混凝土建筑物和构筑物中钢筋构造的加强零件及钢筋结构

摘要

混凝土建筑物和构筑物中钢筋构造的加强零件及钢筋结构，涉及在建造钢筋混凝土建筑物和构筑物时对其中的钢筋构造进行补强的加强零件和钢筋结构。该加强零件由多个线状体连续弯曲而成的S形基本部件并列布置或者串联连接，通过在不同平面的U形弯勾连接。在主钢筋和箍筋形成的钢筋骨架中，将加强零件的下部弯勾插入钢筋之间，其他弯勾勾住同一或其他方向的钢筋，形成稳定的钢筋结构。该钢筋结构可使钢筋绑扎工序简化，减少钢筋混凝土结构内的复杂配筋作业。加强零件可以加强钢筋之间的约束，防止或减轻主钢筋屈曲破坏和增强抗剪强度。该加强零件适用于各种各样的钢筋构造，可利用施工现场材料和设备适时适量生产，结构简单，制作成本和运行费用低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种加强零件及钢筋结构，特别涉及在建造钢筋混凝土建筑物和构筑物时，为了提高其抗屈曲和抗剪性能而对其中的钢筋构造进行补强的加强零件和钢筋结构。

背景技术

在建造钢筋混凝土建筑物和构筑物时，例如钢筋混凝土柱，首先在其中配置抗弯的主钢筋和抗剪的箍筋，为了增强韧性进一步配置中间拉筋或交错箍筋。

以传统的钢筋混凝土桥墩为例，四边形断面的混凝土中，在其周边配置着大量的垂向主钢筋，其外侧又配置着大量的水平面内箍筋，而这些箍筋的对边之间又在水平面内配置着大量的中间拉筋或交错箍筋。

上述钢筋配置中的中间拉筋或交错箍筋连接位于对边的箍筋，用以防止主钢筋和箍筋受荷载后向外突出，也就是起到了防止主钢筋和箍筋侧向突出的约束作用。

由此，在地震荷载等情况下，上述中间拉筋或交错箍筋能够抑制主钢筋的屈曲和箍筋的侧向突出，进而发挥对混凝土的约束作用，并起到抗剪性能的作用。

上述钢筋混凝土结构如桥墩等，为了把中间拉筋或交错箍筋固定在已有的主钢筋和箍筋上，需要在其两端加工半圆形或锐角弯勾，而且为了保证这些带半圆形或锐角弯勾的钢筋能够固定在主钢筋和箍筋上，需要根据桥墩的大小调整中间拉筋或交错箍筋的长度，这样导致钢筋加工的复杂性和钢筋长度管理繁琐。而且，在主钢筋和箍筋绑扎完毕之后再进行中间拉筋或交错箍筋的安装会非常困难。有时需要将中间拉筋切断成两根然后在桥墩中间进行焊接，在混凝土断面较大的时候更是如此。

上述中间拉筋或交错箍筋的安装作业都是在主钢筋和箍筋所包围的非常狭小的空间进行，不仅安装作业困难，也会导致施工成本增加。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种加工容易，安装方便且补强效果好的加强零件，来代替中间拉筋或交错箍筋，目的是将加强零件应用到钢筋混凝土的钢筋构造补强中，简化钢筋安装作业，加快施工速度。

本发明的技术方案如下：

一种混凝土建筑物和构筑物中钢筋构造的加强零件，其特征在于：该加强零件由两个线状体S形基本部件和一个U形弯勾组成；所述的每个线状体S形基本部件包括位于同一平面且开口方向相反的两个弯口和两个弯勾；所述的两个线状体S形基本部件所在平面平行或不平行布置，其下端通过所述的U形弯勾相连接，线状体S形基本部件的弯口与U形弯勾的弯口所在的平面垂直或不垂直。

本发明提供了一种采用上述加强零件的钢筋结构，含有主钢筋和箍筋按90度格子状交叉配筋形成的钢筋骨架，其特征在于：加强零件的两个线状体S形基本部件分别位于至少一根主钢筋的两侧，两个上部弯勾分别勾住至少一根箍筋，两个下部弯勾分别插入两根箍筋之间；至少一根主钢筋位于U形弯勾的弯口中，下部的U形弯勾勾住至少一根主钢筋。

本发明提供了另一种采用上述加强零件的钢筋结构，含有主钢筋和箍筋按90度格子状交叉配筋形成的钢筋骨架，其特征在于：加强零件的两个线状体S形基本部件分别位于主钢筋的两侧，两个上部弯勾分别勾住主钢筋和箍筋的十字交叉处，两个下部弯勾分别插入两根箍筋之间；主钢筋位于U形弯勾的弯口中，下部的U形弯勾勾住主钢筋。

本发明还提供了一种混凝土建筑物和构筑物中钢筋构造的改形加强零件，其特征在于：该改形加强零件由两个上下布置的线状体S形基本部件和一个U形弯勾组成；所述的每个线状体S形基本部件包括两个弯口和两个弯勾，每个线状体S形基本部件中的两个弯口不在同一平面内；所述的位于上部的线状体S形基本部件的其中一个弯口与下部线状体S形基本部件的其中一个弯口平行布置且方向相同，平行布置且方向相同的两个弯口通过U形弯勾相连接；两个线状体S形基本部件的另一个弯口与U形弯勾的弯口平行或不平行布置且方向相同。

本发明提供了一种采用上述改形加强零件的钢筋结构，含有主钢筋和箍筋按90度格子状交叉配筋形成的钢筋骨架，其特征在于：改形加强零件中U形弯勾的弯口勾住箍筋或主钢筋；上下两个弯口分别位于箍筋的上下两侧或主筋的左右两侧，并分别勾住箍筋或主钢筋。

本发明提供了另一种采用改形加强零件的钢筋结构，含有主钢筋和箍筋按90度格子状交叉配筋形成的钢筋骨架，其特征在于：改形加强零件中U形弯勾的弯口勾住箍筋或主钢筋；上下两个弯口分别位于箍筋的上下两侧或主筋的左右两侧，分别勾住主钢筋和箍筋的十字交叉处。

本发明还提供了一种混凝土建筑物和构筑物中钢筋构造的串联加强零件，其特征在于：该串联加强零件由两个并列布置的连续S形部件和一个U形弯勾组成；每个连续S形部件是由布置在同一平面内的多个线状体S形基本部件串联而成，所述的每个线状体S形基本部件包括位于同一平面且开口方向相反的两个弯口和两个弯勾；所述两个并列布置的连续S形部件下端部通过U形弯勾相连接。

本发明提供了一种采用串联加强零件的钢筋结构，含有主钢筋和箍筋按90度格子状交叉配筋形成的钢筋骨架，其特征在于：所述的串联加强零件中两个并列布置的连续S形部件分别位于主钢筋的两侧；箍筋位于每个线状体S形基本部件的一个弯口内，并勾住箍筋；主钢筋位于U形弯勾的弯口中，下部的U形弯勾勾住主钢筋。

在本发明的上述方案中，所述的线状体S形基本部件可以采用钢筋、其它金属材料或纤维类材料。

本发明的加强零件和钢筋结构，与现有技术相比具有以下突出的优点：

将主钢筋和箍筋等预先绑扎好形成钢筋骨架、钢筋笼或钢筋网等钢筋构造后，从钢筋构造的外侧安装加强零件，然后设置模板，在模板内进行混凝土浇注。这样减少了钢筋混凝土结构内的复杂配筋作业，使得钢筋绑扎工作更为简便，施工速度加快。本发明的加强零件可以加强钢筋之间的约束，减轻主钢筋的屈曲破坏，并且增强抗剪效果，所构成的钢筋结构更加稳定牢固，从而达到提高钢筋混凝土结构性能的目的。本发明的加强零件可以在施工现场根据要求将钢筋等材料进行弯曲加工而成，避免了特殊的材料和生产设备的要求，不需要为加强零件的生产而增加设备投资，可以利用施工现场的材料和设备根据具体需要适时适量进行生产，具有结构简单，制作成本和运行费用低等优点。本加强零件可以用于各种各样的钢筋构造，例如钢筋混凝土桥墩和承受荷载大、配筋量高、钢筋密集导致钢筋绑扎困难的结构。

附图说明

图1A是线状体S形基本部件的示意图，图1B是U形弯勾的示意图，图1C是加强零件的示意图。

图2是本发明的实施方式之一：采用单个加强零件安装在主钢筋和箍筋上的钢筋结构的示意图。

图3是本发明的实施方式之二：采用多个加强零件安装在主钢筋和箍筋上对柱中钢筋进行补强的示意图。

图4是本发明的实施方式之三：加强零件某一方向勾住多于一根钢筋的钢筋结构的示意图。

图5是本发明的实施方式之四：加强零件中的线状体S形基本部件偏离垂直面后安装在主钢筋和箍筋上的钢筋结构的示意图。

图6A是弯口不在同一平面的线状体S形基本部件的示意图。

图6B是由图6A所示的S形基本部件组成的改形加强零件示意图。

图7为本发明实施方式五：改形加强零件安装在主钢筋和箍筋上的钢筋结构的示意图。

图8A是多个线状体S形基本部件通过串联连续配置的示意图。

图8B是连续S形部件通过U形弯勾相连接的状态示意图。

图9为本发明实施方式六：串联加强零件安装在主钢筋和箍筋上的钢筋结构的示意图。

图10是本发明的实施方式之七：从钢筋混凝土结构两侧对面安装加强零件的示意图。

图11是实施方式七中从钢筋混凝土机构两侧安装加强零件时其线状体S形基本部件部分延长相互重合的示意图。

具体实施方式

本发明是用于具有格子状交叉配筋的钢筋混凝土结构中的加强零件及钢筋结构，使用对象为钢筋混凝土结构中的钢筋构造，即由复数根主钢筋和与其交叉配置的复数根箍筋绑扎而成的钢筋骨架或钢筋网等钢筋构造。

本发明的加强零件由线状体连续弯曲而成的S形基本部件与在不同平面内的U形弯勾组成。线状体S形基本部件由线状体连续弯曲形成若干个在不同平面的弯口，相邻弯曲开口交替配置。若干个线状体S形基本部件并列配置，通过在不同平面上的弯勾连接构成加强零件。加强零件中的弯口形成U形或半圆形的弯勾，在上述格子状交叉配筋的钢筋构造中，将这些弯勾插入钢筋之间，并通过其他弯勾勾住同一或其他方向的钢筋，构成稳定的钢筋结构。这里所涉及的不同方向的钢筋可以分别为主钢筋和箍筋，也可以都是主钢筋，也可以都是箍筋，通过将弯勾固定在钢筋上达到约束钢筋的目的。

线状体S形基本部件与U形弯勾所在平面由加强零件在钢筋构造中的安装位置决定。例如在由竖向主钢筋和水平向箍筋组成的钢筋构造中，本加强零件的线状体S形基本部件位于竖直面中，而U形弯勾则位于水平面中，二者相互垂直。但是本发明中各个弯勾的所在面并不一定要相互垂直，可以配置于任意角度的各种平面中，以适应各种各样的配筋要求。而且，形成线状体S形基本部件的相邻弯口也不一定要安置在同一平面中，整个加强零件呈三维构造。

本加强零件中的线状体S形基本部件可以多个相互连接，通过连续弯曲形成具有多个线状体S形基本部件的加强零件。这些连续的线状体S形部件没有必要在同一个平面内，这样可以适用于复杂的配筋情况。同时，为了形成连续的线状体S形部件，可以由一个线状体连续弯曲而成，也可以由多个线状体分别弯曲然后连接而成。连接时线状体S形基本部件之问可以有相重叠的部分。

本加强零件中的线状体S形基本部件和U形弯勾的大小和间隔宜与所适用的钢筋构造相匹配，以便安装。

下面结合附图及实施例说明本发明的具体实施方式。

图1A是将钢筋弯曲成S形状的线状体S形基本部件1，包括位于同一平面且开口方向相反的两个弯口1a和两个弯勾1b。图2A是U形弯勾2，包括一个弯口2a。图1C是本发明的加强零件3，由两个线状体S形基本部件1和一个U形弯勾2组成。两个线状体S形基本部件所在平面平行布置，其下端通过U形弯勾2相连接，所得到的加强零件3包含了弯口1a和弯口2a，线状体S形基本部件的弯口1a与U形弯勾的弯口2a所在的平面垂直。弯口1a和弯口2a呈U形或半圆形，加强零件3的S形基本部件1与U形弯勾2可以由一个线状体连续弯曲而成，也可以由线状体分别弯曲成分开的线状体S形基本部件1与U形弯勾2，然后连接而成，连接时线状体S形基本部件1与U形弯勾可以有相重叠的部分。

图2为本发明的实施方式一：采用单个加强零件安装在主钢筋和箍筋上的钢筋结构的示意图。如图2所示，在主钢筋50和箍筋51按90度格子状交叉配筋形成的钢筋骨架中，安装上述加强零件3，两个线状体S形基本部件1分别位于主钢筋50的两侧，其中两个上部弯勾1b分别勾住箍筋51，两个下部弯勾1b分别插入两根箍筋之间；主钢筋50位于U形弯勾2的弯口2a中，下部的U形弯勾2勾住主钢筋50，形成一个钢筋结构。这样，箍筋51插在弯口1a中，主钢筋50插在弯口2a中，加强零件3被固定在交叉配置的主钢筋50和箍筋51的两个方向上，通过三点勾住，保证了加强零件3的自身稳定。

上述格子状交叉配筋的钢筋骨架中，主钢筋50和箍筋51通常使用螺纹钢筋，但是并不限定，加强零件3可以适用于任何种类的钢筋。

加强零件3由钢筋制成，可以选用与主钢筋或箍筋相同的材料弯制，这样就不必准备特殊的材料，可以在施工现场因地制宜利用现有的合适钢筋进行加强钢筋的生产。此外加强零件3还可以采用其它金属材料和碳纤维等纤维类材料制作。

图3为本发明实施方式二：采用多个加强零件安装在主钢筋和箍筋上对柱中钢筋进行补强的一个例子。钢筋混凝土柱中主钢筋50和箍筋51按格子状交叉配筋，按图2所示方式，将加强零件3从箭头A方向，以一定间隔安装在主钢筋50和箍筋51的交叉部位，形成对整个钢筋构造的补强。加强零件3可以根据钢筋补强的要求进行配置，其数量多少根据补强性能要求确定，安装疏密可以适当调整。

加强零件3的安装可以在主钢筋50和箍筋51绑扎完工之后进行，只需按箭头方向将加强零件3插入主钢筋50和箍筋51的交叉部分即可。这样就避免了在主钢筋50和箍筋51形成的内部空间进行配筋作业，在钢筋密集的情形下更显有利。

在本例中，加强零件3与主钢筋50和箍筋51相接触的部分可以进行绑扎，如果安插加强零件3时，由于钢筋的弹性各个弯勾能够稳定地勾住钢筋，保证加强零件3的稳定性，也可以省略绑扎工序。

图4为本发明实施方式三：加强零件某一方向勾住多于一根钢筋的钢筋结构的示意图。加强零件3中，连接S形基本部件1的U形弯勾2的弯口2a长度与实施方式一相比适当加长，将弯口2a变大。如图4所示，在主钢筋50和箍筋51按90度格子状交叉配筋形成的钢筋骨架中，安装上述加强零件3，在U形弯勾2的弯口2a中插入一根以上的主钢筋50，下部的U形弯勾2勾住一根以上的主钢筋50；如图4所示，两个线状体S形基本部件1分别位于两根主钢筋50的两侧，其中两个上部弯勾1b分别勾住箍筋51，两个下部弯勾1b分别插入两根箍筋之间，形成一个钢筋结构。

这种结构的加强零件特别适用于主钢筋非常密集的情形，本发明还可适用于扩大弯口1a后勾住另一方向一根以上箍筋的情形。

图5为本发明实施方式四：加强零件中的线状体S形基本部件偏离垂直面后安装在主钢筋和箍筋上的钢筋结构的示意图。图5的加强零件3中，两个线状体S形基本部件1所在平面不平行布置，其下端通过U形弯勾2相连接，所得到的加强零件3包含了弯口1a和弯口2a，但是线状体S形基本部件的弯口1a与U形弯勾的弯口2a所在的平面不垂直，线状体S形基本部件1的两个弯口1a所在平面与垂直面有一定夹角。这样在主钢筋50和箍筋51按90度格子状交叉配筋形成的钢筋骨架中，安装上述加强零件3，如图5所示，两个线状体S形基本部件1分别位于主钢筋50的两侧，两个上部弯勾1b分别勾住主钢筋50和箍筋51的十字交叉处，两个下部弯勾1b分别插入两根箍筋之间；主钢筋50位于U形弯勾2的弯口2a中，下部的U形弯勾2勾住主钢筋50，形成钢筋结构，进一步加强了安装的稳定性。

图6A是弯口不在同一平面的线状体S形基本部件的示意图。图6A中，线状体S形基本部件1包括两个弯口1a和两个弯勾1b，两个弯口1a不在同一平面内，而是形成一定的夹角，使得两个弯口1a所形成的弯勾1b位于两个相交的平面内。当所形成的夹角为90度时，两个弯口1a所在的平面相互垂直。

图6B是由图6A所示的S形基本部件组成的改形加强零件示意图。如图6B所示，改形加强零件4由两个如图6A所示的上下布置的线状体S形基本部件1和一个U形弯勾2组成；位于上部的线状体S形基本部件1的其中一个弯口1a与下部线状体S形基本部件1的其中一个弯口1a平行布置且方向相同，平行布置且方向相同的两个弯口1a通过U形弯勾2相连接；两个线状体S形基本部件1的另一个弯口1a与U形弯勾2的弯口2a平行或不平行布置且方向相同，形成一个如图6B所示的改形加强零件4。当所形成的夹角为90度时，则改形加强零件4中，平行布置且方向相同的两个弯口1a位于水平面内，另外两个弯口1a和U形弯勾的弯口2a位于垂直面内。

图7为本发明实施方式五：改形加强零件安装在主钢筋和箍筋上的钢筋结构的示意图。对主钢筋50和箍筋51按90度格子状交叉配筋形成的钢筋骨架中，改形加强零件4中U形弯勾2的弯口2a勾住箍筋51；上下两个弯口1a分别位于箍筋51的上下两侧，并分别勾住箍筋51，如图7A所示，改形加强零件4被安装在钢筋骨架中形成钢筋结构。本实施例也可以为弯勾1b和U形弯勾2勾住主钢筋50的情形。

当线状体S形基本部件1的两个弯口1a所在的平面不垂直，改形加强零件4中U形弯勾2的弯口2a勾住箍筋51；上下两个弯口1a分别位于箍筋51的上下两侧，分别勾住主钢筋50和箍筋51的十字交叉处，形成图7B所示的钢筋结构。

图8A是多个S形基本部件1通过串联连续配置的示意图。连续S形部件5是由布置在同一平面内的多个线状体S形基本部件1串联而成，每个线状体S形基本部件包括位于同一平面且开口方向相反的两个弯口1a和两个弯勾1b，各个弯口1a之间的间隔与安装部位的钢筋间隔相匹配。图8B是连续S形部件5通过U形弯勾2相连接的状态示意图。如图8B所示，串联加强零件6由两个并列布置的连续S形部件5和一个U形弯勾2组成；两个连续S形部件5并列安置，下端部通过U形弯勾2相连接，下端和U形弯勾2的一部分可以相互重合，构成串联加强零件6。

图9为本发明实施方式六：串联加强零件安装在主钢筋和箍筋上的钢筋结构的示意图。对主钢筋50和箍筋51按90度格子状交叉配筋形成的钢筋骨架中，串联加强零件6中两个并列布置的连续S形部件5分别位于主钢筋50的两侧；箍筋51位于每个线状体S形基本部件的一个弯口1a内，并勾住箍筋51；主钢筋50位于U形弯勾2的弯口2a中，下部的U形弯勾2勾住主钢筋50，形成图9所示的钢筋结构。

图10为本发明实施方式七：从钢筋混凝土结构两侧安装加强零件的示例。在钢筋混凝土结构的一面X中配置有主钢筋50和箍筋51，同时在与其相对应的Y面中也配置有主钢筋50和箍筋51，例如在钢筋混凝土柱中X和Y这两个侧面都可以安装加强零件3，如图10所示。加强零件3的弯口1a所形成的弯勾1b伸入钢筋混凝土结构7的内部，在这种情况下钢筋混凝土结构7中央部分的混凝土会形成对弯勾1b的约束作用，因此弯勾1b伸入混凝土中越多约束会越大，越有利于增加补强效果。采用这种方法利用加强零件3对钢筋混凝土结构进行补强可以大大地减缓主钢筋50的屈曲破坏。

图11是实施方式七中从钢筋混凝土结构两侧安装加强零件时，其S形基本部件部分延长相互重合的示意图。如图11所示，将弯勾1b进一步延长使其更多地伸入钢筋混凝土结构7的内部，弯勾1b可以与对面伸入的弯勾1b部分重合，这样在浇注混凝土之后，中央部分的混凝土会对两方的弯勾1b形成约束，这样即使两方的弯勾1b没有进行连接，也可以在减缓主钢筋50屈曲破坏的同时起到抗剪切破坏的效果。