一种半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱

本发明涉及再生砖混骨料混凝土柱的，尤其涉及一种新型半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱。

背景技术：

1、传统的施工技术具有现场湿作业多、工序复杂、现场扬尘污染较重等缺点。随着建筑业的高速发展，装配式建筑因其可大幅减少施工现场湿作业，降低扬尘污染逐渐成为学者的研究重点。柱作为混凝土结构中的主要承重构件和抗震构件，主要的建造方式包括整体现浇和整体预制两种。整体现浇作为传统的施工方式具有现场作业多，施工工序繁琐的缺点，而整体预制在连接部分工艺仍不完善，易形成薄弱面，影响结构整体抗震性能。基于上述现状半预制混凝土柱应运而生，半预制柱由预制混凝土外壳和内芯现浇混凝土两部分组成，通过工厂预制混凝土外壳的方式在提高施工效率和混凝土浇筑质量的同时预制外壳既可以作为核心混凝土模板对核心混凝土起到约束作用，又可以使此类波纹钢管混凝土新型组合构件具有良好的耐腐蚀性；现场吊装定位后，向预制外壳中浇筑核心混凝土，最终养护成型。采用此类施工方式有利于减少现场湿作业，提高施工效率，同时提高结构的整体性，达到与整体现浇结构相近的抗震性能。

2、目前半预制钢筋混凝土柱内模主要为薄壁圆钢管和压型钢管。在提高施工效率的同时也存在预制混凝土外壳过早破坏，预制混凝土外壳和内部核心区现浇混凝土由于界面粘结与咬合性能较差使其过早分层失效导致半预制钢筋混凝土柱延性下降的问题。并且部分半预制钢筋混凝土柱在现浇混凝土前需要拆除内模版这也增加了现场的施工工序，并未完全实现利用半预制工艺降低施工工序和提升现场施工效率的目标。

3、波纹钢管具有优良的耐腐蚀性能，波纹钢管本体的横向截面为波纹形且具有一定的厚度，与混凝土界面粘结作用较强，可有效解决钢管混凝土中钢管与核心混凝土界面易出现脱空的难题。采用预制一体成型的方形波纹钢管充当内部模板形成方形内模本体。波纹钢管在预制柱管时起内模板作用，在叠合柱受力时波纹钢管对内芯再生砖混骨料混凝土形成强约束作用，浇筑后无需拆除，不仅可有效提高再生砖混骨料混凝土受力性能，保证结构安全还易于现场施工。鉴于此，提出一种新型“半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱”，不仅具有采用半预制工艺降低现场施工工序，提升施工效率的优点，还可以改善预制普通混凝土外壳和现浇内芯再生砖混骨料混凝土的整体性，提升现阶段半预制柱抗震性能。预制混凝土外壳也可以使此类波纹钢管混凝土组合构件具有较高的耐腐蚀性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种由预制普通混凝土外壳、波纹钢管内模插接部和现浇再生砖混骨料混凝土内芯组成的新型半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱，用以解决上述技术问题。

2、为了解决上述问题及实现上述要求，本发明采取的技术解决方案为，一种半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱，包括预制普通混凝土外壳、波纹钢管内模插接部和现浇再生砖混骨料混凝土内芯。

3、波纹钢管内模插接部设置于现浇再生砖混骨料混凝土内芯和预制普通混凝土外壳之间；所述预制普通混凝土外壳通过所述波纹钢管内模插接部与现浇再生砖混骨料混凝土内芯浇筑连接成一体，组成叠合柱。

4、所述波纹钢管内模插接部由方形波纹钢管和两种u型箍筋组成；方形波纹钢管的纵断面由波峰与波谷交错组成，所述u型箍筋与方形波纹钢管的波谷处连接。

5、两种u型箍筋分别为不闭合u型箍筋和插入型u型箍筋。沿叠合柱的柱体顶部和底部1/3柱体高度范围内布置插入型u型箍筋，柱体中部布置不闭合u型箍筋。所述不闭合u型箍筋由四根互不连接的短u型箍筋组成；所述插入型u型箍筋由两根长u型箍筋沿中心点垂直交互并与纵筋焊接组成。

6、将两种u型箍筋沿方形波纹钢管连接完成后，方形波纹钢管为预制普通混凝土外壳的内模，浇筑预制普通混凝土养护成型后形成空心叠合柱，将空心叠合柱吊至施工现场，并于空心叠合柱内部现浇再生砖混骨料混凝土后完成半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱的制作。通过预制混凝土外壳使此类波纹钢管再生砖混骨料混凝土组合构件具有较高的耐腐蚀性。在改善半预制柱的整体性的同时使其具有良好的抗震性能并通过半预制的方式降低了柱子施工的起吊重量使整体制作便捷，施工速度大幅提高。

7、预制普通混凝土外壳内模选用预制一体成型的方形波纹钢管，方形波纹钢管在预制混凝土外壳浇筑时起内模板作用，在叠合柱受力时波纹钢管对内芯再生砖混骨料混凝土形成强约束作用，浇筑后无需拆除，不仅可有效提高再生砖混骨料混凝土受力性能，保证结构安全还易于现场施工，波纹钢管的长、宽、高度及波峰和波谷的大小可依据施工要求选取合适的尺寸。

8、进一步地，所述方形波纹钢管的截面为水波纹形，沿波纹钢管本体纵向。所述方形波纹钢管内模的波纹多组连续排列形成波纹面单元。

9、进一步地，所述柱体纵筋采用弯钩锚固。

10、进一步地，所述波纹钢管内模插接部的u型箍筋通过在方形波纹钢管的波谷上所开设的孔洞插入。

11、进一步地，所述u型箍筋与方形波纹钢管插接的孔洞处设置有密封材料，在浇筑预制普通混凝土外壳前进行密封，防止预制混凝土外壳部分的混凝土通过孔隙外流。

12、进一步地，所述密封材料为环氧树脂。

13、本发明涉及一种新型半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱，其特征在于：波纹钢管具有优良的耐腐蚀性能，波纹钢管本体的横向截面为波纹形且具有一定的厚度，与混凝土界面粘结作用较强。采用预制一体成型的方形波纹钢管(1)充当内部模板形成方形内模本体。在方形波纹钢管的波谷处开设多组孔洞并使用两种u型箍筋(包括不闭合u型箍筋(3)和插入型u型箍筋(4))与方形波纹钢管内模本体形成波纹钢管内部插接部(2)，可进一步增强预制混凝土外壳和内芯现浇再生砖混骨料混凝土的整体性，有效解决钢管混凝土中钢管与核心混凝土界面易出现脱空的难题。两种u型箍筋的布置方式，其特征在于：沿柱体顶部和底部1/3柱体高度范围内布置插入型u型箍筋(4)，柱体中部布置不闭合u型箍筋(3)并采用环氧树脂密封材料对孔洞进行填补，随后进行浇筑预制混凝土外壳。所述半预制柱内预先设置好纵筋和箍筋，柱体纵筋采用弯钩锚固。波纹钢管在预制柱管时起内模板作用，在叠合柱受力时波纹钢管对内芯再生砖混骨料混凝土形成强约束作用，浇筑后无需拆除，不仅可有效提高再生砖混骨料混凝土受力性能，保证结构安全还易于现场施工。本发明的半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱，通过预制混凝土外壳可以使此类波纹钢管再生砖混骨料混凝土组合构件具有较高的耐腐蚀性。将u型箍筋和波纹钢管进行结合形成波纹钢管内模插接部，在改善半预制柱的整体性的同时使其具有良好的抗震性能。通过半预制的方式降低了柱子施工的起吊重量使整体制作便捷，施工速度大幅提高。

技术特征：

1.一种半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱，其特征在于：包括预制普通混凝土外壳、波纹钢管内模插接部和现浇再生砖混骨料混凝土内芯；

2.根据权利要求1所述的一种半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱，不闭合u型箍筋部分插入方形波纹钢管，作为抗剪连接件；插入型u型箍筋穿过方形波纹钢管并通过点焊的方式与纵筋形成复合箍构造，u型箍筋相互插接使内外混凝土连续成面。

3.根据权利要求1或2所述的一种半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱，其特征在于，方形波纹钢管的波谷处开设多组孔洞；不闭合u型箍筋和插入型u型箍筋通过孔洞进行插接连接内部现浇再生砖混骨料混凝土和预制普通混凝土外壳两部分使内外混凝土连续成面。

4.根据权利要求3所述的一种半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱，其特征在于，柱体现浇核心区混凝土为再生砖混骨料混凝土。

5.根据权利要求3所述的一种半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱，其特征在于，在所述的波纹钢管内部插接部所述的打孔插接部分内设密封填料，填补u型箍筋插接后的孔洞。

6.根据权利要5所述的一种半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱，其特征在于，所述密封填料为环氧树脂。

技术总结本发明公开了一种半预制波纹钢管再生砖混骨料混凝土叠合柱，包括预制普通混凝土外壳、波纹钢管内模插接部和现浇再生砖混骨料混凝土内芯；波纹钢管内模插接部设置于现浇再生砖混骨料混凝土内芯和预制普通混凝土外壳之间；所述预制普通混凝土外壳通过所述波纹钢管内模插接部与现浇再生砖混骨料混凝土内芯浇筑连接成一体，组成叠合柱；所述波纹钢管内模插接部由方形波纹钢管和两种U型箍筋组成；波纹钢管在预制柱管时起内模板作用，在叠合柱受力时波纹钢管对内芯再生砖混骨料混凝土形成强约束作用，浇筑后无需拆除，可有效提高再生砖混骨料混凝土受力性能，本发明通过半预制的方式降低了柱子施工的起吊重量使整体制作便捷，施工速度大幅提高。技术研发人员：张建伟,王思远,张嫚,赵迪,刘威亨受保护的技术使用者：北京工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2