一种装配式混凝土预制柱及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，更具体地说，涉及一种装配式混凝土预制柱施工方法。此外，本发明还涉及一种应用上述装配式混凝土预制柱施工方法的装配式混凝土预制柱。

背景技术

由于现场施工具有生产效率低、资源浪费率高、品质控制差、环境影响大等特点，为提高生产效率和施工质量、降低环境污染和物料效率，装配式建筑应运而生。

为保证装配式建筑的整体受力性能，需要通过节点连接构件，以使其在载荷状态下共同受力。由于建筑结构受力机理复杂，节点处往往非单一受力状态，需要节点具有足够的强度和刚度，在保证小变形的同时传递复杂的受力。

现有的装配式混凝土构件主要包括干连接和湿连接。其中，干连接为焊接或螺栓连接，施工步骤复杂，连接质量易受材料和操作技术的影响；湿连接为后浇混凝土，由于混凝土浇筑需要使用模板，因此施工工序复杂、操作繁琐、施工要求高，严重影响施工进度。

综上所述，如何降低装配式混凝土预制柱的施工难度、提高施工效率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供了一种装配式混凝土预制柱施工方法，预先生产预制柱上柱和预制柱下柱，通过焊接箍板连接两侧的预制柱，施工难度低、施工效率高。

此外，本发明还提供了一种应用上述装配式混凝土预制柱施工方法的装配式混凝土预制柱。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种装配式混凝土预制柱施工方法，包括：

布置纵筋并在所述纵筋外捆扎或焊接螺旋箍筋，形成钢筋笼；

在所述钢筋笼外套设箍板，并连接所述钢筋笼与所述箍板；

支模并浇筑混凝土，使预制柱成型；

吊装所述预制柱的预制柱上柱至所述预制柱的预制柱下柱正上方；

焊接连接所述预制柱上柱的所述箍板与所述预制柱下柱的所述箍板。

优选的，所述连接所述钢筋笼与所述箍板，包括：

通过环向加强板连接所述钢筋笼与所述箍板；

或利用对拉锚筋连接所述钢筋笼与所述箍板。

优选的，所述箍板的内侧面设有塞焊孔洞，所述对拉锚筋的两端与所述塞焊孔洞塞焊连接或螺纹连接。

优选的，所述预制柱为离心成型预制柱，所述预制柱的中央设有圆柱空腔。

优选的，在所述圆柱空腔内浇筑混凝土。

优选的，对所述圆柱空腔进行拉毛处理。

一种装配式混凝土预制柱，包括预制柱上柱和预制柱下柱，所述预制柱上柱和所述预制柱下柱均包括混凝土主体、纵筋以及套设于所述纵筋外的螺旋箍筋；

所述预制柱上柱的连接段与所述预制柱下柱的连接段外均环向焊接箍板，所述箍板在所述预制柱上柱的连接端面与所述预制柱下柱的连接端面处均设有环向加强板或对拉锚筋，所述纵筋固定连接于所述箍板的内侧面或所述环向加强板；

所述箍板的内侧面设有若干个栓钉。

优选的，所述环向加强板设有用于安装所述纵筋的纵筋安装孔，所述纵筋穿过所述纵筋安装孔后与所述环向加强板连接。

优选的，所述预制柱上柱的连接端面与所述预制柱下柱的连接端面之间设有内衬钢管。

本发明提供的装配式混凝土预制柱施工方法利用纵筋和螺旋箍筋焊接形成钢筋笼，作为预制柱的骨架，有效地保障了预制柱的轴向承载能力、抗弯承载能力以及抵御水平剪力的抗剪承载能力，保证了施工后预制柱的结构强度。

同时，预制柱可以在工厂等处预制生产，在施工现场仅进行预制柱上柱与预制柱下柱的吊装对接和焊接连接，工序少、施工难度低且施工效率高。

此外，本发明还提供了一种应用上述装配式混凝土预制柱施工方法的装配式混凝土预制柱。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的装配式混凝土预制柱的具体实施例一的结构示意图；

图2为本发明所提供的装配式混凝土预制柱的具体实施例二的结构示意图；

图3为本发明所提供的装配式混凝土预制柱的具体实施例三的结构示意图；

图4为本发明所提供的装配式混凝土预制柱的具体实施例四的结构示意图；

图5为本发明所提供的装配式混凝土预制柱的具体实施例五的结构示意图；

图6为本发明所提供的装配式混凝土预制柱的具体实施例六的结构示意图；

图7为本发明所提供的装配式混凝土预制柱的具体实施例七的结构示意图。

图1-图7中：

01为预制柱上柱、02为预制柱下柱、1为混凝土主体、11为圆柱空腔、2为纵筋、3为螺旋箍筋、4为箍板、41为栓钉、5为环向加强板、6为纵向加劲肋。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种装配式混凝土预制柱施工方法，预先生产预制柱上柱和预制柱下柱，通过焊接箍板连接两侧的预制柱，施工难度低、施工效率高。

此外，本发明还提供了一种应用上述装配式混凝土预制柱施工方法的装配式混凝土预制柱。

请参考图1-图7。

本发明提供的装配式混凝土预制柱施工方法，包括：

步骤S1，布置纵筋2并在纵筋2外绑扎或焊接螺旋箍筋3，形成钢筋笼；

步骤S2，在钢筋笼外套设箍板4，并连接钢筋笼与箍板4；

步骤S3，支模并浇筑混凝土，使预制柱成型；

步骤S4，吊装预制柱的预制柱上柱01至预制柱的预制柱下柱02正上方；

步骤S5，焊接连接预制柱上柱01的箍板4与预制柱下柱02的箍板4。

其中，步骤S1-S3为预制柱的生产浇筑过程，可以在工厂等地预先完成；步骤S4-S5为预制柱的施工连接过程，需要在施工现场完成。

需要对步骤S1进行说明的是，纵筋2沿预制柱的轴线方向设置，主要用于承受轴力和弯矩，纵筋2的数量和分布决定了预制柱的承载力；螺旋箍筋3套设于纵筋2外，在对纵筋2进行定位的同时可承受水平剪力，螺旋箍筋3相比于在纵筋2的长度方向上等距分布的矩形箍筋，抗剪切性能更强，有利于优化预制柱的结构性能。

优选的，纵筋2可以包括普通热轧钢筋、高强钢筋、钢绞线、高强钢棒、钢丝束或纤维筋，纵筋2的具体种类和尺寸根据预制柱的设计强度要求确定。

螺旋箍筋3可以设置为普通钢筋、高强钢筋、钢丝绳、钢绞线、钢丝束或FRP纤维等，螺旋箍筋3的具体种类和尺寸根据预制柱的设计强度要求确定。

需要对步骤S2进行说明的是，箍板4环绕混凝土主体1的外周设置，箍板4的形状和尺寸根据混凝土主体1的截面形状和截面尺寸确定。由于预制柱的截面多为矩形，箍板4一般为四块钢板首尾焊接或钢板弯折后焊接连接而成。为了增强箍板4与浇筑的混凝土主体1的连接强度，箍板4的内侧面设有栓钉41，栓钉41沿混凝土主体1的轴线方向均匀分布。

钢筋笼与箍板4通过环向加强件连接，优选的，可以通过环向加强板5连接钢筋笼与箍板4，或利用对拉锚筋连接钢筋笼与箍板4。

环向加强板5可以焊接于箍板4的一端，如图1所示；也可以焊接于箍板4的两端，如图4所示；也可以焊接于箍板4两端面间的任意位置，如图2所示。

优选的，箍板4的内侧面设有孔洞，对拉锚筋的两端与孔洞塞焊连接或螺纹连接。

需要对步骤S3进行说明的是，钢筋笼和箍板4连接组成预制柱的钢筋构架，按照预制柱的设计尺寸在钢筋构架外支模，进行混凝土浇筑，分预制柱上柱01和预制柱下柱02。

浇筑混凝土的种类按照预制柱的设计要求，可以选择普通混凝土，也可以选择C60或C80等高强混凝土，在此不再赘述。

在本实施例中，利用纵筋2和螺旋箍筋3绑扎或焊接形成钢筋笼，作为预制柱的骨架，有效地保障了预制柱的承载力。

同时，预制柱可以在工厂等处预制生产，在施工现场仅进行预制柱上柱01与预制柱下柱02的吊装对接和焊接连接，工序少、施工难度低且施工效率高。

优选的，纵筋2可以预先张拉以形成预应力柱。在混凝土浇筑后对纵筋2进行拉张，并在混凝土养护完成后放松张拉头，完成拉张。

在上述实施例的基础上，为了进一步提高预制柱的结构强度，请参考图4和图5，可以设置预制柱为离心成型预制柱，预制柱的中央设有圆柱空腔11。

在混凝土浇筑完成后，闭合模具，通过离心法获取预制柱，并在预制柱成型后对其进行养护。

在本实施例中，预制柱在离心作用下将多余水分挤出，有效地提高了混凝土的密实性和强度，从而增强了预制柱的结构强度。

由于离心法生产的预制柱中央设有圆柱空腔11，优选的，可以在圆柱空腔11内浇筑混凝土，以填充圆柱空腔11、增强预制柱的结构强度，如图6和图7所示。

圆柱空腔11内混凝土的浇筑，可以在预制柱的箍板4的焊接连接之后，也可以在预制柱的箍板4焊接连接之前。

为了加强圆柱空腔11内后浇筑混凝土与预制柱主体1的连接强度，优选的，对预制柱的圆柱空腔11进行拉毛处理。

拉毛处理可在预制柱成型后进行，也可以在预制柱成型过程中进行。

除了上述装配式混凝土预制柱施工方法，本发明还提供一种装配式混凝土预制柱，该装配式混凝土预制柱包括预制柱上柱01和预制柱下柱02，预制柱上柱01和预制柱下柱02均包括混凝土主体1、纵筋2以及套设于纵筋2外的螺旋箍筋3；预制柱上柱01的连接段与预制柱下柱02的连接段外均环向套设箍板4，箍板4在预制柱上柱01的连接端面与预制柱下柱02的连接端面处均设有环向加强板5或对拉锚筋，纵筋2固定连接于箍板4的内侧面或环向加强板5；箍板4的内侧面设有若干个栓钉41。

螺旋箍筋3与纵筋2绑扎或焊接连接，形成了预制柱的钢筋骨架；混凝土主体1为预制柱的主体；箍板4用于预制柱与其他构件的连接，如预制柱上柱01与预制柱下柱02的连接。

此外，箍板4也可用于预制柱与梁的连接，为了方便预制柱与梁的连接，优选的，可以在预制柱上柱01和预制柱下柱02二者用于与梁连接的连接位置预埋箍板4，通过在箍板4的外侧面焊接牛腿等连接件实现预制柱与梁的连接。

环向加强板5可以为混凝土主体1截面尺寸相近的钢板，如图1所示；也可以在中央设有灌浆口，以便在预制柱上柱01和预制柱下柱02之间间隙过大时，在二者间隙间灌注混凝土，利用混凝土进一步连接预制柱上柱01和预制柱下柱02。

环向加强板5与纵筋2固定连接，优选的，环向加强板5设有用于安装纵筋2的纵筋安装孔，纵筋2穿过纵筋安装孔后与环向加强板5连接。

纵筋2可以通过墩头方式与环向加强板5连接，或是通过螺母与环向加强板5连接，或是与环向加强板5焊接。

设置于预制柱端面的环向加强板5也可称为端板，如图1所示，端板可与箍板4的端面齐平；也可以距箍板4的端面一定距离，如图2所示。

优选的，请参考图6和图7，还可以在两个相邻的环向加强板5之间设置纵向加劲肋6，纵向加劲肋6设置的具体位置可以根据环向加强板5的结构等因素确定。

在上述实施例的基础上，可以在预制柱上柱01的连接端面与预制柱下柱02的连接端面之间设有内衬钢管，内衬钢管一方面有利于预制柱上柱01和预制柱下柱02的吊装对位，另一方面有利于增强预制柱连接处的抗剪强度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的装配式混凝土预制柱及其施工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。