裝配式多螺旋箍筋混凝土方柱研究現狀

(廣州大學土木工程學院 廣東 廣州 510006)

裝配式多螺旋箍筋混凝土方柱研究現狀

傅明月

(廣州大學土木工程學院廣東廣州510006)

根據傳統箍筋到螺旋箍筋的研究與發展，并且在混凝土方柱中對多螺旋箍筋使用越來越普遍。總結了多螺旋箍筋混凝土柱在裝配化生產中的優勢與前景，分析了其應用于裝配化生產研究與應用中存在的問題，提出了其發展仍需重點解決問題。

裝配化生產;五螺箍;標準化

引言

隨著社會經濟的發展，預制裝配結構自從20世紀二三十年代開始萌芽開始，經過第二次世界大戰的興起，日趨興盛與成熟。我國在建國初期提出了建筑工業化的發展方向，經過其快速發展階段，現正迎來新的發展機遇。當前國家和各級地方政府正紛紛出臺相關政策大力推進預制裝配化生產的發展。

一、發展優勢

我國各種類型的建筑中，目前仍然主要采用面向現場施工為主的傳統生產模式。這種生產方式直接導致了建筑工業化程度低、建造周期長、材料損耗大、施工質量不穩定等諸多問題。而預制裝配化生產最大的優點即為：標準化。它的開發與應用成為建造業生產力提高的重大改革，高度集中的機械化生產代替勞動力，使得產品標準統一，提高生產效率，改善工作環境，減少建設周期，提升產品質量。

(一)研究現狀

裝配化結構的發展加速了裝配化構件的發展進程，而螺旋箍筋圍束形式的應用加速了梁柱裝配化批量生產。螺旋箍筋圍束形式自1903年提出至今天100多年，期間從約束形式、受力形式、材料強度的發展奠定了今天螺旋箍筋的新的地位。從單一的螺旋箍筋圍束到多螺箍圍束形式的變化，螺旋箍筋較于傳統箍筋不僅在生產工藝上更為便利，其力學性能、材料用量等均在一定程度上優于傳統箍筋。

(二)突出優點

研究發展的新型螺箍約束形式經過簡單的組合及變化應用于科矩形柱中。其強度、韌性均強于傳統形式。中國臺灣潤泰集團的“裝配式框架結構體系”在不同地區得以工程應用與推進。其總裁尹衍梁博士率先提出五螺箍的構想，它是一種新型的組合式螺旋箍筋，它的主要特色之一是可以將螺旋箍筋推廣應用于矩形斷面的鋼筋混凝土柱。五螺箍的配置方式是以一個中心的大圓螺箍，再搭配四個角落的小圓螺箍交織而成。由于五螺箍是由五個圓交織而成，其形狀類似奧運標志，故早期亦有奧林匹克螺箍之稱。經過多次試驗、實際工程的應用，五螺箍圍束形式的混凝土方柱與傳統混凝土方柱對其強度、韌性、箍筋用量以一定的比例進行比較得出，五螺箍圍束的混凝土方柱表現較佳。

多螺旋箍筋應用于矩形柱的過程中，由于其為圓形箍筋應用于方形柱，單一的螺箍對于混凝土方柱四角處不能增強其抗拉、抗壓性能，使得混凝土方柱四角處混凝土極易被拉壞或者壓碎。故五螺箍四個角落處的小螺箍扮演者下列角色：(1)固定角落處的縱向主筋，并為其提供縱向支撐；(2)為方柱四個角落處的混凝土提供約束作用，提高其抗壓強度；(3)對大螺箍產生輔助的側向約束作用，減緩大螺箍由于混凝土受壓外擴產生的破壞。

二、文獻研究

大量文獻對五螺箍混凝土方柱進行研究，通過同一截面尺寸的方柱就五螺箍圍束形式與傳統圍束形式進行對比試驗通過對其各設計參數變化比較，其試驗結果表明，采用新型五螺箍形式的混凝土柱在抗壓強度、延性及箍筋用量等方面均優于傳統箍筋形式。

三、存在問題

裝配化結構的應用與研究雖然取得了重大的成就，但五螺箍混凝土方柱在實際仍存在較大的困難。

(1)束形式為近年來的新發明，為專利產品，其推廣應用存在一定的困難。

(2)螺旋箍筋的制作工藝相當嚴格，其螺箍直徑差應在±5mm之內，目前大陸地區仍缺少此類機器，臺灣潤泰集團雖已開發，但購買此類加工機器成本較高，為個別工程而購買非常不經濟。

(3)目前所存在的建筑施工作業，其成本隨著施工階段性增加，而此類施工作業方法使得工程前期投入大大增加。

(4)由于現在建筑的要多樣化導致構建尺寸、形式多樣化，其標準化生產不能適應其變化的多樣性。

(5)裝配式結構節點處理仍未被準確的進行計算定義。

四、未來方向及展望

雖然我國近年來在裝配化生產方面已取得重大成就，但未來仍應該往下列幾個方面努力。

(1)盡快出臺相關裝配化構件生產的相關規范標準。

(2)將綠色建筑、減震效能等新技術與裝配化生產相結合。

(3)盡快實現裝配化工藝自動化生產、裝配化構件多樣性與商品化。

裝配化生產契合國家現行有關政策，符合當今社會的發展需求，五螺箍的發展完美的彌補了裝配化構件螺箍應用于方柱的缺陷，使得裝配式往標準化、工廠化生產前進了一大步。

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傅明月(1992.10-)，女，漢族，湖南岳陽人，研究生，廣州大學，研究方向地下工程。