專利名稱：Pvc管約束配矩形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)明涉及配矩形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管約束配矩形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；同時，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、綜合造價低的結(jié)構(gòu)柱來滿足上述需求。目前，國內(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，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，鋼管混凝土的承載能力和抗震延性提高較大，而針對中高層建筑結(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。為了降低造價與節(jié)約鋼材，國家相關(guān)部門很早便提出了“以塑代鋼”的政策，鼓勵建設(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、價廉、抗腐蝕性好等特性，PVC管的應(yīng)用范圍將會越來越廣泛。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，以此達到節(jié)約鋼材、降低綜合造價的目的。鑒于此，有必要設(shè)計一種新的構(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)問題是提供一種可增強承載性能、減小構(gòu)件截面尺寸或減少鋼材的消耗、內(nèi)部混凝土耐久性能好、有優(yōu)質(zhì)性價比、利于節(jié)約建設(shè)成本的PVC管約束配矩形箍筋的鋼筋混凝土組合柱。本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:一種PVC管約束配矩形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、矩形箍筋和混凝土，其特征是縱向鋼筋由矩形箍筋綁扎成矩形鋼筋籠骨架，將鋼筋籠骨架嵌套于PVC圓管的截面中心，在組合柱截面的剩余空間內(nèi)澆筑混凝土。矩形鋼筋籠骨架由縱向鋼筋通過矩形箍筋按照一定的箍筋間距綁扎而成，在矩形鋼筋籠截面的四個角部配置縱向鋼筋，并可根據(jù)承載性能的需要在截面的其余邊上增加縱向鋼筋數(shù)量。矩形鋼筋籠嵌套于PVC管的中間部位，兩者的幾何中心重合于一點。
澆筑的混凝土為普通混凝土，其配制方法同我國相關(guān)規(guī)范標準。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，使本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點:I) PVC套管技術(shù)的應(yīng)用，可改善配矩形箍筋的鋼筋混凝土柱對內(nèi)部混凝土的約束效果;2) PVC套管技術(shù)的應(yīng)用，與矩形鋼筋籠聯(lián)合約束內(nèi)在混凝土，可形成多重約束機制，進一步增強組合柱的軸向壓縮能力，改善其延性性質(zhì)；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，PVC材料價格低廉，由此可降低造價。


圖1為PVC管約束配矩形箍筋的鋼筋混凝土組合柱的橫截面示意圖；圖2為PVC管約束配矩形箍筋的鋼筋混凝土組合柱的各組合部件的空間示意圖。
具體實施例方式PVC管約束配矩形箍筋的鋼筋混凝土組合柱，采用管中套籠的增強技術(shù)，通過合理匹配PVC管管徑，達到強有力約束其內(nèi)混凝土的目的，增強組合柱的承載性能。在不降低承載能力的情況下，與原有配矩形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管材相對于鋼材具有價廉、不易生銹，抗腐蝕性好的特點，在外包的PVC管保護下，內(nèi)部混凝土具有良好的耐久性能，同時可減少施工模板，達到優(yōu)質(zhì)性價比的目的，有利于節(jié)約建設(shè)成本。所用PVC管為采用聚氯乙烯(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，以及PVC具有相對優(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，其拉伸屈服強度> 40MPa，彈性模量約為2749MPa。所用混凝土為普通混凝土，其配制方法同我國相關(guān)規(guī)范標準。下面結(jié)合附圖及工程實際對本發(fā)明的具體實施作進一步描述。如圖1 2所示，PVC管約束配矩形箍筋的鋼筋混凝土組合柱，包括PVC圓管1、縱向鋼筋2、矩形箍筋3、混凝土 4。當(dāng)上述組合柱為建筑結(jié)構(gòu)的底層柱或底下幾層柱時，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大PVC管管徑，增大PVC管混凝土截面對配矩形箍筋的鋼筋混凝土截面的面積比例。當(dāng)上述組合柱為建筑結(jié)構(gòu)的上部幾層結(jié)構(gòu)柱時，由于上部荷載相對較小，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，以減小矩形鋼筋籠的大小來相對增大PVC管混凝土截面比例；2)為了考慮施工方便，在不改變矩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管約束配矩形箍筋的鋼筋混凝土組合柱的施工工藝為:i、通過矩形箍筋3以一定的配箍間距將縱向鋼筋2綁扎成一個鋼筋籠骨架；ii、將鋼筋籠骨架嵌套于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管約束配矩形箍筋的鋼筋混凝土組合柱。
權(quán)利要求
1.PVC管約束配矩形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、矩形箍筋和混凝土，其特征是縱向鋼筋由矩形箍筋綁扎成矩形鋼筋籠骨架，將鋼筋籠骨架嵌套于PVC圓管的截面中心，在組合柱截面的剩余空間內(nèi)澆筑混凝土。
2.如權(quán)利要求1所述的PVC管約束配矩形箍筋的鋼筋混凝土組合柱，其特征是矩形鋼筋籠骨架由縱向鋼筋通過矩形箍筋按照一定的箍筋間距綁扎而成，在矩形鋼筋籠截面的四個角部配置縱向鋼筋，并可根據(jù)承載性能的需要在截面的其余邊上增加縱向鋼筋數(shù)量。
3.如權(quán)利要求1所述的PVC管約束配矩形箍筋的鋼筋混凝土組合柱，其特征是矩形鋼筋籠嵌套于PVC管的中間部位，兩者的幾何中心重合于一點。
4.如權(quán)利要求1所述的PVC管約束配矩形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，其配制方法同我國相關(guān)規(guī)范標準。
5.如權(quán)利要求1所述的PVC管約束配矩形箍筋的鋼筋混凝土組合柱，其特征是組合柱被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管約束配矩形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、矩形箍筋和混凝土，縱向鋼筋由矩形箍筋綁扎成矩形鋼筋籠骨架，將鋼筋籠骨架嵌套于PVC圓管的截面中心，在組合柱截面的剩余空間內(nèi)澆筑混凝土。本發(fā)明的PVC套管技術(shù)不僅改善配矩形箍筋的鋼筋混凝土柱對內(nèi)部混凝土的約束效果，且與矩形鋼筋籠聯(lián)合約束內(nèi)在混凝土，可形成多重約束機制，進一步增強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，在滿足承載能力需求的前提下，可減少鋼材的使用，PVC材料價格低廉，又可降低造價。
文檔編號E04C3/34GK103206042SQ20131008629
公開日2013年7月17日 申請日期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 申請人:廣西大學(xué)