[发明专利]端部部分无粘结钢筋混凝土柱及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋混凝土柱。在传统钢筋混凝土柱的基础上，利用钢带波纹管使其端部部分钢筋与混凝土之间形成无粘结区域，属结构工程领域。

背景技术

在世界各国的结构工程中，钢筋混凝土结构由于其结构性能、经济指标、抗震能力等方面的优越性，在建筑工程中得到广泛的应用。其中柱是框架结构的重要构件之一，在地震作用下，钢筋混凝土构件承受反复拉压作用，损伤较严重的柱端塑性铰区混凝土逐渐被拉裂或压碎并脱落，提早退出工作，导致塑性铰区部分纵筋很快屈服，承载力迅速下降，耗能能力差。甚至有时柱在水平地震作用下，会发生箍筋外鼓崩断，最终发生屈曲断裂。

目前，针对柱端塑性铰区域耗能能力差，混凝土破坏严重的现象，主要的解决办法是在柱端塑性铰区域进行加固，如增大截面加固法、粘贴纤维复合材料加固法、粘贴钢板加固法等，这些多为补救性措施，需对构件表面进行处理，本发明从机理上对柱端构造进行改进，在保证柱端钢筋混凝土协同变形、共同受力的前提下，去掉了柱端塑性铰区域部分钢筋与混凝土之间的粘结力，从根本上减小了对柱端塑性铰区混凝土的损伤，使无粘结段钢筋形成一个应变同步增长的屈服段，延缓了恢复力的退化，增强塑性铰区的耗能能力，施工难度小，且经济性强，适合在工程中广泛推广和应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提出端部部分无粘结钢筋混凝土柱及其施工方法。本发明可以改善端部混凝土由于钢筋混凝土粘结作用加剧混凝土开裂破坏的问题，延长钢筋屈服段长度，提高钢筋混凝土柱在地震作用下的耗能能力，优化钢筋混凝土柱的设计和施工，提高其抗震性能和耐久性。

本发明通过以下技术方法实现：

端部部分无粘结钢筋混凝土柱，包括四角处纵筋（1）、其他位置纵筋（2）和箍筋（3）组成的钢筋笼，其特征在于：还包括在柱端一部分纵筋端部由钢带波纹管（4）、泡沫圆垫片（5）、固定用扎丝（6）以及914胶制作成密封的无粘结层。钢带波纹管（4）由泡沫圆垫片（5）支撑在部分纵筋（1）和（2）的端部，以使其与钢带波纹管（4）之间保有一定的缝隙，泡沫圆垫片（5）与纵筋（1）和（2）以及外包的钢带波纹管（4）之间用914胶粘合，以保证密封，钢带波纹管（4）的两端通过扎丝绑扎固定，钢带波纹管（4）外部设置有混凝土保护层。

所述钢带波纹管（4）直径为1.5倍纵筋直径，其布置位置为柱除四角外其他位置纵筋（2）自柱端截面起沿柱轴向一倍柱截面高度范围内。

所述钢带波纹管（4）厚度为0.5mm～2mm，其内部各处距内部纵筋的距离为0.25倍纵筋直径，其外部距其他钢筋或波纹管距离大于等于纵筋直径并≥25mm。

所述泡沫圆垫片（5）其直径为1.5纵筋直径，且圆心分别进行以对应纵筋（2）直径为直径的圆孔钻孔。

所述设有钢带波纹管（4）的纵筋（2）在进行钢筋绑扎时，其截面型心相较其它纵筋向内收回0.25倍纵筋直径，以保证钢带波纹管（4）与箍筋顺利绑扎。

所述柱的无粘结设置段的箍筋（3），其间距为其它部分箍筋间距的0.5倍。

所述柱的保护层厚度按照从波纹管外侧到柱边缘起算，且应按照规范中对柱纵筋保护层的规定设置。

利用上述钢带波纹管（4）形成端部部分无粘结钢筋混凝土柱的制备方法，其步骤如下：

步骤一：将钢带波纹管（4）套在进行端部无粘结处理的加工好的纵筋（2）上，将泡沫圆垫片（5）套在纵筋（2）上，并嵌在钢带波纹管（4）两端内部。

步骤二：用914胶粘合纵筋（2）与泡沫圆垫片（5）以及泡沫圆垫片（5）与钢带波纹管（4）之间的缝隙，确保将钢带波纹管（4）位置粘在距柱端一倍柱截面高度位置处。

步骤三：用扎丝（6）绑扎钢带波纹管（4）的两端并固定在模具上。

步骤四：待914胶干好后，内部浇筑混凝土，并在外部设上混凝土保护层。

本发明具有以下优点：

1、改善柱端塑性铰区混凝土的损伤情况。柱端弯矩最大处的混凝土，在反复地震作用下，往往由于与受拉钢筋的粘结作用而在钢筋附近产生许多微裂纹。随着微裂纹的增长，它们逐渐与外部裂缝贯通，形成较大的拉裂裂缝。本发明从柱端混凝土的受力机理出发，去掉塑性铰区钢筋混凝土之间的粘结力，防止受拉区混凝土过早被拉裂，减小混凝土的损伤。