CN106149977A - 一种高延性预制装配式叠合连梁 - Google Patents

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杨建�
朱筱俊
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Abstract

本发明公开了一种高延性预制装配式叠合连梁，由预制混凝土部分(1)、现浇ECC部分(2)、预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋(3)、现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋(4)、连梁箍筋(5)、连梁与墙肢节点区域箍筋(6)组成一体。本发明用ECC取代部分普通混凝土，用于装配式连梁的叠合现浇层(2)及连梁与墙肢的节点区域(2)，可减少受剪钢筋(5)(6)的用量，改善连梁的延性和耗能能力，使其作为第一道抗震防线有良好受力性能的同时提高装配式剪力墙的地震能量吸收能力，保护剪力墙墙肢且可拆卸修复。

Description

一种高延性预制装配式叠合连梁
技术领域
本发明涉及的是建筑结构领域，具体为一种采用高性能纤维增强水泥基复合材料(ECC)与钢筋混凝土(RC)组成的新型叠合连梁构件，主要用于地震高烈度设防区预制装配式剪力墙结构的连梁。
背景技术
预制装配式剪力墙结构作为高层及超高层建筑的主要结构形式，符合我国“十三五”国家发展阶段“节能省地”和“构建产业体系”的住宅产业化指导思想，可有效地降低资源、能源消耗，实现节能减排、保护环境，具有显著的经济效益和社会效益。
由于我国大部分处于抗震地区，装配式剪力墙结构能否顺利推广应用主要取决于其抗震性能能否满足要求。从结构抗震耗能的角度看，剪力墙墙肢是建筑结构承重与抗侧力的主要构件，其屈服甚至破坏将严重影响结构的正常使用与安全，而连梁屈服甚至破坏不会危及整个结构的安全，连梁可以修复甚至替换。
目前的研究现状表明，装配式混凝土联肢剪力墙在低周反复荷载或其他类似地震作用下，连梁首先发生破坏且破坏集中于连梁与墙肢的节点处，而连梁中部几乎保持完整，耗能能力发挥有限。
发明内容
技术问题：针对现有技术的不足，本发明提出一种新型高延性预制装配式叠合连梁，解决现有技术中存在的装配式联肢剪力墙中连梁抗震耗能性能不足的问题。
技术方案：为了实现上述目的，本发明采用的一种高延性预制装配式叠合连梁，由预制混凝土部分、现浇ECC(高性能纤维增强水泥基复合材料)部分、预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋、现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋、连梁箍筋、连梁与墙肢节点区域箍筋组成一体，以下简称预制装配式ECC/RC叠合连梁。
该预制装配式ECC/RC叠合连梁，是一种组合构件，其中ECC(EngineeredCementitious Composites)是一种由PVA纤维、水泥、粉煤灰、石英砂、水、高效减水剂组成的具有假应变硬化特性和优越裂缝控制能力的高性能纤维增强水泥基复合材料，RC(Reinforced Concrete)为钢筋混凝土。
该叠合连梁包括预制混凝土部分、现浇ECC部分、预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋、现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋、连梁箍筋、连梁与墙肢节点区域箍筋；其中，现浇ECC部分包裹在预制混凝土部分的上部和两端，预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋与现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋直接连接，连梁与墙肢节点区域箍筋的两端分别接预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋、现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋，连梁箍筋的下部位于预制混凝土部分中，上部连接现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋。
现浇ECC部分的厚度大于100mm，预制部分的连梁箍筋全部伸入现浇ECC部分即叠合层，且各肢伸入叠合层的直线段长度大于10d，d为箍筋直径；预制混凝土部分的顶面及两端做成凹凸差不小于10mm的粗糙面。
所述的连梁纵向钢筋伸入剪力墙墙肢与连梁节点区域内，距离远端边缘的距离为钢筋的保护层厚度，之后向下弯折不小于8d后截断，d为该纵向钢筋的直径；预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋伸入剪力墙墙肢与连梁节点区域中间位置，之后向上弯折并与上部现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋相交后截断。
所述的连梁与墙肢节点区域箍筋的间距为200～300mm。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1)本发明的预制装配式ECC/RC叠合连梁，ECC材料用于装配式联肢剪力墙的连梁叠合现浇层以及连梁与墙肢节点区域，受到ECC材料中纤维的桥联作用，在较低荷载等级作用下时表现为多裂缝开展，且裂缝宽度极小。
2)应用在实际工程中后，当受到较低烈度地震作用时，叠合连梁以及连梁与墙肢节点区域的裂缝宽度要明显小于普通钢筋混凝土，几乎为肉眼所不能见，在震后无需修补即可继续使用；当受到较高烈度地震作用时，叠合连梁以及连梁与墙肢节点区域出现大量细密裂缝，呈现细密网状，叠合连梁无明显软化现象，刚度、强度退化缓慢，且具有良好的塑性变形能力，作为第一道抗震防线可以提高装配式剪力墙结构在地震作用下的能量吸收能力，保护剪力墙墙肢，降低震后修复费用。
3)可有效减少叠合连梁以及连梁与剪力墙墙肢节点区域的横向钢筋用量，为浇筑施工提供方便，保证施工质量的同时显著提高该区域的剪切变形能力、延性以及耗能能力。
附图说明
图1为本发明的高延性预制装配式叠合连梁示意图。
图2为图1的A-A剖面图。
图中有：预制混凝土部分1、现浇ECC部分2、预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋3、现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋4、连梁箍筋5、连梁与墙肢节点区域箍筋6。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
图1、图2是本发明高延性预制装配式叠合连梁一个结构单元的配筋示意图，其中包括预制混凝土部分1、现浇ECC部分2、预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋3、现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋4、连梁箍筋5、连梁与墙肢节点区域箍筋6。
高延性预制装配式叠合连梁，以下简称连梁，水平钢筋伸入剪力墙墙肢与连梁的节点区域，其中现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋4伸入剪力墙墙肢与连梁节点区域内距离远端边缘的距离为钢筋的保护层厚度，之后向下弯折不小于8d后截断，d为现浇ECC中连梁纵向钢筋直径；预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋3伸入剪力墙墙肢与连梁节点区域中间位置，之后向上弯折并与上部纵向钢筋相交后截断。
连梁中现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋4及预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋3在剪力墙墙肢与连梁节点区域的弯折段通过1～2根连梁与墙肢节点区域箍筋6相连，箍筋间距200～300mm。
预制混凝土部分1的顶面及侧面做成凹凸差不小于10mm的粗糙面，叠合层ECC的厚度不小于100mm，预制部分的连梁箍筋5全部伸入叠合层，且各肢伸入叠合层的直线段长度不小于10d，d为箍筋直径。
具体地，本发明高延性预制装配式叠合连梁的施工方法如下：
1)绑扎叠合连梁预制混凝土部分1的钢筋，将底部纵向受力的预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋3向上弯折，延伸至梁设计截面顶部现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋4外侧。
2)支模板并浇筑预制部分的混凝土，待预制混凝土部分1初凝之后，在其顶面及侧面做成凹凸差不小于10mm的粗糙面。
3)将凝固之后的预制梁部分(包括制混凝土部分1、预制混凝土部分的连梁纵向钢筋3以及连梁箍筋5)安装在两片剪力墙墙肢之间，并绑扎叠合层部分的现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋4以及连梁与墙肢节点区域箍筋6。
4)在连梁的叠合层及连梁与墙肢的节点区域浇筑ECC，使连梁与剪力墙墙肢连为一个整体。

Claims (4)

1.一种高延性预制装配式叠合连梁，其特征在于该叠合连梁包括预制混凝土部分(1)、现浇ECC部分(2)、预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋(3)、现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋(4)、连梁箍筋(5)、连梁与墙肢节点区域箍筋(6)；其中，现浇ECC部分(2)包裹在预制混凝土部分(1)的上部和两端，预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋(3)与现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋(4)直接连接，连梁与墙肢节点区域箍筋(6)的两端分别接预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋(3)、现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋(4)，连梁箍筋(5)的下部位于预制混凝土部分(1)中，上部连接现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高延性预制装配式叠合连梁，其特征在于，现浇ECC部分(2)的厚度大于100mm，预制部分的连梁箍筋(5)全部伸入现浇ECC部分(2)即叠合层，且各肢伸入叠合层的直线段长度大于10d，d为箍筋直径；预制混凝土部分(1)的顶面及两端做成凹凸差不小于10mm的粗糙面。
3.根据权利要求1所述的一种高延性预制装配式叠合连梁，其特征在于，所述的连梁纵向钢筋(4)伸入剪力墙墙肢与连梁节点区域内，距离远端边缘的距离为钢筋的保护层厚度，之后向下弯折不小于8d后截断，d为该纵向钢筋(4)的直径；预制混凝土部分伸出的连梁纵向钢筋(3)伸入剪力墙墙肢与连梁节点区域中间位置，之后向上弯折并与上部现浇ECC部分伸出的连梁纵向钢筋(4)相交后截断。
4.根据权利要求1所述的一种高延性预制装配式叠合连梁，其特征在于，所述的连梁与墙肢节点区域箍筋(6)的间距为200～300mm。
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