一种具有抗外力变形能力的钢筋混凝土柱及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑结构，特别是一种具有抗外力变形能力的钢筋混凝土柱及其施工方法。
【背景技术】
[0002]钢筋混凝土柱是建筑上的重要构件，对建筑物的强度起着重要作用。现有建筑上的钢筋混凝土柱与混凝土基础垂直饶筑成一体，这种结构的混凝土柱横向抗外力变形能力差，一旦发生强烈地震，柱子在横向外力作用下根部极易断裂，导致建筑物倒塌。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有钢筋混凝土柱的上述缺陷提供一种具有抗外力变形能力的钢筋混凝土柱及其施工方法，用以提高建筑物的抗震性能，减轻地震灾害损失。
[0004]为实现这一目的，本发明提供的具有抗外力变形能力的钢筋混凝土柱，包括混凝土柱体和混凝土基础，在混凝土柱体的下部两侧分别有与混凝土柱体构筑成一体的柱体钢块，在混凝土基础上部有与柱体钢块相对应、与混凝土基础构筑成一体的基础钢块，柱体钢块露出混凝土柱体部分的两侧面和基础钢块露出混凝土基础部分的两侧面之间分别有一组两端与柱体钢块和基础钢块固定连接的半圆形钢筋。
[0005]本发明钢筋混凝土柱的施工方法包括以下步骤:
[0006]1)制作柱体钢块、基础钢块和半圆形钢筋，备用
[0007]柱体钢块和基础钢块采取长方体，尺寸按建筑设计要求确定；在柱体钢块和基础钢块露出混凝土柱的两侧面上分别钻取一组相互间隔的预留孔；半圆形钢筋的尺寸根据柱体钢块上的预留孔与基础钢块上的预留孔的相互距离确定；
[0008]2)制作钢筋笼和安装柱体钢块、基础钢块
[0009]在制作混凝土柱体的钢筋笼时，取两块上述柱体钢块，将其不带预留孔的一端分别焊接在钢筋笼的两侧；制作混凝土基础的钢筋笼时，取上述基础钢块两块，将其不带预留孔的一端分别对应柱体钢块焊接在混凝土基础的钢筋笼上方；然后对混凝土基础和混凝土柱体浇灌混凝土，使柱体钢块和基础钢块带有预留孔的端部分别从混凝土柱体的混凝土和混凝土基础的混凝土中露出；
[0010]3)焊接半圆形钢筋完成混凝土基础和混凝土柱体的混凝土养护后，取上述半圆形钢筋，将半圆形钢筋的两端分别插入柱体钢块和基础钢块两侧面上对应的预留孔中，将半圆形钢筋与柱体钢块和基础钢块焊接成一体。
[0011]本发明为装配式混凝土结构，由于在钢筋混凝土混凝土柱体根部的两侧增加了两组与混凝土基础固定连接的半圆形钢筋，使混凝土柱体在遭遇地震形成的强烈横向外力作用时，即使发生倾斜，也只能使半圆形钢筋变形(一侧的半圆形钢筋被拉伸，另一侧的半圆形钢筋被压缩)，由变形的半圆形钢筋消耗地震的能量，使混凝土柱体不易与混凝土基础断裂，建筑物也就不易倒塌，从而达到提高建筑物抗震性能、减轻地震灾害损失的目的，对于灾后的重建也有重要意义。
【附图说明】
[0012]图1为本发明钢筋混凝土柱的结构示意图(正视图);
[0013]图2为图1的左视图；
[0014]图3为图1钢筋混凝土柱受外力作用时的耗能图。
[0015]图中:1-混凝土柱体，2-钢筋笼，3-柱体钢块，4-半圆形钢筋，5-基础钢块，6_混凝土基础。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0017]本实施例为某建筑中的钢筋混凝土柱，如图1和图2所示，混凝土柱体1的截面为400mm X 400mm方形，混凝土柱体高度为3600mm，与混凝土基础6饶筑成一体。
[0018]该钢筋混凝土柱的施工方法包括以下步骤:
[0019]1)加工制作柱体钢块3、基础钢块5和半圆形钢筋4
[0020]柱体钢块3的正面为200mmX 200mm正方形，厚度为50mm，在厚度方向相对的两个侧面上、距一个端面40mm处钻三个预留孔，预留孔为透孔，预留孔的相互间距为60mm ;
[0021 ] 基础钢块5的形状和尺寸与柱体钢块3相同。
[0022]采用直径为10mm的HRB400钢筋，制成多条半径为50mm的半圆形钢筋4。
[0023]2)制作钢筋笼2和安装柱体钢块3、基础钢块5
[0024]在制作混凝土混凝土柱体的钢筋笼2时，取上述柱体钢块两块，将其不带预留孔的一端分别焊接在钢筋笼的两侧；制作混凝土混凝土基础的钢筋笼时，取上述基础钢块两块，将其不带预留孔的一端分别与柱体钢块相对应焊接在混凝土基础的钢筋笼上方；然后对混凝土基础和混凝土柱体浇灌混凝土，使柱体钢块和基础钢块带有预留孔的端部分别从混凝土柱体混凝土和混凝土基础混凝土中露出30mm。
[0025]3)焊接半圆形钢筋4
[0026]完成混凝土基础和混凝土柱体混凝土养护后，将上述半圆形钢筋4的两端分别插入柱体钢块上端预留孔和基础钢块外端预留孔中、柱体钢块中间预留孔和和基础钢块中间预留孔中、柱体钢块下端预留孔和和基础钢块内端预留孔中，然后通过焊接使柱体钢块和基础钢块由半圆形钢筋连成一体。
[0027]如图3所示，假如该钢筋混凝土柱在地震形成的横向外力作用下向左发生倾斜，其根部右侧的半圆形钢筋会被拉伸，左侧的半圆形钢筋同时被压缩，半圆形钢筋在变形过程中会消耗地震的能量，即使混凝土柱体发生倾斜，其根部轻易不会与混凝土基础断开，建筑物则不易倒塌(外力较小时变形的钢筋靠其弹性会在消耗外界能量之后帮助混凝土柱体恢复原状)，其抗震性能得以提高，从而可有效减轻地震对建筑物的破坏，有利于灾后重建。
【主权项】
1.一种具有抗外力变形能力的钢筋混凝土柱，包括混凝土柱体(1)和混凝土基础(6)，其特征在于，在混凝土柱体的下部两侧分别有与混凝土柱体构筑成一体的柱体钢块(3)，在混凝土基础上部有与柱体钢块相对应、与混凝土基础构筑成一体的基础钢块(5)，柱体钢块露出混凝土柱体部分的两侧面和基础钢块露出混凝土基础部分的两侧面之间分别有一组两端与柱体钢块和基础钢块固定连接的半圆形钢筋(4)。2.权利要求1所述具有抗外力变形能力的钢筋混凝土柱的施工方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)制作柱体钢块(3)、基础钢块(5)和半圆形钢筋(4)，备用 柱体钢块和基础钢块采取长方体，尺寸按建筑设计要求确定；在柱体钢块和基础钢块露出混凝土柱的两侧面上分别钻取一组相互间隔的预留孔；半圆形钢筋的尺寸根据柱体钢块上的预留孔与基础钢块上的预留孔的相互距离确定； 2)制作钢筋笼(2)和安装柱体钢块(3)、基础钢块(5) 在制作混凝土柱体(1)的钢筋笼时，取两块上述柱体钢块，将其不带预留孔的一端分别焊接在钢筋笼的两侧；制作混凝土基础(6)的钢筋笼时，取上述基础钢块两块，将其不带预留孔的一端分别对应柱体钢块焊接在混凝土基础的钢筋笼上方；然后对混凝土基础和混凝土柱体浇灌混凝土，使柱体钢块和基础钢块带有预留孔的端部分别从混凝土柱体的混凝土和混凝土基础的混凝土中露出； 3)焊接半圆形钢筋(4) 完成混凝土基础和混凝土柱体的混凝土养护后，取上述半圆形钢筋，将半圆形钢筋的两端分别插入柱体钢块(3)和基础钢块(5)两侧面上对应的预留孔中，将半圆形钢筋与柱体钢块和基础钢块焊接成一体。
【专利摘要】一种钢筋混凝土柱，在混凝土柱体的下部两侧分别有与混凝土柱体的钢筋笼焊接成一体的柱体钢块，在混凝土基础上部有与柱体钢块相对应、与混凝土基础钢筋笼焊接成一体的基础钢块，柱体钢块露出混凝土柱体部分的两侧面和基础钢块露出混凝土基础部分的两侧面之间通过在预留孔中焊接半圆形钢筋将柱体钢块和基础钢块连成一体。该钢筋混凝土柱由于在混凝土柱体根部两侧增加了两组与混凝土基础固定连接的半圆形钢筋，使其具有抗外力变形能力，在遭遇地震形成的强烈横向外力作用时，即使混凝土柱体发生倾斜，也只能使半圆形钢筋变形，由变形的半圆形钢筋消耗地震能量，使混凝土柱体不易与混凝土基础断裂，建筑物不易倒塌，抗震性能提高。
【IPC分类】E02D27/42, E04C3/34
【公开号】CN105350720
【申请号】CN201510750925
【发明人】张斯远, 孟宪宏, 刘伟
【申请人】沈阳建筑大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月6日