缩或拉伸状态更加平衡、稳固。当前，支撑件2的数量并不作为本实用新型实施例保护范围的限制，优选地，支撑件2的数量设置为3-6个，对于大直筋弹簧，支撑件2可设置为6个以上。

由上述可知，本实施例提供的预应力螺旋弹簧钢筋中的预应力组件产生的轴向预应力，效果等同于现有预应力钢筋中钢筋的预应力。螺旋弹簧1被压缩时，一方面对混凝土构件施加轴向拉应力，另一方面，螺旋弹簧1本身的钢丝产生的扭转预应力使混凝土收到多重预应力。

同时，螺旋弹簧1对混凝土产生径向箍紧作用，与钢管混凝土的约束作用相似，但钢管混凝土仅钢管内表面与混凝土接触，一旦因混凝土收缩等原因造成混凝土与钢管形成间隙，则钢管混凝土完全失去优势，而本实施例的螺旋弹簧1全部被混凝土包围，钢丝与混凝土形成一体，除径向约束外，还有轴向约束和钢丝产生的扭矩预应力，从而减少混凝土的开裂几率，并增加混凝土的强度。

实施例二

参见图3，为本实用新型实施例提供的另一种预应力螺旋弹簧钢筋A-A剖面的结构示意图。

如图3所示，本实用新型实施例提供的预应力螺旋弹簧钢筋包括6个支撑件2，所述6个支撑件2均匀设置在螺旋弹簧1的内侧面，6个支撑杆互相平行且均平行于螺旋弹簧1的中心线，6个支撑杆均紧贴螺旋弹簧1的内侧面。

本实施例中的预应力螺旋弹簧1钢筋中包括6个支撑件2，6个支撑件2均匀设置在螺旋弹簧1的内侧，6个支撑件2平均承受螺旋弹簧1的拉力或支撑力，比3个支撑件2时，每个支撑件2受到的拉力或支持力小，可使用小断面尺寸支撑件，从而延长支撑件2的使用寿命，同时，由于支撑件2的增多，使用本实施例提供的预应力螺旋弹簧钢筋制作的混凝土的强度增强。

另外，本实用新型实施例提供的预应力螺旋弹簧钢筋中的支撑件2也可以设置为圆钢丝，在圆钢丝的两端对称设置有挂钩，挂钩用于钩挂螺旋弹簧1的两端。圆钢丝上挂钩的设置方式与上述圆钢条相同，但是，由于圆钢丝不足以提供支撑力，因此，圆钢丝只能应用于螺旋弹簧1处于压缩状态时。当螺旋弹簧处于压缩状态时，圆钢丝两端的挂钩钩挂在螺旋弹簧的两端，圆钢丝对螺旋弹簧向中间的拉力，保证螺旋弹簧处于压缩状态。

本实施例提供的预应力螺旋弹簧钢筋的其他部分与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三

参见图4，为本实用新型实施例提供的又一种预应力螺旋弹簧钢筋A-A剖面的结构示意图。

本实施例提供的预应力螺旋弹簧钢筋的支撑件2设置为扁钢条，扁钢条两端的同一侧设置有卡槽，通过将螺旋弹簧1的两端卡入扁钢条两端的拉槽内，实现螺旋弹簧1的压缩或拉伸状态。扁钢条可设置在螺旋弹簧1的内侧面或外侧面，当扁钢条设置在螺旋弹簧1的内侧面时，扁钢条上的卡槽正对螺旋弹簧1，使螺旋弹簧1的两端卡入卡槽内。同样的，当扁钢条设置在螺旋弹簧1的外侧面时，扁钢条上的卡槽正对螺旋弹簧1，使螺旋弹簧1的两端卡入卡槽内。

运用扁钢条制作的支撑件2与圆钢条制作的支撑件2产生的作用相同，均可有效固定螺旋弹簧1的两端，使螺旋弹簧1处于压缩或拉伸状态。但是扁钢条不需要根据弹簧的压缩或拉伸状态设置不同的结构，在扁钢条的两端设置卡槽便可实现螺旋弹簧1的压缩和拉伸。

实施例四

参见图5，为本实用新型实施例提供的再一种预应力螺旋弹簧钢筋的结构示意图。

如图所示，预应力螺旋弹簧1钢筋包括螺旋弹簧1和预应力组件，其中，所述预应力组件包括支撑件2、拉丝3和拉杆4。支撑件2设置为筒状结构的支撑筒，支撑筒套设在螺旋弹簧1的外周。拉杆4架设在支撑筒上，在支撑筒的两端分别架设有拉杆4，拉丝3的一端与螺旋弹簧1的两端固定，另一端与拉杆4固定。由力的作用可知，本实施例提供的预应力螺旋弹簧1钢筋只能用于拉伸型螺旋弹簧1。为了保证弹簧处于拉伸状态，支撑筒的高度长于拉伸型螺旋弹簧1处于自然状态时的长度。

在使用过程中，支撑筒套设在拉伸型螺旋弹簧1的外周，在支撑筒的两端架设拉杆4，将拉丝3的一端固定在螺旋弹簧1一端，拉丝3的另一端固定在拉杆4上，此时，拉伸型螺旋弹簧1对拉丝3和拉杆4有拉力，从而使拉杆4支撑在支撑筒两端，并且使拉伸型螺旋弹簧1处于拉伸状态。拉丝3设置为钢丝或非金属纤维丝，只要能承受拉伸型螺旋弹簧1产生的拉伸力即可。

本实施例提供的预应力螺旋弹簧钢筋，通过将支撑筒套设在螺旋弹簧1的外周，并且通过拉丝3和拉杆4使拉伸型螺旋弹簧1处于拉伸状态，支撑筒的设置使预应力螺旋弹簧钢筋在制作钢筋混凝土的时候，既有钢管混凝土的功能，又有螺旋弹簧钢筋混凝土的作用。

在使用本实施例提供的预应力螺旋弹簧钢筋时，在支撑筒的两端设置密封挡板，防止混凝土中的水和浆溢出。将预应力螺旋弹簧钢筋放入混凝土成型模具中，浇入混凝土密实成型、养护，即可得到高强度、高性能的混凝土构件。

由上述实施例可知，使用螺旋弹簧1和预应力组件制作的预应力螺旋弹簧钢筋，预应力组件产生的轴向预应力与现有技术中预应力钢筋混凝土中的预应力钢筋相同。同时，螺旋弹簧1被压缩时对混凝土构件施加轴向拉应力，而且，螺旋弹簧1本身产生的扭转预应力，使混凝土受到多重预应力作用。

普通混凝土钢筋弹性模量小，钢筋易变形，对脆性混凝土没有产生明显的增强作用，而螺旋弹簧1的钢丝弹性模量大，与脆性混凝土匹配，可有效增强脆性混凝土的强度。在使用预应力螺旋弹簧钢筋时，螺旋弹簧1全部被混入混凝土中，螺旋弹簧1与混凝土形成一体，螺旋弹簧1在径向和轴向均对混凝土产生约束力，同时螺旋弹簧1的扭矩力预应力也会增强混凝土构件的强度，从而减少混凝土构件的开裂几率，延长混凝土构件的使用寿命。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种预应力螺旋弹簧钢筋，其特征在于，包括螺旋弹簧(1)和预应力组件，其中，

所述预应力组件包括支撑件(2)，所述支撑件(2)垂直设置在所述螺旋弹簧(1)内侧面或外侧面，所述支撑件(2)与所述螺旋弹簧(1)的中心线平行；

所述支撑件(2)固定经过压缩或拉伸的所述螺旋弹簧(1)的两端。

2.根据权利要求1所述的预应力螺旋弹簧钢筋，其特征在于，所述支撑件(2)设置为圆钢条；

所述圆钢条的两端对称设置为弯曲的挂钩，且所述挂钩用于钩挂所述螺旋弹簧(1)的两端。

3.根据权利要求1所述的预应力螺旋弹簧钢筋，其特征在于，所述支撑件(2)设置为扁钢条；

所述扁钢条一侧的两端设置有卡槽，所述螺旋弹簧(1)的两端卡入所述卡槽内。

4.根据权利要求1所述的预应力螺旋弹簧钢筋，其特征在于，所述支撑件(2)设置为圆钢丝；

所述圆钢丝的两端对称设置为弯曲的挂钩，且所述挂钩用于钩挂所述螺旋弹簧(1)的两端。

5.根据权利要求1所述的预应力螺旋弹簧钢筋，其特征在于，所述预应力组件还包括拉丝(3)和拉杆(4)；

所述支撑件(2)设置为与所述螺旋弹簧(1)形状匹配的支撑筒，所述支撑筒套设在所述螺旋弹簧(1)外周；

所述拉杆(4)架设在所述支撑筒上，所述拉丝(3)的一端固定在所述螺旋弹簧(1)上，另一端固定在所述拉杆(4)上。

6.根据权利要求1所述的预应力螺旋弹簧钢筋，其特征在于，所述螺旋弹簧(1)设置为压缩式螺旋弹簧(1)或拉伸式螺旋弹簧(1)。

7.根据权利要求2、3或4任一所述的预应力螺旋弹簧钢筋，其特征在于，所述支撑件(2)的数量设置为3个以上。

8.根据权利要求5所述的预应力螺旋弹簧钢筋，其特征在于，所述拉丝(3)设置为钢丝或非金属纤维丝。

9.根据权利要求1所述的预应力螺旋弹簧钢筋，其特征在于，所述螺旋弹簧(1)设置为圆形、方形或多边形螺旋弹簧(1)。