摘要:作为一种建筑结构形式,螺旋箍筋柱简称箍筋柱,是在钢筋混凝土结构中,量梁、柱和桩等条形结构构件内的单个箍筋制作形成,即可成为螺旋箍筋。螺旋箍筋柱分为圆形和方形两种形式,减少了弯钩,节省了钢筋的材料用量,稳定性也更加的突出,因此在建筑施工中得到广泛应用。基于此,本文从民用建筑结构施工的角度,对推广应用螺旋箍筋柱进行深入的思考,以提高其在建筑结构施工中的应用质量。
关键词:螺旋箍筋柱;应用;功能;特点;设计构造;施工
0引言
在建筑工程施工实践中,常常需要为了计算圆形构件螺旋箍筋工程量,但是整个工程量的计算却与箍筋的长度等参数具有密切的关系,基于此,针对目前箍筋柱长度的计算公式,本文结合具体项目内容,开展了较为严密的推算,比较精确的分析出了钢筋混凝土圆形构件结构螺旋箍筋长度系数,为提升工程计算速度,精确计算流程等打下了坚实的基础。同时,本文还概述了螺旋箍筋柱的应用特征及主要优势,开展对施工技术应用注意要点的分析。
1螺旋箍筋柱的性能及主要特征
针对于普通型的复合箍筋柱与螺旋复合箍筋柱来说,其都是使用普通型的箍筋约束混凝土,箍筋结构整体上看是不连续性的,且每一周都具有锚固型的弯钩结构,柱体在承担如地震反复作用的过程中,会发生较大程度的变形,另外,常常会由于混凝土结构的破裂,导致箍筋末端形成支解,进而导致混凝土失去张力的作用,也失去了箍筋抗剪承载力,但是螺旋性的箍筋是连续的,不存在箍筋末端结构失去拉力而崩开的现象,能够体现更大的耗能,且耐变形性能力也更大、更强。
在抗震设计中,控制柱体结构的承压比,是保证整个柱体结构稳定性,提高柱体结构延性的重要途径,在工程量相对较大的工程项目中,受力柱体结构的截面承载力及其截面尺寸都是由轴压比控制的,对于框架柱体的加密区域箍筋配筋量进行分析,其可规定最小的体积配箍率,一般情况下,轴压比柱体结构应尽可能多的使用箍筋结构,这样能够高效的实现箍筋延展性能的提升,但是在相同延展性能条件下,螺旋箍筋结构的配筋量,要低于普通矩形箍筋的配筋量,相反,在相同的工况条件下,配置螺旋箍筋柱体结构的轴压比限值要大于配置普通箍筋的轴压比限值,从而在一定程度上能够最大程度的减小柱体结构的截面尺寸及面积等。
在实际工程施工中,螺旋箍筋还具有独特的优势,首先,其制作简易快捷,可选取使用機械设备进行连续生产,不耽误工程建设的工期,劳动强度低,人力资源少;其次节省建筑材料,减少造价,弯钩所需要消耗的钢材量是箍筋用钢总量的20%,这个钢材量的消耗是很大的。而螺旋箍筋无需弯钩,同时减少了施工技术人员的劳动强度,可保证螺旋箍筋的固有特性,为提高建筑抗震性能打下坚实的基础。
2螺旋箍筋长度计算公式的设计及其推导分析
随着建筑技术的发展,建筑工程中使用螺旋箍筋的情况越来越多,如灌注桩和圆形柱中的箍筋等.正确计算螺旋箍筋的工程量,关键在于求取其箍筋长度,进而在此基础上准确统计出钢筋用量.由于钢材的价格较其它建筑材料要高许多,因此这对工程建设双方而言,都是十分重要的问题.目前,对螺旋箍筋长度的计算方法介绍不多,对计算公式存在模糊认识,,给工程造价人员在实务中正确计算带来了一定困难。
2.1螺旋箍筋长度常用计算公式
文献[1]中,给出了螺旋箍筋长度的计算公式
L= (1)
式中:L为螺旋形箍筋长度(m);H为螺旋线起点到终点的垂直高度;n为螺旋线缠绕圈数;D为螺旋线的缠绕直径;采用箍筋的中心距,及主筋外皮距离加上箍筋直径(m)。此方法是按照三角形纸带缠绕圆柱形推算的,较为简单,其中n需要根据螺距进行计算出来。
2.2比较精准的螺旋箍筋长度计算公式推导
如图1所示,螺旋箍筋从A点起,绕圆柱形构件一周后到达B点,则A、B间的距离称为螺距(S);设圆柱形构件的设计直径为R,半径为r,则考虑混凝土的保护层厚度C(一般取25mm)和箍筋直径d后,螺旋箍筋的螺旋半(r-C+d/2)(m)。我们所要求取的即为螺旋箍筋以螺旋半径(r-C+d/2)绕行一周后的长度,由几何知识可知,将B点处圆柱形构件展开,实际箍筋长度就是图1中的A、C间的长度,而B、C的长度就是以螺旋半径(r-C+d/2)为半径的圆的周长,故根据几何知识,可以得到(2)的计算公式:
L== (2)
式中:L为螺旋箍筋长度(m);S为螺旋箍筋螺距(m);R为圆柱形构件直径(m);r为圆柱形构件半径(m);C为钢筋混凝土保护层厚度(m);d为螺旋箍筋直(m),若假设某工程共有N个圆柱形构件,其高度均为l,则螺旋箍筋所要绕行的周数为l/S,故(2)式可进一步变为:
L=×
×N=×l×N (3)
其中式(3)就是圆柱形螺旋筋的理论计算公式。其中就是每米高的钢筋混凝土圆柱形构件螺旋箍筋的长度系数,可根据不同的螺距和圆柱形构件直径分别计算。实际工程中,考虑到钢筋混凝土保护层厚度的取值和箍筋的直径一般较小,故可将该系数简化成 (4)。
可根据该公式(4)可按照不同直径、螺距和保护层厚度制成表格以备查用。另外,由于该公式没有考虑搭接和弯钩的长度,应用时应根据实际情况采取相应的处理措施。
3结束语
综上所述,从整体使用优势上看,螺旋箍筋柱要比普通的箍筋柱体结构具有较好的延展性、钢材节约性、应用的便利性及施工优越性等,其经济和利益都不可被低估,因此在各个地区,各个项目建设中,都对螺旋箍筋柱的使用进行了改良,为促进建筑行业的可持续性发展指明了道路。
参考文献
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