增強(qiáng)鋼筋組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域，具體而言，涉及增強(qiáng)鋼筋組件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著建筑高度的不斷增加，對(duì)鋼筋混凝土柱提出了更高的承載力要求。而地震災(zāi)害的頻發(fā)，也使得鋼筋混凝土柱的抗震性能令人關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本申請(qǐng)是基于發(fā)明人對(duì)以下事實(shí)和問題的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)作出的:在高度較高的建筑結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土柱容易遭到破壞，較高的軸向荷載給鋼筋混凝土柱提出了更高的承載力要求。在高軸壓比、循環(huán)側(cè)向荷載的作用下，柱底混凝土保護(hù)層會(huì)發(fā)生剝落，縱向鋼筋發(fā)生屈曲使得核心混凝土壓碎，導(dǎo)致鋼筋混凝土柱喪失承載力。因此，縱向鋼筋的提前屈曲是導(dǎo)致鋼筋混凝土柱抗震性能較低的主要原因。對(duì)于其他鋼筋混凝土構(gòu)件，如梁、剪力墻等，也存在著內(nèi)部鋼筋在高軸向力的作用下提前屈曲，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力的降低，從而造成較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種具有不易屈曲、承載力大、抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)的增強(qiáng)鋼筋組件。
[0005]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件包括:約束管;鋼筋，所述鋼筋具有第一端部和第二端部，所述鋼筋設(shè)在所述約束管內(nèi)，所述鋼筋的第一端部和第二端部中的至少一個(gè)伸出所述約束管;和填充層，所述填充層填充在所述約束管與所述鋼筋之間的空隙內(nèi)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件具有不易屈曲、承載力大、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述約束管為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述約束管的纖維布置方向與所述約束管的周向相同或者所述約束管的纖維布置方向與所述約束管的周向的夾角小于等于預(yù)設(shè)值，優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)值大于等于5度小于等于15度。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述約束管的橫截面的內(nèi)沿和外沿均為圓形和四邊形中的一種。
[0011 ]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述鋼筋為一個(gè)，一個(gè)所述鋼筋的中心軸線與所述約束管的中心軸線重合，所述鋼筋為多個(gè)，或者，多個(gè)所述鋼筋位于第一圓周上且沿所述約束管的周向等間距地設(shè)置，所述第一圓周的中心軸線與所述約束管的中心軸線重合。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述約束管的橫截面的內(nèi)沿和外沿均為四邊形，所述鋼筋為四個(gè)，四個(gè)所述鋼筋一一對(duì)應(yīng)地設(shè)在所述約束管的四個(gè)拐角處。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述約束管的每個(gè)拐角處構(gòu)造有倒角。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述填充層由凝膠材料制成。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述凝膠材料選自高強(qiáng)聚合物砂漿、細(xì)骨料混凝土和環(huán)境友好型混凝土中的至少一種。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述環(huán)境友好型混凝土選自再生骨料混凝土和建筑垃圾混凝土中的至少一種。
【附圖說明】
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件的剖視圖；
[0019]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件的剖視圖；
[0020]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件的剖視圖；
[0021]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件的剖視圖；
[0022]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件的剖視圖；
[0023]圖7是根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0025]下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件10。如圖1-圖7所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件10包括約束管101、鋼筋102和填充層103。
[0026]鋼筋102具有第一端部1021和第二端部1022，鋼筋102設(shè)在約束管101內(nèi)，鋼筋102的第一端部1021和第二端部1022中的至少一個(gè)伸出約束管101。填充層103填充在約束管101與鋼筋102之間的空隙內(nèi)。換言之，填充層103套裝在鋼筋102上，約束管101套裝在填充層103上。
[0027]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件10可以單獨(dú)使用，也可以與其他的鋼筋焊接在一起以便組合使用。具體而言，鋼筋102的伸出約束管101的部分可以與其他的鋼筋焊接在一起。
[0028]鋼筋在受壓時(shí)會(huì)出現(xiàn)彈性屈曲或屈服后屈曲，造成鋼筋承載力和耗能能力的喪失。在已知的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，縱向鋼筋一般沿結(jié)構(gòu)周邊布置，在結(jié)構(gòu)受壓破壞時(shí)，保護(hù)層剝落，內(nèi)部混凝土發(fā)生側(cè)向膨脹導(dǎo)致受壓鋼筋更易發(fā)生向構(gòu)件外部的鼓曲，導(dǎo)致構(gòu)件的承載能力的喪失。
[0029]通過利用約束管101和填充層103對(duì)鋼筋102進(jìn)行包裹約束后，只要外部構(gòu)造有足夠的環(huán)向剛度，鋼筋102的側(cè)向變形能夠被有效地約束住，從而使得鋼筋102在約束管101內(nèi)的部分不發(fā)生屈曲。
[0030]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件10通過利用約束管101以及填充在約束管101與鋼筋102之間的填充層103來約束鋼筋102的一部分，從而可以確保鋼筋102在約束范圍內(nèi)不發(fā)生屈曲，即鋼筋102的位于約束管101內(nèi)的部分不發(fā)生屈曲，由此可以極大地提高使用增強(qiáng)鋼筋組件10的建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和承載力。
[0031]而且，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件10具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、應(yīng)用方便、易于工廠預(yù)制、降低施工難度等優(yōu)點(diǎn)，從而使增強(qiáng)鋼筋組件10成為低成本高性能的建筑構(gòu)件，能夠批量生產(chǎn)，適用于目前各類建筑結(jié)構(gòu)中，可以提升建筑結(jié)構(gòu)的性能，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
[0032]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件10可以用于一般結(jié)構(gòu)的底層柱和超高層結(jié)構(gòu)中。在保證傳統(tǒng)混凝土施工方法、構(gòu)造措施變化不大的情況下，增強(qiáng)鋼筋組件10能夠方便地應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)中，代替混凝土結(jié)構(gòu)中軸壓力較大的鋼筋，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力和抗震性能。
[0033]因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件10具有不易屈曲、承載力大、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。
[0034]另外，使用增強(qiáng)鋼筋組件10時(shí)，多個(gè)增強(qiáng)鋼筋組件10布置的間距不宜過大，保證在鋼筋102的伸出約束管101的部分的長(zhǎng)細(xì)之比較小時(shí)也不發(fā)生屈曲。
[0035]如圖1-圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的增強(qiáng)鋼筋組件10包括約束管101、鋼筋102和填充層103。
[0036]約束管101為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管，即約束管101由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)制成。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)、成型方便、耐腐蝕的新型材料。具體地，鋼筋102的被約束管101約束的部分可以根據(jù)設(shè)計(jì)和受力分析結(jié)構(gòu)而改變，約束管101可以包裹住鋼筋102在使用時(shí)最易發(fā)生屈曲的位置。
[0037]具體而言，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是由纖維材料與基體材料按一定的比例混合后，經(jīng)過模具擠壓、拉拔而形成的高性能型材料。約束管101可以采用機(jī)械纏繞法在纏繞機(jī)上制成。在制作時(shí)，將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料布排列在紗架上，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料布自紗架上退繞，經(jīng)過拉力系統(tǒng)、天然樹脂槽、繞絲嘴，由小車幫帶其往復(fù)移動(dòng)并攪擾在掉轉(zhuǎn)的芯軸(模)上。
[0038]纖維攪擾角度與纖維排列疏密程度依據(jù)強(qiáng)度預(yù)設(shè)，并由芯軸(模)的轉(zhuǎn)速與小車的往復(fù)速度之比來準(zhǔn)確地控制參數(shù)。固化后，將攪擾的復(fù)合材料制品脫模，從而形成約束管101。由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的約束管101具有質(zhì)量輕、硬度大、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0039]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，約束管101的纖維布置方向與約束管101的周向相同(一致)，即約束管101的纖維沿著約束管101的周向延伸，換言之，約束管101的纖維布置方向?yàn)榄h(huán)向。由此可以使約束管101具有較高的環(huán)向剛度和強(qiáng)度。
[0040]此外，約束管101的纖維布置方向與約束管101的周向的夾角小于等于預(yù)設(shè)值。也就是說，約束管101的纖維布置方向?yàn)榻骗h(huán)向。由此可以使約束管101具有較高的環(huán)向剛度和強(qiáng)度。
[0041]有利地，該預(yù)設(shè)值大于等于5度小于等于15度，即約束管101的纖維布置方向與約束管101的周向的夾角大于等于5度小于等于15度。
[0042]如圖1-圖4所示，約束管101的橫截面的內(nèi)沿和外沿均為圓形，即約束管101的橫截面為圓形。
[0043]如圖5-圖7所示，約束管