一种柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱的制作方法

本发明涉及装配式建筑领域中的中空预制柱，具体是涉及一种柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，更具体的说是一种通过在钢骨架柱预制段部分设置柱内组合金属模板与柱的箍筋和纵筋相互约束形成带组合金属模板的钢筋笼，同时组合金属模板将预制柱段分隔为内部空腔和空腔外部环形混凝土实体，其中预制段空腔在施工现场安装完成后浇筑混凝土，空腔外部环形混凝土实体在工厂制作时浇筑混凝土。

背景技术：

1、传统的住房建造技术生产效率低、施工速度慢、建设周期长、材料消耗多、工地污染严重且工人劳动强度大，这一系列状况已不能满足我国对建筑业健康可持续发展的需求。而装配式混凝土建筑因为具有高效的工业化生产、集约和快速的施工流程、以及绿色环保的施工过程等特点，所以广泛应用到各类建筑工程当中。

2、现阶段，在装配整体式混凝土结构中，上、下预制柱之间的连接主要分钢筋套筒连接(在预制段内预埋连接套筒)和空腔搭接连接(在预制段内预留空腔)两大类。

3、现有套筒连接中的灌浆连接在施工过程中，首先需完成梁与节点处下预制柱之间的浇筑连接，等待节点混凝土达到初始强度后，再通过灌浆套筒连接上、下预制柱的钢筋。上述工艺存在以下缺陷：单个预制柱内有多个灌浆套筒，在安装阶段较难保证相邻层的下层预制柱的纵筋插入上层预制柱的套筒内；在灌浆阶段，无法检测套筒内钢筋与灌浆料的锚固质量和灌浆料的强度。另，因预制柱段重量较大，施工现场的原塔吊需更换为具有更大吊重能力的塔吊，进而导致项目整体造价的上升。

4、现有空腔预制柱的施工过程简述为：在预制构件厂内生产时，绑好预制柱的预制钢筋笼并将钢筋笼吊装至模具内，浇筑一侧的混凝土实体并养护至规定强度后，将预制柱通过翻转设备(特殊设备)进行翻转并浇另一侧的混凝土实体，因预制柱有四个侧面，因此上述工艺流程需重复四次。上述生产工艺依赖特殊设备，且需分四次养护空腔四侧的混凝土实体，从而使得预制柱的生产效率较低。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题，就是提供一种柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其通过中部的空腔降低了整体重量，可以降低至现有实心预制柱重量的1/3左右。在组合金属模板的限制下可以一次浇筑、一次养护成型空腔四周的混凝土实体，极大的提高了预制柱的生产效率。相邻楼层的预制柱通过钢筋笼相互嵌套，在钢筋笼中进行搭接并浇筑，相邻楼层的预制柱的连接部位的质量的检测可沿用现浇柱的检测手段，使得相邻楼层的预制柱的连接质量更加可控。

2、解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、一种柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其特征在于：包括柱体，柱体内设有组合金属模板，组合金属模板的内侧围成一个空间，通过空间在柱体的中部形成空腔，空腔上下贯通柱体，而在组合金属模板的外侧则浇筑形成有环形混凝土实体，环形混凝土实体用作现场浇筑时的模板和用于将柱体包裹成一个整体；在柱体中还设有钢筋笼，钢筋笼的上端和下端分别伸出至环形混凝土实体的上方和下方，钢筋笼的上端和下端的钢筋相互错开，使得在对相邻楼层的预制柱进行连接时上层的预制柱的钢筋笼的下端能与下层的预制柱的钢筋笼的上端相互嵌套；在钢筋笼的下端设有钢板箍，通过钢板箍在钢筋笼的下端形成用于自支撑的支撑面。

4、可选的，组合金属模板设在钢筋笼内，钢筋笼的四周部分埋入环形混凝土实体内，组合金属模板与环形混凝土实体的内侧面贴合。

5、可选的，组合金属模板包括多个金属模板单元，金属模板单元上下依次层叠，且上下相邻的金属模板单元之间相互嵌套在一起，钢筋笼包括纵筋和箍筋，箍筋水平设置，箍筋穿插于上下相邻的金属模板单元之间的连接处，通过金属模板单元对箍筋进行限位，且通过箍筋对其上面的金属模板单元进行支撑。

6、可选的，金属模板单元上设有安装凹槽，箍筋包括外箍筋和内箍筋，外箍筋套在钢筋笼外围，内箍筋穿插在内侧，内箍筋分别卡在安装凹槽中。

7、可选的，金属模板单元为中空的四棱台形金属壳，四棱台形金属壳的一端开口大于另一端开口，使得上下两个四棱台形金属壳的端部能相互嵌套。

8、可选的，金属模板单元包括中空的第一矩形金属壳和第二矩形金属壳，第一矩形金属壳的尺寸大于第二矩形金属壳，使得第一矩形金属壳能套在第二矩形金属壳上，第一矩形金属壳和第二矩形金属壳为交替层叠。

9、可选的，组合金属模板包围在钢筋笼的外侧，组合金属模板与环形混凝土实体的内侧面贴合。

10、可选的，组合金属模板包括柱状金属壳、钢丝网片和拉结件，柱状金属壳与环形混凝土实体的内侧面贴合，钢丝网片位于柱状金属壳的外侧并埋入环形混凝土实体中，拉结件穿插于柱体中，拉结件的两端分别与钢丝网片连接。

11、可选的，纵筋均匀分布在钢筋笼的周边，纵筋的下端垂直向下伸出至环形混凝土实体的下方，纵筋的上端向上伸出至环形混凝土实体的上方，但纵筋的上端向内侧折弯偏移，从而使得纵筋的上端与下端相互错开。

12、可选的，钢板箍包括多条间隔设置的横向钢板和多条间隔设置的纵向钢板，横向钢板和纵向钢板相互焊接在一起，纵筋的下端与钢板箍焊接在一起，在钢板箍的中部设有加强筋，加强筋的下端与钢板箍的中部焊接，加强筋的上端延伸入空腔内。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、1、本发明的预制柱通过组合金属模板围成的空间形成中部的空腔，降低了整体重量，可以降低至现有实心预制柱重量的1/3左右，从而相应的减小了现场吊装器械的规格，减少了成本。另一方面，由于中空的预制柱的大部分混凝土在现场浇筑，因此可降低预制构件的成本。

15、2、本发明相邻层的预制柱进行浇筑连接时，通过上层的预制柱的钢筋笼的下端与下层的预制柱的钢筋笼的上端相互嵌套，在钢筋笼中进行搭接，连接部位将露出在楼板的上面，因此在浇筑时，对连接部位的质量的检测可沿用现浇柱的检测手段，检测更加简单，使得相邻楼层的预制柱的连接质量更加可控。

16、本发明相邻层的预制柱的连接无需在使用钢筋套筒，施工难度更低，施工更容易，施工成本更低。

17、3、本发明的预制柱设置组合金属模板，通过组合金属模板的限制形成外围的环形混凝土实体，并对钢筋笼形成有效的约束，在工厂对其进行生产的过程中，可以一次浇筑形成混凝土实体，并进行一次养护即可，无需对构件进行多次的翻转浇筑，即无需依赖翻转设备。本发明的预制柱是可以一次预制成型的预制柱，相比较于背景技术中的空腔预制柱需分四次浇筑养护的结构，极大的提高了空腔预制柱的生产效率。

18、4、本发明通过环形混凝土实体包裹成一个整体，通过下端的钢板箍形成支撑面，使其能够支撑自身，能作为施工安装时预制柱的临时支撑。

19、5、另外，在进一步的结构中，本发明的组合金属模板还可以是由多个金属模板单元上下依次层叠并嵌套在一起组成，而且通过金属模板单元来对箍筋进行限位，相比较于现有的通过焊接方式进行连接的箍筋，本发明耗材更低，人工更低，可极大提高加工效率。

技术特征：

1.一种柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其特征在于：包括柱体，所述柱体内设有组合金属模板，所述组合金属模板的内侧围成一个空间，通过所述空间在所述柱体的中部形成空腔，所述空腔上下贯通所述柱体，而在所述组合金属模板的外侧则浇筑形成有环形混凝土实体，所述环形混凝土实体用作现场浇筑时的模板和用于将所述柱体包裹成一个整体；在所述柱体中还设有钢筋笼，所述钢筋笼的上端和下端分别伸出至所述环形混凝土实体的上方和下方，所述钢筋笼的上端和下端的钢筋相互错开，使得在对相邻楼层的预制柱进行连接时上层的预制柱的钢筋笼的下端能与下层的预制柱的钢筋笼的上端相互嵌套；在所述钢筋笼的下端设有钢板箍，通过所述钢板箍在所述钢筋笼的下端形成用于自支撑的支撑面。

2.根据权利要求1所述的柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其特征在于：所述组合金属模板设在所述钢筋笼内，所述钢筋笼的四周部分埋入所述环形混凝土实体内，所述组合金属模板与所述环形混凝土实体的内侧面贴合。

3.根据权利要求1或2所述的柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其特征在于：所述组合金属模板包括多个金属模板单元，所述金属模板单元上下依次层叠，且上下相邻的所述金属模板单元之间相互嵌套在一起，所述钢筋笼包括纵筋和箍筋，所述箍筋水平设置，所述箍筋穿插于上下相邻的所述金属模板单元之间的连接处，通过所述金属模板单元对所述箍筋进行限位，且通过所述箍筋对其上面的所述金属模板单元进行支撑。

4.根据权利要求3所述的柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其特征在于：所述金属模板单元上设有安装凹槽，所述箍筋包括外箍筋和内箍筋，所述外箍筋套在钢筋笼外围，所述内箍筋穿插在内侧，所述内箍筋分别卡在所述安装凹槽中。

5.根据权利要求4所述的柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其特征在于：所述金属模板单元为中空的四棱台形金属壳，所述四棱台形金属壳的一端开口大于另一端开口，使得上下两个所述四棱台形金属壳的端部能相互嵌套。

6.根据权利要求4所述的柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其特征在于：所述金属模板单元包括中空的第一矩形金属壳和第二矩形金属壳，所述第一矩形金属壳的尺寸大于所述第二矩形金属壳，使得所述第一矩形金属壳能套在所述第二矩形金属壳上，所述第一矩形金属壳和第二矩形金属壳为交替层叠。

7.根据权利要求1所述的柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其特征在于：所述组合金属模板包围在所述钢筋笼的外侧，所述组合金属模板与所述环形混凝土实体的内侧面贴合。

8.根据权利要求1或7所述的柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其特征在于：所述组合金属模板包括柱状金属壳、钢丝网片和拉结件，所述柱状金属壳与所述环形混凝土实体的内侧面贴合，所述钢丝网片位于所述柱状金属壳的外侧并埋入所述环形混凝土实体中，所述拉结件穿插于所述柱体中，所述拉结件的两端分别与所述钢丝网片连接。

9.根据权利要求3所述的柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其特征在于：所述纵筋均匀分布在所述钢筋笼的周边，所述纵筋的下端垂直向下伸出至所述环形混凝土实体的下方，所述纵筋的上端向上伸出至所述环形混凝土实体的上方，但所述纵筋的上端向内侧折弯偏移，从而使得所述纵筋的上端与下端相互错开。

10.根据权利要求3所述的柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其特征在于：所述钢板箍包括多条间隔设置的横向钢板和多条间隔设置的纵向钢板，所述横向钢板和所述纵向钢板相互焊接在一起，所述纵筋的下端与所述钢板箍焊接在一起，在所述钢板箍的中部设有加强筋，所述加强筋的下端与所述钢板箍的中部焊接，所述加强筋的上端延伸入所述空腔内。

技术总结
本发明公开了一种柱内置组合金属模板的中空钢骨架预制柱，其包括柱体，柱体内设有组合金属模板，组合金属模板的内侧围成一个空间，通过空间在柱体的中部形成空腔，空腔上下贯通柱体，而在组合金属模板的外侧则浇筑形成有环形混凝土实体，在柱体中还设有钢筋笼，钢筋笼的上端和下端分别伸出至环形混凝土实体的上方和下方，钢筋笼的上端和下端的钢筋相互错开；在钢筋笼的下端设有钢板箍，形成自支撑的支撑面。本发明通过中部空腔降低了整体重量，在组合金属模板的限制下可以一次浇筑、一次养护成型空腔四周的混凝土实体，极大的提高了预制柱的生产效率。相邻楼层的预制柱在钢筋笼中进行搭接并浇筑，使得相邻楼层的预制柱的连接质量更加可控。

技术研发人员：曹大燕,张建华,吴广元,高宏杰,李阳,邓杰仁,黄国理,冯云华,苍久山
受保护的技术使用者：曹大燕
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15