[发明专利]一种自动释放混凝土结构约束应力的变形带及其施工方法

说明书

本发明公开了一种自动释放混凝土结构约束应力的变形带及其施工方法，所述变形带包括ECC变形带、单槽钢板、双槽钢板、伸缩位移器、伺服控制装置；所述ECC变形带上部和下部分别用锚固螺栓固定单槽钢板和双槽钢板，ECC变形带两侧与楼层梁或楼层板现浇连接；所述ECC变形带包括闭合梁、埋入式应变片、U形板；所述埋入式应变片放置在闭合梁与U形板的连接位置中部；所述伸缩位移器固定在所述单槽钢板的凹槽内；所述伸缩位移器和埋入式应变片与伺服控制装置连接。本发明可以使超长混凝土结构不设置伸缩缝和伸缩后浇带，在满足混凝土结构裂缝控制要求下一次浇筑完成，既缩短施工工期与流程，又能保证结构连续完整、受力可靠，且施工简单。

技术领域

本发明属于建筑结构及建筑施工技术领域，涉及一种自动释放混凝土结构约束应力的变形带及其施工方法。

背景技术

随着大型商业综合体、航站楼等超长混凝土结构在我国大量兴建，连续不设缝结构的工程应用日渐增多。温度和混凝土收缩作用在超长混凝土结构中产生约束变形而在结构中出现较大的拉应力使结构开裂。目前，解决超长不设缝结构约束应力问题的一般方式是设置后浇带以释放混凝土前期收缩变形，设置膨胀加强带抵消温度收缩变形，或者采用预应力技术平衡温度变形产生的拉应力等。其中，后浇带只能释放混凝土的收缩变形，不能解决温度变形，且不能一次浇筑完成；膨胀加强带由于抵抗收缩变形能力有限，故这种方法不适用于收缩变形过大的超长结构；而使用预应力技术则极大增加了设计和施工的难度，也增大了建筑结构的成本和造价。

发明内容

发明目的：提供一种自动释放混凝土结构约束应力的变形带及其施工方法，所述变形带可以释放水平构件的轴向约束变形，可有效控制因温度和收缩变形约束产生的裂缝，同时可以传递弯矩和剪力以及轴力而不影响整体结构受力性能，满足超长结构连续传力的特性；所述施工方法，步骤简明，施工工艺简便，混凝土可一次浇筑完成，提高施工效率。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种自动释放混凝土结构约束应力的变形带，包括ECC变形带、单槽钢板、双槽钢板、伸缩位移器、伺服控制装置；所述ECC变形带包括闭合梁、埋入式应变片、U形板，所述埋入式应变片放置在所述闭合梁与U形板的连接位置中部；所述闭合梁、U形板由韧性纤维混凝土材料与构造钢筋在现场制成，所述ECC变形带上部和下部分别用锚固螺栓固定所述单槽钢板和双槽钢板，所述ECC变形带两侧与楼层梁或楼层板现浇连接；所述伸缩位移器固定在所述单槽钢板的凹槽内；所述伸缩位移器和埋入式应变片与伺服控制装置连接，所述伺服控制装置通过所述埋入式应变片反馈的信息，发出指令信号，控制所述伸缩位移器产生相应的伸缩变形，对所述单槽钢板凹槽处的开、合变形施加推、拉作用力，使所述埋入式应变片测试位置的混凝土应力控制在混凝土未裂应力范围内，形成主动控制；所述双槽钢板于凹槽处产生开合变形，可以自由释放混凝土内部的约束变形以减小约束应力，形成被动控制。

所述韧性纤维混凝土材料简称ECC混凝土，其在满足强度条件下具有大变形能力和高韧性性能；

所述ECC变形带中，所述闭合梁与U形板现浇组成三凹槽式形状，一个上开口凹槽中被嵌入单槽钢板折形部位，两个下开口凹槽被对应嵌入双槽钢板的折形部位；所述单槽钢板和双槽钢板的折形部位截面形式为梯形，即随凹槽的深度增大其开口间距按一定斜率逐步减小。

所述ECC变形带穿过楼层梁位置时，楼层梁上部钢筋截断锚入所述U形板中；楼层梁下部钢筋通过套筒弹簧机械连接，保证下部纵筋连续有效传力，即在所述双槽钢板的凹槽内部两侧各固定一个所述套筒弹簧，分别与所述楼层梁的下部纵筋和所述U形板下部的连接梁底纵筋机械连接；所述连接梁底纵筋应与下部纵筋直径相同。

所述ECC变形带与上部所述单槽钢板、下部所述双槽钢板围成的三个封闭空腔内充满海绵橡胶；在所述单槽钢板和双槽钢板的凹槽内均充满高弹橡胶，并与钢板紧密粘贴。

所述ECC变形带的设计位置应为距离框架柱(22)边1/4梁跨度的位置处，即其位置应尽量满足小弯矩要求。