專利名稱：一種約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)及制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種建筑用的約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)及制作方法，屬于鋼筋混凝土技術領域。
背景技術：
混凝土柱已被廣泛用于建筑物中，目前，現(xiàn)有技術中的混凝土柱普遍采用的制作方法是將平行于混凝土柱中心線的縱向鋼筋按均勻分布的方式分布在混凝土柱的截面內(nèi)， 然后將其與混凝土澆筑為一體，從而形成具有一定強度的混凝土柱，這種結(jié)構(gòu)的混凝土柱存在著鋼筋約束區(qū)域過于分散、抗扭能力較差的缺點。因此其使用效果還是不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種承載力高、延性好，同時抗扭能力強的約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)及制作方法，以充分發(fā)揮區(qū)域約束的效能并降低材料消耗，從而克服現(xiàn)有技術的不足。本發(fā)明的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明的一種約束混凝土箱形柱的制作方法包括采用現(xiàn)有的縱向鋼筋和長方形箍筋制作矩形柱狀結(jié)構(gòu)的骨架，在制作矩形柱狀結(jié)構(gòu)的骨架時，在縱向鋼筋上至少制作出2層以上的由長方形箍筋組成的箍筋層，每層箍筋層由4個長方形箍筋首尾相互疊合而形成一個大矩形，在每兩個長方形箍筋的疊合處形成矩形小網(wǎng)格，并且在每個長方形箍筋中至少連接有一個小方箍筋，在每個矩形小網(wǎng)格和每個小方箍筋的四個角上都分別連接有一根與混凝土柱長度方向中心線平行的縱向鋼筋，這樣即可形成具有箱型約束區(qū)的骨架，然后再按傳統(tǒng)澆筑混凝土的方式澆筑出混凝土柱，使混凝土柱的混凝土將所有的縱向鋼筋、長方形箍筋和小方箍筋所組成的骨架全部填充滿并包裹住，這樣即可制得約束混凝土箱形柱。按照本發(fā)明的方法制作的一種約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)，包括縱向鋼筋、長方形箍筋和將縱向鋼筋及長方形箍筋包裹住的混凝土柱，在縱向鋼筋上連接有由長方形箍筋組成的箍筋層，每層箍筋層由4個長方形箍筋首尾相互疊合而形成一個能被混凝土柱全部包裹住的大矩形，在每兩個長方形箍筋的疊合處形成有矩形小網(wǎng)格，并且在每個長方形箍筋中至少連接有一個小方箍筋，在每個矩形小網(wǎng)格和每個小方箍筋的四個角上都分別連接有一根縱向鋼筋，每根縱向鋼筋相互平行，并全部被包裹在混凝土柱內(nèi)。在上述縱向鋼筋上至少連接有2層以上的由長方形箍筋組成的箍筋層。上述小方箍筋的形狀為正方形或長方形，并且通過捆扎的方式與長方形箍筋連接為一體。上述混凝土柱的截面形狀為正方形或長方形。由于采用了上述技術方案，本發(fā)明是在現(xiàn)有的區(qū)域約束混凝土柱的基礎上改進而得的一種新結(jié)構(gòu)形式。本發(fā)明通過沿柱周邊設置的縱向鋼筋和長方形箍筋、及在每層箍筋層中在每兩個長方形箍筋的疊合處形成矩形小網(wǎng)格和在每個長方形箍筋中至少連接一個小方箍筋，這樣處于每個小區(qū)域角部的4根縱向鋼筋都被長方形箍筋所組成的矩形小網(wǎng)格或小方箍筋圍住并捆扎為一體形成小的鋼筋籠，這樣即形成小的約束區(qū)域(如圖1中斜線陰影部分所示)，每2 5個小鋼筋籠都被長方形箍筋圍住并與其它長方形箍筋捆扎在一起形成箱形鋼筋籠，即這些小的約束區(qū)域又由其間的長方形箍筋聯(lián)系起來形成一箱形鋼筋約束區(qū)域(如圖2中的斜線陰影部分所示)，該箱型約束區(qū)又對核心混凝土形成約束。從而形成一個完整的如箱形構(gòu)件式的約束混凝土箱形柱，該約束混凝土箱形柱形成一如箱形構(gòu)件的受力形態(tài)，這種箱形構(gòu)件式的結(jié)構(gòu)其抵抗扭矩不再是單純的抗扭鋼筋(縱向鋼筋及箍筋)， 而是周邊形成的箱形。本發(fā)明的箱形約束柱保持了傳統(tǒng)區(qū)域約束混凝土柱強約束區(qū)域位于構(gòu)件周邊的特點，同時還使柱的抗扭能力得到大幅度提高。經(jīng)試驗，本發(fā)明的約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)的抗扭能力比相同尺寸相同用鋼量的傳統(tǒng)區(qū)域約束混凝土柱結(jié)構(gòu)的抗扭能力高 2 3倍。因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有承載力高、延性好及抗扭能力強的優(yōu)點。由于綜合性能的提高，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式在大截面中具有良好的應用前景。


圖1為本發(fā)明約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)的截面示意圖(圖中斜線陰影部分表示形成的小約束區(qū)域)；
圖2為本發(fā)明的約束混凝土箱形柱所形成箱形約束區(qū)域示意圖； 圖3為本發(fā)明的長方形箍筋結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明的小方箍筋結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明的約束混凝土箱形柱為大截面時設有中空空心的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
具體實施例方式制作時，先按傳統(tǒng)的方式制作出長方形箍筋2，然后將本發(fā)明的約束混凝土箱形柱的骨架按現(xiàn)有技術的方式制作矩形柱狀結(jié)構(gòu)的骨架，在制作矩形柱狀結(jié)構(gòu)的骨架時，在縱向鋼筋1上至少制作出2層或2層以上的由長方形箍筋2組成的箍筋層 (箍筋層的數(shù)量可根據(jù)所需制作的約束混凝土箱形柱的長度和強度確定，一般制作的長度越長其層數(shù)就越多；強度要求越高，其層數(shù)也越多)，將每層箍筋層由4個長方形箍筋2首尾相互疊合而形成一個大矩形，在每兩個長方形箍筋2的疊合處形成矩形小網(wǎng)格，并且在每個長方形箍筋2中至少連接一個小方箍筋3 (在每個長方形箍筋2連接小方箍筋3的數(shù)量可根據(jù)使用的需要確定，一般情況下按等距離連接2 10個小方箍筋3)，然后在每個矩形小網(wǎng)格和每個小方箍筋3的四個角上都分別連接上一根與混凝土柱4長度方向中心線平行的縱向鋼筋1，這樣即可形成具有箱型約束區(qū)的骨架，然后再按傳統(tǒng)澆筑混凝土的方式澆筑出混凝土柱4，使混凝土柱4的混凝土將所有的縱向鋼筋1、長方形箍筋2和小方箍筋3所組成的骨架全部填充滿并包裹住，這樣即可制得約束混凝土箱形柱。按照本發(fā)明的方法制作的一種約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)包括縱向鋼筋1、長方形箍筋2和將縱向鋼筋1及長方形箍筋2包裹住的混凝土柱4，在縱向鋼筋1上連接有由長方形箍筋2組成的箍筋層至少2層或2層以上，每層箍筋層相互平行地分布在縱向鋼筋1上，每層箍筋層由4個長方形箍筋2首尾相互疊合而形成一個能被混凝土柱4全部包裹住的大矩形(如圖1所示)，在每兩個長方形箍筋2的疊合處形成有矩形小網(wǎng)格，并且在每個長方形箍筋2中至少連接有一個小方箍筋3，小方箍筋3的形狀為正方形或長方形，每個矩形小網(wǎng)格和每個小方箍筋3的四個角上都分別與一根縱向鋼筋1連接，將每根縱向鋼筋1相互平行， 并與混凝土柱4長度方向的中心線平行，并使縱向鋼筋1、長方形箍筋2和小方箍筋3所組成的骨架全部被包裹在混凝土柱4的混凝土內(nèi)，其混凝土柱4的截面形狀可為正方形或長方形?？v向鋼筋1、長方形箍筋2和小方箍筋3的連接方式可采用傳統(tǒng)的捆扎方式進行連接。 當制作的約束混凝土箱形柱的截面較大時，由于柱的中心區(qū)混凝土效能發(fā)揮不充分，可以不加約束，或者抽空，于是形成具有中空空心5的箱型柱截面形式(如圖5所示)，同時，中空空心的柱中心可以作為管線的通道，以最大限度發(fā)揮區(qū)域約束的效能。
權(quán)利要求
1.一種約束混凝土箱形柱的制作方法，包括采用縱向鋼筋(1)和長方形箍筋(2)制作矩形柱狀結(jié)構(gòu)的骨架，其特征在于在制作矩形柱狀結(jié)構(gòu)的骨架時，在縱向鋼筋(1)上至少制作出2層以上的由長方形箍筋(2)組成的箍筋層，每層箍筋層由4個長方形箍筋(2)首尾相互疊合而形成一個大矩形，在每兩個長方形箍筋(2)的疊合處形成矩形小網(wǎng)格，并且在每個長方形箍筋(2)中至少連接有一個小方箍筋(3)，每個矩形小網(wǎng)格和每個小方箍筋(3) 的四個角上都分別與一根縱向鋼筋(1)連接，每根縱向鋼筋(1)都與混凝土柱(4)長度方向的中心線平行，這樣即可形成具有箱型約束區(qū)的骨架，然后再按傳統(tǒng)澆筑混凝土的方式澆筑出混凝土柱(4)，使混凝土柱(4)的混凝土將所有的縱向鋼筋(1)、長方形箍筋(2)和小方箍筋(3)所組成的骨架全部填充滿并包裹住，這樣即可制得約束混凝土箱形柱。
2.一種約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)，包括縱向鋼筋(1)、長方形箍筋(2)和將縱向鋼筋(1) 及長方形箍筋(2)包裹住的混凝土柱(4)，其特征在于在縱向鋼筋(1)上連接有由長方形箍筋( 組成的箍筋層，每層箍筋層由4個長方形箍筋(2)首尾相互疊合而形成一個能被混凝土柱(4)全部包裹住的大矩形，在每兩個長方形箍筋(2)的疊合處形成有矩形小網(wǎng)格， 并且在每個長方形箍筋(2)中至少連接有一個小方箍筋(3)，在每個矩形小網(wǎng)格和每個小方箍筋(3)的四個角上都分別連接有一根縱向鋼筋(1)，每根縱向鋼筋(1)相互平行，并全部被包裹在混凝土柱(4)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)，其特征在于在縱向鋼筋(1)上至少連接有2層以上的由長方形箍筋( 組成的箍筋層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)，其特征在于小方箍筋(3)的形狀為正方形或長方形，并且通過捆扎的方式與長方形箍筋(2)連接為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)，其特征在于混凝土柱(4)的截面形狀為正方形或長方形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種約束混凝土箱形柱結(jié)構(gòu)及制作方法，在制作矩形柱狀結(jié)構(gòu)的骨架時，在縱向鋼筋上至少制作出2層以上的由長方形箍筋組成的箍筋層，每層箍筋層由4個長方形箍筋首尾相互疊合而形成一個大矩形，在每兩個長方形箍筋的疊合處形成矩形小網(wǎng)格，并且在每個長方形箍筋中至少連接有一個小方箍筋，在每個矩形小網(wǎng)格和每個小方箍筋的四個角上都分別連接有一根縱向鋼筋，這樣即可形成具有箱型約束區(qū)的骨架，然后再按傳統(tǒng)澆筑混凝土的方式澆筑出混凝土柱，使混凝土柱的混凝土將骨架全部填充滿并包裹住，這樣即可制得約束混凝土箱形柱。本發(fā)明具有抗扭距能力較高的優(yōu)點。
文檔編號E04C5/01GK102261186SQ20101018740
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者周靜, 曹新明, 肖建春, 都焱 申請人:貴州大學