[实用新型]一种用于复位能力试验的混凝土柱

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑工程技术领域，涉及一种用于复位能力试验的混凝土柱。

背景技术

复位性能是指荷载作用卸载后，结构或构件有使自身从最大变形状态回复到初始状态的特性。结构或构件的复位能力与其变性能力既有联系又有区别，变形能力是指在维持一定承载能力的情况下结构或构件所能承担的最大变形，而复位能力则以结构或构件的残余变形为目标，同时考察相应的最大变形。

在地震作用下，传统材料结构难以避免地会进入塑性阶段，尽管通过合理的抗震设计可以使结构具有足够的延性能力，避免结构的倒塌，但塑性变形的发展依然意味着结构的损伤和损坏，并且由于塑性变形的不可恢复性，震后残余变形大，给震后加固修复带来极大的困难。结构震后残余变形的大小是决定其可修复性的关键，是建造具有良好夏位能力的钢筋混凝土结构的基础。而预应力筋的预压力可以防止柱在承受拉力时较早出现裂缝，预应力筋的高强弹性恢复性能可以有效减少结构的残余位移。国内外学者对于无粘结部分预应力混凝土柱的研究结果表明：预应力混凝土结构相比较于普通钢筋混凝土结构的滞回耗能能力相对较差，但震后残余变形较小，表现出了良好的复位性能，有利于结构震后的可修复性。因此，在钢筋混凝土柱中配置无粘结预应力钢筋可以减小残余变形，减少结构的震后加固修复成本。

目前在钢筋混凝土柱中高强钢筋和普通钢筋的用量配比对于残余变形的影响还没有系统的研究，也没有专门供试验用的混凝土柱。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种专门用于复位能力试验的混凝土柱。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于复位能力试验的混凝土柱，包括钢筋和由上到下依次为呈长方体状的柱头、柱身和底座，所述底座下端面开有凹槽，所述底座两端在竖直方向开有供螺栓穿过的安装孔，所述钢筋由6或8条纵向钢筋和16-20条横向钢筋组成，所述纵向钢筋由上至下贯穿柱头、柱身和底座，所述横向钢筋横向贯穿底座且与底座等长，所述钢筋的上端面焊接连接有钢板，所述钢板的面积与柱头的横截面积相同，所述钢板上连接有若干球铰。

在柱头上端焊接上钢板，钢板使轴向千斤顶的压力能够分摊到整个柱头的端面上，防止柱头局部由于压强大而被压碎。底座开设有安装孔，方便穿过螺杆将整个混凝土柱固定在实验室的地梁上。在混凝土柱中加入钢筋，可以提高混凝土结构的复位性能，具有较好的可修复性，方便实验员更好地观察和研究无粘结部分预应力混凝土柱的残余变形、复位能力、承载力、延性以及滞回性。球铰用于与轴向千斤顶的底部连接，使得混凝土柱在收到水平推拉作用力的状态下轴向千斤顶也能随着水平移动，不致消耗弯矩。

在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述柱头、柱身和底座的高度比为2:6～10：3～5，横截面面积比为20：8～10:70～80。由于顶部要承受较高的轴力，为了保证施加竖向荷载时柱头不发生局部破坏，柱头的横截面要大于柱身。

在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述纵向钢筋呈两列分布。

在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述纵向钢筋的直径为14mm-20mm。

在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述横向钢筋的直径为5mm-8mm。

在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述钢板的厚度为20mm～30mm。

在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述钢筋截面中心与试件外表面最小距离为35mm。

在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述凹槽与底座的高度比为1:2.5～3.5，宽度比为1：1，长度比为1：2.5～3.5。

在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述球铰与钢板焊接固连。

在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述混凝土柱的材料为C40混凝土，所述钢筋为HR400级普通纵筋或HPB235级箍筋或Φs15.2级钢绞线三者中的一种。由于上述钢筋使混凝土柱中常用的钢筋材料，而且均为无粘结预应力钢筋，所以可以很好的作为试验对象，非常适合研究预应力钢筋配筋指标对无粘结部分预应力混凝土柱的残余变形、复位能力、承载力、延性和滞回性能等特性的影响。

与现有技术相比，本用于复位能力试验的混凝土柱具有以下优点：

1.顶部连接有球铰，方便轴向千斤顶随柱水平移动，不致消耗弯矩。

2.安装方便，通过螺杆就可以安装到实验室的地梁上。

附图说明

图1是本用于复位能力试验的混凝土柱的结构示意图。

图2是图1A-A向剖视图。