端部不同无粘结长度钢筋混凝土柱

摘要

端部不同无粘结长度钢筋混凝土柱属于结构工程领域。具体的操作步骤包括：切割不同长度的波纹管、制备两端粘贴泡沫垫块的波纹管、波纹管与纵筋固定、钢筋笼的绑扎、支模与混凝土的浇筑与振捣。本发明将波纹管固定在柱的纵筋端部实现局部无粘结；不同的无粘结长度，使固定长波纹管的边缘钢筋在往复荷载作用下首先屈服，而固定短波纹管的中心钢筋保持在弹性变形阶段，减小柱的残余变形。本发明能有效的提高柱端塑性铰的长度，改善柱的耗能能力，提高柱的抗震性能。

说明书

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土柱，尤其涉及端部不同无粘结长度钢筋混凝土柱，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。不同的无粘结长度组合可以保证荷载作用下固定长无粘结 波纹管的边缘钢筋首先屈服，固定短无粘结波纹管的中心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不同无粘结长度 钢筋混凝土柱。

本发明采用的技术方案如下：

端部不同无粘结长度钢筋混凝土柱，其特征在于，包括端部无粘结钢筋1、箍筋2、起无 粘结作用的预埋波纹管3、圆柱体泡沫垫块4、钢筋笼内浇注的混凝土5、外部混凝土保护层 6组成；端部无粘结钢筋1的端部提前固定上粘贴有圆柱体泡沫垫块4的波纹管3，将端部无 粘结钢筋1与箍筋2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，所述钢筋为屈服强度不小于335MPa的带肋钢筋。

进一步，所述波纹管的长度分别为b₀和2b₀，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粘结段箍筋间距的1/2。

所述钢筋笼的纵筋端部套有波纹管3起无粘结作用，波纹管(3)的两端通过914粘结剂粘 结与波纹管直径相同的圆柱形泡沫垫块4防止灌浆时混凝土进入波纹管。

利用上述端部无粘结不同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4，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3的两端。

步骤二：将塞有泡沫塑料的波纹管3插到钢筋1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与箍筋2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。通过柱端无粘结钢筋混凝土柱技术可以增大塑 性铰的长度，从而提高柱的耗能能力。

2.减少残余变形。在往复荷载的作用下，不同的粘结长度组合使边缘钢筋首先屈服，消 耗大量的能量。中心钢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4为图1中C-C剖面图。

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

具体实施方式

1.切割波纹管并填充泡沫塞。

所用纵筋的最大直径为d₀,选取直径为1.5d₀的波纹管，将波纹管按照柱的截面有效宽度

b₀和2b₀进行切割。制作直径为1.5d₀，高度为1/10b₀的圆柱体泡沫垫块，在泡沫垫块的

中心掏去直径小于纵筋直径的圆孔。用914粘结剂将泡沫垫块固定在波纹管的两端。

2.将两端填充的波纹管固定在纵筋的端部。

纵筋穿过波纹管上的泡沫塞孔洞，用细钢丝穿透波纹管与钢筋固定。

3.钢筋笼的绑扎

钢筋笼的绑扎必须严格按照相关规范和图纸进行。

4.柱的支模与混凝土的浇筑与振捣

根据柱的尺寸进行支模，检查模板合格后将混凝土浇筑到模板内并进行振捣，直至密实。 振捣棒不得触动钢筋。

以上所述，仅为本发明的其中一种实施例，也可以用于其他构件的塑性铰区的混凝土约 束。凡是根据本发明技术实质对以上实施例做的任何修改、变更或等效结构变化，均应属于 本发明技术方案的保护范围。