一种可快速装配的内置钢箱式钢管约束混凝土柱的制作方法

本实用新型涉及钢管约束钢筋混凝土柱领域，具体来说是一种可快速装配的内置钢箱式钢管约束混凝土柱。

背景技术：

钢筋混凝土柱用于高层建筑结构时，往往底层柱截面较大，采用高强混凝土时可降低柱截面大小，但高强混凝土脆性性质更加明显，导致钢筋混凝土柱延性性能和抗震性能较差，从而限制了高强混凝土的应用。在钢筋混凝土柱外侧设置非连续钢管形成钢管约束钢筋混凝土柱，能够有效改善钢筋混凝土柱的延性性能和抗震性能，并能充分发挥高强混凝土的力学性能，提高钢筋混凝土柱的承载能力和减小钢筋混凝土柱的截面大小。

传统的现浇式结构具有施工工期长、经济性能差，施工复杂，易造成环境污染等缺点。随着工业化的不断发展和人们对优良环境的迫切需求，装配式结构将是未来建筑结构发展的重要方向之一。发展装配式结构有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平，有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。装配式钢管约束钢筋混凝土结构则属于装配式结构的一种。发展装配式钢管约束钢筋混凝土结构则需要解决预制钢管约束钢筋混凝土构件之间的连接问题，预制钢管约束钢筋混凝土构件之间的连接性能对装配式钢管约束钢筋混凝土结构有重要影响，同时，预制钢管约束混凝土构件之间连接过于复杂也严重影响装配式钢管约束钢筋混凝土结构的应用。因此，一种连接构造简单、施工方面、力学性能优良的新型钢管约束钢筋混凝土柱是现在所需要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，力学性能优良的新型钢管约束钢筋混凝土柱。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种可快速装配的内置钢箱式钢管约束混凝土柱，所述钢管约束钢筋混凝土柱包括上预制柱和下预制柱；所述上预制柱包括上束形钢管，所述上束形钢管内设有上钢筋束，所述上束形钢管内灌有制型混凝土，所述上束形钢管内还设有连接钢箱，所述连接钢箱沿上束形钢管轴向延伸，所述上预制柱通过连接钢箱与下预制柱相连接；所述连接钢箱延伸至下束形钢管内部；所述下预制柱包括下束形钢管，所述下束形钢管内设有下钢筋束，所述下束形钢管内灌有制型混凝土；所述上束形钢管内制型混凝土凝固后形成上混凝土柱；所述下束形钢管内制型混凝土凝固后形成下混凝土柱，所述上预制柱和下预制柱相连接组成钢管约束混凝土柱。

所述下混凝土柱包括填充在下约束钢管内的第一混凝土柱，在第一混凝土柱靠近上预制柱的一端设有用于连接钢箱端部放置的放置凹槽。

所述放置凹槽内设有用于填充连接钢箱内部空间的第二混凝土柱。

所述上预制柱与下预制柱通过连接机构相连接，所述连接机构包括多个约束拉杆，每个所述约束拉杆均穿过下约束钢管与连接钢箱设置。

所述上钢筋束包括多个上钢筋；所述下钢筋束包括多个下钢筋，每个所述上钢筋都对应有一个下钢筋，两个相对设置的上钢筋与下钢筋端部相贴合；每个所述上钢筋与对应的下钢筋相贴合的位置处外侧套接有一个连接套筒。

所述上预制柱与下预制柱之间还还设有定位组件；所述定位组件包括多个设置在上混凝土柱上的定位槽，所述下混凝土柱上设有与定位槽相对应的定位钢板；每个所述定位槽对应有一个定位钢板。

所述上预制柱和下预制柱之间设有用于连接套筒放置的放置槽，所述放置槽包括多个设置在上混凝土柱上的上放置槽和多个设置在下混凝土柱上的下放置槽，每个上放置槽对应有一个下放置槽，每个上放置槽对应有一个上钢筋。

一种可快速装配的内置钢箱式钢管约束混凝土柱的生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：

(1)进行上预制柱和下预制柱制备；

(2)步骤(1)完成后，使用吊具吊起上预制柱，将上预制柱中的连接钢箱对准下预制柱中的放置凹槽，并在每个下钢筋上套接一个连接套筒，完成后，将上钢筋分别与相对应的下钢筋相对齐，同时使得定位钢板与定位槽相对齐应，待所有部件完全对准之后，缓慢下放上预制柱，直至连接钢箱插入放置凹槽，定位钢板插入定位槽，上钢筋分别插入对应的连接套筒中，以上操作结束后，钢管约束钢筋混凝土柱初步定位完成；

(3)步骤(2)完成后，把每个约束拉杆均穿过下约束钢管、连接钢箱以及第二混凝土柱三个部件，并在约束拉杆端部设置固定螺母，至此上预制柱与下预制柱装配完成，如果需要重复组装上预制柱和下预制柱，如果需要重复组装钢管约束钢筋混凝土柱，重复上述过程即可继续装配上预制柱和下预制柱。

所述步骤(1)中上预制柱制备工艺步骤如下：

1)确定上预制柱尺寸，并挑选合适的零部件；

2)步骤1)完成后，将上钢筋通过箍筋绑扎成钢筋骨架，再将钢筋骨架放置于上束形钢管中并固定其位置，再在上束形钢管中浇筑制型混凝土，待混凝土浇筑到初步定位高度后，将连接钢箱放置于混凝土上方，并使得连接钢箱下端穿过已浇筑完成的制型混凝土层；待连接钢箱放置结束后，再继续在上束形钢管中浇筑制型混凝土至上束形钢管口平齐，并在制型混凝土下端预埋连接套筒和定位钢板并清除多余制型混凝土，再对混凝土进行养护，待混凝土养护完毕之后，将混凝土中预埋的连接套筒和定位钢板拆除形成上放置槽和定位槽，至此上预制柱制作完毕，如果需要重复制作，重复上述步骤即可。

所述步骤(1)中下预制柱制备工艺步骤如下：

1)确定下预制柱尺寸，并挑选合适的零部件；

2)步骤1)完成后，将下钢筋也通过箍筋绑扎成钢筋骨架，并在下钢筋的端部安装连接套筒，再在下束形钢管表面开设约束拉杆孔用于约束拉杆穿过，将上述钢筋骨架放置于下束形钢管中并固定其位置，在下束形钢管内部放入一个和上预制柱中的连接钢箱尺寸和结构完全相同的连接钢箱，再将约束拉杆穿入下束形钢管和连接钢箱中，再在下束形钢管中浇筑制型混凝土至一定高度后，将定位钢板放置于混凝土上方，再继续在下束形钢管中浇筑混凝土至下束形钢管口平齐，同时也要求在放置在下束形钢管内的连接钢箱内也填充制型混凝土，使得制型混凝土充满该连接钢箱内部；上述操作结束后，再对混凝土进行养护，待混凝土养护完毕之后，将混凝土中的拉杆和连接钢箱拆除形成约束拉杆孔和放置凹槽，至此下预制柱制作完毕；重复上述过程可继续制作下预制柱。

本实用新型的优点在于：

本实用新型公开了一种可快速装配的内置钢箱式钢管约束钢筋混凝土柱，本实用新型公开的一种可快速装配的内置钢箱式钢管约束钢筋混凝土柱直接由上预制柱和下预制柱通过约束拉杆、定位钢板和连接套筒装配而成，本实用新型能够有效解决装配式组合结构中的柱与柱之间的现场连接问题，是一种连接构造简单、可快速现场装配的组合结构构件，同时还具有承载力高、延性性能好、抗震性能优越等优点。

附图说明

下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中上预制柱的结构示意图。

图3为本实用新型中下预制柱的结构示意图。

图4为本实用新型中连接钢箱的结构示意图。

图5为图2沿1-1剖切的剖视图。

图6为图4沿2-2剖切的剖视图。

上述图中的标记均为：

1、上束形钢管，2、环形通缝，3、上钢筋，4箍筋，5上混凝土柱，6定位钢板，7放置槽，8约束拉杆孔，9连接钢箱，10定位钢板，11连接套筒，12放置凹槽，13螺母，14约束拉杆，15连接钢箱。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

一种可快速装配的内置钢箱式钢管约束混凝土柱，所述钢管约束钢筋混凝土柱包括上预制柱和下预制柱；所述上预制柱包括上束形钢管1，所述上束形钢管1内设有上钢筋束，所述上束形钢管1内灌有制型混凝土，所述上束形钢管1内还设有连接钢箱9，所述连接钢箱9沿上束形钢管1轴向延伸，所述上预制柱通过连接钢箱9与下预制柱相连接；所述连接钢箱9延伸至下束形钢管15内部；所述下预制柱包括下束形钢管15，所述下束形钢管15内设有下钢筋束，所述下束形钢管15内灌有制型混凝土；所述上束形钢管1内制型混凝土凝固后形成上混凝土柱5；所述下束形钢管15内制型混凝土凝固后形成下混凝土柱，所述上预制柱和下预制柱相连接组成钢管约束混凝土柱；本实用新型公开了一种可快速装配的内置钢箱式钢管约束钢筋混凝土柱，本实用新型中一种可快速装配的内置钢箱式钢管约束钢筋混凝土柱直接由上预制柱和下预制柱通过约束拉杆14、定位钢板10和连接套筒11装配而成，本实用新型能够有效解决装配式组合结构中的柱与柱之间的现场连接问题，是一种连接构造简单、可快速现场装配的组合结构构件，同时还具有承载力高、延性性能好、抗震性能优越等优点，是一种值得推广的新型装配式钢管约束钢筋混凝土柱；本实用新型中所述上钢筋束包括多个上钢筋3；所述下钢筋束包括多个下钢筋20，每个所述上钢筋3都对应有一个下钢筋20，两个相对设置的上钢筋3与下钢筋20端部相贴合；每个所述上钢筋3与对应的下钢筋20相贴合的位置处外侧套接有一个连接套筒11；连接套筒11的设置，起到限位固定的作用，进而保证上钢筋3和下钢筋20连接处的稳定性，进而保证本实用新型公开的混凝土柱的结构强度；同时在本实用新型中直接将上钢筋插入到连接套筒中，插入深度应与下部钢筋端面重合，下预制柱中的连接套筒必须插入到上预制柱中的放置槽中，选取的连接套筒长度不能太短，进而保证上、下钢筋连接稳固；本实用新型采用了内置钢箱式钢管约束混凝土柱，这样设计方式，使得混凝土柱的装配更为简单，同时这样生产的预制柱结构更为稳固，并且在实际使用过程中可以很好的节约上预制柱与下预制柱装配组装的时间。

作为优选的，本实用新型中所述下混凝土柱包括填充在下约束钢管内的第一混凝土柱19，在第一混凝土柱19靠近上预制柱的一端设有用于连接钢箱9端部放置的放置凹槽12；放置凹槽12的设置为连接钢箱9的放置提供的安放的场所，这样的设置方便后续混凝土柱的固定；同时作为优选的，本实用新型中连接钢箱9上设有穿接孔21，穿接孔21的设置可以很好的用于约束拉杆14穿过，有利于整体钢管约束钢筋混凝土柱整体结构的稳定性。

作为优选的，本实用新型中所述放置凹槽12内设有用于填充连接钢箱9内部空间的第二混凝土柱191；第二混凝土柱191用于填充连接钢箱9内部空间，保证连接钢箱9整体支撑强度，作为优选的，本实用新型中连接钢箱9一端放置在上束形钢管1内，另一端延伸至下束形钢管15内，本实用新型中第二混凝土柱191设置在放置凹槽12中，放置凹槽12一个闭合环形槽，方便连接钢箱9的放置。

作为优选的，本实用新型中所述上预制柱与下预制柱通过连接机构相连接，所述连接机构包括多个约束拉杆14，每个所述约束拉杆14均穿过下约束钢管与连接钢箱9设置；通过连接机构的设置，可以更好的实现上预制柱与下预制柱之间的连接，更好的保证上预制柱与下预制柱之间连接的稳定性，同时本实用新型中约束拉杆14横向分布，同时约束拉杆14在连接钢箱9的四个侧面上都有分布，这样可以更好的保证下预制柱与连接钢箱9的固定。

作为优选的，本实用新型中所述上预制柱与下预制柱之间还还设有定位组件；所述定位组件包括多个设置在上混凝土柱5上的定位槽6，所述下混凝土柱上设有与定位槽6相对应的定位钢板10；每个所述定位槽6对应有一个定位钢板10；通过定位钢板10与定位槽6相互作用，更好的实现上预制柱和下预制柱安装的定位；本实用新型中下混凝土柱下端设有四个定位钢板10，四个定位钢板10首尾依次相连组成一个矩形结构，这样更好的保证整个装置结构的稳定性。

作为优选的，本实用新型中所述上预制柱和下预制柱之间设有用于连接套筒11放置的放置槽7，所述放置槽7包括多个设置在上混凝土柱5上的上放置槽7和多个设置在下混凝土柱上的下放置槽7，每个上放置槽7对应有一个下放置槽7，每个上放置槽7对应有一个上钢筋3；放置槽7的设置方便连接套筒11的放置，避免因连接套筒11的设置而使得上预制柱与上预制柱之间贴合处的凸起，影响整个钢管约束钢筋混凝土柱的连接。

作为优选的，本实用新型中定位钢板10包括基板，在基板上设有竖直板，基板和竖直板垂直设置，基板预埋在下混凝土柱中，这样保证定位钢板10连接的稳定性。

作为优选的，本实用新型中所述连接钢箱9包括定位底座17，在定位底座17上设有连接钢本体9，所述连接钢箱本体18内部中空，在连接钢箱本体18远离定位底座17的一端上设有连通缺口；并且在所述连接钢箱本体18上设有穿接孔，同时在本实用新型中定位底座17包括基准板171，在基准板171四周边缘处设有限位侧板16；基准板171尺寸大于连接钢箱9横向截面尺寸，这样更好的保证连接钢箱9与上混凝土柱5连接的稳定性。

同时作为优选的，本实用新型中上束形钢管1远离下预制柱的一端上设有环形通缝2；所述下束形钢管15远离上预制柱的一端上也设有一个环形通缝2；设置环形通缝后，束形钢管被分割中两段，束形钢管的纵向应力传递路径被切断，从而减小了束形钢管的纵向应力，由于束形钢管传递的纵向应力减小了，混凝土传递的纵向应力有所增大，混凝土在纵向应力作用下会产生横向变形，混凝土的横向变形受到束形钢管的约束，进而增大了束形钢管的横向应力，即提高了束形钢管的约束作用；当然环形通缝的宽度不能设置过大，具体宽度根据设计需要进行设置。

一种可快速装配的内置钢箱式钢管约束混凝土柱的生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：

(1)进行上预制柱和下预制柱制备；

(2)步骤(1)完成后，使用吊具吊起上预制柱，将上预制柱中的连接钢箱9对准下预制柱中的放置凹槽12，并在每个下钢筋20上套接一个连接套筒11，完成后，将上钢筋3分别与相对应的下钢筋20相对齐，同时使得定位钢板10与定位槽6相对齐应，待所有部件完全对准之后，缓慢下放上预制柱，直至连接钢箱9插入放置凹槽12，定位钢板10插入定位槽6，上钢筋3分别插入对应的连接套筒11中，以上操作结束后，钢管约束钢筋混凝土柱初步定位完成；

(3)步骤(2)完成后，把每个约束拉杆14均穿过下约束钢管、连接钢箱9以及第二混凝土柱191三个部件，并在约束拉杆14端部设置固定螺母13，至此上预制柱与下预制柱装配完成，如果需要重复组装上预制柱和下预制柱，如果需要重复组装钢管约束钢筋混凝土柱，重复上述过程即可继续装配上预制柱和下预制柱。

所述步骤(1)中上预制柱制备工艺步骤如下：

1)确定上预制柱尺寸，并挑选合适的零部件；

2)步骤1)完成后，将上钢筋3通过箍筋4绑扎成钢筋骨架，再将钢筋骨架放置于上束形钢管1中并固定其位置，再在上束形钢管1中浇筑制型混凝土，待混凝土浇筑到初步定位高度后，将连接钢箱9放置于混凝土上方，并使得连接钢箱9下端穿过已浇筑完成的制型混凝土层；待连接钢箱9放置结束后，再继续在上束形钢管1中浇筑制型混凝土至上束形钢管1口平齐，并在制型混凝土下端预埋连接套筒11和定位钢板10并清除多余制型混凝土，再对混凝土进行养护，待混凝土养护完毕之后，将混凝土中预埋的连接套筒11和定位钢板10拆除形成上放置槽7和定位槽6，至此上预制柱制作完毕，如果需要重复制作，重复上述步骤即可。

所述步骤(1)中下预制柱制备工艺步骤如下：

1)确定下预制柱尺寸，并挑选合适的零部件；

2)步骤1)完成后，将下钢筋20也通过箍筋4绑扎成钢筋骨架，并在下钢筋20的端部安装连接套筒11，再在下束形钢管15表面开设约束拉杆孔8用于约束拉杆14穿过，将上述钢筋骨架放置于下束形钢管15中并固定其位置，在下束形钢管15内部放入一个和上预制柱中的连接钢箱9尺寸和结构完全相同的连接钢箱9，再将约束拉杆14穿入下束形钢管15和连接钢箱9中，再在下束形钢管15中浇筑制型混凝土至一定高度后，将定位钢板10放置于混凝土上方，再继续在下束形钢管15中浇筑混凝土至下束形钢管15口平齐，同时也要求在放置在下束形钢管15内的连接钢箱9内也填充制型混凝土，使得制型混凝土充满该连接钢箱9内部；上述操作结束后，再对混凝土进行养护，待混凝土养护完毕之后，将混凝土中的拉杆和连接钢箱9拆除形成约束拉杆孔8和放置凹槽12，至此下预制柱制作完毕；重复上述过程可继续制作下预制柱。

显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本实用新型的保护范围之内。