CN103290994A - 一种跨中异形截面纤维混凝土梁 - Google Patents
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Abstract
一种跨中异形截面纤维混凝土梁，其在结构正常使用状态能满足刚度强度构造要求，在地震发生时具有足够的高塑性，减缓建筑物破坏程度，属于结构工程的抗震减震技术领域。在保证其跨中具有能够承受足够的剪力与弯矩等正常承载力作用的前提下，跨中形截面内部构造现浇高延性玻璃纤维混凝土，提高整个梁体的塑性，实现梁体的高延性的破坏方式，并且最后从跨中实现破坏；跨中截面内部构造的无粘结预应力钢绞线，实现保证梁体满足承载力设计规范外，能够实现地震灾害来临时梁体发生错位变形的自复位。本发明通过高延性混凝土提高梁跨中的塑性破坏过程阶段与预应力钢筋进行梁的自动修复，从而实现梁结构的减震耗能，最终实现整的建筑物的减震抗震功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种配有预应力筋的实现高延性的跨中异形截面构造，在结构正常使用状态能满足刚度强度构造要求，在地震发生时具有足够的高塑性，减缓建筑物破坏程度，属于结构工程的抗震减震技术领域。
背景技术
随着社会的发展，以及近年来地震的频频发生，人们对于建筑物的抗震性能越来越重视，但是我国特别是欠发达地区的建筑物的抗震设计并不完善，汶川和雅安地震中都暴露出一些问题，结果是造成人类的巨大损失。在近年来，频频发生的地震灾害所造成的建筑物损害中，其中有很大一部分是建筑物结构钢筋混凝土的直接折断，造成建筑物的垮塌。
目前世界应用最多的是钢筋混凝土结构，目前建筑结构中最常用的梁是预应力钢筋混凝土梁，其主要构造是在混凝土梁中配有预应力筋，箍筋，普通受拉钢筋及必要的构造筋。虽然预应力混凝土梁与简单的混凝土梁相比在破坏形态上具有较好的延性，可以实现带裂缝工作。但是在强烈的地震灾害下其中建筑物中的梁结构在地震来临时往往发生一些脆性破坏或者其塑性变形较小的破坏导致给建筑物造成巨大损伤。因此，在保证预应力混凝土梁满足建筑物强度要求的前提下提高其延性，在其破坏时允许更大的塑性变形就变的很有工程意义。
在地震发生时，由于地震破强度高，持续时间短，建筑物的梁结构往往直接发生脆性破坏，由于跨中承受的弯矩最大，甚至从跨中直接折断，因此在保证正常使用承载力设计要求的前提下，对梁截面的跨中结构进行构造设计提高其梁结构的塑性，使其在地震发生时，发生塑性破坏就变的非常有意义。
发明内容
为了改善目前钢筋混凝土梁在强烈的地震灾害来临时，在破坏过程中迅速的发生损坏的缺陷，在保证钢筋混凝土梁的设计强度的要求下提高钢筋混凝土梁的塑性，使其发生高延性的破坏方式，本发明提出了一种跨中异形截面纤维混凝土梁。该跨中异形截面钢筋混凝土梁具有制作简单、布置灵活、破坏高延性等特点。在地震作用下，该跨中异形钢筋混凝土梁能够实现高延性的破坏。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种跨中异形截面纤维混凝土梁，主要包括：预应力钢绞线1、螺丝端杆锚具2、高延性玻璃纤维混凝土3、高强混凝土4、预应力筋5、主拉钢筋6、箍筋7;梁跨中设置异形截面，其截面处浇筑高延性玻璃纤维混凝土3，两侧主梁通过布置在跨中截面高延性玻璃纤维混凝土3内部的预应力钢绞线1连接。
跨中采用异形截面连接两侧主梁，其截面形式为漏斗形或折线形或圆弧形。
跨中异形截面内部布置预应力筋5，预应力筋5布置贯穿整个异形截面，两端深入两侧主梁内部，预应力筋5端部用螺丝端杆锚具2进行锚固。
主拉钢筋6和箍筋7按一般普通梁配筋要求配置于两侧主梁段内，在两侧梁内部浇筑高强混凝土4。
本发明的功能如下：
跨中异形截面构造，方便高延性玻璃纤维混凝土的浇筑，改变跨中受力特性，保证其跨中具有能够承受足够的剪力与弯矩；跨中形截面内部构造现浇高延性玻璃纤维混凝土，提高整个梁体的塑性，实现梁体的高延性的破坏方式，并且最后从跨中实现破坏；跨中截面内部构造的无粘结预应力钢绞线，实现保证梁体满足承载力设计规范外，能够实现地震灾害来临时梁体发生错位变形的自复位。本发明的一种跨中异形截面纤维混凝土梁通过高延性混凝土提高梁跨中的塑性破坏过程阶段与预应力钢筋进行梁的自动修复，从而实现梁结构的减震耗能，最终实现整的建筑物的减震抗震功能。
跨中左右两侧段梁采用原来高强混凝土配有预应力筋，贯穿跨中异形截面构造的预应力钢绞线与左右两侧段梁的连接方式为利用螺丝端杆锚具连接，保证整个梁体承载力满足正常工作要求。
贯穿整个跨中异形截面的无粘结预应力钢绞线，能够实现梁体在地震等灾害破坏变形后的自复位功能。
跨中异形截面构造采用异形截面构造，其具体形状可以是漏斗形、折线形、圆弧形等其中一种，便于浇筑高延性玻璃纤维混凝土，且更利于承受剪力、弯矩荷载等，保证梁体正常使用情况下的正常工作。
跨中异形截面浇筑高延性玻璃纤维混凝土，在保证设计规范承载力要求的前提下，实现整体梁结构的高延性破坏。
本发明通过跨中截面形状的特殊构造类型连接两侧段梁，并在异形截面浇筑高延性的玻璃纤维混凝土这种新型材料和贯穿预应力钢绞线，在保证正常承受荷载设计规范的前提下延长梁体的塑性破坏过程，实现梁体的高延性破坏，最终实现整个建筑物的减震耗能。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1）本发明中的一种跨中异形截面纤维混凝土梁跨中截面处浇筑高延性新型材料混凝土，具有高延性有效提高整个梁结构的塑性破坏，有利的实现梁结构的减震耗能。
2）本发明中的贯穿跨中异形截面构造的无粘结预应力钢绞线，在梁体发生允许范围内的破坏及变形时，能够实现跨中截面梁体的自复位，自动修复功能。
3）本法明中的一种跨中异形截面纤维混凝土梁，跨中异形截面构造采用现浇法施工，施工简单方便，便于操作。
附图说明
图1为本发明的一种跨中异形截面纤维混凝土梁的侧视图；
图2为本发明的一种跨中异形截面纤维混凝土梁跨中浇筑高延性玻璃纤维混凝土段的横截面示意图；
图3为本发明的一种跨中异形截面纤维混凝土梁两侧主梁横截面示意图；
图4为本发明的一种跨中异形截面纤维混凝土梁的另一种折线形跨中异形截面构造侧视图；
图5为本发明的一种跨中异形截面纤维混凝土梁的另一种圆弧形跨中异形截面构造侧视图；
图中：1-预应力钢绞线,2-螺丝端杆锚具,3-高延性玻璃纤维混凝土,4-高强混凝土,5-预应力筋,6-主拉钢筋,7-箍筋。
实施例1：
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，是本发明跨中异形截面纤维混凝土梁实施例，其主要包括内预应力钢绞线1、螺丝端杆锚具2、高延性玻璃纤维混凝土3、高强混凝土4、预应力筋5、主筋6、箍筋7。梁跨中设置异形截面，其截面处浇筑高延性玻璃纤维混凝土3，两侧主梁通过布置在跨中截面高延性玻璃纤维混凝土3内部的预应力钢绞线1连接。
首先，根据规范设计要求设定梁截面尺寸为30cm×50cm的长方形截面梁，纵向受拉主筋6配筋率为0.6%，梁长5.0m，初步设计跨中截面异形形状，例如使用漏斗形跨中异形截面。
其次，根据第一步确定的梁构造，进行配筋浇筑预制两侧柱梁以及浇筑跨中异形截面。进行相关承载力试验，验证是否可以满足正常承载力使用要求，若不满足适当更改构造要求直到满足正常使用承载力要求。
最后，将预制好的满足正常使用承载力要求的梁进行吊装。
以上为本发明的一个典型实施例，但本发明的实施不限于此。
Claims (4)
1.一种跨中异形截面纤维混凝土梁，主要包括：预应力钢绞线（1）、螺丝端杆锚具（2）、高延性玻璃纤维混凝土（3）、高强混凝土（4）、预应力筋（5）、主拉钢筋（6）、箍筋（7）;其特征在于：梁跨中设置异形截面，其截面处浇筑高延性玻璃纤维混凝土（3），两侧主梁通过布置在跨中截面高延性玻璃纤维混凝土（3）内部的预应力钢绞线（1）连接。
2.根据权利要求1所述的一种跨中异形截面纤维混凝土梁，其特征在于：跨中采用异形截面连接两侧主梁，其截面形式为漏斗形或折线形或圆弧形。
3.根据权利要求2所述的一种跨中异形截面纤维混凝土梁，其特征在于：跨中异形截面内部布置预应力筋（5），预应力筋（5）布置贯穿整个异形截面，两端深入两侧主梁内部，预应力筋（5）端部用螺丝端杆锚具（2）进行锚固。
4.根据权利要求3所述的一种跨中异形截面纤维混凝土梁，其特征在于：主拉钢筋（6）和箍筋（7）按一般普通梁配筋要求配置于两侧主梁段内，在两侧梁内部浇筑高强混凝土（4）。
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