[发明专利]端部无粘结钢筋混凝土梁及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋混凝土梁。在传统钢筋混凝土梁的基础上，利用钢带波纹管使其端部钢筋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。其中梁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，损伤较严重的梁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，导致塑性铰区局部纵筋很快屈服，承载力迅速下降，耗能能力差。甚至有时梁在水平地震作用下，会发生箍筋外鼓崩断，最终发生屈曲断裂。

目前，针对梁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梁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，本发明从机理上对梁端构造进行改进，使梁端塑性铰区域形成无粘结层，从根本上减小了对梁端塑性铰区混凝土的损伤并能延长屈服段长度、增强塑性铰区的耗能能力和防止屈曲断裂，施工难度小，且经济性强，适合在工程中广泛推广和应用。鉴于此，我们在施工过程中对钢筋混凝土梁端部采取适当的构造措施，去除梁端塑性铰区域所有纵筋与钢筋混凝土之间的粘结力，减小该区域混凝土因随钢筋变形而发生损伤，并可以使梁端无粘结段钢筋应变平均分布，屈服段延长，提高钢筋混凝土梁端的耗能能力，延缓钢筋断裂破坏。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提出端部无粘结钢筋混凝土梁及其施工方法。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，延长屈服段长度，提高钢筋混凝土梁在地震作用下的耗能能力，优化钢筋混凝土梁的设计和施工，提高其抗震性能和耐久性。

本发明通过以下技术方法实现：

端部无粘结钢筋混凝土梁，包括顶部纵筋（1）、底部纵筋（2）和箍筋（3）组成的钢筋笼，其特征在于：还包括在梁纵筋端部由钢带波纹管（4）、泡沫圆垫片（5）、固定用扎丝（6）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倍钢筋直径，其布置位置为梁顶纵筋（1）和梁底纵筋（2）自梁柱截面起沿梁轴向一倍梁高范围内。

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倍钢筋直径，其外部距其他钢筋或波纹管距离大于等于钢筋直径并≥25mm。

所述泡沫圆垫片（5）其直径为1.5钢筋直径，且圆心分别进行以对应纵筋（1）或（2）直径为直径的圆孔钻孔。

所述梁的保护层厚度按照从波纹管外侧到梁边缘起算，且应按照规范中对梁纵筋保护层的规定设置。

利用上述钢带波纹管（4）形成端部无粘结钢筋混凝土梁的制备方法，其步骤如下：

步骤一：将钢带波纹管（4）套在加工好的纵筋（1）或（2）上，将泡沫圆垫片（5）套在纵筋（1）或（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（1）或（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）位置粘在距梁端一倍梁高位置处。

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、改善梁端塑性铰区混凝土的损伤情况。梁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。本发明从梁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。