CN111119404A - 一种提高框架梁端延性的方法 - Google Patents

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王小鹏
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Abstract

本发明公开了一种提高框架梁端延性的方法,制备与被约束混凝土T型框架梁外形相匹配的钢筋骨架,在钢筋骨架外表面绑扎垂直于钢丝骨架纵筋的箍筋,在箍筋内侧竖向绑扎垂直于纵筋的钢丝网片,最后在箍筋外立模板并浇筑混凝土。本发明公开的提高框架梁端延性的方法,采用与被绑扎混凝土T型框架梁端箍筋外形匹配的钢丝网片对框架梁提供侧向约束力,不仅节约工时,降低成本,而且钢丝网片的绑扎操作简单、安全、保证工程质量,能够明显改善构件延性,使结构具有优越的抗震性能。

Description

一种提高框架梁端延性的方法
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域,更具体的说是涉及一种提高框架梁端延性的方法。
背景技术
目前,随着现代工程的大跨度化、大规模化、高层化发展要求的日益增加,普通混凝土材料性能的缺陷日益显著,限制了混凝土结构的发展。近年来,轻质高强、节能减耗的建筑结构是国内外学者的研究重点。钢筋混凝土框架结构作为一种被广泛应用的结构形式,其抗震性能不仅仅取决于梁、柱构件的性能,也与节点核心区的强度密切相关。梁端塑性铰区域作为框架结构中的重要部位,一旦发生破坏,则意味着承重体系失去对上部结构的支撑作用。大量的震害表明,梁端的延性破坏是框架结构主要的破坏形式。保证梁端塑性铰区具有足够的强度是框架结构抗震设计的重要环节。
混凝土T型框架梁中塑性铰是建筑结构体系中最重要的构件之一,塑性铰主要是指一个结构构件在受力时出现某一点相对面的纤维屈服但未破坏,则认为此点为一塑性铰。由于钢筋混凝土结构具有良好的抗震性能,在民用建筑中得到了广泛的应用,常用的塑性铰是一种特殊的铰,能够承受一定方向的弯矩,在抗震设计中起到强柱弱梁的的作用,在梁端位置出现塑性铰区域,降低震害,提高延性,不至于出现迅速倒塌的后果。
但是,由于梁端弯矩的减小,使塑性铰在柱边梁端形成,常引起以下几个问题:首先,梁端塑性铰的形成,常使非弹性变形伸入节点域,减弱了梁对柱节点域混凝土的约束,从而降低了节点的抗剪和有效刚度;其次,为了限制节点内强度和刚度的降低程度,在节点内需配置高配筋率的横向钢筋,或在节点内配置斜向交叉钢筋,增加了施工成本;另外,柱边梁端的破坏,还可能使节点同时破坏。
在钢筋混凝土T型框架梁中,基本设计要求如下:塑性铰区域在性能上应表现出与其相邻构件相同的使用载荷特性;塑性铰区应具有可靠强度,足以抵抗相邻构件承受的最不利载荷,在必要时甚至可以抵抗几倍的载荷;塑性铰连接应具有良好的延性满足抗震设计要求,保证节点连接有足够的强度,使结构不致因连接较弱而引起破坏。
因此,如何提供一种简便易行的提高框架梁端延性的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种提高框架梁端延性的方法,不仅节约工时,降低成本,而且钢丝网片的绑扎操作简单、安全、且保证工程质量,能够明显改善构件框架梁延性,使结构具有优越的抗震性能。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种提高框架梁端延性的方法,包括以下步骤:
步骤一:按照被约束区域的钢筋混凝土T型框架梁外形,制备与所述被约束混凝土T型框架梁外形匹配的钢筋骨架;所述钢筋骨架包括梁和柱,且所述柱包括平行于所述梁的横筋和垂直于所述梁的纵筋;
步骤二:对被约束区域钢筋混凝土T型框架梁表面清理后,将步骤一制备的钢筋骨架外表面绑扎箍筋并与所述钢筋混凝土T型框架梁固定在一起;
步骤三:钢筋混凝土T型框架梁在反复载荷作用下截面达到极限承载力,形成塑性铰,使塑性铰区段中心出现在距柱边1.0~1.5倍梁高处,在塑性铰区域的箍筋内侧竖向固定设置有垂直于所述纵筋的钢丝网片,对钢筋混凝土T型框架梁提供侧向约束力;
步骤四:在箍筋外立模板,并浇筑混凝土。
优选的,在步骤二中,在塑性铰区域绑扎箍筋的间距为100mm,其目的在于以增强梁端部的抗剪能力,满足抗震时梁端有强剪弱弯的要求,并起到约束端部纵向钢筋和混凝土的作用。其他区域箍筋间距为200mm。
优选的,在步骤三中,所述钢丝网片由横向钢丝和纵向钢丝交织而成。
优选的,所述横向钢丝的直径为1.5mm,所述纵向钢丝的直径为3.0mm。
优选的,所述横向钢丝的直径为3.0mm,所述纵向钢丝的直径为1.5mm。
优选的,在步骤三中,所述钢丝网片由废旧轮胎中提取。
优选的,在步骤三中,所述钢丝网片竖向焊接于塑性铰区域的所述箍筋内。
优选的,所述钢丝网片设置有多个网格,所述网格尺寸为30mm*30mm,使网格尺寸大于粗骨料的最大粒径,以保证粗骨料在浇筑时能够透过钢丝网片同时而不降低使用效果。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种提高框架梁端延性的方法,具有以下有益效果:
(1)力学性能有效提高。混凝土T型框架梁端绑扎钢丝网片后,对钢筋混凝土T型框架梁提供侧向约束力,延缓了原混凝土框架梁在反复荷载作用下的开裂,显著提高混凝土的强度和延性。
(2)整体性好。本发明在不破坏原有结构的基础上在塑性铰区域的箍筋内侧竖向绑扎垂直于纵筋的钢丝网片,有利于提高对混凝土T型框架梁端的侧向约束效果。
(3)抗震性能有效提高。钢丝网片片变形能力很强,在地震作用下,可以消耗大流量的地震能,达到耗能的减震效果。
(4)经济效益得以充分发挥。采用钢丝网片对混凝土T型框架梁端提供侧向约束,比直接在塑性铰区掺假钢纤维对梁端约束的有效性大为增加,使材料得到更加充分合理的应用。
(5)施工方便。钢丝网片不仅定制简便,而且可直接在箍筋内侧垂直于纵筋竖向绑扎,简化了施工安装工艺,节约了人工成本。
(6)本发明既提高了混凝土T型框架梁的强度又改善了结构构件的延性,全面提高了混凝土T型框架梁在反复荷载作用下的抗震性能,确保了二者的协同工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的结构示意图。
图2附图为本发明提供的使用状态示意图。
图3附图为A-A剖视图。
图4附图为B-B剖视图。
图5附图为本发明提供的使用状态时钢丝网片示意图。
其中,各附图标号为:
1-钢筋骨架,2-混凝土,3-纵筋,4-箍筋,5-钢丝网片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种提高框架梁端延性的方法,包括以下步骤:
步骤一:按照被约束区域的钢筋混凝土T型框架梁外形,制备与所述被约束混凝土T型梁外形匹配的钢筋骨架1;所述钢筋骨架1包括梁和柱,梁的尺寸为1500mm*300mm*150mm,柱的尺寸为1400mm*250mm*250mm,且所述柱包括平行于所述梁的横筋和垂直于所述梁的纵筋3;
步骤二:对被约束区域钢筋混凝土T型框架梁表面清理后,将步骤一制备的钢筋骨架1外表面绑扎箍筋4并与所述钢筋混凝土T型框架梁固定在一起;
步骤三:钢筋混凝土T型框架梁在反复载荷作用下截面达到极限承载力,形成塑性铰,在塑性铰区域的箍筋4内侧竖向固定设置有垂直于所述纵筋3的钢丝网片5,对钢筋混凝土T型框架梁提供侧向约束力;
步骤四:在箍筋4外立模板,并浇筑混凝土2。
进一步的,在步骤二中,在塑性铰区域绑扎箍筋4的间距为10mm,其他区域箍筋4间距为200mm。
进一步的,在步骤三中,钢丝网片5材料由废旧轮胎中提取出来的直径分别为1.5mm与3.0mm的钢丝加工而成。
进一步的,在步骤三中,塑性铰区箍筋内侧竖向焊接有6个钢丝网片,钢丝网片尺寸为300mm*150mm,每个网格尺寸为30mm*30mm。
本发明的工作原理是:将钢丝网片5平行于箍筋4放置在框架梁端的塑性铰区域内,与混凝土一起浇筑,对钢筋混凝土T型框架梁提供侧向约束力,延缓了原混凝土框架梁在反复荷载作用下的开裂,使构件的整个梁高范围内的混凝土得到良好的约束,在地震作用时提高框架梁的延性和抗震能力。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种提高框架梁端延性的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:按照被约束区域的钢筋混凝土T型框架梁外形,制备与所述被约束混凝土T型框架梁外形匹配的钢筋骨架;所述钢筋骨架包括梁和柱,梁的尺寸为1500mm*300mm*150mm,柱的尺寸为1400mm*250mm*250mm,且所述柱包括平行于所述梁的横筋和垂直于所述梁的纵筋,并相对于梁对称分布;
步骤二:对被约束区域钢筋混凝土T型框架梁表面清理后,将步骤一制备的钢筋骨架外表面绑扎箍筋并与所述钢筋混凝土T型框架梁的钢筋骨架固定在一起;
步骤三:钢筋混凝土T型框架梁在反复载荷作用下截面达到极限承载力,在距柱边1.0~1.5倍梁高处形成塑性铰,在塑性铰区域的箍筋内侧竖向固定设置有垂直于所述纵筋的钢丝网片,对钢筋混凝土T型框架梁提供侧向约束力;
步骤四:在箍筋外立模板,并浇筑混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种提高框架梁端延性的方法,其特征在于,在步骤二中,在塑性铰区域绑扎箍筋的间距为100mm,其他区域箍筋间距为200mm。
3.根据权利要求1所述的一种提高框架梁端延性的方法,其特征在于,在步骤三中,所述钢丝网片由横向钢丝和纵向钢丝交织而成。
4.根据权利要求3所述的一种提高框架梁端延性的方法,其特征在于,所述横向钢丝的直径为1.5mm,所述纵向钢丝的直径为3.0mm。
5.根据权利要求3所述的一种提高框架梁端延性的方法,其特征在于,所述横向钢丝的直径为3.0mm,所述纵向钢丝的直径为1.5mm。
6.根据权利要求4或5所述的一种提高框架梁端延性的方法,其特征在于,在步骤三中,所述钢丝网片由废旧轮胎中提取。
7.根据权利要求6所述的一种提高框架梁端延性的方法,其特征在于,在步骤三中,所述钢丝网片竖向焊接于塑性铰区域的所述箍筋内。
8.根据权利要求7所述的一种提高框架梁端延性的方法,其特征在于,所述钢丝网片设置有多个网格,所述网格尺寸为30mm*30mm。
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