本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土組合柱結(jié)構(gòu)及同期澆筑施工方法，屬于主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域，適用于采用兩層或多層一接方式的鋼管柱混凝土組合柱的施工。

背景技術(shù)：

鋼管柱混凝土疊合柱(steel tube-reinforced concrete column)是指由截面中部鋼管柱混凝土和鋼管柱外鋼筋混凝土疊合而成的柱，簡(jiǎn)稱疊合柱。按截面形態(tài)可分為矩形截面和圓形截面。疊合柱的內(nèi)外組成部分可不同期施工，也可同期施工。同期施工是指同時(shí)澆筑鋼管柱內(nèi)混凝土和鋼管柱外混凝土，同期施工的疊合柱可稱組合柱。

鋼管柱混凝土組合柱施工時(shí)，鋼管柱采用無(wú)縫鋼管柱，非定尺加工，鋼管柱連接的一般做法為一層一接，這樣可以有效保證鋼管柱內(nèi)外混凝土同時(shí)澆筑，但存在一定的弊端，采用一層一接方式則須將鋼管柱在現(xiàn)場(chǎng)切斷，然后再接高，大大增加了內(nèi)襯管的用量以及焊接次數(shù)，且鋼管柱接高位置不能設(shè)在梁柱核心區(qū)內(nèi)，必有部分鋼管柱不能使用，將會(huì)大幅增加成本，施工工期也大大增加。若將鋼管柱長(zhǎng)度采用二層或三層一接，則可避免這類問題，但二層或三層一接對(duì)吊裝臨時(shí)固定卡具要求較高，需采用專門設(shè)計(jì)的卡具；鋼管柱內(nèi)混凝土澆筑施工時(shí)，需提前在鋼管柱上留設(shè)澆筑孔，混凝土澆筑完畢及時(shí)進(jìn)行封堵，封堵結(jié)構(gòu)及封堵措施也非常重要，有效解決以上問題即可大大加快施工進(jìn)度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

鑒于此，本發(fā)明中鋼管柱混凝土組合柱中鋼管柱采用二層或三層一接，吊裝鋼管柱臨時(shí)連接固定采用專用卡具，并設(shè)置有調(diào)整定位頂托；鋼管柱內(nèi)混凝土澆筑施工時(shí)，提前在鋼管柱上留設(shè)澆筑孔，混凝土澆筑完畢采用割除鋼板及時(shí)進(jìn)行封堵，操作簡(jiǎn)便且安裝精度高，施工安裝可靠，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種安裝速度快、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好且經(jīng)濟(jì)效益突出的鋼筋混凝土組合柱結(jié)構(gòu)及同期澆筑施工方法。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種鋼筋混凝土組合柱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鋼筋混凝土組合柱結(jié)構(gòu)主要包括上鋼管柱、下鋼管柱、內(nèi)襯管、上連接環(huán)板、下連接環(huán)板和豎向連接螺桿；上鋼管柱與下鋼管柱通過內(nèi)襯管連接，上鋼管柱和下鋼管柱的鋼管柱表面留設(shè)混凝土透氣孔及混凝土澆筑孔，在上鋼管柱、下鋼管柱上分別設(shè)置有上連接環(huán)板和下連接環(huán)板，連接環(huán)板擱置在十字桿上并通過環(huán)板連接端板上的橫向螺桿錨固，同時(shí)由串連在十字桿上的U形緊固托橫向夾固；上連接環(huán)板和下連接環(huán)板通過豎向連接螺桿連接，豎向連接螺桿與上、下連接環(huán)板均采用螺帽錨固，在豎向連接螺桿端部設(shè)置有調(diào)整定位頂托；鋼管柱外圍綁扎梁柱鋼筋并支設(shè)模板。

進(jìn)一步的，所述鋼管柱混凝土透氣孔在同一標(biāo)高對(duì)稱設(shè)置，混凝土澆筑孔為矩形方孔，在混凝土澆筑后采用割除鋼板封閉，割除鋼板與鋼管柱通過連接板錨固并焊接連接。

所述內(nèi)襯管中間等間距設(shè)置有分離式擱置端板，在分離式擱置端板一側(cè)設(shè)置有豎向加固肋板，分離式擱置端板的寬度與鋼管柱壁厚相同。

所述上連接環(huán)板和下連接環(huán)板均由兩塊半圓形鋼板通過環(huán)板鉸軸連接而成，表面預(yù)留豎向連接螺桿孔，連接環(huán)板活動(dòng)端設(shè)置有環(huán)板連接端板，環(huán)板連接端板上預(yù)留環(huán)板連接端板螺栓孔，連接環(huán)板內(nèi)壁設(shè)置有橡膠墊圈，連接環(huán)板底部設(shè)置有十字桿擱置槽。

所述的十字桿臨時(shí)交叉穿設(shè)在鋼管柱混凝土透氣孔上。

所述的調(diào)整定位頂托設(shè)置在豎向連接螺桿端部與鋼管柱壁之間。

本發(fā)明還提供了所述所述鋼筋混凝土組合柱結(jié)構(gòu)同期澆筑的施工方法，其主要施工步驟如下：

1)施工準(zhǔn)備：根據(jù)每根鋼管柱安裝位置，在各層樓板往上1000mm標(biāo)高處提前開設(shè)100×200mm的混凝土澆筑口，并在每層板頂及梁底標(biāo)高處開設(shè)直徑20mm的觀察孔；

2)鋼管柱吊裝、臨時(shí)就位：鋼管柱采用塔吊進(jìn)行吊裝，首節(jié)吊裝完成后進(jìn)行垂直度校驗(yàn)；

3)內(nèi)襯管安裝：在首節(jié)鋼管柱安裝就位后，在其頂部安裝質(zhì)檢合格的內(nèi)襯管，之后每接高一層鋼管柱之前，均需在上一鋼管柱頂部按要求安裝內(nèi)襯管，且所有內(nèi)襯管在接高鋼管柱完成后均與上下鋼管柱焊接連接；

4)鋼管柱連接固定：接高鋼管柱前，將下連接環(huán)板固定在已經(jīng)安裝完畢的鋼管柱上，距柱上端400mm，并利用橫向螺桿及U形緊固托錨固，接高鋼管柱后采用相同方法安裝上連接環(huán)板，再安裝豎向連接螺桿，利用調(diào)整定位頂托調(diào)整完畢后將各螺母擰緊，再次復(fù)測(cè)垂直度和間隙，并且在兩個(gè)方向上再次采用經(jīng)緯儀來(lái)檢查垂直度，滿足要求后，將塔吊摘鉤，繼續(xù)下一根鋼管柱吊裝作業(yè)；

5)鋼筋綁扎及模板支設(shè)：鋼管柱安裝完畢后，及時(shí)根據(jù)圖紙進(jìn)行鋼管柱外鋼筋綁扎及組合柱模板支設(shè)；

6)組合柱管內(nèi)混凝土澆筑：管內(nèi)混凝土澆筑采用側(cè)壁開孔手工振搗的方法，澆筑完畢后，及時(shí)采用割除鋼板進(jìn)行封堵，采用螺栓錨固后再用二氧化碳保護(hù)焊焊接；

7)組合柱管外混凝土澆筑：管外混凝土需在管內(nèi)混凝土初凝前，進(jìn)行管外混凝土澆注，澆注時(shí)應(yīng)用振搗棒振搗密實(shí)；

8)組合柱混凝土養(yǎng)護(hù)：混凝土澆筑完畢，并達(dá)到一定強(qiáng)度拆模后采用塑料薄膜布包裹進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

本發(fā)明具有以下的特點(diǎn)和有益效果：

(1)本發(fā)明鋼管柱混凝土組合柱中鋼管柱采用二層或三層一接，采用帶加固肋板的內(nèi)襯管作為連接節(jié)點(diǎn)，抗剪強(qiáng)度高，整體結(jié)構(gòu)施工效率高，相比于傳統(tǒng)組合柱施工，造價(jià)也有所降低，經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益突出。

(2)本發(fā)明中連接環(huán)板自身設(shè)置有遇水膨脹橡膠，通過端板錨固后再利用豎向螺桿連接，且在豎向螺桿端部設(shè)置調(diào)整定位頂托，有效保證上下鋼管柱的連接強(qiáng)度及連接精準(zhǔn)度。

(3)本發(fā)明對(duì)鋼管柱混凝土澆筑孔的割除鋼板結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，在割除鋼板上下設(shè)置連接板，連接板可與鋼管柱壁錨固連接，在混凝土澆筑施工時(shí)，割除鋼板不必卸載，造成丟失，保障施工效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明鋼筋混凝土組合柱鋼管柱連接示意圖；

圖2是本發(fā)明鋼筋混凝土組合柱混凝土澆筑后剖面圖；

圖3是本發(fā)明中內(nèi)襯管示意圖；

圖4是本發(fā)明連接環(huán)板示意圖；

圖5是本發(fā)明割除鋼板封閉后示意圖；

圖6是本發(fā)明割除鋼板封閉前示意圖；

圖7是本發(fā)明鋼筋綁扎及模板支設(shè)示意圖。

圖中：1-上鋼管柱；2-調(diào)整定位頂托；3-U形緊固托；4-緊固托固定螺帽；5-豎向連接螺桿；6-內(nèi)襯管；7-橫向螺桿；8-下鋼管柱固定螺帽；9-十字桿；10-下鋼管柱；11-下連接環(huán)板；12-環(huán)板連接端板；13-上連接環(huán)板；14-上鋼管柱固定螺帽；15-外鋼筋混凝土柱；16-自密實(shí)混凝土；17-混凝土透氣孔；18-分離式擱置端板；19-豎向加固肋板；20-環(huán)板連接端板螺栓孔；21-十字桿擱置槽；22-環(huán)板鉸軸；23-橡膠墊圈；24-割除鋼板上部連接板；25-割除鋼板；26-割除鋼板下部連接板；27-割除鋼板固定螺帽；28-連接板固定螺帽；29-混凝土澆筑孔；30-連接板預(yù)留孔；31-梁體主筋；32-梁體箍筋；33-梁體架立筋；34-混凝土柱箍筋；35-混凝土柱模板，36-豎向連接螺桿孔。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施方式中鋼管柱預(yù)制的工藝要求，連接環(huán)板的生產(chǎn)加工技術(shù)要求，鋼管柱工藝要求、混凝土澆筑工藝要求等不再贅述，重點(diǎn)闡述本發(fā)明涉及的鋼筋混凝土組合柱結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。

圖1是本發(fā)明鋼筋混凝土組合柱鋼管柱連接示意圖，圖2是本發(fā)明鋼筋混凝土組合柱混凝土澆筑后剖面圖，圖3是本發(fā)明中內(nèi)襯管示意圖，圖4是本發(fā)明連接環(huán)板示意圖，圖5是本發(fā)明割除鋼板封閉后示意圖，圖6是本發(fā)明割除鋼板封閉前示意圖，圖7是本發(fā)明鋼筋綁扎及模板支設(shè)示意圖。

參照附圖1所示的鋼筋混凝土組合柱結(jié)構(gòu)，主要由上鋼管柱1、下鋼管柱10、內(nèi)襯管6、上連接環(huán)板13、下連接環(huán)板11和豎向連接螺桿5等組成。

如圖2所示，上鋼管柱1與下鋼管柱10通過內(nèi)襯管6連接，上鋼管柱1和下鋼管柱10的鋼管柱表面留設(shè)混凝土透氣孔17及混凝土澆筑孔29(見圖6)，在上鋼管柱1、下鋼管柱10上分別設(shè)置有上連接環(huán)板13和下連接環(huán)板11，連接環(huán)板擱置在十字桿9上并通過環(huán)板連接端板12上的橫向螺桿7錨固，同時(shí)由串連在十字桿9上的U形緊固托3橫向夾固；上連接環(huán)板13和下連接環(huán)板11通過豎向連接螺桿5連接，豎向連接螺桿5與上、下連接環(huán)板均采用螺帽錨固，在豎向連接螺桿5端部設(shè)置有調(diào)整定位頂托2；鋼管柱外圍綁扎梁柱鋼筋并支設(shè)模板。

混凝土透氣孔17在同一標(biāo)高對(duì)稱設(shè)置，混凝土澆筑孔29為矩形方孔，在混凝土澆筑后采用割除鋼板25封閉，割除鋼板25與鋼管柱通過連接板錨固并焊接連接。

如圖3所示，內(nèi)襯管6中間等間距設(shè)置有分離式擱置端板18，在分離式擱置端板18一側(cè)設(shè)置有豎向加固肋板19，分離式擱置端板18的寬度與鋼管柱壁厚相同。

如圖4所示，上連接環(huán)板13和下連接環(huán)板11均由兩塊半圓形鋼板通過環(huán)板鉸軸22連接而成，表面預(yù)留豎向連接螺桿孔36，連接環(huán)板活動(dòng)端設(shè)置有環(huán)板連接端板12，環(huán)板連接端板12上預(yù)留環(huán)板連接端板螺栓孔20，連接環(huán)板內(nèi)壁設(shè)置有橡膠墊圈23，連接環(huán)板底部設(shè)置有十字桿擱置槽21。

十字桿9臨時(shí)交叉穿設(shè)在鋼管柱混凝土透氣孔17上。

調(diào)整定位頂托2設(shè)置在豎向連接螺桿5端部與鋼管柱壁之間。

施工前，先根據(jù)每根鋼管柱安裝位置，在各層樓板往上1000mm標(biāo)高處提前開設(shè)100×200mm的混凝土澆筑口，并在每層板頂及梁底標(biāo)高處開設(shè)直徑20mm的觀察孔。

鋼管柱采用塔吊進(jìn)行吊裝，首節(jié)吊裝完成后進(jìn)行垂直度校驗(yàn)。鋼管柱一律采用無(wú)縫鋼管，外直徑為325mm。在首節(jié)鋼管柱安裝就位后，在其頂部安裝質(zhì)檢合格的內(nèi)襯管6，內(nèi)襯管6采用強(qiáng)度等級(jí)為Q345鋼板預(yù)制，管壁厚不宜小于5mm，一般應(yīng)采用6mm最適宜，內(nèi)襯管6與無(wú)縫管內(nèi)壁的間隙預(yù)留2mm左右為宜。之后每接高一層鋼管柱之前，均需在上一鋼管柱頂部按要求安裝內(nèi)襯管，且所有內(nèi)襯管在接高鋼管柱完成后均與上下鋼管柱焊接連接。

接高鋼管柱前，將下連接環(huán)板11固定在已經(jīng)安裝完畢的鋼管柱上，距柱上端400mm，并利用橫向螺桿7及U形緊固托3錨固，上連接環(huán)板13和下連接環(huán)板11內(nèi)徑為325mm，外徑為535mm，表面預(yù)留4個(gè)直徑為22mm的螺桿孔，環(huán)板連接端板12厚度控制在8mm為宜，高度為85mm，同樣預(yù)留直徑16mm的環(huán)板連接端板螺栓孔20。連接環(huán)板內(nèi)壁附設(shè)一條厚度為8mm左右的橡膠墊圈23。接高鋼管柱后采用相同方法安裝上連接環(huán)板，再安裝豎向連接螺桿5，豎向連接螺桿5長(zhǎng)度為1000mm，利用調(diào)整定位頂托2調(diào)整完畢后將各螺母擰緊，再次復(fù)測(cè)垂直度和間隙，并且在兩個(gè)方向上再次采用經(jīng)緯儀來(lái)檢查垂直度，滿足要求后，將塔吊摘鉤，繼續(xù)下一根鋼管柱吊裝作業(yè)。

鋼管柱安裝完畢后，及時(shí)根據(jù)圖紙進(jìn)行鋼管柱外鋼筋綁扎及組合柱模板支設(shè)。外框梁鋼筋綁扎時(shí)，縱向鋼筋必須避開鋼管柱在鋼管柱兩側(cè)通過，中間鋪設(shè)梁體架立筋33，保證四肢箍筋。

模板支設(shè)后，先進(jìn)行管內(nèi)混凝土澆筑，混凝土澆筑前，確定混凝土澆注高度，在每層鋼管柱根部上開設(shè)20mm的觀察孔和排氣孔，進(jìn)行標(biāo)高控制。澆筑時(shí)應(yīng)先澆注10～20mm厚與混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同的減石子水泥砂漿，澆筑半層時(shí)從澆筑孔內(nèi)插入振搗棒進(jìn)行振搗，以此進(jìn)一步讓混凝土達(dá)到密實(shí)。第一次澆注至梁底，待核心區(qū)鋼筋和模板施工完畢后，再進(jìn)行澆注，管內(nèi)混凝土澆注至板頂標(biāo)高處。澆筑完畢后，及時(shí)采用割除鋼板25進(jìn)行封堵，采用螺栓錨固后再用二氧化碳保護(hù)焊焊接。

管外混凝土需在管內(nèi)混凝土初凝前，進(jìn)行管外混凝土澆注，澆注時(shí)應(yīng)用振搗棒振搗密實(shí)?；炷翝仓戤?，并達(dá)到一定強(qiáng)度拆模后采用塑料薄膜布包裹進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。