增强钢筋组件的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及建筑领域，具体而言，涉及增强钢筋组件。
【背景技术】
[0002]近年来，随着建筑高度的不断增加，对钢筋混凝土柱提出了更高的承载力要求。而地震灾害的频发，也使得钢筋混凝土柱的抗震性能令人关注。
【发明内容】
[0003]本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的:在高度较高的建筑结构中，钢筋混凝土柱容易遭到破坏，较高的轴向荷载给钢筋混凝土柱提出了更高的承载力要求。在高轴压比、循环侧向荷载的作用下，柱底混凝土保护层会发生剥落，纵向钢筋发生屈曲使得核心混凝土压碎，导致钢筋混凝土柱丧失承载力。因此，纵向钢筋的提前屈曲是导致钢筋混凝土柱抗震性能较低的主要原因。对于其他钢筋混凝土构件，如梁、剪力墙等，也存在着内部钢筋在高轴向力的作用下提前屈曲，导致结构承载力的降低，从而造成较为严重的经济损失。
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有不易屈曲、承载力大、抗震性能好的优点的增强钢筋组件。
[0005]根据本发明实施例的增强钢筋组件包括:约束管;钢筋，所述钢筋具有第一端部和第二端部，所述钢筋设在所述约束管内，所述钢筋的第一端部和第二端部中的至少一个伸出所述约束管;和填充层，所述填充层填充在所述约束管与所述钢筋之间的空隙内。
[0006]根据本发明实施例的增强钢筋组件具有不易屈曲、承载力大、抗震性能好等优点。
[0007]另外，根据本发明上述实施例的增强钢筋组件还可以具有如下附加的技术特征:
[0008]根据本发明的一个实施例，所述约束管为纤维增强复合材料管。
[0009]根据本发明的一个实施例，所述约束管的纤维布置方向与所述约束管的周向相同或者所述约束管的纤维布置方向与所述约束管的周向的夹角小于等于预设值，优选地，所述预设值大于等于5度小于等于15度。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述约束管的横截面的内沿和外沿均为圆形和四边形中的一种。
[0011 ]根据本发明的一个实施例，所述钢筋为一个，一个所述钢筋的中心轴线与所述约束管的中心轴线重合，所述钢筋为多个，或者，多个所述钢筋位于第一圆周上且沿所述约束管的周向等间距地设置，所述第一圆周的中心轴线与所述约束管的中心轴线重合。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述约束管的横截面的内沿和外沿均为四边形，所述钢筋为四个，四个所述钢筋一一对应地设在所述约束管的四个拐角处。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述约束管的每个拐角处构造有倒角。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述填充层由凝胶材料制成。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述凝胶材料选自高强聚合物砂浆、细骨料混凝土和环境友好型混凝土中的至少一种。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述环境友好型混凝土选自再生骨料混凝土和建筑垃圾混凝土中的至少一种。
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明实施例的增强钢筋组件的结构示意图；
[0018]图2是根据本发明的第一个实施例的增强钢筋组件的剖视图；
[0019]图3是根据本发明的第二个实施例的增强钢筋组件的剖视图；
[0020]图4是根据本发明的第三个实施例的增强钢筋组件的剖视图；
[0021]图5是根据本发明的第四个实施例的增强钢筋组件的剖视图；
[0022]图6是根据本发明的第五个实施例的增强钢筋组件的剖视图；
[0023]图7是根据本发明的第六个实施例的增强钢筋组件的剖视图。
【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0025]下面参考附图描述根据本发明实施例的增强钢筋组件10。如图1-图7所示，根据本发明实施例的增强钢筋组件10包括约束管101、钢筋102和填充层103。
[0026]钢筋102具有第一端部1021和第二端部1022，钢筋102设在约束管101内，钢筋102的第一端部1021和第二端部1022中的至少一个伸出约束管101。填充层103填充在约束管101与钢筋102之间的空隙内。换言之，填充层103套装在钢筋102上，约束管101套装在填充层103上。
[0027]根据本发明实施例的增强钢筋组件10可以单独使用，也可以与其他的钢筋焊接在一起以便组合使用。具体而言，钢筋102的伸出约束管101的部分可以与其他的钢筋焊接在一起。
[0028]钢筋在受压时会出现弹性屈曲或屈服后屈曲，造成钢筋承载力和耗能能力的丧失。在已知的钢筋混凝土结构中，纵向钢筋一般沿结构周边布置，在结构受压破坏时，保护层剥落，内部混凝土发生侧向膨胀导致受压钢筋更易发生向构件外部的鼓曲，导致构件的承载能力的丧失。
[0029]通过利用约束管101和填充层103对钢筋102进行包裹约束后，只要外部构造有足够的环向刚度，钢筋102的侧向变形能够被有效地约束住，从而使得钢筋102在约束管101内的部分不发生屈曲。
[0030]根据本发明实施例的增强钢筋组件10通过利用约束管101以及填充在约束管101与钢筋102之间的填充层103来约束钢筋102的一部分，从而可以确保钢筋102在约束范围内不发生屈曲，即钢筋102的位于约束管101内的部分不发生屈曲，由此可以极大地提高使用增强钢筋组件10的建筑结构的抗震性能和承载力。
[0031]而且，根据本发明实施例的增强钢筋组件10具有构造简单、应用方便、易于工厂预制、降低施工难度等优点，从而使增强钢筋组件10成为低成本高性能的建筑构件，能够批量生产，适用于目前各类建筑结构中，可以提升建筑结构的性能，具有较高的技术经济效益。
[0032]根据本发明实施例的增强钢筋组件10可以用于一般结构的底层柱和超高层结构中。在保证传统混凝土施工方法、构造措施变化不大的情况下，增强钢筋组件10能够方便地应用于混凝土结构中，代替混凝土结构中轴压力较大的钢筋，从而提高混凝土结构的承载力和抗震性能。
[0033]因此，根据本发明实施例的增强钢筋组件10具有不易屈曲、承载力大、抗震性能好等优点。
[0034]另外，使用增强钢筋组件10时，多个增强钢筋组件10布置的间距不宜过大，保证在钢筋102的伸出约束管101的部分的长细之比较小时也不发生屈曲。
[0035]如图1-图7所示，根据本发明的一些实施例的增强钢筋组件10包括约束管101、钢筋102和填充层103。
[0036]约束管101为纤维增强复合材料管，即约束管101由纤维增强复合材料(FRP)制成。纤维增强复合材料是一种轻质、高强、成型方便、耐腐蚀的新型材料。具体地，钢筋102的被约束管101约束的部分可以根据设计和受力分析结构而改变，约束管101可以包裹住钢筋102在使用时最易发生屈曲的位置。
[0037]具体而言，纤维增强复合材料是由纤维材料与基体材料按一定的比例混合后，经过模具挤压、拉拔而形成的高性能型材料。约束管101可以采用机械缠绕法在缠绕机上制成。在制作时，将纤维增强复合材料布排列在纱架上，纤维增强复合材料布自纱架上退绕，经过拉力系统、天然树脂槽、绕丝嘴，由小车帮带其往复移动并搅扰在掉转的芯轴(模)上。
[0038]纤维搅扰角度与纤维排列疏密程度依据强度预设，并由芯轴(模)的转速与小车的往复速度之比来准确地控制参数。固化后，将搅扰的复合材料制品脱模，从而形成约束管101。由纤维增强复合材料制成的约束管101具有质量轻、硬度大、机械强度高等优点。
[0039]在本发明的一个实施例中，约束管101的纤维布置方向与约束管101的周向相同(一致)，即约束管101的纤维沿着约束管101的周向延伸，换言之，约束管101的纤维布置方向为环向。由此可以使约束管101具有较高的环向刚度和强度。
[0040]此外，约束管101的纤维布置方向与约束管101的周向的夹角小于等于预设值。也就是说，约束管101的纤维布置方向为近似环向。由此可以使约束管101具有较高的环向刚度和强度。
[0041]有利地，该预设值大于等于5度小于等于15度，即约束管101的纤维布置方向与约束管101的周向的夹角大于等于5度小于等于15度。
[0042]如图1-图4所示，约束管101的横截面的内沿和外沿均为圆形，即约束管101的横截面为圆形。
[0043]如图5-图7所示，约束管