[發(fā)明專利]一種高抗震輕質(zhì)高強鋼筋混凝土柱

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210002003.X
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102561595A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王發(fā)洲;吳靜;胡曙光;付軍;周孝軍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34;E04B1/98
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混凝土建筑領(lǐng)域，具體涉及一種高抗震輕質(zhì)高強鋼筋混凝土柱。

背景技術(shù)

建筑物抗震性能主要取決于結(jié)構(gòu)吸收地震能量的能力，這種能力是由其承載力和變形能力的乘積決定的。承載力較低，但具有較大延性的結(jié)構(gòu)，所能吸收的能量多雖然較早出現(xiàn)損壞，但能經(jīng)受住較大的變形，避免倒塌；反之，承載力較高、變形能力低的脆性結(jié)構(gòu)，吸收能量有限，一旦遭遇到超過設(shè)計水平的地震作用，很容易發(fā)生脆性破壞而突然倒塌，違背了建筑規(guī)范中“大震不倒”的設(shè)計原則。

分體柱技術(shù)是采用隔板將整截面柱劈分成4根等截面柱并分開配筋的方法。研究結(jié)果表明，分體柱雖使構(gòu)件的抗彎承載力稍有降低，但抗剪承載力基本不變，且構(gòu)件的變形能力和延性均得到顯著提高，其破壞形態(tài)由剪切型轉(zhuǎn)化為彎曲型，實現(xiàn)了短柱變“長”柱的設(shè)想，很好地改善了短柱的抗震性能。然而傳統(tǒng)形式的分體柱中各單元柱之間缺乏聯(lián)系，受地震作用時各單元柱容易解體外鼓，承載力較差，不能很好地提高建筑物的抗震性能。

另外，地震作用和建筑的上部結(jié)構(gòu)的自重成正比，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)采用輕集料混凝土后，由于整個結(jié)構(gòu)體系自重的下降，將降低水平地震作用。同時，由于輕集料混凝土的彈性模量較低，結(jié)構(gòu)自振周期變長，變形能力增強，結(jié)構(gòu)破壞時將能消耗更多的變形能。因此，輕集料混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能較好。然而到目前為止，含輕集料的混凝土大多被用在梁、板等構(gòu)件，以及用于橋面鋪裝，用于承重結(jié)構(gòu)的研究較少。

發(fā)明內(nèi)容

針對這一問題，本發(fā)明的目的在于提供一種變形能力強、具有抗震性能的高抗震輕質(zhì)高強鋼筋混凝土柱。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種高抗震輕質(zhì)高強鋼筋混凝土柱，其特征是它由綁扎鋼筋籠后澆注混凝土而成；所述的鋼筋籠由4個等截面的分體箍筋、中心定位箍筋及縱筋組成，相鄰兩個分體箍筋的外肢間距為25-200mm；中心定位箍筋與4個等截面的分體箍筋的各肢箍筋交錯排列、部分重疊，各分體箍筋和定位箍筋內(nèi)側(cè)設(shè)置數(shù)根縱筋(所述數(shù)根為2-20根，以適當(dāng)間隔距離)，分體箍筋與定位箍筋的重疊部分設(shè)置至少有1根縱筋，分體箍筋和定位箍筋均由縱筋固定(綁扎或焊接)成一體；澆注混凝土后，4個等截面分體箍筋及內(nèi)側(cè)縱筋形成4個等截面單元柱，中心定位箍筋將4個單元柱聯(lián)系在一起；

所述的混凝土包括以下原料：水、水泥、礦物摻合料、輕集料、碎石、砂、減水劑，每立方米混凝土中各原料的重量為：水130～180kg、水泥160～500kg、礦物摻合料50～250kg、輕集料100～400kg、碎石300～900kg、砂650～850kg、減水劑4～15kg。

所述的分體箍筋為矩形閉合箍筋、矩形螺旋箍筋、圓形閉合箍筋或圓形螺旋箍筋。

所述的中心定位箍筋為矩形閉合箍筋、矩形螺旋箍筋、圓形閉合箍筋或圓形螺旋箍筋。

所述的輕集料為粒徑為5～15mm、表觀密度1200～1500kg/m³、筒壓強度≥8MPa的頁巖陶粒、粘土陶粒或粉煤灰陶粒。

所述的礦物摻合料為粉煤灰、礦粉或硅灰中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比。

所述的混凝土的原料還包括纖維。

所述的纖維為聚丙烯纖維，每立方米混凝土中纖維用量為1.0～1.5kg。

所述的纖維為鋼纖維，每立方米混凝土中纖維用量為40～160kg。

所述的高抗震輕質(zhì)高強鋼筋混凝土柱的截面為矩形或圓形。

上述一種高抗震輕質(zhì)高強鋼筋混凝土柱的制備方法，它包括如下步驟：1)綁扎鋼筋籠；2)支護混凝土澆筑模板；3)配制混凝土；4)澆注混凝土；6)脫模；5)養(yǎng)護；既得高抗震輕質(zhì)高強鋼筋混凝土柱。

本發(fā)明的優(yōu)點是，與傳統(tǒng)分體柱相比，本發(fā)明在各單元柱之間建立聯(lián)系，使各單元柱在地震作用下相互制約，相互牽引，在提高柱變形能力的同時保證其承載力；采用輕集料混凝土，可降低結(jié)構(gòu)自重，減小水平地震作用力，因此本發(fā)明具有高抗震性能、變形能力和承載力強、輕質(zhì)的特點；同時該發(fā)明施工省時、方便。

附圖說明

圖1為矩形螺旋分體箍筋和中心圓形螺旋定位箍筋矩形截面柱配筋圖；

圖2為矩形螺旋分體箍筋和中心矩形閉合定位箍筋矩形截面柱配筋圖；

圖3為圓形閉合分體箍筋和中心圓形螺旋定位箍筋矩形截面柱配筋圖；

圖4為圓形螺旋分體箍筋和中心矩形螺旋定位箍筋矩形截面柱配筋圖；

圖5為圓形螺旋分體箍筋和中心矩形閉合定位箍筋圓形截面柱配筋圖；