專利名稱：Pvc管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土柱和PVC管混凝土及其組合結(jié)構(gòu)柱，特別是PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代高層、大跨及重載結(jié)構(gòu)的發(fā)展，為了滿足整體結(jié)構(gòu)承載性能的需求，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)勢(shì)必要加大構(gòu)件的截面尺寸，如此導(dǎo)致的后果即是結(jié)構(gòu)的自重增加，由此而加大結(jié)構(gòu)物的地震反應(yīng)。特別是作為承重的柱子，其承載力的高低決定了其上各種使用功能的發(fā)揮，如建筑樓屋面荷載的布置設(shè)計(jì)；同時(shí)，為了滿足建筑空間的需求，減小柱子的截面尺寸是一種有效的途徑。因此，這就要求尋找一種承載能力高、綜合造價(jià)低的結(jié)構(gòu)柱來滿足上述需求。目前，國(guó)內(nèi)外研究者提出了一種承載能力好的新型結(jié)構(gòu)一鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)在于外包的鋼管將內(nèi)部混凝土有效地約束，從而使得混凝土的力學(xué)性能得到改善，不僅承載能力大大增強(qiáng)，而且由于截面的高配鋼率導(dǎo)致柱子的抗震性能也得到提高。但是此類結(jié)構(gòu)受到截面配鋼率的影響較大，即截面含鋼率大時(shí)，鋼管混凝土的承載能力和抗震延性提高較大，而針對(duì)中高層建筑結(jié)構(gòu)而言，采用上述鋼管混凝土柱就大大增加了鋼材的消耗和建設(shè)成本。為了降低造價(jià)與節(jié)約鋼材，國(guó)家相關(guān)部門很早便提出了“以塑代鋼”的政策，鼓勵(lì)建設(shè)單位大力發(fā)展塑料管材于土建工程中。聚氯乙烯(PVC)管材普遍應(yīng)用于雨(落)水管以及地下排污水管等設(shè)施中，由于其具有質(zhì)輕、價(jià)廉、抗腐蝕性好等特性，PVC管的應(yīng)用范圍將會(huì)越來越廣泛。與鋼管混凝土相似，將混凝土和PVC管材相結(jié)合，從而構(gòu)成PVC管混凝土，部分或全部代替鋼管混凝土，以此達(dá)到節(jié)約鋼材、降低綜合造價(jià)的目的。鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種新的構(gòu)件組合方法，將PVC管混凝土與鋼筋混凝土柱有效地結(jié)合，以此達(dá)到提高柱子的承載力、節(jié)約建設(shè)成本的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱，采用管中套籠的增強(qiáng)技術(shù)，強(qiáng)有力約束其內(nèi)混凝土，減小構(gòu)件截面尺寸或減少鋼材的消耗，有效提高內(nèi)部混凝土的耐久性能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)性價(jià)比。本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱，其特征是包括一根PVC圓形塑料管材、縱向鋼筋、空間圓形螺旋箍筋和混凝土，縱向鋼筋由空間圓形螺旋箍筋綁扎成圓形鋼筋籠骨架，將該鋼筋籠骨架嵌套于PVC圓管的截面圓心，向在所述的組合柱截面的剩余空間內(nèi)燒筑混凝土。圓形鋼筋籠骨架由縱向鋼筋通過空間圓形螺旋箍筋按照一定的螺旋箍筋間距綁扎而成，在圓形鋼筋籠截面的圓周上配置縱向鋼筋，并可根據(jù)承載性能的需要進(jìn)行縱向鋼筋數(shù)目的調(diào)節(jié)，使之形成多重約束效應(yīng)的混凝土組合柱。
圓形鋼筋籠嵌套于PVC管的中間部位，兩者的幾何中心重合于一點(diǎn)。澆筑的混凝土為普通混凝土，其配制方法同我國(guó)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。 所述組合柱被PVC管外包，具有良好的耐久性能和承載性能。采用上述技術(shù)方案，可以使本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):I) PVC套管技術(shù)的應(yīng)用，可改善配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土柱對(duì)內(nèi)部混凝土的約束效果；2) PVC套管技術(shù)的應(yīng)用，與圓形鋼筋籠聯(lián)合約束內(nèi)在混凝土，可形成多重約束機(jī)制，進(jìn)一步增強(qiáng)組合柱的軸向壓縮能力；3)外包的PVC管，可提高混凝土柱本身的耐久性能，并可作為施工時(shí)的模板；4)在滿足承載能力需求的前提下，可減少鋼材的使用，相比于鋼材的價(jià)格，PVC材料價(jià)格低廉，由此可降低造價(jià)。


圖1為PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱的橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過合理匹配PVC管管徑，達(dá)到強(qiáng)有力約束其內(nèi)混凝土的目的，增強(qiáng)組合柱的承載性能。在不降低承載能力的情況下，與原有配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土柱相比，本發(fā)明可減小構(gòu)件截面尺寸或減少鋼材的消耗；且PVC管材相對(duì)于鋼材具有價(jià)廉、不易生銹，抗腐蝕性好的特點(diǎn)，在外包的PVC管保護(hù)下，內(nèi)部混凝土具有良好的耐久性能，同時(shí)可減少施工模板，可達(dá)到優(yōu)質(zhì)性價(jià)比的目的，有利于節(jié)約建設(shè)成本。所用的PVC管為以聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride, PVC)作為材質(zhì)的圓形管材，其材料具有加工性能良好、制造成本低、耐腐蝕、絕緣等良好特點(diǎn)，以及PVC具有相對(duì)優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。一般而言，PVC管具有較好的物理力學(xué)性能，其拉伸屈服強(qiáng)度> 40MPa，彈性模量約為2749MPa。空間圓形螺旋箍筋的螺旋箍筋間距簡(jiǎn)稱螺距。下面結(jié)合附圖及工程實(shí)際對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步的描述，其中考慮施工的簡(jiǎn)便與統(tǒng)一，特假定內(nèi)部鋼筋混凝土的縱向鋼筋為各樓層相貫，無錯(cuò)、偏位。如圖1所示，本發(fā)明的PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱，包括PVC圓管1、縱向鋼筋2、空間圓形螺旋箍筋3和混凝土 4。當(dāng)所述組合柱為建筑結(jié)構(gòu)的底層柱或底下幾層柱時(shí)，因上部傳來的荷載(包括軸力、剪力和彎矩)較大，特別是軸向力對(duì)柱截面尺寸的影響，以及為了滿足建筑結(jié)構(gòu)抗震所需的軸壓比限值的要求，必須要求柱截面具有極高的承載能力。一種提高承載力的有效手段是通過擴(kuò)大PVC管管徑，增大PVC管混凝土截面對(duì)配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土截面的面積比例。當(dāng)所述組合柱為建筑結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)柱時(shí)，由于其上部荷載相對(duì)較小，考慮到適當(dāng)節(jié)約混凝土材料和降低施工成本，可沿建筑高度方向適當(dāng)減小柱截面尺寸，可通過下述兩種手段來滿足承載力要求:1)當(dāng)較多地減小柱截面尺寸時(shí)，以減小圓形鋼筋籠的大小來相對(duì)增大PVC管混凝土截面比例；2)為了考慮施工方便，在不改變圓形鋼筋籠大小的前提下，可通過縮小PVC管管徑的辦法來適當(dāng)降低截面的承載力。PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱的施工工藝為:1、通過空間圓形螺旋箍筋3以一定的螺距將縱向鋼筋2綁扎成一個(gè)鋼筋籠骨架；i1、將圓形鋼筋籠骨架嵌套于PVC圓管I的截面中心,在所述截面的剩余空間內(nèi)澆筑混凝土 4，從而形成PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱。
權(quán)利要求
1.PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱，其特征是包括一根PVC圓形塑料管材、縱向鋼筋、空間圓形螺旋箍筋和混凝土，縱向鋼筋由空間圓形螺旋箍筋綁扎成圓形鋼筋籠骨架，將該鋼筋籠骨架嵌套于PVC圓管的截面圓心，向在所述的組合柱截面的剩余空間內(nèi)燒筑混凝土。
2.如權(quán)利要求1所述的PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱，其特征是圓形鋼筋籠骨架由縱向鋼筋通過空間圓形螺旋箍筋按照一定的螺旋箍筋間距綁扎而成，在圓形鋼筋籠截面的圓周上配置縱向鋼筋，并可根據(jù)承載性能的需要進(jìn)行縱向鋼筋數(shù)目的調(diào)節(jié)，使之形成多重約束效應(yīng)的混凝土組合柱。
3.如權(quán)利要求1所述的PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱，其特征是圓形鋼筋籠嵌套于PVC管的中間部位，兩者的幾何中心重合于一點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱，其特征是澆筑的混凝土為普通混凝土，其配制方法同我國(guó)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
5.如權(quán)利要求1所述的PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱，其特征是所述組合柱被PVC管外包，具有良好的耐久性能和承載性能。
全文摘要
本發(fā)明的PVC管約束配圓形螺旋箍筋的鋼筋混凝土組合柱，包括一根PVC圓形塑料管材、縱向鋼筋、空間圓形螺旋箍筋和混凝土，縱向鋼筋由空間圓形螺旋箍筋綁扎成圓形鋼筋籠骨架，將該鋼筋籠骨架嵌套于PVC圓管的截面圓心，向在所述的組合柱截面的剩余空間內(nèi)澆筑混凝土。本發(fā)明的技術(shù)方案較現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用PVC套管技術(shù)，可改善配圓形螺旋箍筋對(duì)內(nèi)部混凝土的約束效果；與圓形鋼筋籠聯(lián)合約束內(nèi)在混凝土，可形成多重約束機(jī)制，進(jìn)一步增強(qiáng)組合柱的軸向壓縮能力；外包的PVC管可提高混凝土柱本身的耐久性能，并可作為施工時(shí)的模板；在滿足承載能力需求的前提下，可減少鋼材的使用，以利降低造價(jià)。
文檔編號(hào)E04C3/34GK103206043SQ20131008629
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者陳宗平, 徐金俊, 薛建陽 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)