预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱及施工方法

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1.本发明涉及施工建筑技术领域，具体而言，涉及一种预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱及施工方法。

背景技术：

2.装配式结构是以预制构件为主要受力构件，经现场装配而成的结构。由于现浇作业少，装配式结构具有生产效率高、节能环保和造价低等优点，是我国建筑结构的重要发展方向之一。装配式建筑结构的现场施工需要进行大量的吊装作业，而实心预制柱的自重往往较大，给吊装设备提出了较大的要求，导致施工成本增加，施工速度降低。

技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱及施工方法，以解决上述问题。
4.本发明采用了如下方案：
5.本技术提供了一种预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法，包括：
6.s1：在方钢管下端处一倍的组合柱截面尺寸高度范围内，即柱端塑性铰区范围内，沿着方钢管的每一侧壁将方钢管与加劲肋焊接，并将非柱端塑性铰区配置的箍筋沿纵向间隔横置在方钢管外侧；
7.s2：在上端板和下端板开设螺栓孔以及焊接栓钉，并将上端板与方钢管的顶部相焊接，且两者的中心位于同一铅锤线上；之后同样在方钢管上端处一倍的组合柱截面尺寸高度范围内，沿着方钢管的每一侧壁将方钢管与加劲肋焊接，并在上端板的螺栓孔内穿设螺杆，同时拧紧布设在上端板下表面一侧的螺母从而将螺杆纵向固定；
8.s3：在柱端塑性铰区内，沿着柱的每一边将加劲肋与钢板箍焊接，并在柱底部位预留出灌浆空间，同时在相邻钢板箍之间的空隙内填充泡沫；将纵筋从方钢管的底部外侧穿入，同时按照预设的间距将箍筋与纵筋绑扎在一起以在两柱端塑性铰区之间形成钢筋骨架；
9.s4：将下端板与方钢管的底部相焊接，且两者的中心位于同一铅锤线上；
10.s5：沿上端板和下端板之间在未设有钢板箍的区域内对接纵向模板，自下而上进行组合柱超高性能混凝土的浇筑，浇筑至与柱下端最外侧的钢板箍底面平齐时，停止浇筑，并进行养护，即完成组合柱的预制。
11.作为进一步改进，还包括以下步骤：
12.s6：通过预制好的组合柱在现场进行施工操作；
13.s7：在组合柱节点处安装纵横双向的叠合梁预制部分，并将叠合梁的预制部分的底部纵筋与节点区纵筋相连接，同时将叠合梁现浇部分贯通节点的纵筋与预制部分的箍筋绑扎；
14.s8：在叠合梁的现浇部分进行搭接模板以及浇筑混凝土，随后在组合柱的节点区进行搭接模板以及浇筑超高性能混凝土；
15.s9：浇筑节点区的垫层，且组合柱上的螺杆穿设于垫层并至少部分暴露在外，对齐上组合柱和下组合柱的形心，并将下组合柱的螺杆穿入至上组合柱的下端板的螺栓孔中，拧紧螺母使得螺杆穿设固定在上组合柱的下端板中；
16.s10：在上组合柱的柱底预留灌浆位置，将两块中部开孔的钢板和两块未开孔的钢板分别与加劲肋焊接，其中两块开孔的钢板相对放置，并在角部位置采用全熔透焊缝将四块钢板两两焊接，形成钢板箍，同时其与上部相邻的钢板箍之间的空隙内填充泡沫；之后再对上、下组合柱用螺栓连接的衔接位置进行灌注无粗骨料的超高性能混凝土操作，施工时向一侧的孔内灌浆，当浆体从另一侧的孔中流出时停止施工。
17.作为进一步改进，在步骤s7中，包括：采用机械连接的方式将叠置在上端板上方的节点区纵筋与叠合梁预制部分的底部纵筋对接在一起。
18.作为进一步改进，在步骤s8中，包括：在伸出叠合梁预制部分顶面的箍筋以及与其绑扎的纵横双向贯通节点的纵向钢筋二者的侧部配合预制部分进行搭接模板，以及在组合柱上方的后浇槽口侧部进行搭接模板；在组合柱和叠合梁节点处预留后浇槽口，且后浇槽口内的混凝土采用超高性能混凝土。
19.作为进一步改进，在柱端塑性铰区内，包绕焊接有多个钢板箍，相邻两个钢板箍之间的空隙被配置成小于钢板箍的宽度；当上、下组合柱完成螺栓连接后，对上、下组合柱用螺栓连接的衔接位置，采用现场制作钢板箍的方式将其封住，即将两块中部开孔的钢板和两块未开孔的钢板分别与加劲肋焊接，其中两块开孔的钢板相对放置，并在角部位置采用全熔透焊缝将四块钢板两两焊接，形成钢板箍；钢板箍一对边上所开的两个孔分别为灌浆口和出浆口，以便后续灌注无粗骨料的超高性能混凝土。
20.作为进一步改进，在步骤s2中，包括：栓钉焊接于上端板和下端板的内表面并延伸至组合柱内部，且栓钉与螺栓孔相避让设置，多个螺栓孔规则开设在端板的四周，多个栓钉规则焊接在端板的外周侧的端面上。
21.作为进一步改进，在步骤s3中，包括：将钢筋骨架支撑配置在组合柱中部的非塑性铰区，且钢筋骨架的宽度尺寸被配置成小于钢板箍所围合成的宽度尺寸，以利于后续模板在两个柱端塑性铰区之间的对接设置。
22.本技术另提供一种预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱，采用上述的施工方法进行施工操作，该组合柱包括：上端板、方钢管、加劲肋、钢板箍、箍筋、纵筋以及下端板；其中，所述加劲肋焊接在方钢管的管外侧壁上，且方钢管的上端和下端的每一侧壁均沿纵向均焊接有加劲肋，加劲肋的数量根据混凝土的约束需求确定；在柱端塑性铰区内沿纵向间隔设有焊接围合在加劲肋上的多个钢板箍，以实现方钢管与钢板箍的拉结；所述方钢管两端分别与上端板和下端板焊接，且端板与加劲肋互不接触，在两个柱端塑性铰区之间所形成的非塑性铰区的空间内沿竖向间隔布设有多根纵筋以及沿横向间隔布设有与纵筋相绑扎的多个箍筋，以形成内部的钢筋骨架；其中，在上端板和下端板的内表面焊接栓钉，且上端板和下端板都预留有螺栓孔，用于穿设螺杆，且螺杆至少部分延伸于其端板的内表面；在组合柱未设置钢板箍的区域安装纵向模板，并在组合柱下端塑性铰区底部预留灌浆位置，以便自下而上进行超高性能混凝土的浇筑和下列操作：将两块中部开孔的钢板和两
块未开孔的钢板分别与加劲肋焊接，其中两块开孔的钢板相对放置，并在角部位置采用全熔透焊缝将四块钢板两两焊接，形成钢板箍，再对上、下组合柱用螺栓连接的部位进行灌注无粗骨料的超高性能混凝土操作。
23.作为进一步改进，还包括配置在组合柱上的叠合梁；所述叠合梁通过其钢筋骨架实施现浇部分在组合柱上的施工，且所述叠合梁与组合柱的节点区在搭模及浇筑后，在其与上组合柱的下端板之间的垫层上穿设出螺杆，用于下组合柱和上组合柱之间的对接配合。
24.通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：
25.1、本技术的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱及施工方法，可大大减小预制柱的自重，进而降低装配式建筑的施工成本，提高施工效率。另外，该组合柱具有承载力高、抗震性能和耐久性能好、拼接方便等优点，具有较好的工程应用前景。
26.2、在本发明中，钢板箍与加劲肋沿柱的纵向不连续，仅在柱端塑性铰区设置，且加劲肋一端与内置方钢管焊接，另一端与钢板箍焊接，以实现方钢管与钢板箍的拉结，从而增强对管外超高性能混凝土(uhpc)的约束，提高组合柱的延性。
27.3、其中，在加劲肋与其相邻的端板之间留有空隙，且与柱端塑性铰区的钢板箍之间亦留有空隙，在浇筑管外超高性能混凝土时用泡沫填充，使钢板箍仅起环向约束作用，而不承受竖向荷载。
28.4、在管外超高性能混凝土中沿组合柱的纵向布置纵筋，同时在非塑性铰区配置箍筋，组合柱的纵筋为构造钢筋，仅起到抗裂作用，不贯通节点，不考虑其承担竖向荷载的作用，且其直径与箍筋相当。
29.5、为了实现上下配置的组合柱之间在节点处的拼接，组合柱的上下端分别焊接有端板，端板上预留螺栓孔，同时在上端板的下表面、下端板的上表面焊接栓钉，保证端板与周围的超高性能混凝土能够协同工作。在浇筑管外超高性能混凝土之前，预先在组合柱上端的螺栓孔穿螺杆并固定，螺杆伸出端板的距离大于节点区高度，以便后续上组合柱与下组合柱之间的顺利拼接。同时组合柱下端塑性铰区底部预留出一定的空间，待上组合柱及下组合柱通过螺栓连接之后，将两块中部开孔的钢板和两块未开孔的钢板分别与加劲肋焊接，其中两块开孔的钢板相对放置。四块钢板与加劲肋焊接后，在角部位置采用全熔透焊缝将四块钢板两两焊接，形成钢板箍。钢板箍上所开孔用于灌注无粗骨料的超高性能混凝土至上、下组合柱螺栓连接的衔接位置处。
30.6、组合柱和叠合梁之间的节点区预留后浇槽口，后浇槽口内的混凝土采用超高性能混凝土，叠合梁预制部分的箍筋伸出其顶面并与现浇部分的顶部纵筋绑扎在一起。节点区纵横双向叠合梁预制部分的底部预埋机械连接接头，用于连接底部纵筋与节点区纵筋，使其贯穿节点。并且，叠合梁现浇部分的顶部纵筋也需贯穿布置，以满足抗震要求。同时在节点处，上组合柱的下端板与楼板之间设置垫层，起到平的作用。
31.7、该组合柱采用超高性能混凝土，可弥补方钢管的截面中空带来的承载力降低的问题。相比预制实心钢筋混凝土柱，该组合柱的自重大大减小，同时由于对柱端塑性铰区进行了额外的约束，组合柱的抗震性能较好。并且，组合柱的连接也更为方便、快捷。
附图说明
32.图1是本发明实施例的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法中组合柱的工厂预制流程图；
33.图2是本发明实施例的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法中组合柱节点拼接的现场施工流程图；
34.图3是本发明实施例的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的三维构造图(浇筑管外超高性能混凝土前)；
35.图4是图3在正视视角下的构造图；
36.图5是本发明实施例的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的三维构造图(浇筑管外超高性能混凝土后)；
37.图6是图5在正视视角下的构造图；
38.图7是本发明实施例的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法中安装叠合梁预制部分、绑扎叠合梁现浇部分的顶部纵筋以及将叠合梁预制部分的底部纵筋与节点区纵筋进行机械连接后的构造图；
39.图8是本发明实施例的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法中组合柱节点浇筑超高性能混凝土后的构造图；
40.图9是本发明实施例的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法中组合柱节点完成拼接后的示意图；
41.图10是本发明实施例的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法中的叠合梁配筋图。
42.图例说明：1-方钢管；2-超高性能混凝土；3-加劲肋；4-钢板箍；5
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上端板；6-下端板；7-组合柱的纵筋；8-组合柱的箍筋；9-螺杆；10-螺母； 11-栓钉；12-填充泡沫；13-螺栓孔；14-叠合梁的现浇部分；15-叠合梁的预制部分；16-叠合梁；17-垫层；18-无粗骨料的超高性能混凝土；19-灌浆孔；20-节点区纵筋；21-叠合梁现浇部分的顶部纵筋；22-叠合梁的箍筋； 23-机械连接接头；24-叠合梁预制部分的顶部纵筋；25-叠合梁预制部分的底部纵筋。
具体实施方式
43.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
44.实施例
45.结合图1至图10，本实施例提供了一种预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法，包括：
46.s1：在方钢管1下端处一倍的组合柱截面尺寸高度范围内，即柱端塑性铰区范围内，沿着方钢管的每一侧壁将方钢管与加劲肋3焊接，并将非柱端塑性铰区配置的箍筋8沿纵向间隔横置在方钢管1外侧；
47.s2：在上端板5和下端板6开设螺栓孔13以及焊接栓钉11，并将上端板5与方钢管1的顶部相焊接，且两者的中心位于同一铅锤线上；之后同样在方钢管1上端处一倍的组合柱截面尺寸高度范围内，沿着方钢管1的每一侧壁将方钢管1与加劲肋3焊接，并在上端板5的螺栓孔13内穿设螺杆9，同时拧紧布设在上端板5下表面一侧的螺母10从而将螺杆9纵向固定；
48.s3：在柱端塑性铰区内，沿着柱的每一边将加劲肋3与钢板箍4焊接，并在柱底部位预留出灌浆空间，同时在相邻钢板箍4之间的空隙内填充泡沫；将纵筋7从方钢管1的底部外侧穿入，同时按照预设的间距将箍筋8 与纵筋7绑扎在一起以在两柱端塑性铰区之间形成钢筋骨架；
49.s4：将下端板6与方钢管1的底部相焊接，且两者的中心位于同一铅锤线上；
50.s5：沿上端板5和下端板6之间在未设有钢板箍4的区域内对接纵向模板，自下而上进行组合柱的超高性能混凝土2浇筑，浇筑至与柱下端最外侧的钢板箍4底面平齐时，停止浇筑，并进行养护，即完成组合柱的预制。
51.上述中为组合柱的工厂预制阶段，通过预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱及施工方法，可大大减小预制柱的自重，进而降低装配式建筑的施工成本，提高施工效率。另外，该组合柱具有承载力高、抗震性能和耐久性能好、拼接方便等优点，具有较好的工程应用前景。
52.更进一步地，在其他实施例中，包括：将四块同等规则的钢板与加劲肋3相焊接，并在其转角处采用全熔透焊缝将钢板之间两两焊接在一起以形成整体的钢板箍4。具体地，在柱端塑性铰区内，包绕焊接有多个钢板箍 4，相邻两个钢板箍4之间的空隙被配置成小于钢板箍4的宽度；当上、下组合柱完成螺栓连接后，对上、下组合柱用螺栓连接的衔接位置，采用现场制作钢板箍的方式将其封住，即将两块中部开孔的钢板和两块未开孔的钢板分别与加劲肋3焊接，其中两块开孔的钢板相对放置，并在角部位置采用全熔透焊缝将四块钢板两两焊接，形成钢板箍4；钢板箍4一对边上所开的两个孔分别为灌浆口和出浆口(如图示的灌浆孔19)，以便后续灌注无粗骨料的超高性能混凝土18。
53.其中，在步骤s2中，包括：栓钉11焊接于上端板5和下端板6的内表面并延伸至组合柱内部，且栓钉11与螺栓孔13相避让设置，多个螺栓孔13规则开设在端板的四周，多个栓钉11规则焊接在端板的外周侧的端面上。
54.其中，在步骤s3中，包括：将钢筋骨架支撑配置在组合柱中部的非塑性铰区，且钢筋骨架的宽度尺寸被配置成小于钢板箍4所围合成的宽度尺寸，以利于后续模板在两个柱端塑性铰区之间的对接设置。
55.从而，上述中钢板箍4与加劲肋3沿柱的纵向不连续，仅在柱端塑性铰区设置，且加劲肋3一端与内置方钢管1焊接，另一端与钢板箍4焊接，以实现方钢管1与钢板箍4的拉结，从而增强对管外超高性能混凝土(uhpc) 的约束，提高组合柱的延性。
56.以及，在加劲肋3与相邻的端板之间留有空隙，且与柱端塑性铰区的钢板箍4之间亦留有空隙，在浇筑管外超高性能混凝土时用泡沫填充，使钢板箍4仅起环向约束作用，而
不承受竖向荷载。
57.另外，在管外超高性能混凝土中沿组合柱的纵向布置纵筋，同时在非塑性铰区配置箍筋，组合柱的纵筋为构造钢筋，仅起到抗裂作用，不贯通节点，不考虑其承担竖向荷载的作用，且其直径与箍筋相当。
58.并且，为了实现上下配置的组合柱之间在节点处的拼接，组合柱的上下端分别焊接有端板，端板上预留螺栓孔13，同时在上端板5的下表面、下端板6的上表面焊接栓钉11，保证端板与周围的超高性能混凝土能够协同工作。在浇筑管外超高性能混凝土之前，预先在组合柱上端的螺栓孔13 穿螺杆9并固定，螺杆9伸出端板的距离大于节点区高度，以便后续上组合柱与下组合柱之间的顺利拼接。同时组合柱下端塑性铰区底部预留出一定的空间，待上组合柱及下组合柱通过螺栓连接之后，将两块中部开孔的钢板和两块未开孔的钢板分别与加劲肋3焊接，其中两块开孔的钢板相对放置。四块钢板与加劲肋3焊接后，在角部位置采用全熔透焊缝将四块钢板两两焊接，形成钢板箍4。钢板箍4上所开孔用于灌注超高性能混凝土(无粗骨料18)至上、下组合柱螺栓连接的衔接位置处。
59.如图2至图10所示，在本实施例中，在工厂预制阶段后进一步实施现场施工阶段，其具体还包括以下步骤：
60.s6：通过预制好的组合柱在现场进行施工操作；
61.s7：在组合柱节点处安装纵横双向的叠合梁预制部分，并将叠合梁的预制部分的底部纵筋与节点区纵筋相连接，同时将叠合梁现浇部分14贯通节点的纵筋与预制部分15的箍筋绑扎；
62.s8：在叠合梁的现浇部分14进行搭接模板以及浇筑混凝土，随后在组合柱的节点区进行搭接模板以及浇筑超高性能混凝土；
63.s9：浇筑节点区的垫层，且组合柱上的螺杆9穿设于垫层17并至少部分暴露在外，对齐上组合柱和下组合柱的形心，并将下组合柱的螺杆9穿入至上组合柱的下端板6的螺栓孔13中，拧紧螺母10使得螺杆9穿设固定在上组合柱的下端板6中；
64.s10：在上组合柱的柱底预留灌浆位置，将两块中部开孔的钢板和两块未开孔的钢板分别与加劲肋3焊接，其中两块开孔的钢板相对放置，并在角部位置采用全熔透焊缝将四块钢板两两焊接，形成钢板箍4，同时在其与上部相邻的钢板箍4之间的空隙内填充泡沫；之后再对上、下组合柱用螺栓连接的衔接位置进行灌注无粗骨料的超高性能混凝土18操作，施工时向一侧的孔内灌浆，当浆体从另一侧的孔中流出时停止施工。
65.其中，在步骤s7中，包括：采用机械连接的方式将叠置在上端板5上方的节点区纵筋20与叠合梁预制部分的底部纵筋25对接在一起。具体地，叠合梁预制部分具体制作方式为：将叠合梁预制部分的顶部纵筋24及底部纵筋25与箍筋22绑扎在一起组合形成钢筋骨架，并在钢筋骨架的底部、侧部以及中部搭接模板，浇筑混凝土直至没过位于中间的限位模板后，以形成叠合梁的预制部分15。
66.其中，在步骤s8中，包括：在伸出叠合梁预制部分15顶面的箍筋以及与其绑扎的纵横双向贯通节点的纵向钢筋20二者的侧部配合预制部分进行搭接模板，以及在组合柱上方的后浇槽口侧部进行搭接模板；在组合柱和叠合梁节点处预留后浇槽口，且后浇槽口内的混凝土采用超高性能混凝土。
67.上述中，进一步实现了预制后的组合柱在施工阶段中与叠合梁16的配合操作。其
中，组合柱和叠合梁16之间的节点区预留后浇槽口，后浇槽口内的混凝土采用超高性能混凝土，叠合梁预制部分的箍筋22伸出其顶面并与现浇部分的顶部纵筋21绑扎在一起。节点区纵横双向叠合梁预制部分的底部预埋机械连接接头23，用于连接底部纵筋25与节点区纵筋20，使其贯穿节点。并且，叠合梁现浇部分的顶部纵筋21也需贯穿布置，以满足抗震要求。同时在节点处，上组合柱的下端板6与楼板之间设置垫层17，起到平的作用。
68.另外，组合柱采用超高性能混凝土，可弥补方钢管的截面中空带来的承载力降低的问题。相比预制实心钢筋混凝土柱，该组合柱的自重大大减小，同时由于对柱端塑性铰区进行了额外的约束，组合柱的抗震性能较好并且，组合柱的连接也更为方便、快捷。
69.结合图3至图10，本实施例另提供一种预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱，采用上述的施工方法进行施工操作，该组合柱包括：上端板5、方钢管1、加劲肋3、钢板箍4、箍筋8、纵筋7以及下端板6；其中，加劲肋3焊接在方钢管1的管外侧壁上，且方钢管1的上端和下端均沿纵向焊接有加劲肋3，且加劲肋3的数量根据混凝土的约束需求确定。其中，在方钢管1两端侧形成其一倍的截面尺寸高度范围的柱端塑性铰区，该塑性铰区内沿纵向间隔设有焊接围合在加劲肋3上的多个钢板箍4。
70.在柱端塑性铰区内沿纵向间隔设有焊接围合在加劲肋3上的多个钢板箍4，以实现方钢管1与钢板箍4的拉结；所述方钢管1两端分别与上端板 5和下端板6焊接，且端板与加劲肋3互不接触，在两个柱端塑性铰区之间所形成的非塑性铰区的空间内沿竖向间隔布设有多根纵筋7以及沿横向间隔布设有与纵筋相绑扎的多个箍筋8，以形成内部的钢筋骨架；其中，在上端板和下端板的内表面焊接栓钉11，且上端板和下端板都预留有螺栓孔13，用于穿设螺杆9，且螺杆9至少部分延伸于其端板的内表面；在组合柱未设置钢板箍4的区域安装纵向模板，并在组合柱下端塑性铰区底部预留灌浆位置，以便自下而上进行超高性能混凝土的浇筑和下列操作：将两块中部开孔的钢板和两块未开孔的钢板分别与加劲肋3焊接，其中两块开孔的钢板相对放置，并在角部位置采用全熔透焊缝将四块钢板两两焊接，形成钢板箍4，再对上、下组合柱用螺栓连接的部位进行灌注无粗骨料的超高性能混凝土18操作。
71.在本实施例中，还包括配置在组合柱上的叠合梁16；叠合梁通过其钢筋骨架实施现浇部分14在组合柱上的施工，且叠合梁16与组合柱的节点区在搭模及浇筑后，在其与上组合柱的下端板6之间的垫层17上穿设出螺杆9，用于下组合柱和上组合柱之间的对接配合。
72.其中，组合柱的预制截面尺寸由轴压比限值确定，且计算轴压比时应考虑方钢管1的作用。显然的，方钢管1的截面尺寸可根据承载力需求确定，同时，其厚度要满足宽厚比限值要求，加劲肋3的宽度为内置方钢管与钢板箍4之间的净距，其厚度同方钢管相当。方钢管1每一边焊接的加劲肋3数量可根据混凝土的约束需求确定。加劲肋3沿组合柱纵向的长度，即柱端塑性铰区的范围，可近似取为1倍的组合柱的截面尺寸。
73.优选地，加劲肋3与上端板5、下端板6之间的间隙可取为20mm。钢板箍4的截面尺寸与组合柱相同，其厚度同方钢管，其高度可取为截面尺寸的1/10至1/5。钢板箍4之间的空隙可取为钢板箍4沿组合柱纵向宽度的1/5，其沿组合柱纵向的分布高度也可以同样取为1倍的组合柱的截面尺寸。组合柱下端塑性铰区底部预留的空间，取为一倍的钢板箍4高度再加一倍钢板箍4之间的空隙距离。
74.在该高度范围内，组合柱预制时先不焊接钢板箍4，纵筋7的直径可取为8至12mm。
箍筋8采用双肢箍，其直径取为8至10mm，相邻箍筋的间距可取为100至200mm。两端板的长度和宽度与组合柱的截面尺寸相同，其厚度可取为20mm。组合柱拼接时采用高强螺栓连接，螺杆9的直径可取为柱截面尺寸的1/20左右，螺栓孔13的孔径、螺母10的孔径应与螺杆9直径相匹配。螺杆9应穿过节点区，在有螺母10一侧，螺杆9伸出端板表面的长度可取为50mm，故螺杆9的长度为节点区高度加上2倍的端板厚度和2 倍的螺母高度再加上100mm。端板上焊接的栓钉11直径可取13至19mm，其长度取80mm，间距可取端板边长的1/5，并沿端板四周布置。
75.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法，其特征在于，包括：s1：在方钢管下端处一倍的组合柱截面尺寸高度范围内，即柱端塑性铰区范围内，沿着方钢管的每一侧壁将方钢管与加劲肋焊接，并将非塑性铰区配置的箍筋沿纵向间隔横置在方钢管外侧；s2：在上端板和下端板上开设螺栓孔以及焊接栓钉，并将上端板与方钢管的顶部相焊接，且两者的中心位于同一铅锤线上；之后同样在方钢管上端处一倍的组合柱截面尺寸高度范围内，沿着方钢管的每一侧壁将方钢管与加劲肋焊接，并在上端板的螺栓孔内穿设螺杆，同时拧紧布设在上端板下表面一侧的螺母从而将螺杆纵向固定；s3：在柱端塑性铰区内，沿着柱的每一边将加劲肋与钢板箍焊接，并在柱底部位预留出灌浆空间，同时在相邻钢板箍之间的空隙内填充泡沫；将纵筋从方钢管的底部外侧穿入，同时按照预设的间距将箍筋与纵筋绑扎在一起以在两柱端塑性铰区之间形成钢筋骨架；s4：将下端板与方钢管的底部相焊接，且两者的中心位于同一铅锤线上；s5：沿上端板和下端板之间在未设有钢板箍的区域内对接纵向模板，自下而上进行组合柱超高性能混凝土的浇筑，浇筑至与柱下端最外侧的钢板箍底面平齐时，停止浇筑，并进行养护，即完成组合柱的预制。2.根据权利要求1所述的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法，其特征在于，还包括以下步骤：s6：通过预制好的组合柱在现场进行施工操作；s7：在组合柱节点处安装纵横双向的叠合梁预制部分，并将叠合梁的预制部分的底部纵筋与节点区纵筋相连接，同时将叠合梁现浇部分贯通节点的纵筋与预制部分的箍筋绑扎；s8：在叠合梁的现浇部分进行搭接模板以及浇筑混凝土，随后在组合柱的节点区进行搭接模板以及浇筑超高性能混凝土；s9：浇筑节点区的垫层，且组合柱上的螺杆穿设于垫层并至少部分暴露在外，对齐上组合柱和下组合柱的形心，并将下组合柱的螺杆穿入至上组合柱的下端板的螺栓孔中，拧紧螺母使得螺杆穿设固定在上组合柱的下端板中；s10：在上组合柱的柱底预留灌浆位置，将两块中部开孔的钢板和两块未开孔的钢板分别与加劲肋焊接，其中两块开孔的钢板相对放置，并在角部位置采用全熔透焊缝将四块钢板两两焊接，形成钢板箍，同时其与上部相邻的钢板箍之间的空隙内填充泡沫；之后再对上、下组合柱用螺栓连接的衔接位置进行灌注无粗骨料的超高性能混凝土操作，施工时向一侧的孔内灌浆，当浆体从另一侧的孔中流出时停止施工。3.根据权利要求2所述的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法，其特征在于，在步骤s7中，包括：采用机械连接的方式将叠置在上端板上方的节点区纵筋与叠合梁预制部分的底部纵筋对接在一起。4.根据权利要求3所述的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法，其特征在于，在步骤s8中，包括：在伸出叠合梁预制部分顶面的箍筋以及与其绑扎的纵横双向贯通节点的纵向钢筋二者的侧部配合预制部分进行搭接模板，以及在组合柱上方的后浇槽口侧部进行搭接模板；
在组合柱和叠合梁节点处预留后浇槽口，且后浇槽口内的混凝土采用超高性能混凝土。5.根据权利要求4所述的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法，其特征在于，在柱端塑性铰区内，包绕焊接有多个钢板箍，相邻两个钢板箍之间的空隙被配置成小于钢板箍的宽度；当上、下组合柱完成螺栓连接后，对上、下组合柱用螺栓连接的衔接位置，采用现场制作钢板箍的方式将其封住，即将两块中部开孔的钢板和两块未开孔的钢板分别与加劲肋焊接，其中两块开孔的钢板相对放置，并在角部位置采用全熔透焊缝将四块钢板两两焊接，形成钢板箍；钢板箍一对边上所开的两个孔分别为灌浆口和出浆口，以便后续灌注无粗骨料的超高性能混凝土。6.根据权利要求1所述的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法，其特征在于，在步骤s2中，包括：栓钉焊接于上端板和下端板的内表面并延伸至组合柱内部，且栓钉与螺栓孔相避让设置，多个螺栓孔规则开设在端板的四周，多个栓钉规则焊接在端板的外周侧的端面上。7.根据权利要求1所述的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱的施工方法，其特征在于，在步骤s3中，包括：将钢筋骨架支撑配置在组合柱中部的非塑性铰区，且钢筋骨架的宽度尺寸被配置成小于钢板箍所围合成的宽度尺寸，以利于后续模板在两个柱端塑性铰区之间的对接设置。8.一种预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱，其特征在于，采用如权利要求1-7任意一项所述的施工方法进行施工操作，该组合柱包括：上端板、方钢管、加劲肋、钢板箍、箍筋、纵筋以及下端板；其中，所述加劲肋焊接在方钢管的管外侧壁上，且方钢管的上端和下端的每一侧壁均沿纵向均焊接有加劲肋；在柱端塑性铰区内沿纵向间隔设有焊接围合在加劲肋上的多个钢板箍；所述方钢管两端分别与上端板和下端板焊接，且端板与加劲肋互不接触，在两个柱端塑性铰区之间所形成的非塑性铰区的空间内沿纵向间隔布设有多根纵筋以及沿横向间隔布设有与纵筋相绑扎的多个箍筋，以形成内部的钢筋骨架；其中，在上端板和下端板的内表面焊接栓钉，且上端板和下端板都预留有螺栓孔，用于穿设螺杆，且螺杆至少部分延伸于其端板的内表面；在组合柱未设置钢板箍的区域安装纵向模板，并在组合柱下端塑性铰区底部预留灌浆位置，以便自下而上进行超高性能混凝土的浇筑操作。9.根据权利要求8所述的预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱，其特征在于，还包括配置在组合柱上的叠合梁；所述叠合梁通过其钢筋骨架实施现浇部分在组合柱上的施工，且所述叠合梁与组合柱的节点区在搭模及浇筑后，在其与上组合柱的下端板之间的垫层上穿设出螺杆，用于下组合柱和上组合柱之间的对接配合。

技术总结

本发明提供了一种预制装配式环箍约束混凝土与方钢管的组合柱及施工方法，涉及施工建筑技术领域，其采用的施工方法能够大大减小预制柱的自重，进而降低装配式建筑的施工成本，提高施工效率。另外，该组合柱具有承载力高、抗震性能和耐久性能好、拼接方便等优点，具有较好的工程应用前景。并且，采用超高性能混凝土，可弥补方钢管的截面中空带来的承载力降低的问题。相比预制实心钢筋混凝土柱，该组合柱的自重大大减小，同时由于对柱端塑性铰区进行了额外的约束，组合柱的抗震性能较好。并且，组合柱的连接也更为方便、快捷。快捷。快捷。