預制構造柱的制作方法

本實用新型涉及建筑物加固領域，特別涉及一種預制構造柱。

背景技術：

砌體結構房屋工程是我國農村量大面廣的結構形式，在歷次震害中，砌體結構震害通常比較嚴重，造成了大量的人員傷亡。在農村房屋建設多數為自主建設，其建設時很少考慮地震設防。目前，新建房屋可采用碳纖維布加固施工技術，其中碳纖維膠包括碳纖維底膠、找平膠、浸漬膠。

底膠：粘度低，滲透能力強，用于加固構件表面底層涂抹，其作用是對鑿除后的破損砌體、混凝土進行滲透粘結加固；如構件表面完好無損則無需進行涂抹。

找平膠：觸變性能好，用于加固構件表面缺陷的修補和找平，其作用是對砌體、混凝土表面缺陷、大的破損、凹凸面及拐角進行找平，以便于碳纖維布的粘貼，更好的發揮碳纖維布的拉伸強度。

浸漬膠：粘度低，浸潤性好，有一定的觸變性能，用于加固構件表面及纖維類產品的浸漬和粘貼，其作用是完全浸透于纖維類產品，并將纖維類產品有效的粘貼于構件表面，從而對構件進行補強加固。

底膠外觀：

A組分：透明粘稠液體，可操作時間(min)>30；

B組分：棕色粘稠液體，指觸干時間(20℃、h)1～2。

粘結強度：C60混凝土破環

配合比：A﹕B＝2﹕1

找平膠外觀：

A組分：粘稠膏狀體，可操作時間(min)>40；

B組分：粘稠膏狀體，操作時溫度℃5～40。

鋼－鋼粘結強度(MPa)剪切20。指觸干時間(20℃、h)1～2；拉伸35。

配合比：A﹕B＝2﹕1

浸漬膠外觀：

A組分：粘稠液體，可操作時間(min)>30；

B組分：粘稠液體，操作時溫度℃5～40，指觸干時間(20℃、h)1～2。

粘貼碳纖維固化后的基本性能：抗拉強度標準值(MPa)≥40；極限延伸率(％)≥1.5；彈性模量(MPa)≥2500。

配合比：A﹕B＝2﹕1

具體施工方法：

表面處理：

砌體面應鑿除粉飾層，油污、污物等，然后用角磨機磨去1～2mm厚表層，砌體構件轉角處應進行倒角處理，打磨完畢用壓縮空氣吹凈浮塵，最后用棉布蘸丙酮拭凈表面，保持干燥備用。若被加固的砌體存在裂縫，應先視裂縫大小選用灌注膠或灌縫膠灌注后裂縫后再進行碳纖維布加固。

底膠施工：

施工時，底膠A、B兩組分按規定的配膠比例稱量，倒入潔凈容器中并攪拌均勻(攪拌時最好沿同一方向攪拌，盡量避免混入空氣形成氣泡。)用毛刷或滾筒刷在混凝土表面均勻涂刷，膠表層干以后，可視具體情況進行多次涂刷，但是涂層厚度不超過0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，等膠固化后(固化時間視現場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不少于2小時)，再進行下一道工序。每次配制的膠液應在膠的適用期內一次用完。

找平施工

砌體構件表面氣孔及缺陷應使用找平膠補平。存在凹陷部位時，將配置好的找平膠用刮刀嵌刮進行修補填平，模板接頭等出現高度差的部位應用找平膠填補，盡量減少高差。轉角的處理，應用找平膠將其修補為光滑的圓弧，半徑不小于20mm。找平膠須固化后(固化時間視現場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不少于2小時)，方可再進行下一道工序。

碳纖維布的粘貼：

將碳纖維浸漬膠均勻涂抹于被粘貼部位，拐角部位適當多涂抹一些。將碳纖維布拉緊對齊后粘貼，用塑料刮板或滾筒(用去掉外邊絨毛的涂料滾筒即可)，沿同一方向反復滾壓，直至膠料滲出。然后在碳纖維布外表面也均勻涂抹浸漬膠，并反復滾壓，使浸漬膠雙向充分浸潤碳纖維布。若多層粘貼，待手指觸感干燥，可進行下一層粘貼。碳纖維布若需搭接，搭接長度不宜小于100mm。

固化養護

施工完成后24小時內防止雨淋或受潮，并注意保護，防止硬物碰傷施工表面。平均氣溫為20～25℃時，固化時間不得少于3天；平均氣溫為10℃時，固化時間不得少于7天。

檢驗

碳纖維布的實際粘貼面積不應少于設計面積，位置偏差不應大于10mm。碳纖維布與砌體構件之間的粘結質量，可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維布表面的方法檢查，總有效粘結面積不應低于95％。當碳纖維布的空鼓面積不大于100cm2時，可采用針管注膠的方法進行修補.當空鼓面積大于100cm2時，宜將空鼓部位的碳纖維布切除，重新搭接粘貼等量的碳纖維片材，搭接長度不應小于100mm。必要時，可采用正拉試驗對施工質量進行現場抽樣檢驗。

現有傳統碳纖維布加固施工工藝的缺點：

1、質量難以控制：傳統碳纖維布加固施工中要求對各階段的施工用膠比例要求極高，往往由于工人用膠調制比例不均勻，導致膠的強度降低。

2、施工時間難以控制：傳統碳纖維布加固施工中膠的固化時間較短，在涂刷過程中施工速度難以控制，太快導致涂刷厚度不夠，太慢導致膠體固化涂刷不均勻。只能每次配置少量的膠液，小面積集中涂刷。

3、環境影響：傳統碳纖維布加固施工中膠液對操作時溫度要求在5℃～40℃之間，且空氣、工作面應手指觸感干燥為宜。

4、溫度難以控制：根據傳統碳纖維布加固施工中膠液的固化溫度要求，不易在晝夜溫差較大時間施工，施工完成后膠液固化時間隨環境溫度進行確定，并不得雨淋或受潮，防止硬物碰傷液體表面。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本實用新型的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種結構簡單合理的預制構造柱，該預制構造柱用于加固原有的砌體結構墻體，加固時無需改動原結構內部，僅在原結構外部增設地梁和圈梁，并在梁節點處設置立柱，形成梁、柱構架式外貼體系，將原有老舊住宅結構加固在該結構架體系上，提高砌體建筑物房屋的抗震性能，使用壽命長，環境影響較小，而且節約成本。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種預制構造柱，其截面為L形或矩形，所述L形預制構造柱設置在房屋外墻的轉角處，所述矩形預制構造柱設置在縱橫墻的交接處；所述預制構造柱內設置有鋼筋，該鋼筋均由所述預制構造柱的兩端伸出所述鋼筋的端頭做成180°彎鉤；所述預制構造柱沿高度間隔設置有多個預留孔，所述預制構造柱與墻體之間留有灌漿縫，用以灌注灌漿料和鋼筋植筋使預制構造柱與墻體黏結為一體。

優選地，上述技術方案中，預制構造柱混凝土強度等級不低于C20。

優選地，上述技術方案中，預制構造柱沿高度每隔500mm設置直徑14mm的預留孔。

優選地，上述技術方案中，灌漿縫為10～20mm。

與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：該預制構造柱用于加固原有的砌體結構墻體，加固時無需改動原結構內部，僅在原結構外部增設地梁和圈梁，并在梁節點處設置立柱，形成梁、柱構架式外貼體系，將原有老舊住宅結構加固在該結構架體系上，提高砌體建筑物房屋的抗震性能，使用壽命長。

附圖說明

圖1為本實用新型的預制構造柱的L形預制構造柱結構示意圖。

圖2為本實用新型的預制構造柱的矩形預制構造柱結構示意圖。

圖3為本實用新型的預制構造柱的L形預制構造柱與墻體連接結構示意圖。

圖4為本實用新型的預制構造柱的矩形預制構造柱與墻體連接結構示意圖。

圖5為本實用新型的預制構造柱的預制圈梁與墻體連接結構示意圖。

圖6為本實用新型的預制構造柱的鋼拉桿端頭結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本實用新型的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

該預制構造柱的工藝流程如下：地梁施工→墻體打磨→第一層圈梁構造柱吊裝→第一層灌漿縫灌漿→第二層圈梁構造柱吊裝→第二層灌漿縫灌漿→安裝鋼拉桿→加固完成。

具體來講，首先，地梁施工；

地梁即地圈梁，是外加構造柱和圈梁的基礎，在房屋的外圍圍繞房屋一周，形成閉合的地圈梁。地圈梁為現澆結構。截面尺寸形式為矩形，尺寸可為300mm*400mm，縱向鋼筋可配置4根三級螺紋鋼筋直徑為12mm。箍筋采用直徑為8mm的三級螺紋鋼筋間距200mm設置。地梁基礎頂面標高與室外地坪標高相同，在與構造柱連接處留有后澆節點。后澆節點處二次澆注接觸面時應鑿毛涂刷界面劑，以加強與后澆灌漿料的黏結。

其次，第一層圈梁構造柱吊裝；

首先在墻體上打錨固孔，通過精準測量使墻上的錨固孔和預制構件上的預留孔相對應，采用機械吊裝設備，將第一層的構造柱吊裝至預定位置，在預制構造柱和墻面之間設置一些墊塊使構造柱和墻體保持10～20mm的距離，作為灌漿縫。錨固孔的直徑與預制構件上的預留孔相同，墻體上的錨固孔深度不小于150mm，清孔后向孔內注入錨固膠并植入鋼筋。固化后在預制構造柱外部鋼筋上套上墊片和螺母擰緊。完成預制構件的固定，固定好后需復查構造柱的位置和垂直度是否符合要求，若不滿足要求，進行重新校正。確認構造柱位置無誤時澆筑后澆節點。

優選的，預制構造柱的截面形式有2種：L形和矩形，如圖1和圖2所示。L形構造柱11設置在房屋外墻12的轉角處，矩形構造柱13設置在縱橫墻14的交接處。預制構造柱混凝土強度等級不低于C20，截面和配筋可參考《建筑抗震加固技術規程》JGJ116-2009。構造柱兩端鋼筋均應伸出與相鄰柱的鋼筋連接，當不與其他柱鋼筋連接時，鋼筋端頭做成180°彎鉤進行錨固。構造柱沿高度每隔500mm設置直徑14mm的預留孔15，后可用直徑12mm鋼筋16穿過該預留孔植入墻體，固定預制構造柱吊裝后的位置，并且可以加強構造柱與墻體的連接，保證構造柱與墻體共同工作。構造柱與墻體之間留有10～20mm的灌漿縫17，用以灌注灌漿料使構造柱與墻體黏結為一體。構造柱與墻體的連接構造如圖3和圖4所示。

第一層構造柱施工完畢后，進行吊裝第一層圈梁。圈梁的吊裝和構造柱類似，圈梁和墻體間保持10～20mm的距離，作為灌漿縫。在墻上與圈梁預留孔對應位置設置錨固孔，墻體上的錨固孔深度不小于150mm，清孔后向孔內注入錨固膠并植入鋼筋。固化后在預制圈梁外部鋼筋上套上墊片和螺母擰緊。圈梁的兩端審出的鋼筋和相鄰的圈梁的鋼筋搭接焊接，鋼筋的焊接應符合《鋼筋焊接及驗收規程》JGJ18-2012的要求。預制圈梁和預制構造柱端部距節點核心邊緣保持約100mm的距離，從而增大現澆節點的范圍，以加強節點的可靠性。在需要安裝拉桿的節點處預先布置好穿墻拉桿PVC管，吊裝完成節點后，節點區需加箍筋@200mm設置一個。

優選的，預制圈梁21截面為矩形，混凝土強度等級不低于C20，截面和配筋可參考《建筑抗震加固技術規程》JGJ116-2009。預制圈梁兩端鋼筋應伸出錨固或與相鄰構件鋼筋連接。圈梁鋼筋的錨固長度一般足夠，無需做出彎鉤錨固，當遇到長度不足時應做成彎鉤錨固。圈梁與構造柱一樣，預制圈梁每間隔500mm設置直徑14mm的預留孔22，后可用直徑12mm鋼筋23穿過該預留孔植入墻體24，固定預制圈梁吊裝后的位置，并且可以加強圈梁與墻體的連接，保證圈梁和墻體共同工作。預制圈梁一般設置在樓層標高處，與墻體間留有10～20mm的灌漿縫25，用以灌注灌漿料使圈梁與墻體黏結為一體。預制圈梁與墻體的連接構造如圖5所示。

再次，第一層灌漿縫與節點澆筑；

第一層圈梁構造柱均吊裝安裝完成后進行灌漿縫灌漿，首先將所有的灌漿縫用水沖洗干凈，也一并濕潤了灌漿縫，將圈梁與構造柱的底邊和兩邊進行砂漿封縫，砂漿應填塞密實，防止灌漿料漏漿。對于構造柱和圈梁的節點處應安裝模板，灌漿縫采用的灌漿料無需加粗骨料，而梁柱節點處應摻入粗骨料。

優選的，灌漿料作為黏結材料使用，灌漿料即水泥基灌漿材料，是一種有水泥、骨料(或不含骨料)、外加劑和礦物摻合料等原料組成，具有流動性、微膨脹、高的早期和后期強度、不泌水等性能。施工時，圈梁和構造柱與墻的之間的10～20mm的縫，用成品砂漿封住下邊和兩邊的縫隙，通過頂部的縫隙灌入灌漿料，將圈梁和構造柱與墻體牢牢的黏在一起。為了保證圈梁、構造柱的現澆節點可靠性，節點也采用灌漿料加入適當的粗骨料而成。

再次，第二層圈梁構造柱吊裝；

由于灌漿料具有早強特點，第一層灌漿完畢后，第二天即可進行第二層的吊裝。第二層吊裝和第一層吊裝基本相同，需在第二層注意的是，第二層預制構造柱下端與第二層現澆節點上端保持200mm的距離，第二層構造柱下部伸出鋼筋與第一層節點上部伸出鋼筋搭接焊接連接，此區域內需加箍筋@200mm一道。此鋼筋搭接區域內采用灌漿料現澆，模板采用簸箕口節點模板。從而與第一層節點形成一完整的節點。第二層構造柱上部節點即頂部節點內，構造柱伸出鋼筋需做成彎鉤錨固。

再次，第二層灌漿縫與節點澆筑；

與第一層灌漿方法一致，在節點模板安裝施工時，模板應設置簸箕口，方便澆筑灌漿料。

最后，安裝鋼拉桿。

對于整體性特點差的房屋，必要時可在房屋內部增設鋼拉桿，以進一步提高房屋的整體性。采用直徑16mm的鋼拉桿31代替內圈梁，鋼拉桿兩端需套絲，把表面做出螺紋狀。鋼拉桿緊貼內橫墻32穿過預留孔道33，鋼拉桿就位后可用螺母34和鋼墊板35在兩端擰緊錨固，鋼拉桿端頭做法如圖6所示。鋼拉桿需接長時可采用花籃螺栓進行接長。

砌體結構外加固技術施工關鍵點為：

1、根據原有的房屋，測量好預制構造柱圈梁的尺寸，進行廠內集中加工預制成型。

2、采用預制構造柱，只需進行簡單吊裝和節點填充澆筑，無需大量支設模板，有效的解決了單側支模的難度。

3、采用預制構造柱加固技術，操作簡單，對溫度、濕度影響較小。

4、采用預制構造柱加固技術與傳統加固工藝相比，對膠液的控制更為簡單，傳統加固施工工藝造價成本高，甚至超過原加固的房屋自身價值。

研究和實踐證明增設圈梁構造柱是加固砌體結構最有效的方法，采用該技術工廠預制和現場拼裝的模式，大大加快了施工速度，且節能環保，也符合建筑業的發展趨勢。砌體結構外加固技術優點：

1、使用壽命長：相比傳統工藝壽命增加很長，傳統的碳纖維布加固受環境影響，使用年限和抗震效果隨著時間的增加而降低。而該創新施工工藝，材料為鋼筋混凝土，使用壽命長，且不因環境影響改變抗震效果。

2、抗震性能：相比傳統工藝抗震性能的持久性成久，傳統施工工藝隨著時間的推移，使用的碳纖維布加固的材料老化，失去抗震效果，而采用創新砌體結構外加固技術抗震效果不會隨著時間變化而變化。采用構造柱和圈梁結合的方式增加原房屋抗震效果穩定。

3、環境影響：在傳統工藝施工中，受溫度、濕度、膠液使用時間影響較大，控制不好，對加固的房屋結構抗震性效果受到影響，然而，采用創新砌體結構外加固技術不受溫度、濕度、時間的影響，抗震性能不會因自然環境變化降低抗震性能。

4、節約成本：在傳統施工工藝中，用碳纖維布和膠液的用量大，材料自身成本高，采用預制構造柱組裝形式，材料具有普遍性，材料自身價格低，又是工廠產業化加工，成本更是降低。

綜上，該預制構造柱用于加固原有的砌體結構墻體，加固時無需改動原結構內部，僅在原結構外部增設地梁和圈梁，并在梁節點處設置立柱，形成梁、柱構架式外貼體系，將原有老舊住宅結構加固在該結構架體系上，提高砌體建筑物房屋的抗震性能，使用壽命長。

前述對本實用新型的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本實用新型限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本實用新型的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠實現并利用本實用新型的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本實用新型的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。