一种仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架及其制作方法及仿古建筑钢筋混凝土斗拱的施工方法

摘要

一种仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架及其制作方法及仿古建筑钢筋混凝土斗拱的施工方法，所述的斗拱预制钢筋骨架是由预埋件体系、斗拱骨架钢筋体系和斗拱箍筋组成的一个整体钢筋笼；所述预埋件体系包括双面矩形钢板预埋件、单面矩形钢板预埋件；所述斗拱骨架钢筋体系包括底部主筋、中部主筋、上部主筋和面筋，所述斗拱箍筋是由小直径圆钢弯曲成型的环形钢筋箍，其制作方法是利用双面矩形钢板预埋件作为临时支撑体系，穿入并焊接固定斗拱梁主筋形成钢筋骨架，最后在钢筋骨架外安装箍筋及单面矩形钢板预埋件形成一个整体的钢筋笼；该方法制作的斗拱钢筋骨架质量可靠、其仿古建筑钢筋混凝土斗拱的施工方法工作效率高、节省工期、安全系数高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿古建筑斗拱建筑施工用配件及仿古建筑斗拱的施工方法，特别是仿古建筑带钢板预埋件的斗拱预制钢筋骨架及其制作方法及仿古建筑钢筋混凝土斗拱的施工方法。

背景技术

随着国内旅游业的蓬勃发展，仿古建筑在各地纷纷兴建，而传统的木质结构斗拱已经越来越不能满足建筑实用性及耐久性的要求，于是现代仿古建筑斗拱大多形式为钢筋混凝土结构；而悬挑斗拱梁结构是最常采用的形式；悬挑斗拱梁利用梁主筋锚入框架柱内侧主筋抗拉+混凝土抗压的方式，将斗拱的自重、屋面的大面积荷载及其他方向的荷载传递给框架结构；从锚固结构到梁端方向，利用第次减小斗拱梁截面面积的方法，保证悬挑梁根部有效截面面积的前提下，减少梁的自重。

传统的钢筋混凝土斗拱施工都是随主体结构施工在高空作业的形式，工序为：搭建足够大的工作平台；安放底模→绑扎钢筋→焊接预埋件→安装侧模→浇筑混凝土，由于悬挑斗拱梁结构需要第次减小斗拱梁截面面积；因而，其斗拱梁钢筋笼的制作过程工序繁琐，施工周期长，而且需要在高空搭建足够大的施工平台上进行，作业面局限，拼装操作危险性大，预埋件的焊接与安装质量难以保证，斗拱尺寸误差较大，同时在高空进行预埋件焊接的火花给大部分为木质结构的仿古建筑的施工带来较大安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分离结构的仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架及其制作方法及仿古建筑钢筋混凝土斗拱的施工方法；该方法将仿古建筑的斗拱钢筋骨架的制作从高空搬到地面，解决了传统的钢筋混凝土斗拱的施工中，仿古建筑的斗拱钢筋骨架随主体结构施工在高空作业的形式所存在的不足之处。

解决上述问题的技术方案是：一种仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架，包括用于固定和支撑主要受力钢筋、在混凝土浇筑成型后用于与木结构连接用的预埋件体系，形成斗拱主要受力体系、用于承受并传递荷载的斗拱骨架钢筋体系；配合钢筋骨架、支撑起整个斗拱形状、并承受剪切力与扭转力矩的斗拱箍筋；所述预埋件体系、斗拱骨架钢筋体系和斗拱箍筋组成一个从一端到另一端第次减小截面面积的整体钢筋笼；

所述预埋件体系包括双面矩形钢板预埋件、单面矩形钢板预埋件；

所述斗拱骨架钢筋体系包括长度不等的底部主筋、中部主筋、上部主筋和面筋，所述上部主筋穿入上部双面矩形钢板预埋件内部、与双面矩形钢板预埋件焊接固定，所述中部主筋依次穿入上部双面矩形钢板预埋件和中部双面矩形钢板预埋件并分别与其焊接固定，底部主筋穿入中部双面矩形钢板预埋件并与其焊接固定；面筋穿过上部双面矩形钢板预埋件并与其焊接固定形成钢筋骨架，单面矩形钢板预埋件位于上部双面矩形钢板预埋件上，所述斗拱箍筋是由小直径圆钢弯曲成型的环形钢筋箍，斗拱箍筋套在钢筋骨架外并与底部主筋、中部主筋、上部主筋和面筋绑扎连接。

其相关的另一技术方案是：一种仿古建筑带钢板预埋件的斗拱预制钢筋骨架的制作方法，该方法是在地面制作本发明上述仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架的方法，它利用双面矩形钢板预埋件作为临时支撑体系，穿入并焊接固定斗拱梁主筋形成钢筋骨架，最后在钢筋骨架外安装箍筋及单面矩形钢板预埋件，形成一个整体的钢筋笼；它包括以下步骤：

A.施工准备、测量放样：准备斗拱预制钢筋骨架的钢筋材料和钢板预埋件；根据施工图纸，明确斗拱钢筋与钢板预埋件的相对位置，并在钢筋上放样，做好标识；

B、安放钢板预埋件：依图纸放线后安放上部双面矩形钢板预埋件； 

C．安放斗拱梁主筋与双面矩形钢板预埋件焊接固定形成钢筋骨架：

C1、先将上部双面矩形钢板预埋件在地面上临时固定，再将上部主筋穿入上部双面矩形钢板预埋件内部、与双面矩形钢板预埋件焊接固定，形成临时支撑； 

C2、安放中部双面矩形钢板预埋件，将中部主筋依次穿入上部双面矩形钢板预埋件和中部双面矩形钢板预埋件并分别与其焊接固定，将底部主筋穿入中部双面矩形钢板预埋件并与其焊接固定； 

C3、摆放面筋，并将面筋依次穿过各上部双面矩形钢板预埋件并与其焊接固定； 

D、绑扎箍筋：先将全部箍筋套入钢筋骨架外安放就位，然后绑扎固定斗拱梁两端的箍筋，再由两端往中间逐个绑扎箍筋；

E、安放顶部单面矩形钢板预埋件：

在套入了箍筋的钢筋骨架顶部安放顶部单面矩形钢板预埋件，并将其与上部双面矩形钢板预埋件点焊加以固定形成从一端到另一端第次减小截面面积的钢筋笼；

F、检查校验，检查并校正预埋件安装精度；校正合格，斗拱预制钢筋骨架制作完成。

其相关的又另一技术方案是：一种仿古建筑钢筋混凝土斗拱的施工方法，该方法是将仿古建筑钢筋混凝土斗拱的斗拱预制钢筋骨架在地面整体加工成型后再整体吊运安装到位锚入框架柱内锚固成一体再进行混凝土浇筑的方法，包括以下步骤：

（一）、在地面制作仿古建筑钢筋混凝土斗拱的斗拱预制钢筋骨架；

   所述在地面制作仿古建筑钢筋混凝土斗拱的斗拱预制钢筋骨架的方法是本发明上述仿古建筑带钢板预埋件的斗拱预制钢筋骨架的制作方法；它利用双面矩形钢板预埋件作为临时支撑体系，穿入并焊接固定斗拱梁主筋形成钢筋骨架最后在钢筋骨架外安装箍筋及单面矩形钢板预埋件，形成一个整体的钢筋笼；它包括以下步骤：

A.施工准备、测量放样：准备斗拱预制钢筋骨架的钢筋材料和钢板预埋件；根据施工图纸，明确斗拱钢筋与钢板预埋件的相对位置，并在钢筋上放样，做好标识；

B、安放钢板预埋件：依图纸放线后安放上部双面矩形钢板预埋件； 

C．安放斗拱梁主筋与双面矩形钢板预埋件焊接固定形成钢筋骨架：

C1、先将上部双面矩形钢板预埋件在地面上临时固定，再将上部主筋穿入上部双面矩形钢板预埋件内部、与双面矩形钢板预埋件焊接固定，形成临时支撑； 

C2、安放中部双面矩形钢板预埋件，将中部主筋依次穿入上部双面矩形钢板预埋件和中部双面矩形钢板预埋件并分别与其焊接固定，将底部主筋穿入中部双面矩形钢板预埋件并与其焊接固定； 

C3、摆放面筋，并将面筋依次穿过各上部双面矩形钢板预埋件并与其焊接固定； 

D、绑扎箍筋：先将全部箍筋套入钢筋骨架外安放就位，然后绑扎固定斗拱梁两端的箍筋，再由两端往中间逐个绑扎箍筋；

E、安放顶部单面矩形钢板预埋件：

在套入了箍筋的钢筋骨架顶部安放顶部单面矩形钢板预埋件，并将其与上部双面矩形钢板预埋件点焊加以固定形成从一端到另一端第次减小截面面积的钢筋笼；

F、检查校验，检查并校正预埋件安装精度；校正合格，斗拱预制钢筋骨架制作完成；

（二）整体吊运安装：

将制作好的“仿古建筑钢筋混凝土斗拱的斗拱预制钢筋骨架” 整体吊运到位，与建筑物主体锚固结构连接安装固定；

（三）混凝土浇筑、养护：

   按常规方法在仿古建筑钢筋混凝土斗拱的斗拱预制钢筋骨架外安装混凝土模板，进行混凝土浇筑养护。

与现有技术相比，本发明之“一种仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架及其制作方法及仿古建筑钢筋混凝土斗拱的施工方法”具有以下有益效果：

1、仿古建筑的斗拱钢筋骨架质量可控、质量更有保障：

本发明之仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架在地面制作，利用双面矩形钢板预埋件作为临时支撑体系，穿入并焊接固定斗拱梁主筋形成钢筋骨架；最后在钢筋骨架外安装箍筋及单面矩形钢板预埋件，形成一个整体的钢筋笼；钢筋骨架整体制作工艺完善，有效确保斗拱钢筋骨架的整体性，提高了钢板预埋件的安装精度，按《古建筑修建工程质量检验评定标准》评定，斗拱分项评为优良。

2、地面作业，工作效率高，节省工期：

本发明将一般斗拱钢筋骨架随主体结构施工高空绑扎作业的形式，改变为地面整体加工成型后再整体吊运安装的施工形式，工人在地面加工场内进行钢筋绑扎和预埋件施工，通过合理利用操作空间，保证充足的施工操作空间的同时相比高处作业降低了安全风险，且提高了工作效率，斗拱钢筋骨架的制作与主体结构施工同步进行，极大的缩短施工工期。

3、标准化施工，经济效益显著：本发明之仿古建筑钢筋混凝土斗拱的施工方法通过合理优化钢筋骨架与双面矩形钢板预埋件的安装顺序与安装方法使施工工艺更标准化，确保了一次成优率，而且，无需在高空特别搭建足够大的施工平台，节省人工及材料成本，经济效益显著。

4、安全系数高：整个斗拱施工过程处于安全、稳定、可控状态，工程质量优良，特别是避免了在高空进行预埋件焊接的火花给大部分为木质结构的仿古建筑的施工带来的火灾安全隐患，无安全事故发生。 

下面结合附图和实施例对本发明之一种仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架及其制作方法及仿古建筑钢筋混凝土斗拱的施工方法的技术特征作进一步说明。

附图说明

图1-1～图1-3：本发明仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架结构示意图：

图1-1：主视图，图1-2：左视图，图1-3：俯视图； 

图2-1～图2-2：构成仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架结构的钢板预埋件示意图：

图2-1：双面矩形钢板预埋件，图2-2：单面矩形钢板预埋件；

图3～图4-3：本发明仿古建筑带钢板预埋件的斗拱预制钢筋骨架的制作方法步骤示意图：

图3：步骤B安放钢板预埋件示意图；

图4-1～图4-3：步骤C．安放斗拱梁主筋与双面矩形钢板预埋件焊接固定形成钢筋骨架示意图：

图4-1：焊接上部主筋，形成临时支撑，

图4-2：安放中部双面矩形钢板预埋件，将中部主筋及底部主筋与上部、中部双面矩形钢板预埋件焊接，

图4-3：摆放面筋并与上部双面矩形钢板预埋件焊接固定；

图5：步骤D：绑扎箍筋后示意图；

图6：步骤E：安放顶部单面钢板预埋件，形成钢筋笼示意图；

图7-1～图7-2：本发明一种仿古建筑钢筋混凝土斗拱的施工方法中，整体吊运安装后，仿古建筑带钢板预埋件的斗拱预制钢筋骨架与锚固结构进行锚固连接示意图：

图7-1：主视图；

图7-2：带工作平台的立体示意图。

图中：

11-双面矩形钢板预埋件，111-上部双面矩形钢板预埋件，112-中部双面矩形钢板预埋件，12-单面矩形钢板预埋件；

21-底部主筋，22-中部主筋，23-上部主筋，24-面筋；

3-箍筋；4-斗拱预制钢筋骨架，5-锚固结构体系钢筋；6-工作平台。

具体实施方式

实施例一：

一种仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架，如图1-1～图1-3所示，该斗拱预制钢筋骨架是由预埋件体系1、斗拱骨架钢筋体系2和斗拱箍筋3组成的一个从一端到另一端第次减小截面面积的整体钢筋笼；

所述预埋件体系包括双面矩形钢板预埋件11、单面矩形钢板预埋件12（参见图2-1～图2-2）；其作用是用于固定和支撑主要受力钢筋、在混凝土浇筑成型后用于与木结构的连接；

所述斗拱骨架钢筋体系2包括底部主筋21、中部主筋22、上部主筋23和面筋24，其作用是形成斗拱主要受力体系、用于承受并传递荷载；

所述斗拱箍筋3是由小直径圆钢弯曲成型的环形钢筋箍，其作用是配合钢筋骨架、支撑起整个斗拱形状并承受剪切力与扭转力矩；

所述上部主筋23穿入上部双面矩形钢板预埋件11内部、与双面矩形钢板预埋件焊接固定，所述中部主筋22依次穿入上部双面矩形钢板预埋件11和中部双面矩形钢板预埋件11并分别与其焊接固定，底部主筋21穿入中部双面矩形钢板预埋件11并与其焊接固定；面筋24穿过上部双面矩形钢板预埋件11并与其焊接固定形成钢筋骨架，单面矩形钢板预埋件12位于上部双面矩形钢板预埋件11上，斗拱箍筋3套在钢筋骨架外并与底部主筋21、中部主筋22、上部主筋23和面筋24绑扎连接。

实施例二：

一种仿古建筑带钢板预埋件的斗拱预制钢筋骨架的制作方法，该方法是在地面制作实施例一所述的仿古建筑的斗拱预制钢筋骨架的方法，它利用双面矩形钢板预埋件作为临时支撑体系，穿入并焊接固定斗拱梁主筋形成钢筋骨架，最后在钢筋骨架外安装箍筋及单面矩形钢板预埋件，形成一个整体的钢筋笼；它包括以下步骤：（参见图3～图6）

A.施工准备、测量放样：准备斗拱预制钢筋骨架的钢筋材料和钢板预埋件；根据施工图纸，明确斗拱钢筋与钢板预埋件的相对位置，并在钢筋上放样，做好标识；

所述钢板预埋件包括双面矩形钢板预埋件11、单面矩形钢板预埋件12（参见图2-1～图2-2）；在本实施例制作方法中，为叙述方便，根据在预制钢筋骨架的位置，将双面矩形钢板预埋件11分为上部双面矩形钢板预埋件111和中部双面矩形钢板预埋件112；其尺寸大小根据斗拱大小而定；

所述斗拱骨架钢筋体系包括长度不等的底部主筋21、中部主筋22、上部主筋23和面筋24；

所述斗拱箍筋3是由小直径圆钢弯曲成型的环形钢筋箍；

B．安放钢板预埋件：依图纸放线后安放上部双面矩形钢板预埋件111（参见图3）； 

C．安放斗拱梁主筋与双面矩形钢板预埋件焊接固定形成钢筋骨架（参见图4-1～图4-3）：

C1、先将上部双面矩形钢板预埋件111在地面上临时固定，再将上部主筋23穿入上部双面矩形钢板预埋件111内部、与双面矩形钢板预埋件焊接固定，形成临时支撑；（参见图4-1）

C2、安放中部双面矩形钢板预埋件112，将中部主筋22依次穿入上部双面矩形钢板预埋件111和中部双面矩形钢板预埋件112并分别与其焊接固定，将底部主筋21穿入中部双面矩形钢板预埋件112并与其焊接固定；（参见图4-2）

C3、摆放面筋24，并将面筋24依次穿过各上部双面矩形钢板预埋件111并与其焊接固定；（参见图4-3）

D、绑扎箍筋：先将全部箍筋套入钢筋骨架外安放就位，然后绑扎固定斗拱梁两端的箍筋，再由两端往中间逐个绑扎箍筋（参见图5）；

E、安放顶部单面矩形钢板预埋件12：

在套入了箍筋的钢筋骨架顶部安放单面矩形钢板预埋件（12），并将其与上部双面矩形钢板预埋件111点焊加以固定形成从一端到另一端第次减小截面面积的钢筋笼（参见图6）；

F、检查校验，检查并校正预埋件安装精度；校正合格，斗拱预制钢筋骨架制作完成。

本实施例中所述钢板预埋件、斗拱钢筋和斗拱箍筋3的形状和材料是本领域技术人员根据不同形状大小的斗拱，能利用现有公知知识计算出的，此处不再赘述。

实施例三：

一种仿古建筑钢筋混凝土斗拱的施工方法，该方法是将仿古建筑钢筋混凝土斗拱的斗拱钢筋骨架在地面整体加工成型后再整体吊运安装到位锚入框架柱内锚固成一体再进行混凝土浇筑的方法，包括以下步骤：

（一）在地面制作仿古建筑钢筋混凝土斗拱的斗拱预制钢筋骨架（参见图1～图6）：

   所述在地面制作仿古建筑钢筋混凝土斗拱的斗拱预制钢筋骨架的方法是实施例二所述的仿古建筑带钢板预埋件的斗拱预制钢筋骨架的制作方法；此处不再赘述；

（二）整体吊运安装：

将制作好的“仿古建筑钢筋混凝土斗拱的斗拱预制钢筋骨架” 整体吊运到位，与

建筑物主体锚固结构5连接安装固定；（参见图7-1～图7-2）； 

（三）混凝土浇筑、养护：

   按常规方法在仿古建筑钢筋混凝土斗拱的斗拱预制钢筋骨架外安装混凝土模板，进行混凝土浇筑养护。