钢筋混凝土框架结构自支撑模壳
阅读说明：本技术 钢筋混凝土框架结构自支撑模壳 (Self-supporting formwork of reinforced concrete frame structure ) 是由 张鹏程 王权民 卫振海 于 2021-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开钢筋混凝土框架结构自支撑模壳由柱脚模壳、柱段模壳、柱梁节点模壳、梁模壳组成模壳框架,每个模壳内中空并设有钢筋笼,在模壳内可灌注温凝土生成钢筋混凝土柱梁,本发明模筋框架完全自立,基本不需搭设支架支托,直接在底周封闭的模腔里浇筑混凝土,工序少,更节约。(The invention discloses a self-supporting formwork of a reinforced concrete frame structure, which comprises a formwork framework consisting of a column foot formwork, a column section formwork, a column beam node formwork and a beam formwork, wherein each formwork is hollow and is provided with a reinforcement cage, and warm concrete can be poured into the formwork to generate a reinforced concrete column beam.)
技术领域
本发明涉及一种建筑技术，特指混凝土结构施工技术。
背景技术
随着“农民工”的逐渐减少，我国的建筑施工逐渐不得不推行“工业化”与“装配式”。现有的装配式混凝土结构施工技术为：在工厂预制混凝土柱、梁、板等构件，构件大且重，需二次搬运，需要大型车辆运输、吊装，能耗很大；硕大的构件之间钢筋须采用套筒灌浆逐根连接，实施起来十分困难，工人常常不得不割掉装不上的几根，连接质量难以保证，会造成质量问题与安全隐患，且造价很高。
而“叠合浇筑”技术一般分两部分来完成，一般先在工厂制作钢筋笼，浇筑底部及外侧一定厚度的混凝土厚5cm左右，再将预制好的这个空壳或半厚板运送吊装，连接钢筋后再浇筑余下的部分(1/3～1/2)的混凝土，即每个构件需要不同时间的两次浇筑混凝土来“叠合”。这种钢筋混凝土外壳仍然较重，体量仍然很大，且柱、梁各自单独制作，现场连接区域为受力较大的柱梁节点区，对抗震不利。
中国实用新型专利CN202021164348.1公开一种叠合梁与薄壁钢管砼柱刚铰接联结节点，通过钢管柱加焊U形钢牛腿及开孔穿梁钢筋使梁钢筋与钢管柱壁连接形成节点。虽有独特性，但“钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁”这种结构形式并不常用，与常用的“钢筋混凝土柱-钢筋混凝土梁”显著不同。其柱为薄壁钢管，施工阶段钢管需承担全部施工荷载。
发明内容
本发明提供一种不用钢管支撑，不需要拆除的钢筋混凝土框架结构。
为达成上述目的，本发明钢筋混凝土框架结构自支撑模壳，其特征在于：由柱脚模壳、柱段模壳、柱梁节点模壳、梁模壳组成模壳框架，每个模壳内中空并设有钢筋笼，在模壳内可灌注温凝土生成钢筋混凝土柱梁，柱脚模壳固设在地基上，柱段模壳下端部连接柱脚模壳、上端部连接柱梁节点模壳，梁模壳插接在柱梁节点模壳上的柱模管上，模壳与模壳间通过贯穿的模壳榫卯连接，梁模壳宽度小于柱模壳宽度的1/2。
所述的梁模壳由多段模壳拼接而成。
所述的模壳采用玻璃钢(FRP)、水泥砂浆或纤维复合砂浆中的一种与钢丝网、钢筋网、钢板网、压型钢板、镀锌铁皮中的一种压制而成
采用上述方案后，在工厂生产模壳及其内含钢筋笼段，柱、梁纵筋在模壳端口附近采用搭接。现场组装模壳，连接钢筋笼，先形成可自立的柱梁模壳钢筋笼框架，然后浇筑柱梁混凝土。该模筋框架完全自立，基本不需搭设支架支托，直接在底周封闭的模腔里浇筑混凝土，形成所设计的钢筋混凝土框架柱梁结构。与现有预制装配式混凝土结构施工技术相比，本申请提案将“装配预制构件，灌浆连接钢筋”为“装配预制模壳与钢筋笼，腔内浇筑混凝土。”具有以下显著优点：(1)不必投资建设预制工厂，本提案可在工程现场搭设钢筋棚开展钢筋笼与模壳预制，大幅降低建设成本；(2)模筋部件自重轻，体积小，更适应人工、小型机械、机器人搬运安装，能耗更低；(3)保护、沿用，不废弃各地成熟的自有商品混凝土产业链，不损害已有产能，不造成行业性失业，更是大量节约重货长途运输、大吨位起重机台班。与现有“叠合系”混凝土结构技术相比，本提案不需两次浇筑混凝土，只需一次浇筑所有混凝土，工序少，更节约。
附图说明
图1为本发明模壳框架示意图；
图2为本发明柱模壳结构剖视图；
图3为本发明闭口梁模壳结构剖视图；
图4为本发明开口梁模壳结构剖视图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1-图4，本发明钢筋混凝土框架结构自支撑模壳，以常用2～3层村镇民居的钢筋混凝土框架结构为对象，将其柱、梁模壳分为：柱脚模壳(图中未示出)、柱段模壳1、柱梁节点模壳2、梁模壳3。在工厂生产模壳及其内含钢筋笼段，模壳用玻璃钢(FRP)、水泥砂浆或纤维复合砂浆之一种与钢丝网、钢筋网、钢板网、压型钢板、镀锌铁皮之一种制成。柱、梁纵钢筋在模壳端口附近采用搭接、插套、绑扎、速凝灌浆实现冷焊接。模壳内腔的钢筋混凝土结构的设计，仍按照现行《混凝土结构设计规范》进行设计，基本不需作任何调整。为便于装配，柱纵筋尽量偏向角部布设，梁宜穿过柱中心，且梁宽不宜大于柱宽的1/2，以便模壳榫卯6穿贯。柱梁节点区确保柱箍筋不缺失、不被打断。梁模壳3可仅担入柱模管4，模壳不必贯通，梁纵筋贯通。
施工时先安装柱梁模壳，在模壳中穿入钢筋笼5，柱梁纵筋在模壳端口附近采用搭接、钳卡套管、电渣压力焊、套筒灌浆连接之一种。模壳与模壳间通过模壳榫卯5连接。现场组装成空心的模壳管-钢筋笼-框架结构，然后在梁柱模壳管腔内灌注自密实混凝土，生成钢筋混凝土柱梁；梁柱混凝土强度达到75％以上后，再浇筑次梁及楼板混凝土。该模壳与钢筋笼之间设有连接件，模壳在施工阶段借助钢筋笼用来承担自重、梁柱内浇筑的湿混凝土重量、管腔压力、以及一定的施工冲击荷载。建成后，模壳保留，作为保护面层、装饰面层。模壳按图1进行设计、生产、组装，采用各自适宜的模壳拼接、连接技术形成模壳框架(框架模壳)。
柱模壳见图2，梁模壳见图3、4，模壳内腔的钢筋混凝土结构的设计，仍按照现行《混凝土结构设计规范》进行设计，基本不需作任何调整。为便于装配，柱纵筋尽量偏向角部布设，梁宜穿过柱中心，且梁宽不宜大于柱宽的1/2，以便模壳榫卯穿贯。柱梁节点区确保柱箍筋不缺失、不被打断。梁模壳可仅担入柱模管，模壳不必贯通，梁纵筋贯通。
本发明改变现有装配式混凝土结构之“装配预制构件，灌浆连接钢筋”为“装配预制模壳与钢筋笼，腔内浇筑混凝土。”以框架结构为例，现按照设计图所示允许钢筋搭接的区域作为分割面，将框架结构分为(1)柱脚段、(2)柱中段、(3)柱梁节点段、(4)梁中段，四类钢筋笼，外带模壳，分别制作好后，运至现场，通过搭接绑扎完成笼段钢筋连接，形成“模筋框架”。该模筋框架完全自立，基本不需搭设支架支托，直接在底周封闭的模腔里浇筑混凝土，形成所设计的钢筋混凝土框架柱梁结构。
现有技术中，叠合板、叠合梁、叠合柱等“叠合浇筑”技术与本发明最为接近。叠合浇筑技术一般分两部分来完成，一般先在工厂制作钢筋笼，浇筑底部及外侧一定厚度的混凝土厚5cm左右，再将预制好的这个空壳或半厚板运送吊装，连接钢筋后再浇筑余下的部分(1/3～1/2)的混凝土，即每个构件需要不同时间的两次浇筑混凝土来“叠合”。这种钢筋混凝土外壳仍然较重，体量仍然很大，且柱、梁各自单独制作，现场连接区域为受力较大的柱梁节点区，对抗震不利。
而本申请为借助柱、梁钢筋笼早期微小的弹性受力形成自支撑框架，加以模板封闭，然后一次性浇筑全部混凝土。本提报所用模板为木模板、钢模版、铝模板、装饰板材，模板只承受局部湿混凝土压力，内部混凝土凝固后模板不再受力。本申请提案与中国实用新型CN202021164348.1不同在于(1)不用钢管柱；(2)只浇筑一次混凝土，无需“叠合”。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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