專利名稱：一種內(nèi)置pvc管增強鋼筋混凝土組合柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼筋混凝土柱和PVC管組合結(jié)構(gòu)柱，特別是一種內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱。
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)承載力的需求，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)致的后果是結(jié)構(gòu)的自重增加，由此而加大地震反應(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功能的發(fā)揮，如建筑樓屋面荷載的設(shè)計布置；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)致柱子的抗震性能得到提高。但是，此類結(jié)構(gòu)受到截面配鋼率的影響較大，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，但這就大大增加了鋼材的消耗和建設(shè)成本的提高。為了降低造價和節(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，可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。普通鋼筋混凝土框架柱易于與框架梁連接，具有節(jié)點構(gòu)造方便的特點，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)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱，通過對矩形截面柱的核心混凝土進行雙重約束，從而提高鋼筋混凝土柱的承載能力，并滿足其延性需求。本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題一種內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱，其特征在于包括一根PVC管混凝土、鋼筋籠和普通混凝土 ；PVC管混凝土埋置于鋼筋混凝土柱截面的中心，與PVC管混凝土相距一定距離的四周埋置有鋼筋籠，在組合柱截面的剩余空間內(nèi)澆筑混凝土。PVC管混凝土由PVC圓管及澆灌在管中的混凝土組成。鋼筋籠由四根或以上縱向受力鋼筋和橫向箍筋構(gòu)成；矩形柱截面四周的縱向受力鋼筋和混凝土承受截面的軸向荷載。在PVC管內(nèi)及在組合柱截面的剩余空間中澆筑的混凝土均為普通混凝土，其配制方法同我國相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明使用PVC管混凝土具有如下優(yōu)點I )PVC管混凝土的應(yīng)用，可以提高一般普通混凝土柱的承載能力，減小相對截面尺寸，加大建筑凈空間；2)PVC管包裹的一部分混凝土，可以提高混凝土的耐久性能，可以有效阻止有害物質(zhì)的侵蝕；3) PVC材料價格低廉，應(yīng)用PVC管混凝土可以節(jié)約鋼材、降低造價。
4) PVC管混凝土被包裹于組合柱的剩余空間內(nèi)澆筑的鋼筋混凝土之間，可以約束內(nèi)部小柱的橫向變形，進一步提聞其承載能力，具有雙重約束效應(yīng)。在承載力相同的情況下，與型鋼混凝土(SRC)柱或鋼管混凝土(CFS)柱相比，本發(fā)明可大大減少鋼材的消耗；且PVC管材相對于鋼材具有價廉、不易生銹、抗腐蝕性好、耐久性能好的特點，有優(yōu)質(zhì)性價比，節(jié)約大量建設(shè)成本。


圖1為一種內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱的橫截面示意圖；圖2為圖1的內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱的各組合部件的空間示意圖。圖中1-PVC管2-內(nèi)置混凝土 3-外部混凝土 4-縱向受力鋼筋5箍筋
具體實施例方式PVC (Poly Vinyl Chloride)材料具有加工性能良好、制造成本低、耐腐蝕、絕緣等良好特性及相對優(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，其拉伸屈服強度彡40MPa，彈性模量約為2749MPa。當(dāng)組合柱是小高層或高層建筑的底層柱或底下幾層柱時，因上部傳來的荷載(包括彎矩、剪力和軸力)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。提高承載力的有效手段是通過擴大PVC管管徑，增大PVC管混凝土中的PVC管I和內(nèi)置混凝土 2面積之和與組合柱全截面的面積比。當(dāng)組合柱是建筑的上部結(jié)構(gòu)柱時，因上部荷載相對較小，在考慮適當(dāng)節(jié)約混凝土材料和降低施工成本時，可通過下述兩種手段來滿足適當(dāng)減小柱截面尺寸的要求1)在較多地減小柱截面尺寸時，相對增大PVC管混凝土截面比例；2)同時減少截面幾何尺寸，但各部分截面比例可保持不變?；驗榱丝紤]施工方便，在不改變柱截面尺寸的前提下，可通過縮小PVC管管徑的辦法來適當(dāng)降低截面的承載力。內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱的施工工藝為1、在PVC管材I內(nèi)澆灌混凝土 2，從而形成PVC管混凝土，該小柱的制作可在施工現(xiàn)場或?qū)I(yè)化企業(yè)生產(chǎn)。為了提高施工進度和加大混凝土的配制、澆筑及養(yǎng)護的可靠性，實行專業(yè)化生產(chǎn)可有效保證其結(jié)構(gòu)的強度。 、按照柱截面的要求，將縱向受力鋼筋4采用箍筋5綁扎成一個鋼筋籠，且滿足構(gòu)造所需的鋼筋保護層厚度。該鋼筋籠的布置寬度要求大于PVC管I的外徑，并滿足一定的間距要求，使其受力更加合理，具有較好的約束效應(yīng)。
ii1、將PVC管混凝土小柱埋置于組合柱截面的中心，四周支模后在所述截面的剩余空間內(nèi)澆筑混凝土 3，從而形成內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱，其特征是包括一根PVC管混凝土、鋼筋籠和普通混凝土 ；PVC管混凝土埋置于鋼筋混凝土柱截面的中心，與PVC管混凝土相距一定距離的四周埋置有鋼筋籠，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所述的一種內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱，其特征是PVC管混凝土由PVC圓管及澆灌在管中的混凝土組成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱，其特征是鋼筋籠由四根或以上縱向受力鋼筋和橫向箍筋構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱，其特征是在PVC管內(nèi)及在組合柱截面的剩余空間中澆筑的混凝土均為普通混凝土，其配制方法同我國相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
全文摘要
一種內(nèi)置PVC管增強鋼筋混凝土組合柱，包括一根PVC管混凝土、鋼筋籠和普通混凝土；PVC管混凝土埋置于鋼筋混凝土柱截面的中心，與PVC管混凝土相距一定距離的四周埋置有鋼筋籠，在組合柱截面的剩余空間內(nèi)澆筑混凝土。本發(fā)明使用了PVC管混凝土可以提高一般普通混凝土柱的承載能力，減小相對截面尺寸，加大建筑凈空間；提高混凝土的耐久性能，阻止有害物質(zhì)的侵蝕；且PVC材料價格低廉，可節(jié)約鋼材、降低造價。在承載力相同的情況下，與型鋼混凝土(SRC)柱或鋼管混凝土(CFS)柱相比，可大大減少鋼材消耗，抗腐蝕性好，耐久性能好，有優(yōu)質(zhì)性價比，大量節(jié)約建設(shè)成本。
文檔編號E04C3/34GK103015629SQ20121053857
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者陳宗平, 徐金俊, 薛建陽 申請人:廣西大學(xué)