[发明专利]螺旋复合式柱子

说明书

一技术领域

本发明涉及的是建筑领域的一种柱子结构，特别是一种基于砌块材料和钢筋的螺旋复合式柱子。

二背景技术

柱子(包括桥墩)是工业及民用建筑、桥梁的主要组成部分之一，它的安全性、经济性、制造便利性直接影响着整个结构的性能指标。现有的柱子类型主要包括钢柱、钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱(例如，“钢筋加劲的方形、矩形或多边形钢管混凝土柱”，专利号200610151197.4)、组合钢混凝土柱(例如，“组合的钢和混凝土柱及其建造方法”，专利号98805134.6)、复合材料柱(例如，“玻璃纤维布包裹PVC管混凝土柱”，专利号200720060234.0；“高密度聚乙烯管混凝土柱”，专利号200710027719.4)等。这些柱子结构在强度和刚度方面都能满足要求，但要消耗较多的钢材或混凝土，而生产钢材和水泥需要消耗很多的自然资源和能源。引入玻璃纤维、聚乙烯等材料的柱子虽能改善此问题，但限于成本等方面的问题，难以得到普及。因此，在当前倡导可持续发展的大背景下来看，有必要寻求更新型的柱子材料和结构形式。

三发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种节能环保、受力机制合理的螺旋复合式柱子结构。

本发明的结构由砌块、内嵌钢筋、搭接钢筋、粘结剂组成。每个砌块内有一根内嵌钢筋，将四个砌块在同一个水平面按矩形的四边排列可构成柱子的一个基本层，各基本层在竖向叠起来构成整个柱子，最后通过搭接钢筋的连接作用来使各段内嵌钢筋和各砌块成为一个整体。各层砌块交接的地方涂抹粘结剂。

所述的砌块，水平断面形状为T形或矩形，材料优先选用节能环保型建材，如石膏、粉煤灰混凝土等，如果受力性能需要，也可以采用普通混凝土。

所述的内嵌钢筋，沿水平方向布置，贯穿所在的砌块，并在砌块两个端部各伸出一小段。

所述的基本层，包含四个具有不同内嵌钢筋高度的砌块，并按钢筋高度由低到高的顺序将这四个砌块进行顺时针或逆时针排列。

所述的连接，是指在柱子的四个角部，通过搭接钢筋的两端焊接来连接各个错层相邻的砌块内的内嵌钢筋，规则是使连接后的各内嵌钢筋成为一个螺旋向上的整体。

在进行具体结构的设计时，可对柱子不同的位置，根据受力情况选用不同强度或截面的砌块：如柱子的下部受力大些，可选择比上部砌块强度更大的砌块，或者上部砌块用矩形截面，下部砌块用面积更大的T型截面。如果柱子在水平两个相互垂直的方向所受的力差别较大，可采用混合型砌块搭配，一个方向采用两个矩形截面砌块，另一个方向采用两个T型截面砌块。

另外，如果选用的单个砌块在竖直方向较长，也可以在竖向布置多个等间距的内嵌钢筋，然后采用搭接钢筋按同样的规则进行连接，同样使整个柱子连接后的各内嵌钢筋成为一个螺旋向上的整体。粘结剂的布置方式同上。

本结构用钢量小，优先选用的主材节能环保，而且为空心式结构，受力合理。在受力很大、某些砌块被压坏的极限状态下，由于各钢筋连接成了一个螺旋形结构，柱子的整体性还能保持，因此具有很好的延性，可有效地保护生命和财产安全。即使选用普通的混凝土做砌块材料，相比现有混凝土柱子也具有用材料较少、加工方便、成形快等优势。

此外，本发明还具有可工厂化生产、工期短、综合成本低等优点，广泛适用于各类建筑结构和桥梁，技术意义和社会效益明显。

附图说明

附图1为本螺旋复合式柱子结构采用T形砌块时的断面示意图。

附图2为本螺旋复合式柱子结构的立面示意图。

附图3为采用矩形砌块时的断面示意图。

附图4为采用混合型砌块搭配时的断面示意图。

附图5为采用竖向长砌块时的立面示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

首先根据柱子的受力状况选择合适的砌块1尺寸和材料，按照内嵌钢筋2在各砌块1内部的相对高度不同分为四类，记为A、B、C、D(按高度由低到高排序)。

将每四个砌块1在同一个水平面按矩形的四边排列构成柱子的一个基本层，这四块分别对应四类砌块，而且按A、B、C、D的顺序顺时针或逆时针排列，然后将各基本层在竖向叠起来构成整个柱子，在各层的砌块交接面上涂抹粘结剂。

最后在整个柱子的四个角部，通过搭接钢筋3的两端焊接来连接各个错层相邻的砌块1内的内嵌钢筋2，规则是使整个柱子连接后的各内嵌钢筋2成为一个螺旋向上的整体。