有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件，包括混凝土（１）和设于其内的若干根其截面为螺旋状的受力冷轧扭钢筋（２），以及若干根与受力冷轧扭钢筋（２）相互垂直搭接布置的分布钢筋（３），所述受力冷轧扭钢筋（２）成对布置，每对中的两根受力冷轧扭钢筋（２）的螺旋旋转角度大小相同，其螺旋旋转方向相反。其制作方法包括制作受力冷轧扭钢筋（２）和分布钢筋（３）、制作安装模板、安装绑扎受力冷轧扭钢筋（２）和分布钢筋（３），浇筑混凝土、对浇筑的钢筋混凝土结构进行养护、拆模。本构件能形成自约束混凝土，使其结构刚度提高、裂缝宽度得到控制，且制作工艺简便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种民用建筑用混凝土构件如楼面板和屋面板等板及其制作方法，具体 讲是一种。技术背景在土木工程领域混凝土结构具有经济、简便、实用以及取材容易等优点，迄今仍广 泛应用。其中预应力混凝土结构是利用高强度钢筋或钢丝或纤维材料作为受拉主筋并为结构 提供预加应力，有效提高结构的刚度与抗裂性能等结构性能，在大跨度、高层、重荷载 结构等领域得到广泛地应用，例如核反应堆安全保护罩等方面的应用都具有明显的技术 经济与社会效益，也成了工程建设高新技术的象征。而其中的三向应力混凝土结构其典 型应用就是各种钢管混凝土，钢管中混凝土在结构受荷后处于三向应力的约束状态，提 高其力学性能，并获得优异的结构性能，适用于重荷载下的轴心或小偏心受压构件如柱 类，具有较好的技术经济指标和社会效益。然而，我国目前的基本建设的主体仍是民用建筑，尤其是住宅建设的规模每年约以2 亿1112速度发展，这类建筑的跨度不大如一般小于4m，荷载也相对较轻如一般在3認/itf左 右。若采用预应力混凝土结构或三向应力混凝土结构，显然是不经济与不合理的。因此， 目前这类结构中的楼面板或屋面板等绝大多数仍是釆用普通钢筋混凝土结构。但传统的 钢筋混凝土结构的楼面板或屋面板的裂缝问题已成为建筑业一大难题。究其原因主要是 这种钢筋混凝土结构均采用光圆钢筋与带肋钢筋，前者与混凝土之间的粘接强度和刚度 均很低；后者与混凝土之间有很高的粘接强度，但其粘接刚度却较低。与上述光圆钢筋与带肋钢筋相比，近几年来出现的冷轧扭钢筋与混凝土之间具有较 高的粘结强度与粘结刚度。但现有技术的冷轧扭钢筋混凝土在实际应用中，仍存在以下不足由于在楼面板或 屋面板等板的单位面积内，其冷轧扭钢筋呈均匀分布，其冷轧扭钢筋相互之间的距离相 等，而且所有冷轧扭钢筋的截面旋转方向均相同，其缺点是，每根冷轧扭钢筋与混凝土 形成的楔子柱相互之间没有很强的吸引力，混凝土楔子柱相互之间不具备相互约束作用，没有形成自约束混凝土，所以，现有技术的钢筋混凝土受弯构件的粘接强度和结构刚度 仍然不够，其最大裂缝宽度难以控制在国家允许的范围内，其楼面板或屋面板等板的裂 缝问题仍然没有得到很好地解决。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种能形成自约束混凝土、其粘接强度和结构刚 度均高、最大裂缝宽度小于国家规定标准的有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件。本专利技术要解决的另一技术问题是，提供一种有限自约束钢筋混凝土受弯构件的制作 方法。本专利技术的技术方案是，提供一种具有以下结构的有限自约束钢筋混凝土板类受弯构 件，包括混凝土和设于其内的若干根其截面为螺旋状的受力冷轧扭钢筋，以及若干根与 受力冷轧扭钢筋相互垂直搭接布置的分布钢筋，所述受力冷轧扭钢筋成对布置，每对中的两根受力冷轧扭钢筋的螺旋旋转角度大小相同，其旋转方向相反。所述每对中的两根受力冷轧扭钢筋轴线间的距离不小于25mm，且不大于该对受力 冷轧扭钢筋螺旋旋转角在一个节距的投影长度的2倍。所述若干对受力冷轧扭钢筋中每对相互之间的距离均相等，所述若干对受力冷轧扭 钢筋中的每对中的两根受力冷轧扭钢筋之间的距离也均相等。在单向板中，所述分布钢筋采用冷轧扭钢筋，即为分布冷轧扭钢筋；所述分布冷轧 扭钢筋成对布置，每对中的两根分布冷轧扭钢筋的螺旋旋转角度大小相同，其螺旋旋转 方向相反；或，所述分布冷轧扭钢筋均匀分布；或，所述分布钢筋采用光圆钢筋或带肋 钢筋，即为分布光圆钢筋或分布带肋钢筋，所述分布光圆钢筋或分布带肋钢筋均匀分布。在双向板中，所述分布钢筋为另一个方向的受力冷轧扭钢筋。所述混凝土优选采用强度等级在C20 C40的普通混凝土。。本专利技术的另一技术方案是，提供一种有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件的制作方 法，包括制作受力冷轧扭钢筋和制作分布钢筋、制作安装模板、安装绑扎受力冷轧扭钢 筋和分布钢筋、浇筑混凝土、对浇筑的钢筋混凝土结构进行养护、拆模。在制作受力冷轧扭钢筋的工序中，根据设计的规格尺寸，将冷轧扭钢筋的螺旋旋转 角按顺时针方向和逆时针方向各加工一半；所述绑轧受力冷轧扭钢筋和分布钢筋，在单向板中，指按设计的每对中的两根受力 冷轧扭钢筋轴线间的距离和该对受力冷轧扭钢筋与相邻的另一对受力冷轧扭钢筋之间的距离固定，通过与被绑轧的受力冷轧扭钢筋相互垂直的分布钢筋交叉点叠接绑扎固定其 相应距离；或，在双向板中，相互垂直的两个方向的受力冷轧扭钢筋均按设计的每对中的两根受力 冷轧扭钢筋轴线间的距离和该对受力冷轧扭钢筋与相邻的另一对受力冷轧扭钢筋之间的 距离固定，通过相互垂直的受力冷轧扭钢筋的叠接绑扎固定其相应距离。所述制作分布钢筋包括制作分布冷轧扭钢筋和制作分布光圆钢筋或制作分布带肋钢筋。采用以上结构后，本专利技术与现有 技术相比，具有以下显著优点和有益效果由于本专利技术有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件凝土板类受弯构件布筋方式，由原 来均匀分布改变为相对集中成对布筋，即以一对受力冷轧扭钢筋为单元，成对按一定间 距布置钢筋，每对中的两根受力冷轧扭钢筋的螺旋旋转方向相反，每对中的两根受力冷 轧扭钢筋的螺旋螺旋角度的大小一致，使得该成对受力冷轧扭钢筋之间的混凝土相互形 成的楔子也相对旋转，使混凝土楔子柱之间形成了相互的约束作用，即自约束混凝土形 成。这样，自然就达到提高结构刚度和减少最大裂缝宽度的目的。综上所述，本专利技术有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件已形成自约束混凝土，其结 构刚度大，最大裂缝宽度可较好地得到控制，使困扰建筑行业的普通钢筋混凝土的楼面 板或屋面板等板的裂缝问题得到有效解决；对民用建筑所需的跨度不大和荷载不大的钢 筋混凝土板类受弯构件而言，提供了一种质量优良且经济实用的钢筋混凝土板类受弯构 件。同时，由于本专利技术的混凝土约束是来自冷轧扭钢筋与混凝土间的特殊粘结锚固性能 与特殊的工艺，不像预应力混凝土那样需要外部的预加应力的工艺设备、锚夹具等一系 列工艺过程和材料；也不像三向应力混凝土需要钢管的约束和工艺过程，而是与普通钢 筋混凝土结构的工艺基本相同的条件下完成自约束的目标，所以其制作方法十分简便， 劳动效率高，制作成本相对低。 附图说明图1是本专利技术有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件采用的冷轧扭钢筋的结构示意图。 图2是本专利技术有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件中两受力冷轧扭钢筋之间的距离 原理示意图。图3是本专利技术的有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件横截面剖视结构示意图。图4是现有技术冷轧扭钢筋混凝土的受力冷轧扭钢筋及分布钢筋均匀分布的(俯视) 结构示意图。图5是本专利技术有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件双向板的受力冷轧扭钢筋和分布钢筋即另一方向的受力冷轧扭钢筋均成对布置的(俯视)结构示意图。图6是本专利技术有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件单向板的受力冷轧扭钢筋和分布 钢筋均成对布置的(俯视)结构示意图。图7是本专利技术有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件的受力冷轧扭钢筋成对布置而分 布钢筋均匀分布的(俯视)结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术采用的其截面为螺旋状的冷轧扭钢筋是通过对光圆钢筋原料经 连续的冷轧与冷扭所形成的一种截面如近似矩形、方形、圆形等沿钢筋轴线作周期螺旋 变化的异型钢筋，其截面一周期变化的距离称为节距L，其螺旋旋角一般在3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有限自约束钢筋混凝土板类受弯构件，包括混凝土（１）和设于其内的若干根其截面为螺旋状的受力冷轧扭钢筋（２），以及若干根与受力冷轧扭钢筋（２）相互垂直搭接布置的分布钢筋（３），其特征在于：所述受力冷轧扭钢筋（２）成对布置，每对中的两根受力冷轧扭钢筋（２）的螺旋旋转角度大小相同，其螺旋旋转方向相反。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳雄，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]