CN209837467U - 一种分级起波配筋rc梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分级起波配筋RC梁，属于建筑技术领域以及结构工程技术领域。本实用新型的分级起波配筋RC梁能充分发挥钢筋的性能，不同起波程度的钢筋按设计包裹在混凝土中，起波幅度越大的钢筋所处位置靠内，承载能力和延性均较好，起波位置在靠近梁柱节点的反弯点处弯折，形成波形凸起，可分级有效吸收地震能量，极大增加RC梁在地震作用下的变形能力，在受荷拉直的过程中可发生大变形，尤其增强了在大震下的抗倒塌能力；当本实用新型分级起波配筋RC梁的跨度为5m、截面尺寸为250mm×500mm时，其极限抗弯承载能力可达218kN·m、极限变形能力可达63mm。

Description

一种分级起波配筋RC梁

技术领域

本发明涉及一种分级起波配筋RC梁，属于建筑技术领域以及结构工程技术领域。

背景技术

钢筋混凝土梁(reinforce concrete construction，RC梁)是房屋建筑等工程结构中最基本的承重构件，应用范围极广。其主要特点是，在主要承受弯矩的区段内，沿梁的下部配置纵向受力钢筋以承担弯矩所引起的拉力，在弯矩和剪力共同作用的区段内，配置横向箍筋和斜向钢筋以承担剪力并和纵向钢筋共同承担弯矩，并且，其斜向钢筋一般由纵向钢筋弯起，故也称弯起钢筋。

现有的RC梁均存在以下几个很大的问题：第一，普通RC构件的极限承载力以材料和构件的弹性极限为标准，不允许出现较大变形；第二，在遭遇大震或是超大震时，梁的极限变形能力有限，耗能不足，房屋倒塌损毁严重，易造成大量的生命财产损失；第三，梁在地震作用下不一定先于柱破坏，无法真正实现“强柱弱梁”的抗震设计理念。

上述问题均大大降低了RC梁的整体性，对RC梁的稳定性和抗震性能造成了破坏，进而限制了RC梁在建筑领域的进一步发展。因此，急需设计出一种受力性能更好、变形能力更强、抗震性能更佳的RC梁。

实用新型内容

[技术问题]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种受力性能、变形能力、抗震性能佳的RC梁。

[技术方案]

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种分级起波配筋RC梁，所述RC梁包含混凝土1以及位于混凝土1内部的钢筋骨架2；所述钢筋骨架2包含纵筋3以及位于纵筋3外部的若干箍筋4；所述纵筋3至少有六层，从上至下，第一层为若干第一平直纵筋5，第二层为若干第一起波纵筋6，第三层为若干第二起波纵筋7，第四层为若干第三起波纵筋8，第五层为若干第四起波纵筋9，第六层为若干第二平直纵筋10；所述第一起波纵筋6、第二起波纵筋7、第三起波纵筋8以及第四起波纵筋9上均设置有“U”型波11；所述“U”型波11的起波方向均朝向RC梁的中和轴所在的水平面。

在本实用新型的一种实施方式中，所述纵筋3轴对称，对称轴为梁的中和轴。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第二起波纵筋7以及第三起波纵筋8上的“U”型波11的波高与波长小于第一起波纵筋6以及第四起波纵筋9。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一起波纵筋6以及第四起波纵筋9上的“U”型波11的波高为3～8cm、波长为6～18cm。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第二起波纵筋7以及第三起波纵筋8上的“U”型波11的波高为2～5cm、波长为4～12cm。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一起波纵筋6、第二起波纵筋7、第三起波纵筋8以及第四起波纵筋9上的“U”型波11的起波中心位于RC梁沿梁长方向的五分之一截面处以及五分之四截面处。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一平直纵筋5所在的平面与第一起波纵筋6所在的平面之间的距离为25～50mm；所述第一起波纵筋6所在的平面与第二起波纵筋7所在的平面之间的距离为25～50mm。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第二起波纵筋7所在的平面与第三起波纵筋8所在的平面之间的距离为50～100mm。

在本实用新型的一种实施方式中，所述箍筋中，相邻两个箍筋3之间的间距为80～200mm。

在本实用新型的一种实施方式中，第一平直纵筋5、第二平直纵筋10有三条，第一起波纵筋6、第二起波纵筋7、第三起波纵筋8以及第四起波纵筋9各有两条；每条第一平直纵筋5之间的间距为25～40mm；每条第二平直纵筋10之间的间距为25～40mm；每条第一起波纵筋6之间的间距为30～60mm；每条第二起波纵筋7之间的间距为30～80mm；每条第三起波纵筋8之间的间距为30～80mm；每条第四起波纵筋9之间的间距为30～60mm。

本实用新型还提供了上述一种分级起波配筋RC梁的施工方法，所述方法为根据不同震级要求进行设计；按照设计将纵筋3进行起波后，将纵筋3与箍筋4进行绑扎，得到钢筋骨架2；按照设计搭建混凝土1模板后，将钢筋骨架2放入模板中并在模板中浇筑混凝土1，得到分级起波配筋RC梁。

本实用新型还提供了上述一种分级起波配筋RC梁或上述施工方法在建筑方面的应用。

[有益效果]

(1)本实用新型的分级起波配筋RC梁能充分发挥钢筋的性能，不同起波程度的钢筋按设计包裹在混凝土中，起波幅度越大的钢筋所处位置靠内，承载能力和延性均较好，起波位置在靠近梁柱节点的反弯点处弯折，形成波形凸起，可分级有效吸收地震能量，极大增加RC梁在地震作用下的变形能力，在受荷拉直的过程中可发生大变形，尤其增强了在大震下的抗倒塌能力；当本实用新型分级起波配筋RC梁的跨度为5m、截面尺寸为250mm×500mm时，其极限抗弯承载能力可达218kN·m、极限变形能力可达63mm；

(2)本实用新型的分级起波配筋RC梁在大震作用下，起波处梁段将产生明显的塑性铰，先于跨中截面产生裂缝，随后起波处被拉直，其截面抗弯承载力得到加强，之后梁的屈服截面向跨中转移，梁的承载力还会继续上升，当跨中截面屈服，梁的变形继续增大，承载力不再增长，直至破坏，该设计使本实用新型的分级起波配筋RC梁在地震作用下先于柱破坏，真正实现“强柱弱梁”；

(3)本实用新型的分级起波配筋RC梁可在工厂预制，质量有保证且便于施工，能减少现场施工的工作量以及现场施工产生的建筑垃圾，并且，本实用新型的分级起波配筋RC梁在施工现场可通过梁端伸出的纵筋直接与柱现浇成整体以完成梁柱之间的连接，因此，本实用新型的分级起波配筋RC梁可适用于工业化生产，符合当今装配式建筑的趋势，适用于工业化生产，符合当今装配式建筑的趋势。

附图说明

图1为一种分级起波配筋RC梁的钢筋骨架结构示意图。

图2为一种分级起波配筋RC梁的横截面示意图。

图3为一种分级起波配筋RC梁的“U”型波结构示意图。

图1-2中，1为混凝土、2为钢筋骨架、3为纵筋、4为箍筋、5为第一平直纵筋、6为第一起波纵筋、7为第二起波纵筋、8为第三起波纵筋、9为第四起波纵筋、10为第二平直纵筋以及11为“U”型波。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步的阐述：

下述实施例中涉及的检测方法如下：

抗弯承载能力检测方法：

对简支RC梁试件进行抗弯承载力试验研究，采用两点对称加载方式，采用50t级别油压千斤顶进行加载，并通过分配梁将荷载传递至试件的两个加载点处，在千斤顶处安装力传感器，其量程为100t，用来测量梁受到的荷载值。试验采用分级加载，荷载每级增加5kN，起波处受拉区混凝土将先于跨中截面产生裂缝，第一起波钢筋和第四起波钢筋逐渐被拉直后第二起波钢筋和第三起波钢筋接着被拉直，梁端截面先后屈服两次，屈服后荷载改为每级10kN，随后屈服截面向跨中截面转移，每级荷载持续时间约为5min，直至变形持续增大导致梁破坏为止。

将位移计布置在跨中和加载点处以量测梁在纯弯段的位移。将应变片分别布置在试件跨中和加载点截面的混凝土上，在侧面沿高度方向等距布置五个应变片，同时在预制混凝土的底面等距布置五个应变片。

极限变形能力检测方法：

采用百分表或位移计直接测量，在梁的跨中截面下方安放一个激光位移计，测定梁的跨中挠度。

实施例1：一种分级起波配筋RC梁

如图1-3，一种分级起波配筋RC梁包含包含混凝土1以及位于混凝土1内部的钢筋骨架2；所述钢筋骨架2包含纵筋3以及位于纵筋3外部的若干箍筋4；所述纵筋3至少有六层，从上至下，第一层为若干第一平直纵筋5，第二层为若干第一起波纵筋6，第三层为若干第二起波纵筋7，第四层为若干第三起波纵筋8，第五层为若干第四起波纵筋9，第六层为若干第二平直纵筋10；所述第一起波纵筋6、第二起波纵筋7、第三起波纵筋8以及第四起波纵筋9上均设置有“U”型波11；所述“U”型波11的起波方向均朝向RC梁的中和轴所在的水平面。

作为进一步的优选，所述纵筋3轴对称，对称轴为梁的中和轴。

作为进一步的优选，所述第二起波纵筋7以及第三起波纵筋8上的“U”型波11的波高与波长小于第一起波纵筋6以及第四起波纵筋9。

作为进一步的优选，所述第一起波纵筋6以及第四起波纵筋9上的“U”型波11的波高H＝3～8cm、波长L＝6～18cm。

作为进一步的优选，所述第二起波纵筋7以及第三起波纵筋8上的“U”型波11的波高H＝2～5cm、波长L＝4～12cm。

作为进一步的优选，所述第一起波纵筋6、第二起波纵筋7、第三起波纵筋8以及第四起波纵筋9上的“U”型波11的起波中心位于RC梁沿梁长方向的五分之一截面处以及五分之四截面处。

作为进一步的优选，所述第一平直纵筋5所在的平面与第一起波纵筋6所在的平面之间的距离为25～50mm；所述第一起波纵筋6所在的平面与第二起波纵筋7所在的平面之间的距离为25～50mm。

作为进一步的优选，所述第二起波纵筋7所在的平面与第三起波纵筋8所在的平面之间的距离为50～100mm。

作为进一步的优选，所述箍筋中，相邻两个箍筋3之间的间距为80～200mm。

作为进一步的优选，第一平直纵筋5、第二平直纵筋10有三条，第一起波纵筋6、第二起波纵筋7、第三起波纵筋8以及第四起波纵筋9各有两条；每条第一平直纵筋5之间的间距为25～40mm；每条第二平直纵筋10之间的间距为25～40mm；每条第一起波纵筋6之间的间距为30～60mm；每条第二起波纵筋7之间的间距为30～80mm；每条第三起波纵筋8之间的间距为30～80mm；每条第四起波纵筋9之间的间距为30～60mm。

实施例2：一种分级起波配筋RC梁的施工方法

具体步骤如下：

(1)在起波底板3上进行起波并在起波底板3上布置第一螺栓7，在腹板4上根据倒“U”型波8的设计进行切割，将切割后的腹板4垂直焊接于起波底板3的两侧，倒“U”型波8处不进行焊接，将盖板5垂直焊接于腹板4的上方，将隔板6垂直焊接于起波底板3、腹板4、盖板5的两端，得到钢骨架1；

(2)在倒“U”型波8上覆盖不粘薄膜9，在钢骨架1内部浇筑长方形混凝土2，得到分级起波配筋RC梁。

实施例3：一种分级起波配筋RC梁的检测

具体步骤如下：

以C40普通混凝土为长方形混凝土的材料，HRB400级钢筋为钢筋骨架的材料，按实施例1-2，制备得到一种分级起波配筋RC梁。

分级起波配筋RC梁的跨度为3m、截面尺寸为250mm×400mm；纵筋有六层，从上至下，第一层为三条第一平直纵筋，第二层为两条第一起波纵筋，第三层为两条第二起波纵筋，第四层为三条第二平直纵筋，第五层为两条第三起波纵筋，第六层为两条第四起波纵筋；第一层至第三层的纵筋与第四层至第六层的纵筋轴对称，对称轴为梁的中和轴；每条第一平直纵筋之间的间距为35mm，每条第二平直纵筋之间的间距为35mm，每条第一起波纵筋之间的间距为50mm，每条第二起波纵筋之间的间距为80mm，每条第三起波纵筋之间的间距为80mm，每条第四起波纵筋之间的间距为50mm；第一平直纵筋所在的平面与第一起波纵筋所在的平面之间的距离为25mm，第一起波纵筋所在的平面与第二起波纵筋所在的平面之间的距离为30mm；第二起波纵筋7所在的平面与第三起波纵筋8所在的平面之间的距离为50mm；每根纵筋上设置有两个“U”型波，其中一个“U”型波的起波中心位于纵筋沿梁长方向的长度的五分之一处，另一个“U”型波的起波中心位于纵筋沿梁长方向的长度的五分之四处；第一起波纵筋以及第四起波纵筋上的“U”型波的波高为4cm、波长为10cm，第二起波纵筋以及第三起波纵筋上的“U”型波的波长为3cm、波长为7cm；箍筋的直径为8mm，相邻两个箍筋之间的间距为150mm。

根据上述抗弯承载力检测方法以及极限变形能力检测方法测量其极限抗弯承载能力以及极限变形能力，检测结果为：极限抗弯承载能力可达218kN·m、极限变形能力可达63mm。

实施例4：一种分级起波配筋RC梁的检测

具体步骤如下：

实施例4为在实施例3的基础上，将“U”型波的数量减少为一个，此“U”型波设置在纵筋沿梁长方向的长度的二分之一处，制备得到一种分级起波配筋RC梁。

根据上述抗弯承载力检测方法以及极限变形能力检测方法测量其极限抗弯承载能力以及极限变形能力，检测结果为：极限抗弯承载能力可达181kN·m、极限变形能力可达51mm。

实施例5：一种分级起波配筋RC梁的检测

具体步骤如下：

实施例5为在实施例3的基础上，去除第二起波纵筋和第三起波纵筋，制备得到一种分级起波配筋RC梁。

根据上述抗弯承载力检测方法以及极限变形能力检测方法测量其极限抗弯承载能力以及极限变形能力，检测结果为：极限抗弯承载能力可达200kN·m、极限变形能力可达58mm。

对比例1：现有RC梁的检测

具体步骤如下：

对比例1为在实施例3的基础上，去除“U”型波，制备得到一种RC梁。

根据上述抗弯承载力检测方法以及极限变形能力检测方法测量其极限抗弯承载能力以及极限变形能力，检测结果为：极限抗弯承载能力可达170kN·m、极限变形能力可达45mm。

从实施例3和对比例1可以看出，实施例1-3的分级起波配筋RC梁的抗弯承载力较现有RC梁有小幅度的提升，同时，实施例1-3的分级起波配筋RC梁的抗弯承载力与现有RC梁相比，极限变形能力有了较为明显的提升，证明实施例1-3的分级起波配筋RC梁在大震下的抗倒塌能力十分强，具有极大的应用前景。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种分级起波配筋RC梁，其特征在于，所述RC梁包含混凝土（1）以及位于混凝土（1）内部的钢筋骨架（2）；所述钢筋骨架（2）包含纵筋（3）以及位于纵筋（3）外部的若干箍筋（4）；所述纵筋（3）至少有六层，从上至下，第一层为若干第一平直纵筋（5），第二层为若干第一起波纵筋（6），第三层为若干第二起波纵筋（7），第四层为若干第三起波纵筋（8），第五层为若干第四起波纵筋（9），第六层为若干第二平直纵筋（10）；所述第一起波纵筋（6）、第二起波纵筋（7）、第三起波纵筋（8）以及第四起波纵筋（9）上均设置有“U”型波（11）；所述“U”型波（11）的起波方向均朝向RC梁的中和轴所在的水平面。

2.如权利要求1所述的一种分级起波配筋RC梁，其特征在于，所述纵筋（3）包含的第一平直纵筋（5）、第一起波纵筋（6）、第二起波纵筋（7）、第三起波纵筋（8）、第四起波纵筋（9）以及第二平直纵筋（10）轴对称，对称轴为梁的中和轴。

3.如权利要求1所述的一种分级起波配筋RC梁，其特征在于，所述第二起波纵筋（7）以及第三起波纵筋（8）上的“U”型波（11）的波高与波长小于第一起波纵筋（6）以及第四起波纵筋（9）。

4.如权利要求1所述的一种分级起波配筋RC梁，其特征在于，所述第一起波纵筋（6）以及第四起波纵筋（9）上的“U”型波（11）的波高为3~8 cm、波长为6~18 cm。

5.如权利要求1所述的一种分级起波配筋RC梁，其特征在于，所述第二起波纵筋（7）以及第三起波纵筋（8）上的“U”型波（11）的波高为2~5 cm、波长为4~12 cm。

6.如权利要求1所述的一种分级起波配筋RC梁，其特征在于，所述第一起波纵筋（6）、第二起波纵筋（7）、第三起波纵筋（8）以及第四起波纵筋（9）上的“U”型波（11）的起波中心位于RC梁沿梁长方向的五分之一截面处以及五分之四截面处。

7.如权利要求1所述的一种分级起波配筋RC梁，其特征在于，所述第一平直纵筋（5）所在的平面与第一起波纵筋（6）所在的平面之间的距离为25~50 mm；所述第一起波纵筋（6）所在的平面与第二起波纵筋（7）所在的平面之间的距离为25~50 mm。

8.如权利要求1所述的一种分级起波配筋RC梁，其特征在于，所述第二起波纵筋（7）所在的平面与第三起波纵筋（8）所在的平面之间的距离为50~100 mm。

9.如权利要求1所述的一种分级起波配筋RC梁，其特征在于，第一平直纵筋（5）、第二平直纵筋（10）有三条，第一起波纵筋（6）、第二起波纵筋（7）、第三起波纵筋（8）以及第四起波纵筋（9）各有两条。