用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍及其施工方法.pdf

本发明公开了一种用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍及其施工方法，该柱箍包括四根工字钢(1)和四个限位块(4)，四根工字钢(1)两两铰接，每根工字钢(1)穿过一个限位块(4)且限位块(4)与工字钢(1)经销钉(9)固定；每个限位块(4)的卡套将穿过该限位块(4)的一根工字钢(1)和相邻的另一根工字钢(1)卡住，每个限位块(4)与相邻的限位块(4)抵紧；该方法的关键为将四根工字钢(1)两两铰接，然后在工字钢(1)的非铰接端套上限位块(4)，再将每根工字钢(1)的限位块(4)向铰接端推移，使得每个限位块(4)与相邻限位块(4)抵紧。该柱箍及其施工方法操作快捷方便、省时省力。

1.  一种用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍，其特征在于：它包括四根工字钢(1)，每根工字钢(1)的腹板(1.1)水平，每根工字钢(1)腹板(1.1)一端贯通有圆孔而另一端贯穿有第一销孔(2)，每两根工字钢(1)为一组，同组的两根工字钢(1)经穿过圆孔的一根铰轴(3)铰接；
该柱箍还包括四个限位块(4)；
每个限位块(4)包括一个方套(5)和一个卡套(6)，每个卡套(6)由水平向的上圆弧形凸缘板(6.1)、水平向的下圆弧形凸缘板(6.2)和竖向连接板(6.3)构成，竖向连接板(6.3)的上下两端分别与上圆弧形凸缘板(6.1)的后端以及下圆弧形凸缘板(6.2)的后端固定，两圆弧形凸缘板厚度相等且两者之间的距离为工字钢(1)翼板(1.2)高度的两倍；竖向连接板(6.3)的后表面与方套(5)的前端固定；限位块(4)上设有从方套(5)后端贯穿至竖向连接板(6.3)前表面的工字型通孔(7)，下圆弧形凸缘板(6.2)的顶面与工字型通孔(7)的孔底面平齐；方套(5)的顶板上贯穿有第二销孔(8)；
两组四根工字钢(1)构成矩形框架且两组工字钢(1)的铰接点位于矩形框架的同一条对角线上，每根工字钢(1)穿过对应的一个限位块(4)的工字型通孔(7)，且每个限位块(4)与对应的一根工字钢(1)经依次穿过第二销孔(8)和第一销孔(2)的销钉(9)固定；每个限位块(4)的卡套(6)将穿过该限位块(4)的一根工字钢(1)和相邻的另一根工字钢(1)卡住，每个限位块(4)的上圆弧形凸缘板(6.1)与相邻的限位块(4)的下圆弧形凸缘板(6.2)抵紧，每个限位块(4)的下圆弧形凸缘板(6.2)与相邻的限位块(4)的上圆弧形凸缘板(6.1)抵紧。

2.  一种用柱箍约束型钢混凝土方柱的侧模板的施工方法，其特征在于：其步骤包括：
a、先搭设四块侧模板(10)，然后在每块侧模板(10)外表面设竖向方木楞(11)；
b、将四根工字钢(1)两两铰接，然后在每根工字钢(1)的非铰接端套上一个限位块(4)，每个限位块(4)的卡套(6)靠近铰接端而方套(5)远离铰接端；
c、将两组工字钢(1)贴合在四个侧模板(10)上形成矩形框架且两组工字钢(1)的两个铰接点位于矩形框架的同一条对角线上，每根工字钢(1)与一块侧模板(10)平行；
d、将每根工字钢(1)的限位块(4)向铰接端推移，使得每个限位块(4)的卡套(6)将穿过该限位块(4)的一根工字钢(1)和相邻的另一根工字钢(1)卡住，且使 得每个限位块(4)的上圆弧形凸缘板(6.1)与相邻的限位块(4)的下圆弧形凸缘板(6.2)抵紧，每个限位块(4)的下圆弧形凸缘板(6.2)与相邻的限位块(4)的上圆弧形凸缘板(6.1)抵紧；
f、用销钉(9)依次穿过第二销孔(8)和第一销孔(2)将限位块(4)钉紧在穿过该限位块(4)的工字钢(1)上。

用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍及其施工方法
技术领域
本发明涉及土木工程中的混凝土立柱施工领域，具体讲是一种用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍及其施工方法。
背景技术
型钢混凝土方柱承载力大、抗震性强，在工程建设领域十分普遍。浇注该方柱时需要在方柱的前后左右四个侧面搭设四块侧模板，然后在每块侧模板外表面设竖向方木楞，再在方木楞外设置水平向槽钢，最后用对拉螺栓对拉固定每两个对立面上的两根水平向槽钢，使得四块侧模板外的四根水平向槽钢对方柱的四个侧模板构成一个完整的方框形的约束，即柱箍。
型钢混凝土方柱一般为大截面尺寸，即长宽均超过1m，其混凝土浇注量大，导致侧模板承受的侧压力大，为防止浇注时出现鼓肚现象，就必须加大柱箍对侧模板的约束。现有技术是通过增多对拉螺栓的数量，使得对拉螺栓更密集，进而增大对侧模板的约束和承载力。但对拉螺栓固定方式比较麻烦，每一根对拉螺栓就需要旋紧固定两端的螺母，而大量的采用对拉螺栓，势必大幅度增大劳动强度、延长施工周期；而且，由于每根对拉螺栓会完全贯穿型钢混凝土方柱，这样，浇注完成后会在方柱表面留下孔洞，需要后期补浆填实，增加了后期处理的工序和成本；更关键的是，型钢混凝土方柱内部设有型钢及钢筋笼，型钢和钢筋笼的存在势必干扰对拉螺栓穿孔，需要不断调整对拉螺栓的位置以避让型钢及钢筋笼的钢筋，使得工序更加繁琐，更费时费力。但为了对侧模板提供足够的约束却只能将对拉螺栓设计的十分密集，这样实际操作中就更难将对拉螺栓与型钢错开，可操作性很差。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是，提供一种操作快捷方便、省时省力、且浇注后不留下孔洞、无需后期处理、无需避让方柱内部型钢和钢筋笼的用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍。
本发明的一个技术解决方案是，提供一种用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍，它包括四根工字钢，每根工字钢的腹板水平，每根工字钢腹板一端贯通有圆孔而另一端贯穿有第一销孔，每两根工字钢为一组，同组的两根工字钢经穿过圆孔的一根铰轴铰接；
该柱箍还包括四个限位块；
每个限位块包括一个方套和一个卡套，每个卡套由水平向的上圆弧形凸缘板、水平向的下圆弧形凸缘板和竖向连接板构成，竖向连接板的上下两端分别与上圆弧形凸缘板的后端以及下圆弧形凸缘板的后端固定，两圆弧形凸缘板厚度相等且两者之间的距离为工字钢翼板高度的两倍；竖向连接板的后表面与方套的前端固定；限位块上设有从方套后端贯穿至竖向连接板前表面的工字型通孔，下圆弧形凸缘板的顶面与工字型通孔的孔底面平齐；方套的顶板上贯穿有第二销孔；
两组四根工字钢构成矩形框架且两组工字钢的铰接点位于矩形框架的同一条对角线上，每根工字钢穿过对应的一个限位块的工字型通孔，且每个限位块与对应的一根工字钢经依次穿过第二销孔和第一销孔的销钉固定；每个限位块的卡套将穿过该限位块的一根工字钢和相邻的另一根工字钢卡住，每个限位块的上圆弧形凸缘板与相邻的限位块的下圆弧形凸缘板抵紧，每个限位块的下圆弧形凸缘板与相邻的限位块的上圆弧形凸缘板抵紧。
本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种操作快捷方便、省时省力、且浇注后不留下孔洞、无需后期处理、无需避让方柱内部型钢和钢筋笼的用柱箍约束型钢混凝土方柱的侧模板的施工方法。
本发明的另一个技术解决方案是，提供一种用柱箍约束型钢混凝土方柱的侧模板的施工方法，其步骤包括：
a、先搭设四块侧模板，然后在每块侧模板外表面设竖向方木楞；
b、将四根工字钢两两铰接，然后在每根工字钢的非铰接端套上一个限位块，每个限位块的卡套靠近铰接端而方套远离铰接端；
c、将两组工字钢贴合在四个侧模板上形成矩形框架且两组工字钢的两个铰接点位于矩形框架的同一条对角线上，每根工字钢与一块侧模板平行；
d、将每根工字钢的限位块向铰接端推移，使得每个限位块的卡套将穿过该限位块的一根工字钢和相邻的另一根工字钢卡住，且使得每个限位块的上圆弧形凸缘板与相邻的限位块的下圆弧形凸缘板抵紧，每个限位块的下圆弧形凸缘板与相邻的限位块的上圆弧形凸缘板抵紧；
f、用销钉依次穿过第二销孔和第一销孔将限位块钉紧在穿过该限位块的工字钢上。
先做一下该柱箍的受力分析。前工字钢左端套有前限位块，左工字钢前端套有左限位块，前限位块的上圆弧形凸缘板与左限位块的下圆弧形凸缘板抵紧，而前限位块的下 圆弧形凸缘板与左限位块的上圆弧形凸缘板抵紧，即前限位块与左限位块抵紧传力；左工字钢后端与后工字钢左端铰接，前工字钢右端与右工字钢前端铰接，右工字钢后端与后工字钢右端经相互抵紧的右限位块和后限位块传力。该柱箍的四根工字钢是对称的，四根工字钢受力相同，故以一根也就是贴合前模板的前工字钢为例进行分析。当浇注方柱混凝土时，前模板受力将前工字钢向前方推，工字钢前推的力分为左右两分力，左边的力经前销钉、前限位块、左限位块、左销钉、左工字钢、后铰轴传到后工字钢左端，右边的力经前铰轴、右工字钢、右销钉、右限位块、后限位块、后销钉传到后工字钢右端，即前工字钢受到的向前运动的力全部传递给后工字钢，与后工字钢受到的后模板施加的向后运动的力正好抵消。其余的三根工字钢的受力状况均相同，故不赘述。
本发明用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍及其施工方法与现有技术相比，具有以下优点：
首先，该柱箍承载力强，能对各个侧模板施加足够的侧向约束，防止浇注混凝土时出现鼓肚现象；而且，该柱箍拼装过程简单方便，只需要将两组四根工字钢贴住四个侧模板，然后从每根工字钢的非铰接端套入限位块，再向内推移各个限位块，并使得相邻的两个限位块的上、下圆弧形凸缘板交错抵紧，最后将每个限位块插入销钉与对应的工字钢钉紧即可，其操作过程简单、方便、快捷，省时省力，根本无需像现有技术一样去拧紧大量的对拉螺栓；况且，该柱箍是完全约束在侧模板的外侧，故不会像对拉螺栓一样留下孔洞，省略了后续处理的工序，同样，在该柱箍拼装时，不可能干涉触碰方柱混凝土内部的各个型钢和钢筋笼，无需像对拉螺栓一样错开避让，更进一步的提高了施工速度、便捷了施工过程。
附图说明
图1是本发明用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍的两根工字钢的非铰接端依靠两个限位块连接时的结构示意图。
图2是本发明用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍的两根工字钢的非铰接端去掉一个限位块后的结构示意图。
图3是本发明用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍的限位块的结构示意图。
图4是图3偏转一定角度后的结构示意图。
图5是本发明用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍的俯视结构示意图。
图中所示1、工字钢，1.1、腹板，1.2、翼板，2、第一销孔，3、铰轴，4、限位块，5、方套，6、卡套，6.1、上圆弧形凸缘板，6.2、下圆弧形凸缘板，6.3、竖向连接 板，7、工字型通孔，8、第二销孔，9、销钉，10、侧模板，11、竖向方木楞。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明用于约束型钢混凝土方柱的侧模板的柱箍，它包括四根工字钢1，每根工字钢1的腹板1.1为水平状而翼板1.2为竖直状。每根工字钢1腹板1.1一端贯通有圆孔而另一端贯穿有第一销孔2。每两根工字钢1为一组，同组的两根工字钢1经穿过圆孔的一根铰轴3铰接。该柱箍还包括四个限位块4。
每个限位块4包括一个方套5和一个卡套6。每个卡套6由水平向的上圆弧形凸缘板6.1、水平向的下圆弧形凸缘板6.2和竖向连接板6.3构成，竖向连接板6.3的上下两端分别与上圆弧形凸缘板6.1的后端以及下圆弧形凸缘板6.2的后端固定。两圆弧形凸缘板厚度相等且上圆弧形凸缘板6.1底面到下圆弧形凸缘板6.2顶面之间的距离(行业内也称净距)为工字钢1翼板1.2高度的两倍。竖向连接板6.3的后表面与方套5的前端固定；限位块4上设有从方套5后端贯穿至竖向连接板6.3前表面的工字型通孔7。该工字型通孔7由容置工字钢1两个翼板1.2的两竖通孔和容置工字钢1的腹板1.1的横通孔构成。下圆弧形凸缘板6.2的顶面与工字型通孔7的孔底面平齐，所述的工字型通孔7的孔底面是指工字型通孔7的竖通孔的孔底面。方套5的顶板上贯穿有第二销孔8。
两组四根工字钢1构成矩形框架且两组工字钢1的铰接点位于矩形框架的同一条对角线上。每根工字钢1穿过对应的一个限位块4的工字型通孔7，且每个限位块4与对应的穿过该限位块4的一根工字钢1经依次穿过该限位块4的第二销孔8和该工字钢1的第一销孔2的销钉9固定。每个限位块4的卡套6将穿过该限位块4的一根工字钢1和相邻的另一根工字钢1卡住，如前工字钢1套合有前限位块4，前限位块4的卡套6将前工字钢1和与前工字钢1相邻且垂直的左工字钢1卡住。每个限位块4的上圆弧形凸缘板6.1与相邻的限位块4的下圆弧形凸缘板6.2抵紧，每个限位块4的下圆弧形凸缘板6.2与相邻的限位块4的上圆弧形凸缘板6.1抵紧。如前限位块4的上圆弧形凸缘板6.1和下圆弧形凸缘板6.2与相邻的左限位块4的下圆弧形凸缘板6.2和上圆弧形凸缘板6.1交错抵紧。
本发明用柱箍约束型钢混凝土方柱的侧模板的施工方法，其步骤包括。
a、先搭设四块侧模板10，然后在每块侧模板10外表面设竖向方木楞11；当然，也可以不用方木楞而是采用方钢代替。
b、将四根工字钢1两两铰接，然后在每根工字钢1的非铰接端套上一个限位块4， 每个限位块4的卡套6靠近该限位块4所套合的工字钢1的铰接端而方套5远离该限位块4所套合的工字钢1的铰接端。
c、将两组工字钢1贴合在四个侧模板10上(具体讲是贴合在侧模板10外的竖向方木楞11上)形成矩形框架且两组工字钢1的两个铰接点位于矩形框架的同一条对角线上，每根工字钢1与一块侧模板10平行；即前工字钢1与前侧模板10平行，后工字钢1与后侧模板10平行，左工字钢1与左侧模板10平行，右工字钢1与右侧模板10平行。
d、将每根工字钢1上套合的限位块4向该工字钢1的铰接端推移，使得每个限位块4的卡套6将穿过该限位块4的一根工字钢1和相邻的另一根工字钢1卡住，且使得每个限位块4的上圆弧形凸缘板6.1与相邻的限位块4的下圆弧形凸缘板6.2抵紧，每个限位块4的下圆弧形凸缘板6.2与相邻的限位块4的上圆弧形凸缘板6.1抵紧。
f、用依次穿过第二销孔8和第一销孔2的四根销钉9将四个限位块4钉紧在四根穿过该限位块4的工字钢1上。