CN204326371U - 一种高抗震钢筋混凝土柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高抗震钢筋混凝土柱，包括钢筋笼和钢筋笼内浇注的纤维高强混凝土，所述钢筋笼包括竖向的内层纵筋、内层钢板和外层纵筋，所述外层纵筋通过横向的外层箍筋进行捆扎，所述内层钢板由内侧纵筋通过绑扎或焊接固定。本实用新型的高抗震钢筋混凝土柱结构新颖、巧妙，可以避免钢骨混凝土和钢管混凝土梁柱节点的复杂连接，能够提高施工效率，具有高抗震性能、变形能力和承载力强、可控性能好等优点。

Description

一种高抗震钢筋混凝土柱

技术领域

本实用新型涉及一种高抗震钢筋混凝土柱，属于建筑领域。

背景技术

近些年发生的特大地震造成了大量建筑物的损坏，给震后社会的重建工作造成了很大的困难。

箍筋对于混凝土柱提供的横向约束，使混凝土处于三向应力状态。大量的试验研究表明，箍筋的横向约束效应主要与箍筋的强度、箍筋的直径、箍筋的间距、箍筋和纵筋的排列方式、截面的形状有关。虽然通过箍筋和纵筋构成的骨架对核心混凝土进行约束，阻止了混凝土破碎、剥落，提高轴心受压构件的延性，但无法人为的控制核心区结构的性能。

另外，在高层建筑中，我国仍然以混凝土结构为主，柱的轴压力较大，控制柱的轴压比是一个重要的问题，随着层数的增高，要满足高层建筑规范轴压比的要求，混凝土柱的断面越来越大，不仅占有室内较大的面积，而且不利于结构的抗震。控制轴压比，减小了柱的截面，改善混凝土结构的延性，一直是结构工程师设计追求的目标，但是单层箍筋约束混凝土尚不能满足这些要求。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型通过在钢筋笼内浇注纤维高强混凝土，提供一种人为控制结构性能、具有抗震性能的可控的高抗震钢筋混凝土柱。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的一种高抗震钢筋混凝土柱，包括钢筋笼和钢筋笼内浇注的纤维高强混凝土，所述钢筋笼包括竖向的内层纵筋、内层钢板和外层纵筋，所述外层纵筋通过横向的外层箍筋进行捆扎，所述内层钢板由内侧纵筋通过绑扎或焊接固定。

其中，所述内层钢板为圆形钢板或方形钢板，钢板边缘预留有供内层纵筋穿过的孔洞，钢板中间留有便于浇筑及材料解约的孔洞。

作为优选，所述内层钢板通过焊接成圆筒状，外层箍筋为圆筒状，圆筒状内层钢板的边缘设有内层纵筋穿过的孔洞，外层箍筋通过铁丝绑扎在外层纵筋上。

作为优选，所述内层钢板通过焊接成方形状，外层箍筋为方形状，方形状内层钢板的边缘设有内层纵筋穿过的孔洞，外层箍筋通过铁丝绑扎在外层纵筋上。

作为优选，所述内层钢板通过焊接成圆筒状，外层箍筋为方形状，圆筒状内层钢板的边缘设有内层纵筋穿过的孔洞，外层箍筋通过铁丝绑扎在外层纵筋上。

有益效果：本实用新型的一种高抗震钢筋混凝土柱，与现有技术相比，具有以下优点：

(1)通过在钢筋笼内浇注纤维高强混凝土，使混凝土柱强度好，延展性好；

(2)在现有箍筋约束混凝土基础上进行延伸和扩展，在工厂制作在现场安装，先施工内层钢筋，再施工外层钢筋，实现了高效施工；

(3)通过调整外层箍筋的配箍率，可以达到构件的配箍率最小；通过调整内层钢板的间距，可以人为的控制结构的性能；

(4)在构造上，可以避免钢骨混凝土和钢管混凝土梁柱节点的复杂连接。

综上所述，本实用新型的结构新颖、巧妙，具有高抗震性能、变形能力和承载力强、可控性能好等优点。

附图说明

图1为外层圆形箍筋和内层圆形钢板截面柱配筋图；

图2为外层方形箍筋和内层方形钢板截面柱配筋图；

图3为外层方形箍筋和内层圆形钢板截面柱配筋图；

图4为钢筋笼的侧面图；

图5实施例中编号为CG1的荷载-应变曲线；

图中：1、外层纵筋，2、内层纵筋，3、外层箍筋，4、内层钢板，5、纤维高强混凝土。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1至图4所示，一种高抗震钢筋混凝土柱，包含外层纵筋1、内层纵筋2、外层箍筋3和内层钢板4，混凝土柱竖直方向上分布若干外层箍筋3和内层钢板4，若干内层钢板4通过圆周分布的内层纵筋2连接，若干圆周分布的外层纵筋1通过外层箍筋3捆扎，内层钢板4内部和外层箍筋3与内层钢板4之间分别浇筑有纤维高强混凝土5。

如图2所示，内层钢板4通过焊接成圆筒状，外层箍筋3为圆筒状，圆筒状内层钢板4的边缘设有内层纵筋2穿过的孔洞，外层箍筋3通过铁丝绑扎在外层纵筋1上。

如图3所示，内层钢板4通过焊接成方形状，外层箍筋3为方形状，方形状内层钢板4的边缘设有内层纵筋2穿过的孔洞，外层箍筋3通过铁丝绑扎在外层纵筋1上。

如图4所示，内层钢板4通过焊接成圆筒状，外层箍筋3为方形状，圆筒状内层钢板4的边缘设有内层纵筋2穿过的孔洞，外层箍筋3通过铁丝绑扎在外层纵筋1上。

在本实施例中，混凝土柱的截面为圆形，直径为250mm。混凝土柱下方设有底座，混凝土柱高1100mm，底座高200mm，如图4所示。它是由钢筋笼制作完成后浇注纤维高强混凝土5而成。钢筋笼由内层纵筋2、内层钢板4和外层纵筋1通过层层捆扎箍筋而成，其中：内层钢板4由内侧纵筋通过绑扎或焊接固定。纤维高强混凝土5由水泥、粉煤灰、细砂、石子、硅灰、外加剂、水、微钢纤维、聚丙烯纤维、植物纤维组成；其质量比为：1:0.25:1.23:2.28:0.15:0.028:0.33:0.17:0.028:0.011。微钢纤维直径为0.12mm，纤维长度为6mm，抗拉强度不低于2850MPa。植物纤维为稻壳，长度在0.4-0.6cm之间，堆积密度96.5Kg/m3。

通过上述结构和配比进行制作产品，具体结构参数见附表1；浇注纤维高强混凝土5原材料见附表2，而后将2个单元柱联系一起。

附表1圆形外层箍筋内层钢板双层性能可控的高抗震钢筋笼

对上述制得的高抗震钢筋混凝土柱进行加载，加载装置为微机控制电液伺服多功能试验机YAW-10000，对试件施加轴向力就位时要求试件要严格对中，上下表面要平整。加载程序分为预载和正式加载。预载分三级进行，每级取标准荷载值的20％然后分级卸载。三级卸完后，使用位移控制速度为0.3mm/min正式加载。

采用VIC-3D软件，通过架设摄像机，调焦调整清晰度。试验前，在试件表面喷涂白色涂料，待涂料干燥后用黑色油漆笔在试件表面做随机散斑处理。为了摄像机能清晰拍到散斑和便于系统计算分析，要求散斑直径不小于2mm。建立坐标系，水平方向X轴，竖直方向Y轴。试验参数选用如下：标定板的尺寸为50mm，对摄像机参数进行校准计算，获得摄像机的内外参数，从而获取摄像机采集试件的参数；FLEX CAPTURE编辑时间1000ms；试验中采集到三百张散斑图像，基于初始状态为基准图像，在参考图像中间位置选择分析区域AOI为80mm距离，设定子区域为60，计算步长为5。计算出特征荷载见附表3。

附表3试件的特征荷载

试验获得本实施例中性能可控的高抗震钢筋混凝土柱的荷载-应变曲线。如图5所示，给出了编号为CG1的荷载-应变曲线，可见，该钢筋混凝土柱的荷载-应变延性较大，极限承载力和破坏应变较大，表现出优异的变形能力和抗震性能。双层约束的试件的残余位移较小，且使用了纤维，与普通钢筋混凝土相比，使构件的抗震性能进一步得到提高。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种高抗震钢筋混凝土柱，其特征在于：包括钢筋笼和钢筋笼内浇注的纤维高强混凝土，所述钢筋笼包括竖向的内层纵筋、内层钢板和外层纵筋，所述外层纵筋通过横向的外层箍筋进行捆扎，所述内层钢板由内侧纵筋通过绑扎或焊接固定。

2.根据权利要求1所述的高抗震钢筋混凝土柱，其特征在于：所述内层钢板为圆形钢板或方形钢板，钢板边缘预留有供内层纵筋穿过的孔洞，钢板中间留有便于浇筑及材料解约的孔洞。

3.根据权利要求2所述的高抗震钢筋混凝土柱，其特征在于：所述内层钢板通过焊接成圆筒状，外层箍筋为圆筒状，圆筒状内层钢板的边缘设有内层纵筋穿过的孔洞，外层箍筋通过铁丝绑扎在外层纵筋上。

4.根据权利要求2所述的高抗震钢筋混凝土柱，其特征在于：所述内层钢板通过焊接成方形状，外层箍筋为方形状，方形状内层钢板的边缘设有内层纵筋穿过的孔洞，外层箍筋通过铁丝绑扎在外层纵筋上。

5.根据权利要求2所述的高抗震钢筋混凝土柱，其特征在于：所述内层钢板通过焊接成圆筒状，外层箍筋为方形状，圆筒状内层钢板的边缘设有内层纵筋穿过的孔洞，外层箍筋通过铁丝绑扎在外层纵筋上。