CN102261186A - 一种约束混凝土箱形柱结构及制作方法 - Google Patents

一种约束混凝土箱形柱结构及制作方法 Download PDF

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曹新明
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周静
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Abstract

本发明公开了一种约束混凝土箱形柱结构及制作方法，在制作矩形柱状结构的骨架时，在纵向钢筋上至少制作出2层以上的由长方形箍筋组成的箍筋层，每层箍筋层由4个长方形箍筋首尾相互叠合而形成一个大矩形，在每两个长方形箍筋的叠合处形成矩形小网格，并且在每个长方形箍筋中至少连接有一个小方箍筋，在每个矩形小网格和每个小方箍筋的四个角上都分别连接有一根纵向钢筋，这样即可形成具有箱型约束区的骨架，然后再按传统浇筑混凝土的方式浇筑出混凝土柱，使混凝土柱的混凝土将骨架全部填充满并包裹住，这样即可制得约束混凝土箱形柱。本发明具有抗扭距能力较高的优点。

Description

一种约束混凝土箱形柱结构及制作方法
技术领域
本发明涉及一种建筑用的约束混凝土箱形柱结构及制作方法，属于钢筋混凝土技术领域。
背景技术
混凝土柱已被广泛用于建筑物中，目前，现有技术中的混凝土柱普遍采用的制作方法是将平行于混凝土柱中心线的纵向钢筋按均匀分布的方式分布在混凝土柱的截面内，然后将其与混凝土浇筑为一体，从而形成具有一定强度的混凝土柱，这种结构的混凝土柱存在着钢筋约束区域过于分散、抗扭能力较差的缺点。因此其使用效果还是不够理想。
发明内容
本发明的目的是：提供一种承载力高、延性好，同时抗扭能力强的约束混凝土箱形柱结构及制作方法，以充分发挥区域约束的效能并降低材料消耗，从而克服现有技术的不足。
本发明的是这样实现的：本发明的一种约束混凝土箱形柱的制作方法包括采用现有的纵向钢筋和长方形箍筋制作矩形柱状结构的骨架，在制作矩形柱状结构的骨架时，在纵向钢筋上至少制作出2层以上的由长方形箍筋组成的箍筋层，每层箍筋层由4个长方形箍筋首尾相互叠合而形成一个大矩形，在每两个长方形箍筋的叠合处形成矩形小网格，并且在每个长方形箍筋中至少连接有一个小方箍筋，在每个矩形小网格和每个小方箍筋的四个角上都分别连接有一根与混凝土柱长度方向中心线平行的纵向钢筋，这样即可形成具有箱型约束区的骨架，然后再按传统浇筑混凝土的方式浇筑出混凝土柱，使混凝土柱的混凝土将所有的纵向钢筋、长方形箍筋和小方箍筋所组成的骨架全部填充满并包裹住，这样即可制得约束混凝土箱形柱。
按照本发明的方法制作的一种约束混凝土箱形柱结构，包括纵向钢筋、长方形箍筋和将纵向钢筋及长方形箍筋包裹住的混凝土柱，在纵向钢筋上连接有由长方形箍筋组成的箍筋层，每层箍筋层由4个长方形箍筋首尾相互叠合而形成一个能被混凝土柱全部包裹住的大矩形，在每两个长方形箍筋的叠合处形成有矩形小网格，并且在每个长方形箍筋中至少连接有一个小方箍筋，在每个矩形小网格和每个小方箍筋的四个角上都分别连接有一根纵向钢筋，每根纵向钢筋相互平行，并全部被包裹在混凝土柱内。
在上述纵向钢筋上至少连接有2层以上的由长方形箍筋组成的箍筋层。
上述小方箍筋的形状为正方形或长方形，并且通过捆扎的方式与长方形箍筋连接为一体。
上述混凝土柱的截面形状为正方形或长方形。
由于采用了上述技术方案，本发明是在现有的区域约束混凝土柱的基础上改进而得的一种新结构形式。本发明通过沿柱周边设置的纵向钢筋和长方形箍筋、及在每层箍筋层中在每两个长方形箍筋的叠合处形成矩形小网格和在每个长方形箍筋中至少连接一个小方箍筋，这样处于每个小区域角部的4根纵向钢筋都被长方形箍筋所组成的矩形小网格或小方箍筋围住并捆扎为一体形成小的钢筋笼，这样即形成小的约束区域（如图1中斜线阴影部分所示），每2～5个小钢筋笼都被长方形箍筋围住并与其它长方形箍筋捆扎在一起形成箱形钢筋笼，即这些小的约束区域又由其间的长方形箍筋联系起来形成一箱形钢筋约束区域（如图2中的斜线阴影部分所示），该箱型约束区又对核心混凝土形成约束。从而形成一个完整的如箱形构件式的约束混凝土箱形柱，该约束混凝土箱形柱形成一如箱形构件的受力形态，这种箱形构件式的结构其抵抗扭矩不再是单纯的抗扭钢筋（纵向钢筋及箍筋），而是周边形成的箱形。本发明的箱形约束柱保持了传统区域约束混凝土柱强约束区域位于构件周边的特点，同时还使柱的抗扭能力得到大幅度提高。经试验，本发明的约束混凝土箱形柱结构的抗扭能力比相同尺寸相同用钢量的传统区域约束混凝土柱结构的抗扭能力高2～3倍。因此，本发明与现有技术相比，本发明具有承载力高、延性好及抗扭能力强的优点。由于综合性能的提高，本发明的结构形式在大截面中具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明约束混凝土箱形柱结构的截面示意图（图中斜线阴影部分表示形成的小约束区域）；
图2为本发明的约束混凝土箱形柱所形成箱形约束区域示意图；
图3为本发明的长方形箍筋结构示意图；
图4为本发明的小方箍筋结构示意图；
图5为本发明的约束混凝土箱形柱为大截面时设有中空空心的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的实施例：制作时，先按传统的方式制作出长方形箍筋2，然后将本发明的约束混凝土箱形柱的骨架按现有技术的方式制作矩形柱状结构的骨架，在制作矩形柱状结构的骨架时，在纵向钢筋1上至少制作出2层或2层以上的由长方形箍筋2组成的箍筋层（箍筋层的数量可根据所需制作的约束混凝土箱形柱的长度和强度确定，一般制作的长度越长其层数就越多；强度要求越高，其层数也越多），将每层箍筋层由4个长方形箍筋2首尾相互叠合而形成一个大矩形，在每两个长方形箍筋2的叠合处形成矩形小网格，并且在每个长方形箍筋2中至少连接一个小方箍筋3（在每个长方形箍筋2连接小方箍筋3的数量可根据使用的需要确定，一般情况下按等距离连接2～10个小方箍筋3），然后在每个矩形小网格和每个小方箍筋3的四个角上都分别连接上一根与混凝土柱4长度方向中心线平行的纵向钢筋1，这样即可形成具有箱型约束区的骨架，然后再按传统浇筑混凝土的方式浇筑出混凝土柱4，使混凝土柱4的混凝土将所有的纵向钢筋1、长方形箍筋2和小方箍筋3所组成的骨架全部填充满并包裹住，这样即可制得约束混凝土箱形柱。
按照本发明的方法制作的一种约束混凝土箱形柱结构包括纵向钢筋1、长方形箍筋2和将纵向钢筋1及长方形箍筋2包裹住的混凝土柱4，在纵向钢筋1上连接有由长方形箍筋2组成的箍筋层至少2层或2层以上，每层箍筋层相互平行地分布在纵向钢筋1上，每层箍筋层由4个长方形箍筋2首尾相互叠合而形成一个能被混凝土柱4全部包裹住的大矩形（如图1所示），在每两个长方形箍筋2的叠合处形成有矩形小网格，并且在每个长方形箍筋2中至少连接有一个小方箍筋3，小方箍筋3的形状为正方形或长方形，每个矩形小网格和每个小方箍筋3的四个角上都分别与一根纵向钢筋1连接，将每根纵向钢筋1相互平行，并与混凝土柱4长度方向的中心线平行，并使纵向钢筋1、长方形箍筋2和小方箍筋3所组成的骨架全部被包裹在混凝土柱4的混凝土内，其混凝土柱4的截面形状可为正方形或长方形。纵向钢筋1、长方形箍筋2和小方箍筋3的连接方式可采用传统的捆扎方式进行连接。
当制作的约束混凝土箱形柱的截面较大时，由于柱的中心区混凝土效能发挥不充分，可以不加约束，或者抽空，于是形成具有中空空心5的箱型柱截面形式（如图5所示），同时，中空空心的柱中心可以作为管线的通道，以最大限度发挥区域约束的效能。

Claims (5)

1. 一种约束混凝土箱形柱的制作方法，包括采用纵向钢筋(1)和长方形箍筋(2)制作矩形柱状结构的骨架，其特征在于：在制作矩形柱状结构的骨架时，在纵向钢筋(1)上至少制作出2层以上的由长方形箍筋(2)组成的箍筋层，每层箍筋层由4个长方形箍筋（2）首尾相互叠合而形成一个大矩形，在每两个长方形箍筋（2）的叠合处形成矩形小网格，并且在每个长方形箍筋（2）中至少连接有一个小方箍筋（3），每个矩形小网格和每个小方箍筋（3）的四个角上都分别与一根纵向钢筋（1）连接，每根纵向钢筋（1）都与混凝土柱（4）长度方向的中心线平行，这样即可形成具有箱型约束区的骨架，然后再按传统浇筑混凝土的方式浇筑出混凝土柱（4），使混凝土柱（4）的混凝土将所有的纵向钢筋(1)、长方形箍筋（2）和小方箍筋（3）所组成的骨架全部填充满并包裹住，这样即可制得约束混凝土箱形柱。
2.一种约束混凝土箱形柱结构，包括纵向钢筋（1）、长方形箍筋（2）和将纵向钢筋（1）及长方形箍筋（2）包裹住的混凝土柱（4），其特征在于：在纵向钢筋(1)上连接有由长方形箍筋(2)组成的箍筋层，每层箍筋层由4个长方形箍筋（2）首尾相互叠合而形成一个能被混凝土柱（4）全部包裹住的大矩形，在每两个长方形箍筋（2）的叠合处形成有矩形小网格，并且在每个长方形箍筋（2）中至少连接有一个小方箍筋（3），在每个矩形小网格和每个小方箍筋（3）的四个角上都分别连接有一根纵向钢筋（1），每根纵向钢筋（1）相互平行，并全部被包裹在混凝土柱（4）内。
3.根据权利要求2所述的约束混凝土箱形柱结构，其特征在于：在纵向钢筋(1)上至少连接有2层以上的由长方形箍筋(2)组成的箍筋层。
4.根据权利要求2所述的约束混凝土箱形柱结构，其特征在于：小方箍筋（3）的形状为正方形或长方形，并且通过捆扎的方式与长方形箍筋（2）连接为一体。
5.根据权利要求2所述的约束混凝土箱形柱结构，其特征在于：混凝土柱（4）的截面形状为正方形或长方形。
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