建造具有角鋼和鋼筋的預(yù)制鋼骨混凝土柱的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在隅角處用角鋼預(yù)制鋼骨混凝土(PSRC)柱。所述柱在角鋼之間具有輔助鋼筋且連桿環(huán)繞角鋼和輔助鋼筋。柱頭鋼板在角鋼和輔助鋼筋外部固定到所述結(jié)構(gòu)。柱頭鋼筋板以對(duì)角方式附接在PSRC柱內(nèi)部。使用模具來向所述柱填充水泥。
【專利說明】建造具有角鋼和鋼筋的預(yù)制鋼骨混凝土柱的方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年2月17、發(fā)明名稱為“用角鋼的預(yù)制鋼骨混凝土柱及其建造方法”的第201210036387.7號(hào)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]相關(guān)專利申請(qǐng)案的交叉參考
[0003]本專利申請(qǐng)案主張?jiān)陧n國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局在2011年2月18日申請(qǐng)的第10-2011-0014502號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)案、在2011年8月11日申請(qǐng)的第10-2011-0079994號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)案以及在2011年8月11日申請(qǐng)的第10-2011-0079995號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)案的權(quán)益，所述申請(qǐng)案的揭示內(nèi)容以全文引用的方式并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及預(yù)制鋼骨混凝土(prefabricatedsteel reinforced concrete,PSRC)柱，且更具體來說，涉及具有角鋼(angle steels)的PSRC柱及其建造方法。

【背景技術(shù)】
[0005]如圖1A中所示,通過用鋼筋混凝土(reinforced concrete) 22環(huán)繞鋼架柱(steelframed column) 21 (例如H形或?qū)捦咕変撝?來形成建造中使用的常規(guī)鋼骨混凝土(steelreinforced concrete, SRC)柱或梁。模具23用以在鋼架柱21和連桿(tie bars) 13周圍澆注混凝土 22。
[0006]圖1B顯示具有橫梁(girders) 41從柱在四個(gè)方向上突出的面板區(qū)(panel zone)。雖然面板區(qū)在結(jié)構(gòu)上是重要的，但在很多情況下對(duì)面板區(qū)的模制不注意管理。制造/建造面板區(qū)是昂貴的且通常會(huì)消耗大量時(shí)間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)使用角鋼建造預(yù)制鋼骨混凝土(PSRC)柱的方法及具有角鋼的PSRC柱。在實(shí)施例中，角鋼可用作垂直材料，而鋼筋(reinforcement bars, REBAR)可用作水平或傾斜材料。與常規(guī)PSRC柱相此，所述PSRC柱的模具區(qū)域可能較小。進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)可能是簡(jiǎn)化的面板區(qū)模具，其先前已被復(fù)雜化以在現(xiàn)場(chǎng)制造。經(jīng)建造具有角鋼的PSRC柱也可減少垂直誤差。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種通過制備角鋼和鋼筋來建造PSRC柱的方法，所述方法包含:在橫截面形狀為四邊形的PSRC柱的隅角架設(shè)角鋼；在角鋼之間添加輔助鋼筋；用以界定的間隔水平布置的連桿環(huán)繞角鋼和輔助鋼筋；將連桿焊接并固定到結(jié)構(gòu)；將柱頭鋼板(column capital steel plates)焊接到角鋼和輔助鋼筋的提供了梁的外部；和/或以對(duì)角方式將柱頭鋼筋板(column capital steel reinforcing plates)附接在向柱頭鋼板的內(nèi)表面提供梁的位置處；將梁或托架附接到柱頭鋼板外部以制造PSRC柱和/或現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)送并架設(shè)PSRC柱。梁的剩余中央部可附接到托架，可在PSRC柱周圍提供模具且可將混凝土澆鑄到模具中。
[0009]換言之，提供一種建造具有角鋼和鋼筋的預(yù)制鋼骨混凝土柱的方法，所述方法包括:在橫截面形狀為四邊形的預(yù)制鋼骨混凝土柱的隅角上架設(shè)角鋼；在所述角鋼之間提供輔助鋼筋；用以間隔水平布置的連桿環(huán)繞所述角鋼和輔助鋼筋；圍繞所述輔助鋼筋和所述角鋼焊接所述連桿；在所述角鋼和所述輔助鋼筋外部焊接柱頭鋼板；以及以對(duì)角方式將柱頭鋼筋板附接在所述預(yù)制鋼骨混凝土柱內(nèi)部。
[0010]所述方法可進(jìn)一步包含:形成用于將角鋼(其可為輕量型)附接到梁或托架的側(cè)表面的螺栓孔，在附接到PSRC柱的梁或托架的端部中，所述梁或托架以對(duì)應(yīng)于覆蓋深度的距離間隔開；以及將穿過槽孔(slot holes)的角鋼與螺栓附接；以及用自鉆螺絲將用作永久模具的角形輕量預(yù)成型鋼板(angle lightweight pre-formed steel plates)的端部固定到角鋼。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種在預(yù)制鋼骨混凝土(PSRC)柱中通過將+_形(+-shaped)剛性梁放置并固定在PSRC柱的面板區(qū)中的PSRC柱的中心處而將角鋼接合到鋼梁的抗震方法，所述抗震接合方法包含:在從角鋼中構(gòu)成+_形剛性梁的四個(gè)梁的左側(cè)和右側(cè)處將梁座(beam saddles)水平地焊接在以1mm到50mm或更多的自由空間(所述自由空間大于每一梁的寬度)布置的四對(duì)角鋼之間；將梁座的橫截面形狀制作為，-形-shaped)、T形(T-shaped)或Π形(Π -shaped)中的一者,且使得梁座的頂面與+_形剛性梁的下部凸緣的下端的高度匹配；通過將梁座用螺栓連接或焊接到+_形剛性梁的下部凸緣來使PSRC柱與梁接合；在？5%柱周圍提供模具；以及將混凝土澆注到模具中。
[0012]此外，如果梁的寬度太大且不存在足夠的自由空間來將混凝土澆注到PSRC柱中，則柱部件可被切割且連續(xù)地焊接到梁的上部凸緣和下部凸緣的頂面和底面，且短部件(例如已切割的柱部件)可插入并焊接在梁的上部凸緣和下部凸緣之間。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種預(yù)制鋼骨混凝土(PSRC)柱的成套成形方法，所述方法包含:以固定方式將鋼絞線(steel strands)附接到放置在或固定在PSRC柱的頂端上的鋼梁或托架兩者的下部；向下懸掛鋼絞線；將中空爬升式液壓千斤頂耦合到鋼絞線的下端；通過使用夾具將中空爬升式液壓千斤頂附接到模具的軛(yokes)，所述軛經(jīng)制造成為具有PSRC柱高度的約1/2到1/4的高度；以及用液壓軟管(hydraulic hose)將中空爬升式液壓千斤頂連接到液壓泵。在花費(fèi)最少時(shí)間使混凝土的預(yù)澆注下部在沒有模具的情況下自支撐后，通過使用(例如)液壓千斤頂向上推動(dòng)模具，且依序在預(yù)澆注下部上澆注混凝土的上部。
[0014]換言之，提供一種預(yù)制鋼骨混凝土柱成套成形方法，其包括:以固定方式將鋼絞線附接到鋼梁或托架的兩個(gè)下部，所述鋼梁或托架放置并固定在預(yù)制鋼骨混凝土柱的頂端上，所述預(yù)制鋼骨混凝土柱具有緊固在所述預(yù)制鋼骨混凝土柱的隅角處的角鋼；向下懸掛所述鋼絞線；將中空爬升式液壓千斤頂耦合到所述鋼絞線的下端；將所述中空爬升式液壓千斤頂附接到具有為所述預(yù)制鋼骨混凝土柱高度的1/2到1/4的高度的模具的軛；以及用液壓軟管將所述中空爬升式液壓千斤頂連接到液壓泵，且在混凝土的預(yù)澆注下部在沒有所述模具的情況下自支撐后，用所述液壓千斤頂向上推動(dòng)所述模具，且在預(yù)澆注的下部預(yù)制鋼骨混凝土柱上依序?qū)ι喜款A(yù)制鋼骨混凝土柱進(jìn)行澆注。
[0015]可通過使模具下部(其中混凝土的橫向壓力較高)處的軛之間的間隔低于模具上部(其中混凝土的橫向壓力較低)處的軛之間的間隔來自動(dòng)減小托梁(joists)的長(zhǎng)度，從而提高軛和托梁的效果。
[0016]為拆除H形的以直角彼此匯合的兩個(gè)軛，可在一個(gè)軛的端部處形成兩個(gè)外圍螺栓孔和一個(gè)中央螺栓孔；可在剩余軛的端部處形成兩個(gè)外圍螺栓孔，且可用硬化劑增強(qiáng)端部以獲得接合鋼板；可以45°將接合鋼板焊接到軛的端部且接合螺栓可插入到彼此相向的接合鋼板的螺栓孔的外圍螺栓孔中；以及可將耦合器焊接到中央螺栓孔的外表面，其中，為將模具從混凝土中分離出來，擰松接合螺栓，將分離螺栓插入到耦合器中并順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得分離螺栓推動(dòng)接合鋼板的不具有螺栓孔的表面并產(chǎn)生用于使彼此相向的接合鋼板之間的間隔加寬的力，從而將模具從混凝土的表面中分離出來。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種構(gòu)件，其包括:四邊形預(yù)制鋼骨混凝土柱、角鋼、輔助鋼筋、連桿、柱頭鋼板以及柱頭鋼筋板；角鋼位于所述預(yù)制鋼骨混凝土柱的隅角上；輔助鋼筋在所述角鋼之間；連桿環(huán)繞所述角鋼和所述輔助鋼筋；柱頭鋼板固定在所述角鋼和所述輔助鋼筋外部；柱頭鋼筋板以對(duì)角方式附接在所述預(yù)制鋼骨混凝土柱內(nèi)部。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]通過參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例將更明白本發(fā)明的以上和其它特征及優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0019]圖1A和IB圖解說明常規(guī)鋼筋混凝土(SRC)柱和梁。
[0020]圖2A圖解說明預(yù)制鋼筋柱的面板區(qū)。
[0021]圖2B圖解說明圖2A的預(yù)制鋼筋柱。
[0022]圖3A圖解說明預(yù)制鋼骨混凝土(PSRC)柱的面板區(qū)。
[0023]圖3B圖解說明圖3A的PSRC柱。
[0024]圖4A至4D圖解說明預(yù)制鋼筋混凝土(PRC)柱和PSRC柱中面板區(qū)和連桿的焊接部。
[0025]圖5A至5C圖解說明PSRC柱的螺栓接合部、PSRC柱的焊接接合部以及PRC柱的接合部。
[0026]圖6圖解說明柱強(qiáng)度(P-M)曲線圖。
[0027]圖7A至7C圖解說明PSRC柱的面板區(qū)。
[0028]圖8圖解說明面板區(qū)部分。
[0029]圖9A至9F為用于闡述邏輯復(fù)合(logical composite, LC)框架方法的圖。
[0030]圖1OA至1B圖解說明當(dāng)由于柱的橫截面積較小且+_形剛性梁的寬度較大，因此幾乎沒有空間澆注柱混凝土?xí)r，通過使用LC框架方法布置的鋼材料。
[0031]圖1lA至IlE是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝配PSRC柱的方法的圖。
[0032]圖12A和12B是圖解說明PSRC柱和普通鋼筋混凝土柱中彎矩(bending moment)與純跨度(pure span)之間的關(guān)系的圖。
[0033]圖13A和13B圖解說明當(dāng)由于柱的橫截面積較小且+_形剛性梁的寬度較大，因此幾乎不存在空間澆注柱混凝土?xí)r，所布置的柱的鋼材料。
[0034]圖14A和14B圖解說明使用包含H形鋼的+_形剛性梁的PSRC柱以及使用包含"TSC (SEN復(fù)合梁)”復(fù)合梁的+_形剛性梁的PSRC柱。
[0035]圖15A圖解說明耦合到PSRC柱的模具。
[0036]圖15B是圖解說明圖15A的模具的橫截面圖。
[0037]圖15C是沿圖15B的線A-A獲取的橫截面圖。
[0038]圖1?是沿圖15B的線B-B獲取的橫截面圖。
[0039]圖16A和16B圖解說明分離形式的方法。
[0040]圖17圖解說明軛之間的間隔以及托梁的長(zhǎng)度根據(jù)模具的高度變化的情況。

【具體實(shí)施方式】
[0041]現(xiàn)將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，附圖中顯示本發(fā)明的示范性實(shí)施例。在附圖中，由相同參考數(shù)字表示的元件實(shí)質(zhì)上為相同元件。
[0042]雖然 申請(qǐng)人:已針對(duì)包含角鋼的柱開發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)，但由于角鋼材料需求和供應(yīng)沒有得到很好的均衡，因此難以實(shí)際使用此項(xiàng)技術(shù)。為解決此問題， 申請(qǐng)人:已使用大直徑高強(qiáng)度的焊接鋼筋而不是角鋼開發(fā)出預(yù)制鋼筋混凝土(PRC)柱，并已針對(duì)眾多建筑使用PRC柱以改進(jìn)建造方法。 申請(qǐng)人:基于PRC柱提出使用角鋼和鋼筋建造PSRC柱的方法。
[0043]一般來說，RC結(jié)構(gòu)通過在具有高抗壓的混凝土的抗拉部處提供具有高抗拉的鋼筋來展現(xiàn)出抗力。然而，RC結(jié)構(gòu)具有若干問題，即需要制造用于容納流動(dòng)的混凝土的模具和支架，需要脫模成本且混凝土的標(biāo)準(zhǔn)固化時(shí)間為28天，其很難縮短。
[0044]為解決這些問題，最近已在鋼骨制作廠房?jī)?nèi)預(yù)先制作預(yù)制鋼筋以使得鋼筋在建造期間可自撐，從而使得出模時(shí)間最小化，大大降低了制造成本，并減少現(xiàn)場(chǎng)處理和制作預(yù)制鋼筋的操作。在圖2A和2B中顯示所述預(yù)制鋼筋柱。圖2B圖解說明預(yù)制加鋼筋柱I且圖2A圖解說明預(yù)制鋼筋柱I的面板區(qū)10。預(yù)制鋼筋柱I包含柱主條14、連桿13、橫梁41以及面板區(qū)10。面板區(qū)10包含柱頭鋼板15和柱頭鋼筋板16。
[0045]在當(dāng)前說明書中，由于直接連接到柱的水平結(jié)構(gòu)元件被稱為此【技術(shù)領(lǐng)域】中的橫梁，因此對(duì)應(yīng)于元件數(shù)字41的元件被稱為橫梁。然而，在本說明書中，被稱為梁的元件嚴(yán)格意義上來說可能為橫梁。這是由于以下事實(shí)，即梁按照定義為支持垂直負(fù)荷的水平結(jié)構(gòu)元件，且在此意義上，橫梁因此可被視為一種梁。
[0046]角鋼可用作用于建造輕量型屋架(roof trusses)、電線桿、塔、支架、用于塔式起重機(jī)的欄桿、樓梯、溝槽以及其它類型的建造工作的結(jié)構(gòu)和支架材料。角鋼通常暴露于戶外元件。大于100x100mm的角鋼在市場(chǎng)上尚不常見。具體來說，由于制造成本和交付周期，針對(duì)結(jié)構(gòu)用途用高強(qiáng)度鋼制成的角鋼是昂貴的且僅通過非常大的訂單獲得。而且，大的角鋼與例如鋼筋或I梁等其它鋼產(chǎn)品相此，一般限于較長(zhǎng)的交付周期(通常為二或三個(gè)月)。
[0047]在圖3A和3B中顯示具有角鋼的PSRC柱。圖3B圖解說明PSRC柱2，且圖3A圖解說明PSRC柱2的面板區(qū)10。參看3A和3B，角鋼11設(shè)置在PSRC柱2的邊緣處。而且，柱頭鋼板15'的兩邊均耦合到面板區(qū)10中的角鋼11。而且，輔助鋼筋12設(shè)置在角鋼11之間并與角鋼11平行。
[0048]當(dāng)通過使用SRC結(jié)構(gòu)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)而不是RC結(jié)構(gòu)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)PSRC柱2時(shí),也可實(shí)現(xiàn)由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的差異而造成的經(jīng)濟(jì)效益。雖然通過熔化廢鐵來制造鋼筋，但通過對(duì)鼓風(fēng)爐中生成的初次制成鐵執(zhí)行熱軋來制造角鋼。因此，由于角鋼的可靠性高于鋼筋的可靠性，因此使用角鋼的PSRC柱2展現(xiàn)出改進(jìn)的特性。通過對(duì)由煉鋼工制造的鋼筋執(zhí)行測(cè)試而獲得的結(jié)果表明，伸長(zhǎng)此(elongat1n rat1)存在大的誤差。所述誤差影響了抗震性，如表I中所示。SN材料的可靠性高得多。
[0049]表1.對(duì)鋼筋執(zhí)行的張力測(cè)試的結(jié)果:SD500W
[0050]
I—..............................................................................................................................1.......................................................—.............................................................................................................測(cè)試結(jié)果................................................................................................................名稱,處理iEBgM,/luro、伸長(zhǎng)比
IP服強(qiáng)度(MPa抗拉強(qiáng)度(MPa 1.............................................................................................................................1.........................................................1................................................................................................................................................................................1.........................................Dl 41-N-L-12 無 561.2669.09.5
卜2|ll-N-M-13 無 |537’3 660.1il6.9
mm-N-S-13 無 550.7 667.913.4
p4 p1-P-L-12 預(yù)^_552.2_|β70.1__13.9
Ρ5 p 1-P-M-13 預(yù)^_p49A_|β71.6__16.7
Μ p1-P-S-13 預(yù)尋_538.5_|β_.8__15,5
07 4UA-M-13后加熱 560.4_[￠76.4__16.2
1b 1 - A-L? 12 后加熱 p65.0_|690.3__13.3 I
09— 29-N-L-12 無 _539.2_ 675.6 __15.2
1029~N~M-10 無 549.5676.412.7
1129-N-S-10 無 538.6670.915.5
1229-N 無 543.3672.516.9
[0051]請(qǐng)注意:名稱欄指明了鋼筋的測(cè)試號(hào)和直徑-熱處理方法-焊接量-焊接部處鋼筋的直徑；熱處理方法關(guān)鍵字- (N:無，P:預(yù)熱，A:后加熱)。
[0052]在表2中顯示KS標(biāo)準(zhǔn)。
[0053]表2.KS 標(biāo)準(zhǔn)
[0054]
類型I屈服強(qiáng)度(MPa) I抗拉強(qiáng)度(MPa) |伸長(zhǎng)此(％ )
SD500W 500或更多620或更多14或更多
[0055]常規(guī)預(yù)制增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(prefabricated reinforced structure)包含在梁和柱的隅角密集厚的鋼筋以便使優(yōu)勢(shì)最大化。由于角鋼的橫截面形狀而使角鋼實(shí)現(xiàn)了與鋼筋集中在隅角時(shí)所獲得相同的效果，因此預(yù)制增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。而且，連桿的焊接、焊接位置的數(shù)量以及焊接量可減少。
[0056]圖4A至4D圖解說明PRC柱和PSRC柱中的面板區(qū)和連桿的焊接部W。圖4A和4B圖解說明PRC柱和PSRC柱中的面板區(qū)的焊接部W。圖4C和4D圖解說明PRC柱和PSRC柱中的連桿的焊接部W。參看圖4A，PRC柱的面板區(qū)具有36個(gè)焊接部W。參看圖4B，PSRC柱的面板區(qū)具有16個(gè)焊接部W。參看圖4C，PRC柱的連桿具有18個(gè)焊接部W。如圖4C中所繪制，連桿13也相互焊接。參看圖4D，PSRC柱的連桿具有12個(gè)焊接部W。S卩，從圖4A至4D中可以發(fā)現(xiàn)，PSRC柱的焊接部W的數(shù)目可能遠(yuǎn)小于PRC柱的焊接部W的數(shù)目。
[0057]圖5A至5C分別圖解說明PSRC柱的螺栓接合部、PSRC柱的焊接接合部以及PSRC柱的接合部。參看圖5B，雖然接合鋼板并不另外用于使柱和梁接合，但由于角鋼11直接相互焊接，因此可能會(huì)減少額外鋼材料和焊接量。
[0058]與PRC柱相此，當(dāng)使用角鋼11時(shí)，角鋼11可現(xiàn)場(chǎng)直接相互焊接或相互用螺栓連接以使上部和下部柱連接。即，如圖5A中所示，上部和下部柱可通過使用耦合器18或接合鋼板19的輔助鋼筋(如圖5B中所示)相互連接。
[0059]由于與表3中所示的鋼筋中的每一者相此，角鋼11中的每一者均具有較大的回轉(zhuǎn)半徑，因此彎折長(zhǎng)度(buckling length)彎曲剛度兩者都較高。
[0060]表3.鋼筋與角鋼之間回轉(zhuǎn)半徑的此較
[0061]
鋼筋角鋼標(biāo)橫截—^ 橫截面積回轉(zhuǎn)半徑
mir\r%*V,%
t inm JL mm )k inm )t mm )
03811140_9.5 _9()^9()^6 105527.7
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1)51202712.Si OOM (H)' 10 190030.4
[0062]因此，PSRC材料的強(qiáng)度越大，在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)載并裝配時(shí)的PSRC材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性就越大，且伸直度越大。
[0063]根據(jù)韓國(guó)建筑條例，RC柱的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度如下所示。
[0064]在使用連桿的RC柱的情況下:
[0065]Φ Pn = 0.65 (0.8P。)= 0.65 X 0.8 X [fyAst+0.85fckAj........................(I)
[0066]其中Φ為強(qiáng)度減小因數(shù)，
[0067]Pn為存在偏心率時(shí)的標(biāo)稱強(qiáng)度，
[0068]Po為不存在偏心率時(shí)的標(biāo)稱強(qiáng)度，
[0069]Fy為抗拉鋼筋的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度，
[0070]Fck為混凝土的設(shè)計(jì)指定抗壓強(qiáng)度，
[0071]Ast為鋼筋的橫截面積，以及
[0072]Ac為混凝土的橫截面積。
[0073]在使用螺旋鋼筋的RC柱的情況下:
[0074]φ Pn = 0.70 (0.85Ρ。)= 0.70 X 0.85 X [fyAst+0.85fckAj。
[0075]SRC柱的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度如下所示。
[0076]在Pe彡0.44P。的情況下:
[0077]誦]....".."..■..………(2 )
[0078]其中P。= AsFy+AyFy+0.85Acfck,且
[0079]Pe= Ji2 (EIeff)/(KL)2,
[0080]其中E為彈性模數(shù)，
[0081]EIeff為抗壓部件的有效彎曲剛度，
[0082]K為有效彎折長(zhǎng)度系數(shù)，以及
[0083]L為柱長(zhǎng)度。
[0084]在Pe < 0.44P。的情況下，
[0085]其中ΦPn = 0.75X0.877Pe。
[0086]使用RC柱和SRC柱的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可在圖6中顯示為柱_強(qiáng)度(P-M)圖表。
[0087]當(dāng)通過根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(例如新頒布的2009年韓國(guó)建筑條例(KBC))考慮SRC復(fù)合柱的彎折來計(jì)算效率時(shí)，雖然存在其它變量，但SRC柱中使用的角鋼的效率與RC柱中使用的鋼筋相此高出約30%到40%。因此，即使考慮到與大直徑高強(qiáng)度鋼筋相此角鋼(例如SN490)要貴約5%的事實(shí)，角鋼也此大直徑高強(qiáng)度鋼筋要好25%到35%。
[0088]考慮到最新的技術(shù)和建造方法此常規(guī)建造方法要好約10%，本發(fā)明的效果是相當(dāng)可觀的。用于計(jì)算模具制造成本的單位成本是基于表面積。因此，進(jìn)行模具工作的木工感覺最難建造的部分是附接梁的階梯、柱以及面板區(qū)。而且，需要用模具糾正在建造條件下在PSRC柱中產(chǎn)生的垂直誤差。
[0089]RC和SRC設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)存在著差異。當(dāng)角鋼被視為鋼筋并根據(jù)RC結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)時(shí)，并不會(huì)出現(xiàn)大的抗力但經(jīng)濟(jì)效益會(huì)減少。另一方面，當(dāng)鋼筋代替角鋼等鋼材料用作傾斜材料，視為鋼材料，并根據(jù)SRC結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)時(shí)，獲得約25%到35%的經(jīng)濟(jì)效益。然而，當(dāng)實(shí)際上使用上述不熟悉的類型和鋼材料時(shí)，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)某些抗力。為解決此問題，當(dāng)通過針對(duì)柱的水平材料和傾斜材料兩者均使用角鋼來設(shè)計(jì)SRC結(jié)構(gòu)時(shí)，與RC連桿之間的間隔可能存在失配。因此，需要經(jīng)由實(shí)驗(yàn)提供令人信服的研究材料。這是因?yàn)榇蟛糠纸ㄔ旃こ處熣J(rèn)為SRC結(jié)構(gòu)為通過將H形鋼設(shè)置在中心處而獲得的RC結(jié)構(gòu)，如圖1A中所示。
[0090]因此，本發(fā)明使用用于垂直材料的角鋼以及用于水平材料或傾斜材料的鋼筋。而且，本發(fā)明提供具有較小面積的模具并針對(duì)難以現(xiàn)場(chǎng)制造的面板區(qū)簡(jiǎn)化模具。另外，本發(fā)明減少了用模具糾正PSRC柱的垂直誤差的負(fù)擔(dān)。
[0091]如圖3A中所示，通過考慮混凝土覆蓋深度來將角鋼11和輔助鋼筋12另外設(shè)置在橫截面形狀為四邊形的PSRC柱的邊緣處，連桿13水平纏繞而圍繞垂直材料并焊接到角鋼11和輔助鋼筋12?？涩F(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行或可在工廠執(zhí)行將連桿13焊接到角鋼11和輔助鋼筋12的操作。
[0092]結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是基于最近出版的KBC2009的SRC設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，且連桿13的厚度和最大間隔經(jīng)測(cè)定同樣不會(huì)違背RC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
[0093]可通過同時(shí)制造高達(dá)2層或更多的一個(gè)單元來制造預(yù)制柱。通過根據(jù)施加到預(yù)制柱的上部和下部應(yīng)力來調(diào)整輔助鋼筋12的數(shù)目而以更具經(jīng)濟(jì)效益的方式設(shè)計(jì)預(yù)制柱。在具有高達(dá)3層的一個(gè)單元的預(yù)制柱的情況下，輔助鋼筋12可集中在下層上，這在經(jīng)濟(jì)上是優(yōu)選的。
[0094]圖7A至7C圖解說明PSRC柱的面板區(qū)10。圖7A至7C圖解說明梁在2、3和4個(gè)方向上接合到PSRC柱的面板區(qū)10的情況。參看圖7A至7C，將附接了橫梁41的柱頭鋼板15焊接到面板區(qū)10中的垂直材料，其中橫梁41接合到包含角鋼11、輔助鋼筋12以及連桿13的PSRC柱。柱頭鋼筋板16另外焊接到柱頭鋼板15的內(nèi)表面以便將橫梁41的應(yīng)力傳輸?shù)綄?duì)面的梁。
[0095]橫梁41或托架在二、三或四個(gè)方向上焊接到面板區(qū)10中的柱頭鋼板15的外表面，角鋼11在PSRC柱的單元的接合處現(xiàn)場(chǎng)相互焊接或用螺栓連接，且輔助鋼筋12通過使用鋼板或耦合器相互接合。
[0096]與PRC柱類似，通過將橫梁41附接到面板區(qū)10，在角鋼11和連桿13的外部提供模具以及將混凝土澆到模具中來完成PSRC柱。
[0097]再次參看圖7A至7C，僅柱頭鋼板15附接到附接了橫梁41的表面。在這種情況下，附接了柱頭鋼筋板16的輔助鋼筋12可在面板區(qū)10中添加到并未附接橫梁41的表面。
[0098]圖8圖解說明面板區(qū)10。參看圖8，螺栓孔形成于橫梁41或托架的側(cè)表面中，且用螺栓32將穿過槽孔的橫梁41或托架耦合到輕量型角鋼31。耦合到橫梁41的輕量型角鋼31耦合到角形輕量預(yù)成型鋼板34，且鋼筋肋36可形成于角形輕量預(yù)成型鋼板34上以便增加強(qiáng)度。角形輕量預(yù)成型鋼板34可充當(dāng)永久模具，且自鉆螺絲35可耦合到角形輕量預(yù)成型鋼板34。
[0099]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，將對(duì)PSRC柱以及在PSRC柱的面板區(qū)中提供梁的方法進(jìn)行闡述。
[0100]將鋼梁剛性地連接到鋼骨混凝土柱的方法包括將鋼梁剛性地連接到鋼架柱(與鋼架結(jié)構(gòu)中一樣)。即，通過用鋼筋混凝土環(huán)繞鋼架柱來獲得鋼骨混凝土。用鋼筋混凝土環(huán)繞鋼架柱的原因是與僅用鋼設(shè)計(jì)柱時(shí)相此，建造成本可能較低，且自動(dòng)實(shí)現(xiàn)鋼架柱并不具有的抗火性。
[0101]由于在PSRC柱中，與普通鋼筋混凝土柱不同，在柱的中心不存在鋼架柱(所述柱將剛性地連接鋼梁)，因此單獨(dú)的抗震接合方法是優(yōu)選的。
[0102]鋼骨混凝土柱具有實(shí)現(xiàn)抗火性的優(yōu)勢(shì)，且另一優(yōu)勢(shì)為由于柱承擔(dān)的軸向力的一部分也由混凝土承擔(dān)，因此鋼架柱的中央部的橫截面積減少，這對(duì)于其價(jià)格來說具有極好的抗壓。然而，典型鋼骨混凝土柱違反結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本原理，所述基本原理中的一者為具有極好抗壓的材料應(yīng)設(shè)置在中央部且具有極好抗拉的材料應(yīng)設(shè)置在外圍部。
[0103]舉例來說，雖然鋼筋可經(jīng)設(shè)計(jì)以在鋼骨混凝土柱的任何部分處提供，但設(shè)計(jì)者并不在鋼骨混凝土柱的中央部提供鋼筋。
[0104]由于上述問題，在抗震設(shè)計(jì)中(其中柱不僅承載壓縮力，而且承載彎矩)，典型鋼骨混凝土柱可能是非常不實(shí)用的柱。為根據(jù)材料的特性設(shè)置材料，已對(duì)將鋼梁直接接合到鋼筋混凝土柱的方法進(jìn)行了研究，其與鋼骨混凝土柱相此具有更好的效率。
[0105]所述方法中的一者為邏輯復(fù)合(LC)框架方法。圖9A至9F為用于闡述LC框架方法的圖。圖9A圖解說明基本鋼架91。圖9B圖解說明面承載板(FBP) 92。圖9C圖解說明上部和下部帶板94。圖9D圖解說明蓋板96。圖9E圖解說明現(xiàn)場(chǎng)裝配鋼筋混凝土柱和鋼梁的情況。圖9F圖解說明建造板還(slab)的情況。
[0106]如圖9A至9F中所示，LC框架方法涉及將混凝土灌注到略低于鋼筋混凝土柱的鋼梁的下端的高度，放置并固定剛性地連接的梁件以在預(yù)定位置處具有+_形，以及執(zhí)行后續(xù)過程。圖1OA和1B圖解說明可應(yīng)用圖9A至9F的LC框架方法的普通鋼骨混凝土柱。圖1A為使用H形鋼82的鋼骨混凝土柱。圖1OB圖解說明使用交叉H形鋼84的鋼骨混凝土柱。
[0107]LC框架方法是復(fù)雜的且鋼筋混凝土和鋼架工作要求在現(xiàn)場(chǎng)工作期間進(jìn)行合作。然而，實(shí)際上，每一操作均由每一分包商執(zhí)行，因此合作實(shí)際上并不常見。
[0108] 申請(qǐng)人:已研究了加固鋼筋混凝土柱的方法以便保持鋼筋混凝土柱的效率，簡(jiǎn)化了過程并減少了現(xiàn)場(chǎng)工作量，且已開發(fā)了 PRC柱，其中鋼筋混凝土柱的鋼筋在工廠預(yù)裝配并像鋼架材料一樣運(yùn)載和建造。
[0109]抗震結(jié)構(gòu)中最優(yōu)選的接合形狀經(jīng)形成以使得在水平方向上形成的兩個(gè)梁和在垂直方向上形成的兩個(gè)梁彼此相向(其間存在柱)并穿過所述柱，且所述柱幾乎不帶來抗力或干擾。然而，鋼架結(jié)構(gòu)或鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)形成以使得梁被迫剛性地連接到柱以便一個(gè)梁越過另一梁。雖然LC框架方法會(huì)解決此問題，但由于在現(xiàn)場(chǎng)條件下LC框架方法是復(fù)雜的，因此LC框架方法很少由制造者(除了開發(fā)出LC框架方法的制造者)使用。
[0110]將對(duì)用于解決問題的使用角鋼和鋼梁的預(yù)制鋼骨混凝土柱的抗震接合方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0111]圖1lA至IlE是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于闡述預(yù)制PSRC柱3的圖。詳細(xì)來說，圖1lA圖解說明PSRC柱3。圖1lB圖解說明PSRC柱3上提供的梁座72。圖1lC圖解說明梁座72上提供的+_形剛性梁74。圖1lD圖解說明模具76。圖1lE圖解說明被澆注的混凝土 78。
[0112]通過將安置在中央的鋼架材料分布到鋼骨混凝土柱的外圍部，用連桿捆扎鋼材料以形成具有與尼龍類似的高強(qiáng)度的制備柱，并將橫截面略微向上改變的鋼材料更換為鋼筋來形成PSRC柱3。PSRC柱3的主要材料為鋼筋和角鋼，但如有必要，可選擇性地為T形鋼、Π形鋼或H形鋼。
[0113]關(guān)于將+形剛性梁74放置并固定在PSRC柱3的面板區(qū)中的中心處的鋼梁抗震接合方法將梁座72水平焊接在垂直布置在4個(gè)梁的左側(cè)和右側(cè)處的四對(duì)角鋼11之間，從而從角鋼11中構(gòu)成+_形剛性梁74。角鋼11之間的間隔要此每一梁的寬度大1mm到50mm，以便糾正PSRC柱3的裝配誤差。
[0114]梁座72的橫截面形狀為，-形、T形或Π形，且梁座72的頂面與+_形剛性梁74的下部凸緣的下端的高度匹配。+-形剛性梁74的下部凸緣和梁座72相互用螺栓連接或焊接。
[0115]當(dāng)梁的寬度太大且不存在自由空間將混凝土澆到PSRC柱3中時(shí)，柱部件可被切割且連續(xù)地焊接到梁的上部凸緣和下部凸緣的頂面和底面。在這種情況下，短部件(例如已切割的柱部件)插入并焊接在梁的上部凸緣和下部凸緣之間。
[0116]最后，與普通鋼骨混凝土柱中一樣，放置模具并澆注混凝土，從而完成抗震接合方法。
[0117]從中移除了混凝土的PSRC柱3對(duì)應(yīng)于制備的鋼架柱(其中鋼架材料被分布到外圍部)。因此，由于鋼架材料在所有方向上均通過間隔相互間隔開放置，因此+_形剛性材料74僅放置在分布式鋼架材料之間。雖然分布式鋼架材料(這里為角鋼11)優(yōu)選垂直布置以不接觸梁，但如果由于梁的寬度太大而不存在自由空間將混凝土灌注到PSRC柱3中，那么鋼架材料可通過切割而布置在梁的上部凸緣和下部凸緣之間并焊接在梁的上部凸緣和下部凸緣的表面之間。
[0118]根據(jù)鋼梁和PSRC柱3的抗震接合方法，可通過將鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的鋼架材料最大程度地推向外圍部來使區(qū)段設(shè)計(jì)效率最大化。而且，在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)或鋼架結(jié)構(gòu)中，PSRC柱3和梁可連續(xù)地相互接合且焊接量和螺栓的數(shù)目可最小化。這是因?yàn)樵谄胀拐鸾雍戏椒ㄖ?，除了較長(zhǎng)的建造周期以及較高的建造成本外，控制不合格品率的成本和工作也較高。
[0119]所要的抗震接合方法是其中X-Y方向梁的鋼材料穿過面板區(qū)中的柱而不以物理方式相互碰撞的方法。本實(shí)施例的抗震接合方法接近于所要的抗震接合方法。
[0120]而且，由于在PSRC柱3的中心處不存在鋼材料，因此可經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)出PSRC柱3且可通過將+_形剛性梁74放置在附接到PSRC柱3的梁座72上(像在木結(jié)構(gòu)中一樣)以及用最少的螺栓和最少量的焊接執(zhí)行后續(xù)過程來容易地執(zhí)行抗震接合方法。
[0121]由于鋼材料設(shè)置在PSRC柱3的外圍部，因此接合到鋼材料的梁中的每一者的純跨度會(huì)有利地減小。由于最大彎矩與跨度的平方成此例，因此當(dāng)梁中的每一者的純跨度減小時(shí)，設(shè)計(jì)區(qū)段也會(huì)減小。
[0122]PSRC柱3具有較高的相對(duì)于垂直負(fù)荷的彎矩，且與普通鋼骨混凝土柱相此，其抗震性較高。
[0123]圖12A和12B是用于闡述PSRC柱3和普通鋼骨混凝土柱中的彎矩與純跨度之間的關(guān)系的圖。詳細(xì)來說，圖12A圖解說明使用交叉H形鋼84的圖1OB的普通鋼骨混凝土柱的彎矩。圖12B圖解說明PSRC柱3的彎矩。
[0124]g卩，圖12B圖解說明混凝土覆蓋深度為1，900x1, 900mm的PSRC柱3而不是中心寬度為15.6m、外圍尺寸為2.1x2.1m以及交叉H形鋼尺寸為800x800mm的普通鋼骨混凝土柱的彎矩和純跨度。
[0125]根據(jù)計(jì)算結(jié)果，施加到PSRC柱3的彎矩為使用交叉H形鋼84施加到普通鋼骨混凝土柱的彎矩的85.7%?；谑┘恿司鶆蚍植嫉呢?fù)荷的梁的彎矩與跨度的平方成此例的事實(shí)通過以下公式獲得結(jié)果。
[0126](15.6-1.9)7(15.6-0.8)2 = 0.857
[0127]PSRC柱3的形狀可變化。舉例來說，當(dāng)PSRC柱3的橫截面積較小，+_形剛性梁74的寬度較大，因此幾乎不存在空間澆注混凝土?xí)r，PSRC柱3的鋼材料可像圖13A和13B中所示的PSRC柱3'中一樣進(jìn)行布置。
[0128]而且，PSRC柱3'的+_形剛性梁可包含H形鋼或TSC(SEN復(fù)合梁)復(fù)合梁。即，+_形剛性梁可包含H形鋼，如圖14A中所示，且+-形剛性梁可包含TSC復(fù)合梁，如圖14B中所示。
[0129]接下來，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的PSRC柱的成套成形方法進(jìn)行闡述。
[0130]通過將鋼架材料(例如H形鋼或交叉H形鋼)添加到鋼骨混凝土柱的中心來形成鋼筋混凝土柱。雖然中心處的鋼架材料可自支撐，但不可能通過用鋼架材料支撐模具來簡(jiǎn)化模具。這是因?yàn)殇摻?其可能不是自支撐的)分布在模具與設(shè)置在中心處的鋼架材料之間，且因此模具可能不會(huì)直接由中心處的鋼架材料支撐。因此，與鋼筋混凝土柱一樣，鋼骨混凝土柱一般經(jīng)提供以使得當(dāng)混凝土的橫向壓力施加到模具時(shí)，模具自身保持垂直狀態(tài)。
[0131]經(jīng)受本實(shí)施例的成套成形方法的PSRC柱通過將鋼筋和角鋼分布在PSRC柱的外圍部并防止普通鋼筋混凝土柱的鋼架材料設(shè)置在PSRC柱的中心處而展現(xiàn)出足夠高的強(qiáng)度和抗力以支撐從附接到PSRC柱的底板和梁傳輸?shù)慕ㄔ熵?fù)荷以及PSRC柱在進(jìn)行混凝土澆注前的重量。由于鋼材料分布到PSRC柱的外圍部，因此與由PSRC柱支撐的普通自支撐模具相此，模具可能具有較高的質(zhì)量和較低的成本。
[0132]隨著柱長(zhǎng)度的增加，很難同時(shí)用模具環(huán)繞柱，而不考慮模具是否可自支撐。具體來說，由于多層建筑、使用大容量起重機(jī)或特殊生產(chǎn)設(shè)施的工廠的巨型柱的高度為20m或更多，所以制造、裝配以及拆除模具會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間和很高的成本。
[0133]當(dāng)建造具有相同橫截面形狀和尺寸以及大長(zhǎng)度的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(例如貯倉(cāng)、煙囪、控制塔或橋墩)時(shí)，可實(shí)施向上推動(dòng)或重新使用具有某一高度的模具的方法而不是同時(shí)在整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上附接模具的方法。所述方法被稱為滑動(dòng)成形方法或滑移成形方法。而且，對(duì)于從最低層到最高層均具有平滑垂直面而無突出物的壁式公寓的左壁和右壁來說，用于最低層的模具被向上推動(dòng)并重新用于每層(這稱為成套成形方法)而不是針對(duì)每層進(jìn)行制造。
[0134]成套成形方法涉及通過使用起重機(jī)來向上推動(dòng)并重新使用大板型模具而不拆除所述模具。滑動(dòng)成形方法涉及通過將多個(gè)鋼棍插入到下部混凝土中且將中空爬升式液壓千斤頂插入到鋼棍中來向上推動(dòng)模具。成形方法的優(yōu)勢(shì)在于工人能夠站立的工作平臺(tái)和模具是一體制成的，且鋼筋等材料可被運(yùn)載、裝配，以及可在一體形成的模具和工作平臺(tái)上澆注混凝土。模具可連續(xù)地逐漸地向上推動(dòng)。成形方法具有一些問題，這主要是因?yàn)槟＞弑幌蛏贤苿?dòng)?？紤]到彎折的風(fēng)險(xiǎn)，鋼棍需要具有足夠的強(qiáng)度。具體來說，當(dāng)鋼棍經(jīng)形成以使得母和公螺絲的厚度最小以使得鋼棍向上延長(zhǎng)且鋼棍的厚度最小而不會(huì)由于壓縮力而彎折時(shí)，鋼棍的成本非常高。另外，昂貴的鋼棍在它們使用一次后就會(huì)被扔掉?？墒褂糜糜谝韵嗤俣炔僮鞫鄠€(gè)液壓千斤頂?shù)目刂蒲b置。
[0135]為移除用于柱的模具，早期強(qiáng)度混凝土的抗壓強(qiáng)度需為5Mpa或更多，且在澆注后需經(jīng)過大約8個(gè)小時(shí)。對(duì)于8小時(shí)，施加到模具的橫向壓力與柱長(zhǎng)度的增量成此例。由于模板、托梁或軛的彎曲應(yīng)力與長(zhǎng)度的平方成此例，因此當(dāng)柱的長(zhǎng)度增加時(shí)，模具的重量和尺寸大于柱的鋼筋的重量和尺寸。
[0136]由于結(jié)構(gòu)特性，PSRC柱的效果隨著柱長(zhǎng)度的增加而增加。然而，當(dāng)使用普通模具且PSRC柱的長(zhǎng)度超過預(yù)定值時(shí)，普通模具此PSRC柱的鋼筋要更重且更大，且現(xiàn)場(chǎng)所用的提升設(shè)備的容量和數(shù)目由于普通模具的重量(而不由于PSRC柱)而會(huì)低效地增加。而且，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)制造并拆除的模具太重且太復(fù)雜時(shí)，可能會(huì)部分失去通過在工廠對(duì)柱鋼筋進(jìn)行預(yù)裝配而減少總建造周期并使現(xiàn)場(chǎng)工作最小化的PSRC柱的優(yōu)勢(shì)。
[0137]因此，本實(shí)施例的成套成形方法的目的是通過解決當(dāng)昂貴的鋼棍僅使用一次且難以控制液壓千斤頂時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的問題來降低建造成本并提高資源利用率。
[0138]而且，當(dāng)成套成形方法或滑動(dòng)成形方法應(yīng)用于在混凝土澆注前可自支撐的柱(此如PSRC柱)時(shí)，成套成形方法的目的是將鋼棍(其在使用一次后被扔掉)更換為不貴且可重復(fù)使用的產(chǎn)品(這里為鋼絞線)并使用可容易地控制裝置(例如液壓泵或控制裝置)的不貴的普通產(chǎn)品。
[0139]而且，裝配和拆除用于柱的模具的軛(其支撐混凝土的橫向壓力)的方法是復(fù)雜的，且所述模具是通過使用克服模具與混凝土之間的粘附力的用于將模具和混凝土分離開的裝置來通過用杠桿進(jìn)行沖擊或強(qiáng)行加寬而被拆除。因此，目的是提供將模具和混凝土更簡(jiǎn)單且有效地分離開的方法。
[0140]雖然施加到模具下部的混凝土的橫向壓力隨著同時(shí)澆注的混凝土高度的增加而增加，但這在實(shí)際設(shè)計(jì)模具并選定柱的整個(gè)高度時(shí)可忽視。目的是提供通過設(shè)計(jì)模具以使模具僅根據(jù)模具上部和下部之間的橫向壓力的差而具有必要抗力來使模具材料的浪費(fèi)最少化的方法。
[0141]現(xiàn)將參考附圖對(duì)用于實(shí)現(xiàn)這些目的的PSRC柱的成套成形方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0142]圖15A圖解說明通過使用對(duì)應(yīng)于模具60的軛66的中心處的夾具裝配中空爬升式液壓千斤頂64、從PSRC柱4的上端的橫梁41或托架懸掛下來的鋼絞線62穿過液壓千斤頂64以及通過使用液壓泵50向上移動(dòng)模具60的情況。圖15B是圖解說明圖15A的模具60的橫截面圖。圖15C是沿圖15B的線A-A獲取的橫截面圖。圖15D是沿圖15B的線B-B獲取的橫截面圖。
[0143]與向上推動(dòng)模具的常規(guī)滑動(dòng)成形方法不同，本實(shí)施例的成套成形方法將模具60從上端開始向上推動(dòng)，這是因?yàn)镻SRC柱4在混凝土澆注前可自支撐。由于為了向上推動(dòng)模具，因此常規(guī)滑動(dòng)成形方法使用昂貴的厚鋼棍，用作軌道的由液壓千斤頂保持并向上移動(dòng)的部件需是自支撐的且需承擔(dān)模具和液壓千斤頂?shù)闹亓?即相當(dāng)大的壓縮力)。
[0144]本實(shí)施例的成套成形方法使用延長(zhǎng)且沒有鋼棍貴的鋼絞線62以便向前推動(dòng)模具60。鋼絞線62是基層鎧裝工作中廣泛使用的直徑為12.7mm且長(zhǎng)期抗拉力為1tf的7根鋼絞線。使用具有與基層鎧裝工作中用于對(duì)鋼絞線62預(yù)加應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)相同的標(biāo)準(zhǔn)的中空爬升式液壓千斤頂64。液壓千斤頂64通過夾具固定到模具60。
[0145]本實(shí)施例的成套成形方法的目的是與典型滑動(dòng)成形方法相此通過使用拉伸和壓縮應(yīng)力而更快且更簡(jiǎn)單地裝配并拆除軛66。而且，由于施加到模板61的混凝土的橫向壓力根據(jù)模具60的高度而變化，因此成套成形方法的目的是通過調(diào)整軛66之間的間隔來調(diào)整托梁63的長(zhǎng)度以及更有效地使用托梁63和軛66。
[0146]鋼絞線62從混凝土澆注和固化前自支撐的PSRC柱4的上端處的鋼橫梁41或托架的兩個(gè)對(duì)應(yīng)地方懸掛下來，且鋼絞線62的下端耦合到中空爬升式液壓千斤頂64。
[0147]接下來，液壓千斤頂64通過夾具附接到軛66的中心。通過將液壓軟管連接在液壓泵50與兩個(gè)液壓千斤頂64之間來通過操作液壓泵50向上移動(dòng)模具60。
[0148]軛66設(shè)置在模具60周圍?？赏ㄟ^使得模具60下部(其中混凝土的橫向壓力較高)處的軛66之間的間隔低于模具60上部(其中混凝土的橫向壓力較低)處的軛之間的間隔來提高托梁63和軛66的效果。
[0149]模具60經(jīng)制造成具有為PSRC柱4的高度的1/2到1/4的高度，且逐步澆注混凝土。執(zhí)行固化直到混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到5Mpa，向上移動(dòng)模具60，且澆注混凝土。
[0150]為順暢地向上移動(dòng)模具60，將附接到來自模具60的4個(gè)隅角中的兩個(gè)地方處的軛66的接合螺栓68在中途擰松且順時(shí)針擰緊分離螺栓69以將模具60從混凝土的表面分離出來，從而使得模具60更容易向上移動(dòng)。
[0151]當(dāng)模具60向上移動(dòng)以到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，分離螺栓69返回到原始狀態(tài)，且再次擰緊接合螺栓68，從而完成對(duì)后續(xù)混凝土澆注的準(zhǔn)備。
[0152]當(dāng)模具60到達(dá)PSRC柱4的最高高度且混凝土澆注和固化結(jié)束時(shí)，從混凝土的表面中分離出模具60 (如上所述)，通過使用起重機(jī)放置在地面上，拆除并移到PSRC柱4的下一位置，且上述一連串操作重復(fù)執(zhí)行。
[0153]當(dāng)模具60下部其中混凝土的橫向壓力較高)處的軛66之間的間隔(低于模具60上部(其中混凝土的橫向壓力較低)處的軛66之間的間隔時(shí)，托梁63的長(zhǎng)度自動(dòng)減小，從而提聞托梁63和輒66的效果。
[0154]為裝配H形且以直角相互匯合的兩個(gè)軛66，在一個(gè)軛66的端部處形成三個(gè)螺栓孔(包含兩個(gè)外圍螺栓孔和一個(gè)中央螺栓孔)，在剩余軛66的端部處形成兩個(gè)外圍螺栓孔，用硬化劑672增強(qiáng)端部以獲得接合鋼板67，且將接合鋼板67以45°焊接到軛66的端部。
[0155]將接合螺栓68插入到彼此相向的接合鋼板67的螺栓孔的外圍螺栓孔中，且耦合器65耦合到中央螺栓孔的外表面。
[0156]為拆除軛66的端部并將模具60從混凝土中分離出來，擰松接合螺栓68，以順時(shí)間方向轉(zhuǎn)動(dòng)插入到耦合器65中的分離螺栓69以使得分離螺栓69推動(dòng)接合鋼板67的不存在螺栓孔的表面，從而形成使接合鋼板67之間的間隔加寬、使剛性地連接到軛66的托梁63彼此相向的力，且當(dāng)所述力超過混凝土與模具60之間的粘附力時(shí)，模具60從混凝土的表面中分離出來。圖16A和16B圖解說明通過擰松軛66來分離模具60的情況。
[0157]因此，根據(jù)本實(shí)施例的成套成形方法，軛66可簡(jiǎn)單地附接和卸離。而且，可容易地解決混凝土與模具60之間產(chǎn)生的粘附阻力的問題。而且，由于模具60是根據(jù)混凝土的橫向壓力(其在模具60的上部和下部是不同的)而設(shè)計(jì)，因此模具60的垂直狀態(tài)可不考慮混凝土的橫向壓力而有效維持。圖17圖解說明托梁63的長(zhǎng)度以及軛66之間的間隔根據(jù)模具60的高度而變化的情況。由于軛66更加密集地設(shè)置在模具60的下部，因此模具60可有效地承擔(dān)混凝土的橫向壓力。
[0158]考慮到在鋼筋混凝土的建造成本和建造周期方面，制模工作為約1/3，本實(shí)施例的成套成形方法可通過簡(jiǎn)化制模工作來有效降低整個(gè)建造成本和建造周期。
[0159]本實(shí)施例的成套成形方法可通過簡(jiǎn)單地制造具有為具有相同橫截面形狀和大長(zhǎng)度的柱的高度的1/2到1/4的高度的模具，逐步向上推動(dòng)模具以及執(zhí)行2到4次混凝土澆注來降低與模具相關(guān)的建造成本。
[0160]根據(jù)混凝土標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為防止由于收縮的積累而造成質(zhì)量降低，不應(yīng)同時(shí)對(duì)高度為3m到4m或更大的柱進(jìn)行澆注。然而，為趕上最后期限，當(dāng)管理人員不注意時(shí)，同時(shí)對(duì)高度為1m或更大的柱進(jìn)行澆注。
[0161]由于本實(shí)施例的成套成形方法制造具有為柱高度1/3到1/4的高度的模具且逐步單獨(dú)地澆注混凝土，因此所述不當(dāng)做法可得到避免。
[0162]由于鋼裝配車間并不善于處理和裝配鋼筋，因此他們發(fā)現(xiàn)很難制造要求處理和裝配鋼筋的PRC柱。因此，僅一些制造商生產(chǎn)有限的數(shù)量。然而，如果PRC柱變成使用角鋼而不是鋼筋的PSRC柱，那么由于任何鋼裝配車間都可容易地生產(chǎn)PSRC柱，因此PSRC柱可在短時(shí)間內(nèi)廣泛使用。然而，由于角鋼此H形鋼要輕，因此按重量計(jì)的成本增加。由于國(guó)內(nèi)鋼裝配車間一般基于每噸的成本獲得訂單，因此國(guó)內(nèi)鋼裝配車間并不喜歡使用較輕的鋼材料。然而，由于生產(chǎn)PRC柱時(shí)，每噸成本的上升已經(jīng)存在，因此額外成本的負(fù)擔(dān)似乎并不存在。在經(jīng)濟(jì)上，使用角鋼的PSRC柱要此PRC柱好約25 %到35 %，且其制造精度此PRC柱要聞。
[0163]PRC柱的缺點(diǎn)在于將接合板添加到PRC柱的上部與下部之間的接合處。然而，PSRC柱并不要求所述接合板。如果制造用于具有垂直誤差的PSRC柱的面板區(qū)的模具以糾正誤差，那么木工用于模具的現(xiàn)場(chǎng)工作可大大減少，從而大大減少建造周期。
[0164]雖然已參考本發(fā)明的示范性實(shí)施例特別顯示和描述了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，可在不脫離如所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下在形式和細(xì)節(jié)方面作出各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種建造具有角鋼和鋼筋的預(yù)制鋼骨混凝土柱的方法，所述方法包括: 在橫截面形狀為四邊形的預(yù)制鋼骨混凝土柱的隅角上架設(shè)角鋼； 在所述角鋼之間提供輔助鋼筋； 用以間隔水平布置的連桿環(huán)繞所述角鋼和輔助鋼筋； 圍繞所述輔助鋼筋和所述角鋼焊接所述連桿； 在所述角鋼和所述輔助鋼筋外部焊接柱頭鋼板； 以對(duì)角方式將柱頭鋼筋板附接在所述預(yù)制鋼骨混凝土柱內(nèi)部； 所述方法還包括: 將+形剛性梁固定在所述預(yù)制鋼骨混凝土柱的面板區(qū)中的所述預(yù)制鋼骨混凝土柱的中心處； 將梁座水平焊接在每一 +形剛性梁的左側(cè)和右側(cè)處的以1mm到50mm布置的角鋼對(duì)之間，所述自由空間大于每一梁的寬度； 將所述梁座的橫截面形狀形成為，形、T形或Π形中的一者； 形成所述梁座的頂面以與所述+形剛性梁的下部凸緣的下端的高度匹配； 通過將所述梁座固定到所述+形剛性梁的下部凸緣來將所述預(yù)制鋼骨混凝土柱接合到所述梁；以及 在所述預(yù)制鋼骨混凝土柱周圍提供模具并將混凝土澆注到所述模具中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括: 切割柱部件并連續(xù)地將已切割的柱部件焊接到所述梁的上部和下部凸緣的頂面和底面。
【文檔編號(hào)】E04C3/36GK104196170SQ201410397297
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月18日
【發(fā)明者】李昌男 申請(qǐng)人:桑菲斯株式會(huì)社