端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁的制作方法
【專利摘要】端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁，屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。具體的操作步驟包括：制備兩端粘貼泡沫墊塊的波紋管、波紋管與縱筋固定、鋼筋籠的綁扎、梁的支模與混凝土的澆筑與振搗。本發(fā)明將波紋管固定在梁的縱筋端部實現(xiàn)局部無粘結(jié)，縱筋由普通鋼筋和高強鋼筋組成，保證在往復荷載作用下普通鋼筋首先屈服，高強鋼筋保持在彈性變形階段，減小了梁的殘余變形。本發(fā)明能有效的提高梁的屈曲段的長度，改善梁的耗能能力，提高梁的抗震性能。
【專利說明】端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼筋混凝土梁，尤其涉及端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁，屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來頻繁發(fā)生的地震不僅帶來巨大的經(jīng)濟損失，而且嚴重影響人們的生命安全?？蚣芙Y(jié)構(gòu)占我國建筑總量的1/3，是比較合理的抗震結(jié)構(gòu)形式。框架結(jié)構(gòu)依據(jù)“強柱弱梁”的設(shè)計理念保證結(jié)構(gòu)在受力合理的前提下提高梁的抗震性能。地震作用下框架結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)柱鉸模式、梁鉸模式和梁柱鉸混合模式三類破壞模式，其中梁鉸模式是最理想的破壞模式，即在地震作用時，梁端先屈服出鉸，并且塑性鉸主要分布在各梁梁端，梁鉸通過充分的轉(zhuǎn)動來耗散地震能量。通過提高梁鉸區(qū)的延性，增大屈服段的長度就能在梁鉸模式下有效的提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。
[0003]鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是最常用的梁的結(jié)構(gòu)形式。鋼筋和混凝土構(gòu)成一種組合材料共同工作的基本條件是二者之間有可靠的粘結(jié)和錨固。對于一個梁的鋼筋，如果沿其長度與混凝土沒有粘結(jié)，而且在端部也沒設(shè)錨具，此梁在很小的荷載作用下就會發(fā)生脆性折斷，鋼筋不承擔力，此梁與素混凝土梁無異。若梁內(nèi)鋼筋與混凝土并無粘結(jié)，但在端部設(shè)置機械式錨具，則此梁在荷載作用下鋼筋應(yīng)力沿全長相等，承載力有很大的提高，但其受力宛如二鉸拱，不是“梁”的應(yīng)力狀態(tài)。只有當鋼筋與混凝土可靠粘結(jié)時，在荷載作用下梁的鋼筋應(yīng)力才隨截面彎矩而變化。梁是框架結(jié)構(gòu)主要的受彎構(gòu)件，混凝土的抗拉強度低、受拉極限變形小，與鋼筋工作狀態(tài)不相適應(yīng)，導致荷載作用下過早地出現(xiàn)裂縫，這是鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的一個根本弱點。混凝土出現(xiàn)裂縫時的受拉極限變形值遠遠小于鋼筋達到其容許應(yīng)力時的受拉極限變形值，采用端部無粘結(jié)技術(shù)，利用梁端的無粘結(jié)區(qū)可以在協(xié)調(diào)鋼筋和混凝土的變形關(guān)系的同時增大屈曲段的長度，從而提高梁的耗能能力。
[0004]常規(guī)設(shè)計中梁的縱筋是按照承載力要求采用對稱配筋，這會導致荷載作用下縱筋同時達到屈服極限而產(chǎn)生大的殘余變形。普通鋼筋和高強鋼筋組合配置可以保證荷載作用下普通鋼筋首先屈服，高強鋼筋保有彈性變形能力，從而減小梁的殘余變形，提高梁的抗震性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供能有效減小地震殘余變形并提高耗能能力的端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁，其特征在于，包括端部無粘結(jié)普通鋼筋(I)、端部無粘結(jié)高強鋼筋(2)、箍筋(3)、起無粘結(jié)作用的預埋波紋管(4)、圓柱體泡沫墊塊(5)、鋼筋籠內(nèi)澆注的混凝土(6)、外部混凝土保護層(7)組成；端部無粘結(jié)普通鋼筋(I)和端部無粘結(jié)高強鋼筋(2)的端部提前固定上粘貼有圓柱體泡沫墊塊(5)的波紋管(4)，將端部無粘結(jié)普通鋼筋(I)和端部無粘結(jié)高強鋼筋(2)與箍筋(3)綁扎成鋼筋籠后支模，內(nèi)部澆注混凝土，外部設(shè)混凝土保護層。
[0008]進一步，所述普通鋼筋為屈服強度不小于335MPa的帶肋鋼筋。
[0009]進一步，所述高強鋼筋為屈服強度為500?1500MPa的帶肋鋼筋。
[0010]進一步，所述波紋管的長度為tv Iitl是梁的有效截面高度；所述波紋管的直徑為
1.5d0, d0是縱筋直徑；所述波紋管的厚度為0.5?2mm。
[0011]進一步，粘貼在波紋管兩端的圓柱體泡沫塑料的長度為Ι/lOtv直徑為1.5屯。
[0012]進一步，所用的波紋管用PVC管或薄壁鋼管代替。
[0013]進一步，所述無粘結(jié)段的箍筋間距為有粘結(jié)段箍筋間距的1/2。
[0014]端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁，包括鋼筋籠，其由端部無粘結(jié)普通鋼筋(I)、端部無粘結(jié)高強鋼筋(2)和箍筋(3)綁扎而成，其特征在于:所述鋼筋籠的縱筋端部套有波紋管(4)起無粘結(jié)作用，波紋管(4)的兩端通過914粘結(jié)劑粘結(jié)與波紋管直徑相同的圓柱形泡沫墊塊(5)防止灌漿時混凝土進入波紋管。
[0015]利用上述端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁技術(shù)提高抗震性能的制備方法，其步驟如下:
[0016]邊梁的做法:
[0017]步驟一:制作直徑與波紋管相同的圓柱體泡沫塑料(5)，中心掏去直徑小于鋼筋直徑的圓孔，在泡沫壁上涂抹914粘結(jié)劑后將泡沫塞到波紋管(4)的兩端。
[0018]步驟二:將塞有泡沫塑料的波紋管(4)插到端部無粘結(jié)普通鋼筋(I)和端部無粘結(jié)高強鋼筋(2)的距離末端長度b處，b為梁的寬度，用細鋼絲橫向穿透波紋管和泡沫塑料以固定波紋管的位置。
[0019]步驟三:將末端固定波紋管的端部無粘結(jié)普通鋼筋(I)和端部無粘結(jié)高強鋼筋(2)與箍筋(3)綁扎成鋼筋籠。
[0020]步驟四:內(nèi)部澆注混凝土，并在外部設(shè)上混凝土保護層。
[0021]中間梁的做法:
[0022]步驟一:制作直徑與波紋管相同的圓柱體泡沫塑料(5)，中心掏去直徑小于鋼筋直徑的圓孔，在泡沫壁上涂抹914粘結(jié)劑后將泡沫塞到波紋管(4)的兩端。
[0023]步驟二:將塞有泡沫塑料的波紋管(4)插到端部無粘結(jié)普通鋼筋(I)和端部無粘結(jié)高強鋼筋(2)的中部，用細鋼絲橫向穿透波紋管和泡沫塑料以固定波紋管的位置。
[0024]步驟三:將中部固定波紋管的端部無粘結(jié)普通鋼筋(I)和端部無粘結(jié)高強鋼筋
(2)與箍筋(3)綁扎成鋼筋籠。梁柱的節(jié)點設(shè)在波紋管旁邊。
[0025]步驟四:內(nèi)部澆注混凝土，并在外部設(shè)上混凝土保護層。
[0026]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點及有益效果:
[0027]1、提高鋼筋混凝土梁的延性和耗能能力。通過梁端無粘結(jié)鋼筋混凝土梁技術(shù)可以增大塑性鉸區(qū)的長度，提高梁的耗能能力。
[0028]2.減少殘余變形。在往復荷載的作用下，普通筋和高強筋的組合使普通筋首先屈月艮，消耗大量的能量。高強筋能夠保有彈性變形的能力，從而減小結(jié)構(gòu)整體的殘余變形。
[0029]3.整體性好。在鋼筋籠、波紋管綁扎完成后，一次澆筑混凝土成型，使鋼筋、波紋管與混凝土牢固的粘接在一起，相互傳遞內(nèi)力。[0030]4、經(jīng)濟性強。本方案應(yīng)用在梁的塑性鉸區(qū)，效果明顯而且不會顯著地提高工程造價，性價比較強，適合在工程中廣泛推廣。
[0031]下面通過附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明在梁塑性鉸區(qū)的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2為圖1中A-A剖面圖。
[0034]圖3為圖1中B-B剖面圖。
[0035]圖中:1、端部無粘結(jié)普通鋼筋；2、端部無粘結(jié)高強鋼筋；3、箍筋；4、波紋管；5、泡沫墊塊；6、鋼筋籠內(nèi)灌注的混凝土 ；7、混凝土保護層
【具體實施方式】
[0036]1.切割波紋管并填充泡沫塞。
[0037]所用縱筋的最大直徑為屯，選取直徑為1.5d0的波紋管，將波紋管按照梁的截面有效高度&進行切割。制作直徑為1.5d0高度為的圓柱體泡沫塞，泡沫塞的高度為1/lOtv在泡沫塞的中心掏去直徑小于縱筋直徑的圓孔。用914粘結(jié)劑將泡沫塞固定在波紋管的兩端。
[0038]2.將兩端填充的波紋管固定在縱筋的端部。
[0039]縱筋穿過波紋管上的泡沫塞孔洞，用細鋼絲穿透波紋管與鋼筋固定。
[0040]3.鋼筋籠的綁扎
[0041]鋼筋籠的綁扎必須嚴格按照相關(guān)規(guī)范和圖紙進行。
[0042]4.梁的支模與混凝土的澆筑與振搗
[0043]根據(jù)梁的尺寸進行支模，檢查模板合格后將混凝土澆筑到模板內(nèi)并進行振搗，直至密實。振搗棒不得觸動鋼筋。
[0044]以上所述，僅為本發(fā)明的其中一種實施例，也可以用于其他構(gòu)件的塑性鉸區(qū)的混凝土約束。凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例做的任何修改、變更或等效結(jié)構(gòu)變化，均應(yīng)屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁，其特征在于，包括端部無粘結(jié)普通鋼筋(1)、端部無粘結(jié)高強鋼筋(2)、箍筋(3)、起無粘結(jié)作用的預埋波紋管(4)、圓柱體泡沫墊塊(5)、鋼筋籠內(nèi)澆注的混凝土(6)、外部混凝土保護層(7);端部無粘結(jié)普通鋼筋(1)和端部無粘結(jié)高強鋼筋(2)的端部提前固定上粘貼有圓柱體泡沫墊塊(5)的波紋管(4)，將端部無粘結(jié)普通鋼筋(1)和端部無粘結(jié)高強鋼筋(2)與箍筋(3)綁扎成鋼筋籠后支模，內(nèi)部澆注混凝土，外部設(shè)混凝土保護層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁，其特征在于，所述普通鋼筋為屈服強度不小于335MPa的帶肋鋼筋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁，其特征在于，所述高強鋼筋為屈服強度為500~1500MPa的帶肋鋼筋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁，其特征在于，所述波紋管的長度為IVhci是梁的有效截面高度；所述波紋管的直徑為1.5d0,d0是縱筋直徑；所述波紋管的厚度為0.5~2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁，其特征在于，粘貼在波紋管兩端的圓柱體泡沫塑料的長度為1/lOtv直徑為1.5屯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁，其特征在于，所用的波紋管用PVC管或薄壁鋼管代替。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端部無粘結(jié)不等強度鋼筋混凝土梁，其特征在于，所述無粘結(jié)段的箍筋間距為有粘結(jié)段箍筋間距的1/2。
【文檔編號】E04C3/20GK103924728SQ201410149544
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月12日
【發(fā)明者】李振寶, 謝菲, 解詠平, 宋坤, 周宏宇 申請人:北京工業(yè)大學