WO2018129983A1 - 一种预制再生块体混凝土柱的连接构造及其施工方法 - Google Patents

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prefabricated
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魏之凯
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华南理工大学
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    • E04B1/38—Connections for building structures in general
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/30—Columns; Pillars; Struts
    • E04C3/34—Columns; Pillars; Struts of concrete other stone-like material, with or without permanent form elements, with or without internal or external reinforcement, e.g. metal coverings
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    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/14—Conveying or assembling building elements

Definitions

  • the invention relates to the technical field of waste concrete recycling, in particular to a joint structure of a precast recycled block concrete column and a construction method thereof.
  • Precast concrete components have been widely used in engineering construction due to fast construction speed and good construction quality.
  • Recycled concrete columns use a large number of waste concrete blocks, which meets the national strategy of energy saving and recycling economy.
  • the stratified placement of waste concrete blocks at the construction site leads to the construction speed of the recycled concrete columns compared to conventional concrete columns. Reduced.
  • assembling the joint structure is the key to affecting construction efficiency and structural safety.
  • the connection structure of precast concrete columns usually adopts wet connection.
  • This connection structure requires concrete to be poured on site.
  • the construction is relatively troublesome and has certain influence on the environment, which fails to fully reflect the advantages of industrialization of the building. For this reason, it is urgent to develop a connection structure of a precast concrete column which is simple in structure, safe and reliable, and convenient in construction.
  • the object of the present invention is to provide a joint structure of a prefabricated regenerated block concrete column and a construction method thereof.
  • the upper semi-column and the lower semi-column of the precast recycled block concrete column are connected by structural glue, and the construction is convenient, and the problems of long construction period and large environmental impact caused by wet connection are avoided, and the development requirements of the industrialization of the building are met.
  • the thickness of the concrete protective layer of the longitudinal rib after the bending treatment is significantly increased in the joint region of the structural adhesive, which can effectively delay The performance of the structural adhesive deteriorates at high temperatures, which in turn ensures good fire resistance of the column.
  • the invention is achieved at least by one of the following technical solutions.
  • a joint structure of prefabricated regenerated block concrete columns including prefabricated regenerated block concrete upper half column, prefabricated regenerative block concrete lower half column, standing rib, steel positioning plate, shear steel, vertical tunnel, vertical concave
  • the groove, the longitudinal rib and the stirrup; the steel positioning plate is located inside the upper half column, and the steel positioning plate is pre-drilled with holes, the number of holes is the same as the number of longitudinal bars of the upper half column, and each hole corresponds to one longitudinal rib, but each The position of the hole is closer to the center of the cross section of the upper semi-column than the position of the corresponding longitudinal rib; the lower part of each longitudinal rib of the upper semi-column is bent and passed through the corresponding hole in the steel positioning plate.
  • the above-mentioned connection structure of a prefabricated regenerated block concrete column, the prefabricated regenerated block concrete upper half column and the prefabricated regenerative block concrete lower half column are filled with waste concrete block and new concrete, waste concrete block and new
  • the mass ratio of concrete is 1:4 ⁇ 1:1; the new concrete is natural aggregate concrete or recycled aggregate concrete, and the waste concrete block is the block which is broken after the old building and structure remove all or part of the steel bar.
  • the characteristic size of the waste concrete block is not less than 60 Mm.
  • a construction method for a joint structure of a prefabricated regenerated block concrete column comprising the following steps:
  • the lower semi-column of the pre-formed regenerated block concrete is placed in position by the crane, and then the organic structural glue or the inorganic structural glue is poured into the vertical and vertical grooves of the lower semi-column, and finally utilized.
  • the crane stacks the upper half of the precast recycled block concrete on the lower half of the precast recycled block concrete, and ensures that the shear steel extending from the lower end of the upper half of the column and the longitudinal reinforcement after bending are inserted into the lower half of the column.
  • the vertical groove and the corresponding vertical hole, and the lower end surface of the upper half column is in close contact with the upper end surface of the lower half column.
  • the present invention has the following advantages and effects:
  • Fig. 1 is a schematic view showing the connection structure of a precast recycled block concrete column.
  • the figure shows: 1-precast recycled block concrete upper half column; 2-precast recycled block concrete lower half column; 3-vertical hole; 4-vertical groove; 5-ring rib; 6-steel positioning Plate; 7-stand ribs; 8-longitudinal ribs; 9-shear-resistant steel.
  • FIG. 1 it is a schematic diagram of the connection structure of a precast recycled block concrete column, including a prefabricated regenerated block concrete upper semi-column 1, a prefabricated regenerative block concrete lower half column 2, a standing rib 7, and a steel positioning plate 6 , shear-resistant steel 9, vertical tunnel 3, vertical groove 4, longitudinal rib 8, stirrup 5; steel positioning plate 6 is located inside the upper half of the column 1, the steel positioning plate 6 is pre-drilled with holes, the number of holes and the upper
  • the longitudinal bars 8 of the semi-columns are of the same number, and each hole corresponds to one longitudinal rib 8, but the position of each hole is closer to the center of the cross-section of the upper-half column 1 than the position of the corresponding longitudinal rib 8;
  • the lower portion of each longitudinal rib 8 of 1 is subjected to bending treatment, passes through a corresponding hole in the steel positioning plate 6, and extends vertically downward from the lower end surface of the upper semi-column 1; a part of the shear-resistant steel
  • the rubber; the shear steel 9 extending from the lower end surface of the upper half column 1 and the longitudinal reinforcement 8 bent after the bending are respectively inserted into the vertical groove 4 of the lower half column 2 and the corresponding vertical hole 3, and at the same time, the upper half column 1
  • the lower end surface is in close contact with the upper end surface of the lower half column 2.
  • the vertical groove 4 has a cross-sectional dimension of 260 mm ⁇ 260 mm ⁇ 15 mm ⁇ 20 mm and a depth of 210 mm; the vertical channel 3 has a diameter of 25 mm and a depth of 360 mm; and the longitudinal rib 8 has a diameter of 18 mm.
  • the diameter of 7 is 10 mm.
  • the lower portion of each longitudinal rib 8 of the upper semi-column 1 was subjected to an inward bending process, and the distance between the position of the longitudinal ribs 8 after the bending treatment and the position of the longitudinal ribs 8 before the bending treatment was 170 mm.
  • the cross-sectional dimensions of the prefabricated block concrete upper half column 1 and the prefabricated regeneration block concrete lower half column 2 are both 500 mm ⁇ 500 mm
  • the steel positioning plate 6 has a thickness of 10 mm
  • the shear type steel has a cross section size of 250 mm.
  • ⁇ 250mm ⁇ 9mm ⁇ 14mm H-shaped steel, H-shaped steel has a length of 400mm.
  • the steel positioning plate 6 is welded with the longitudinal ribs after the bending treatment, the shear steel 9 and the steel positioning plate 6 are spot welded; the vertical grooves 4 and the vertical of the prefabricated concrete bulk lower half 2 are vertical
  • the organic structural adhesive is filled into the tunnel 3; the shear-resistant steel 9 extending from the lower end surface of the upper semi-column 1 of the pre-formed regeneration block body and the longitudinal reinforcement 8 after the bending treatment are respectively inserted into the vertical groove 4 and the corresponding vertical tunnel 3 .
  • connection structure of the prefabricated regenerated block concrete column comprises the following steps:
  • the prefabricated block concrete lower half column 2 is first placed in position by a crane, and then the organic structural glue is poured into the vertical hole 3 and the vertical groove 4 of the lower half column 2, and finally utilized.
  • the crane stacks the prefabricated regenerated block concrete upper half column 1 on the prefabricated regenerative block concrete lower half column 2, and ensures the shear-type steel 9 extending from the lower end surface of the upper semi-column 1 and the longitudinal reinforcement 8 after the bending treatment.
  • the vertical grooves 4 and the corresponding vertical holes 3 of the lower half column 2 are inserted, respectively, and the lower end faces of the upper half columns 1 are in close contact with the upper end faces of the lower half columns 2.
  • the steel positioning plate 6 and the shear-resistant steel 9 are all made of Q345B steel, the welding rod is E50-shaped, the flux F4A0, and the weld quality grade is one level.
  • Both the longitudinal ribs 8 and the standing ribs 7 are made of HRB400 hot rolled steel bars.
  • the new concrete has a strength rating of C45, the cubic concrete has a compressive strength of 35 MPa, and the mass ratio of the waste concrete block to the new concrete is 1:2.
  • the present invention can be preferably implemented.

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Abstract

一种预制再生块体混凝土柱的连接构造及其施工方法，连接构造包括预制再生块体混凝土上半柱（1）、预制再生块体混凝土下半柱（2）、架立筋（7）、钢定位板（6）和抗剪型钢（9），在预制再生块体混凝土下半柱（2）的上端面附近预留有竖向孔道（3）和竖向凹槽（4），竖向孔道（3）和竖向凹槽（4）内灌有结构胶，竖向孔道（3）和竖向凹槽（4）的位置分别与伸出预制再生块体混凝土上半柱（1）的下端面的抗剪型钢（9）和弯折处理后的纵筋（8）的位置对应。该连接构造结构简单、施工便捷。

Description

一种预制再生块体混凝土柱的连接构造及其施工方法
技术领域
本发明涉及废旧混凝土循环利用技术领域，具体是一种预制再生块体混凝土柱的连接构造及其施工方法。
背景技术
由于施工速度快且施工质量好，预制混凝土构件已广泛应用于工程建设中。再生块体混凝土柱采用了大量废旧混凝土块体，符合节能减排和循环经济的国家战略，但施工现场废旧混凝土块体的分层投放导致再生块体混凝土柱的施工速度相比常规混凝土柱有所降低。为解决这一问题，对再生块体混凝土柱采用工厂分半预制、现场拼装的做法不失为一种有效策略，此时拼装连接构造既是影响施工效率也是攸关结构安全的关键。目前，预制混凝土柱的连接构造通常采用湿连接，这种连接构造需要现场浇筑混凝土，施工相对麻烦且对环境有一定影响，未能充分体现建筑工业化的优势。为此，迫切需要研发一种构造简单、安全可靠、施工便捷的预制混凝土柱的连接构造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预制再生块体混凝土柱的连接构造及其施工方法。所述预制再生块体混凝土柱的上半柱和下半柱采用结构胶进行连接，施工便捷，避免了湿连接带来的施工周期长、对环境影响大等问题，符合建筑工业化的发展要求。此外，通过对预制再生块体混凝土上半柱的纵筋的靠下部分进行弯折处理，使得弯折处理后的纵筋在有结构胶的连接区域的混凝土保护层厚度明显增加，可有效延缓高温下结构胶的性能退化，进而确保柱子具有良好的耐火性能。
本发明至少通过下述技术方案之一实现。
一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，包括预制再生块体混凝土上半柱、预制再生块体混凝土下半柱、架立筋、钢定位板、抗剪型钢、竖向孔道、竖向凹槽、纵筋、箍筋；钢定位板位于上半柱内部，钢定位板上预先钻有孔洞，孔洞数量与上半柱的纵筋数量相同，每个孔洞对应一根纵筋，但每个孔洞的位置与其对应的纵筋的位置相比，更靠近上半柱的横截面中心；上半柱的每根纵筋的靠下部分通过弯折处理，穿过钢定位板上对应的孔洞，并竖直向下伸出上半柱的下端面；抗剪型钢的一部分预埋在上半柱的内部，并竖直向下伸出上半柱的下端面；下半柱的上端面附近预留有竖向孔道和竖向凹槽，每个竖向孔道对应上半柱的一根弯折处理后的纵筋，每个竖向孔道的位置与其对应的弯折处理后的纵筋的位置一致，竖向凹槽的位置与伸出上半柱下端面的抗剪型钢的位置一致；下半柱的竖向孔道和竖向凹槽内灌有有机结构胶或无机结构胶；伸出上半柱下端面的抗剪型钢和弯折处理后的纵筋分别***下半柱的竖向凹槽和对应竖向孔道，与此同时上半柱的下端面与下半柱的上端面紧密接触。
上述的一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，所述预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱内部填充有废旧混凝土块体和新混凝土，废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:4~1:1；新混凝土为天然骨料混凝土或再生骨料混凝土，废旧混凝土块体为旧有建筑物和构筑物去除全部或部分钢筋后破碎而成的块体，废旧混凝土块体的特征尺寸不低于60 mm。
上述的一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，所述预制再生块体混凝土上半柱内部的架立筋共有4根，每根架立筋的直径不超过10 mm，4根架立筋的位置与上半柱靠近角部的4根纵筋的位置一一对应。
一种如所述一种预制再生块体混凝土柱的连接构造的施工方法，包括如下步骤：
（1）对预制再生块体混凝土上半柱的纵筋的靠下部分进行弯折处理，将弯折处理后的纵筋穿过钢定位板上的孔洞并点焊连接，将抗剪型钢与钢定位板进行点焊连接，绑扎上半柱的纵筋和箍筋以及架立筋和箍筋；
（2）绑扎预制再生块体混凝土下半柱的纵筋和箍筋，并设置用于形成竖向孔道和竖向凹槽的预埋件；
（3）以横躺方式完成预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱的模板制作与安装；
（4）将充分湿润后的废旧混凝土块体一次性投入预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱的模板内部，然后灌入新混凝土并充分振捣；
（5）混凝土初凝时将预埋件拔出，留出预制再生块体混凝土下半柱的竖向孔道和竖向凹槽；
（6）在施工现场，首先利用吊机将预制再生块体混凝土下半柱就位，然后向下半柱的竖向孔道和竖向凹槽内灌入有机结构胶或无机结构胶，最后利用吊机将预制再生块体混凝土上半柱叠放在预制再生块体混凝土下半柱上面，并确保伸出上半柱下端面的抗剪型钢和弯折处理后的纵筋分别***下半柱的竖向凹槽和对应竖向孔道，且上半柱的下端面与下半柱的上端面紧密接触。
本发明相对于现有技术，具有如下优点及效果：
（1）采用结构胶的连接构造，具有构造简单、安全可靠、施工便捷等特点，可明显提高施工速度，有效避免了常用的湿连接构造所带来的施工周期长、对环境影响大等问题。
（2）对预制再生块体混凝土上半柱的纵筋的靠下部分进行弯折处理，使得弯折处理后的纵筋在有结构胶的连接区域的混凝土保护层厚度明显增加，可有效延缓高温下结构胶的性能退化，进而确保柱子具有良好的耐火性能。
（3）对再生块体混凝土柱采用工厂分半预制、现场拼装的做法，有效解决了废旧混凝土块体分层投放导致现场施工速度慢的问题，不仅可减少现场工作量，而且工厂预制的再生块体混凝土上半柱和下半柱的施工质量更好。
附图说明
图1是一种预制再生块体混凝土柱的连接构造示意图。
图中所示为：1-预制再生块体混凝土上半柱；2-预制再生块体混凝土下半柱；3-竖向孔道；4-竖向凹槽；5-箍筋；6-钢定位板；7-架立筋；8-纵筋；9-抗剪型钢。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，为一种预制再生块体混凝土柱的连接构造示意图，包括预制再生块体混凝土上半柱1、预制再生块体混凝土下半柱2、架立筋7、钢定位板6、抗剪型钢9、竖向孔道3、竖向凹槽4、纵筋8、箍筋5；钢定位板6位于上半柱1内部，钢定位板6上预先钻有孔洞，孔洞数量与上半柱的纵筋8数量相同，每个孔洞对应一根纵筋8，但每个孔洞的位置与其对应的纵筋8的位置相比，更靠近上半柱1的横截面中心；上半柱1的每根纵筋8的靠下部分通过弯折处理，穿过钢定位板6上对应的孔洞，并竖直向下伸出上半柱1的下端面；抗剪型钢9的一部分预埋在上半柱1的内部，并竖直向下伸出上半柱1的下端面；下半柱2的上端面附近预留有竖向孔道3和竖向凹槽4，每个竖向孔道3对应上半柱1的一根弯折处理后的纵筋8，每个竖向孔道3的位置与其对应的弯折处理后的纵筋8的位置一致，竖向凹槽4的位置与伸出上半柱1下端面的抗剪型钢9的位置一致；下半柱2的竖向孔道3和竖向凹槽4内灌有有机结构胶或无机结构胶；伸出上半柱1下端面的抗剪型钢9和弯折处理后的纵筋8分别***下半柱2的竖向凹槽4和对应竖向孔道3，与此同时上半柱1的下端面与下半柱2的上端面紧密接触。
本实施例中，竖向凹槽4的截面尺寸为260mm×260mm×15mm×20mm，深度为210mm；竖向孔道3的直径为25mm，深度为360mm；纵筋8的直径为18mm，架立筋7的直径为10mm。对上半柱1的每根纵筋8的靠下部分进行向内弯折处理，弯折处理后纵筋8的位置与弯折处理前纵筋8的位置之间的距离为170mm。
本实施例中，预制再生块体混凝土上半柱1和预制再生块体混凝土下半柱2的截面尺寸均为500mm×500mm，钢定位板6的厚度为10mm，抗剪型钢选用截面尺寸为250mm×250mm×9mm×14mm的 H型钢，H型钢的长度为400mm。
本实施例中，钢定位板6与弯折处理后的纵筋8点焊，抗剪型钢9与钢定位板6点焊；预制再生块体混凝土下半柱2的竖向凹槽4和竖向孔道3内灌有有机结构胶；伸出预制再生块体混凝土上半柱1下端面的抗剪型钢9和弯折处理后的纵筋8分别***竖向凹槽4和对应竖向孔道3。
上述预制再生块体混凝土柱的连接构造的施工方法，包括如下步骤：
（1）对预制再生块体混凝土上半柱1的纵筋8的靠下部分进行弯折处理，将弯折处理后的纵筋8穿过钢定位板6上的孔洞并点焊连接，将抗剪型钢9与钢定位板6进行点焊连接，绑扎上半柱1的纵筋8和箍筋5以及架立筋7和箍筋5；
（2）绑扎预制再生块体混凝土下半柱2的纵筋8和箍筋5，并设置用于形成竖向孔道3和竖向凹槽4的预埋件；
（3）以横躺方式完成预制再生块体混凝土上半柱1和预制再生块体混凝土下半柱2的模板制作与安装；
（4）将充分湿润后的废旧混凝土块体一次性投入预制再生块体混凝土上半柱1和预制再生块体混凝土下半柱2的模板内部，然后灌入新混凝土并充分振捣；
（5）混凝土初凝时将预埋件拔出，留出预制再生块体混凝土下半柱2的竖向孔道3和竖向凹槽4；
（6）在施工现场，首先利用吊机将预制再生块体混凝土下半柱2就位，然后向下半柱2的竖向孔道3和竖向凹槽4内灌入有机结构胶，最后利用吊机将预制再生块体混凝土上半柱1叠放在预制再生块体混凝土下半柱2上面，并确保伸出上半柱1下端面的抗剪型钢9和弯折处理后的纵筋8分别***下半柱2的竖向凹槽4和对应竖向孔道3，且上半柱1的下端面与下半柱2的上端面紧密接触。
本实施例中，钢定位板6和抗剪型钢9均采用Q345B钢材，焊条采用E50形，焊剂F4A0，焊缝质量等级为一级。纵筋8和架立筋7均采用HRB400热轧钢筋。新混凝土的强度等级为C45，废旧混凝土的立方体抗压强度为35MPa，废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:2。如上所述，便可较好地实现本发明。
根据本发明的方法，还可以开发一系列的实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，故依据本发明的技术实质对以上实例所作的任何简单的修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (4)

  1. 一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，其特征在于：包括预制再生块体混凝土上半柱、预制再生块体混凝土下半柱、架立筋、钢定位板、抗剪型钢、竖向孔道、竖向凹槽、纵筋、箍筋；钢定位板位于上半柱内部，钢定位板上预先钻有孔洞，孔洞数量与上半柱的纵筋数量相同，每个孔洞对应一根纵筋，但每个孔洞的位置与其对应的纵筋的位置相比，更靠近上半柱的横截面中心；上半柱的每根纵筋的靠下部分通过弯折处理，穿过钢定位板上对应的孔洞，并竖直向下伸出上半柱的下端面；抗剪型钢的一部分预埋在上半柱的内部，并竖直向下伸出上半柱的下端面；下半柱的上端面附近预留有竖向孔道和竖向凹槽，每个竖向孔道对应上半柱的一根弯折处理后的纵筋，每个竖向孔道的位置与其对应的弯折处理后的纵筋的位置一致，竖向凹槽的位置与伸出上半柱下端面的抗剪型钢的位置一致；下半柱的竖向孔道和竖向凹槽内灌有有机结构胶或无机结构胶；伸出上半柱下端面的抗剪型钢和弯折处理后的纵筋分别***下半柱的竖向凹槽和对应竖向孔道，与此同时上半柱的下端面与下半柱的上端面紧密接触。
  2. 根据权利要求1所述的一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，其特征在于：所述预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱内部填充有废旧混凝土块体和新混凝土，废旧混凝土块体与新混凝土的质量比为1:4~1:1；新混凝土为天然骨料混凝土或再生骨料混凝土，废旧混凝土块体为旧有建筑物和构筑物去除全部或部分钢筋后破碎而成的块体，废旧混凝土块体的特征尺寸不低于60 mm。
  3. 根据权利要求1所述的一种预制再生块体混凝土柱的连接构造，其特征在于：所述预制再生块体混凝土上半柱内部的架立筋共有4根，每根架立筋的直径不超过10 mm，4根架立筋的位置与上半柱靠近角部的4根纵筋的位置一一对应。
  4. 一种如权利要求1至权利要求3中任一项所述一种预制再生块体混凝土柱的连接构造的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
    （1）对预制再生块体混凝土上半柱的纵筋的靠下部分进行弯折处理，将弯折处理后的纵筋穿过钢定位板上的孔洞并点焊连接，将抗剪型钢与钢定位板进行点焊连接，绑扎上半柱的纵筋和箍筋以及架立筋和箍筋；
    （2）绑扎预制再生块体混凝土下半柱的纵筋和箍筋，并设置用于形成竖向孔道和竖向凹槽的预埋件；
    （3）以横躺方式完成预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱的模板制作与安装；
    （4）将充分湿润后的废旧混凝土块体一次性投入预制再生块体混凝土上半柱和预制再生块体混凝土下半柱的模板内部，然后灌入新混凝土并充分振捣；
    （5）混凝土初凝时将预埋件拔出，留出预制再生块体混凝土下半柱的竖向孔道和竖向凹槽；
    （6）在施工现场，首先利用吊机将预制再生块体混凝土下半柱就位，然后向下半柱的竖向孔道和竖向凹槽内灌入有机结构胶或无机结构胶，最后利用吊机将预制再生块体混凝土上半柱叠放在预制再生块体混凝土下半柱上面，并确保伸出上半柱下端面的抗剪型钢和弯折处理后的纵筋分别***下半柱的竖向凹槽和对应竖向孔道，且上半柱的下端面与下半柱的上端面紧密接触。
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