[发明专利]端部无粘结不等强度钢筋混凝土柱

说明书

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土柱，尤其涉及端部无粘结不等强度钢筋混凝土柱，属于结构工程领域。

背景技术

近年来频繁发生的地震不仅带来巨大的经济损失,而且严重影响人们的生命安全。框架结构占我国建筑总量的1/3，是比较合理的抗震结构形式。地震作用下框架结构会出现柱铰模式、梁铰模式和梁柱铰混合模式三类破坏模式，其中柱铰模式为塑性铰先在柱端出现，且主要分布在柱端，如果使某一层的柱子的上下端同时出现塑性铰，容易导致该楼层发生屈服，并与其上面的楼层形成机构。这种塑性铰的分布是最不利的，会严重削弱结构的整体稳定和竖向承载能力，产生薄弱层，发生局部破坏。为了防止柱铰型破坏的出现，“强柱弱梁”的设计理念通过增大柱的截面积或配筋来提高柱的承载力，而端部无粘结的做法可以在协调钢筋和混凝土的变形关系的同时增大屈曲段的长度，使原本柱端所受的力平均分配，从而增大柱子的承载力。

常规设计中柱的纵筋是按照承载力要求采用对称配筋，这会导致荷载作用下纵筋同时达到屈服极限而产生大的残余变形。普通钢筋和高强钢筋组合配置可以保证荷载作用下普通钢筋首先屈服，高强钢筋保有弹性变形能力，从而减小柱的残余变形，提高柱的塑性铰区域的耗能能力，提高柱子的抗震性能。

发明内容

本发明的目的在于提供能有效减小地震残余变形并提高耗能能力的端部无粘结不等强度钢筋混凝土柱。

本发明采用的技术方案如下：

端部无粘结不等强度钢筋混凝土柱，其特征在于，包括端部无粘结普通钢筋（1）、端部无粘结高强钢筋（2）、箍筋（3）、起无粘结作用的预埋波纹管（4）、圆柱体泡沫垫块（5）、钢筋笼内浇注的混凝土（6）、外部混凝土保护层（7）组成；端部无粘结普通钢筋（1）和端部无粘结高强钢筋（2）的端部提前固定上粘贴有圆柱体泡沫垫块（5）的波纹管（4），将端部无粘结普通钢筋（1）和端部无粘结高强钢筋（2）与箍筋（3）绑扎成钢筋笼后支模，内部浇注混凝土，外部设混凝土保护层。

进一步，其特征在于，所述普通钢筋为屈服强度不小于335MPa的带肋钢筋。

进一步，所述高强钢筋为屈服强度为500～1500MPa的带肋钢筋。

进一步，所述波纹管的长度为b₀，b₀是柱的有效截面宽度；所述波纹管的直径为1.5d₀，d0是纵筋直径；所述波纹管的厚度为0.5～2mm。

进一步，粘贴在波纹管两端的圆柱体泡沫塑料的长度为1/10b₀，直径为1.5d₀。

进一步，所述无粘结段的箍筋间距为有粘结段箍筋间距的1/2。

利用上述端部无粘结不等强度钢筋混凝土柱技术提高抗震性能的制备方法，其步骤如下：

步骤一:制作直径与波纹管相同的圆柱体泡沫垫块（5），中心掏去直径小于钢筋直径的圆孔，在泡沫壁上涂抹914粘结剂后将泡沫塞到波纹管（4）的两端。

步骤二：将塞有泡沫塑料的波纹管（4）插到钢筋（1）（2）的中部，用细钢丝横向穿透波纹管和泡沫塑料以固定波纹管的位置。

步骤三：将末端固定波纹管的钢筋（1）（2）与箍筋（3）绑扎成钢筋笼。

步骤四：支模，钢筋笼内部浇注混凝土，并在外部设上混凝土保护层。

本发明相对于现有技术的优点及有益效果：

1、提高钢筋混凝土柱的延性和耗能能力。通过端部无粘结钢筋混凝土柱技术可以增大塑性铰区的长度，提高柱的耗能能力。

2.减少残余变形。在往复荷载的作用下，普通筋和高强筋的组合使普通筋首先屈服，消耗大量的能量。高强筋能够保有弹性变形的能力，从而减小结构整体的残余变形。

3.整体性好。在钢筋笼、波纹管绑扎完成后，一次浇筑混凝土成型，使钢筋、波纹管与混凝土牢固的粘接在一起，相互传递内力。

4、经济性强。本方案应用在柱的塑性铰区，效果明显而且不会显著地提高工程造价，性价比较强，适合在工程中广泛推广。

下面通过附图和实施例对本发明技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明在柱塑性铰区的使用状态结构示意图。

图2为图1中A-A剖面图。

图3为图1中B-B剖面图。

图中：1、端部无粘结普通钢筋；2、端部无粘结高强钢筋；3、箍筋；4、波纹管；5、泡沫垫块；6、钢筋笼内灌注的混凝土；7、混凝土保护层

具体实施方式

1.切割波纹管并填充泡沫塞。