CN217840569U - 一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁，包括钢筋混凝土梁本体、若干上部钢筋以及若干下部钢筋，所述上部钢筋埋设在所述钢筋混凝土梁本体的上端面，所述下部钢筋埋设在所述钢筋混凝土梁本体的下端面，所述上部钢筋上设置有下波浪段，所述下波浪段间隔设置有若干下波浪，所述下部钢筋上设置有上波浪段，所述上波浪段间隔设置有若干上波浪；所述下波浪为若干个连续向下凹陷的半圆弧，所述上波浪为若干个连续向上凸起的半圆弧。本实用新型对受力钢筋特殊位置处起波浪，使得该构件在发生较大位移时，可以通过波浪段的变形来改善构件的变形能力，提高构件因发生冲击破坏的抗倒塌性能，保障了工程的安全性。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁。
【背景技术】
工程结构物在生命周期内除了需抵抗日常的恒荷载(如自重荷载)与活荷载(如按使用功能不同荷载规范规定的各种活荷载)，还需承受各种偶然荷载，如地震荷载、爆炸荷载、冲击荷载等。为了使工程结构物具有抗震能力，在进行构件设计时，往往采取特殊的措施以达到满足结构物的抗震性能，如在概念设计中采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计方法。然而针对爆炸荷载与冲击荷载作用下如何提高结构物的性能方面，因其荷载的特殊性，相关研究较少。无论是民用还是国防领域，大幅提高钢筋混凝土结构抵抗爆炸冲击等强动载的能力都具有非常迫切的需求，因此这也一直是防护工程专业领域的研究热点。提高防护结构抗力性能的技术途径一般主要有两种：一种途径是增加结构的整体刚度和承载力，如应用超高性能混凝土、纤维增强复合材料、超高分子量聚乙烯等高性能材料。另一种途径则反其道而行之，是通过使构件破碎吸能和增大最大允许变形来耗散强动载能量，如应用泡沫铝、加气混凝土、水体墙等牺牲耗能材料和设计弹簧阻尼支撑复合结构等能够产生大变形而不至破坏的结构形式。
然而，这些新材料、新结构和新措施的使用范围一般都有一定的限制，存在较高的技术门槛，成本较高，因此虽然在一定程度上能够提高工程结构或构件的抗爆能力，却难以在短时间内大范围推广应用。
有鉴于此，本实用新型开发一种基于原有普通钢筋混凝土梁，在不增加额外材料成本的基础上，对纵向受力钢筋进行特殊工艺处理，不仅满足普通钢筋混凝土的力学性能，同时提高钢筋混凝土梁的抗冲击性能，即使结构物在爆炸荷载或冲击荷载作用下构件发生了较大的位移变形，也不会因构件的断裂导致整个结构物的失效，保障了工程的安全性。
【实用新型内容】
本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁，其对受力钢筋特殊位置处起波浪，使得该构件在发生较大位移时，可以通过波浪段的变形来改善构件的变形能力，提高构件因发生冲击破坏的抗倒塌性能，保障了工程的安全性。
本实用新型是这样实现的：
一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁，包括钢筋混凝土梁本体、若干上部钢筋以及若干下部钢筋，所述上部钢筋埋设在所述钢筋混凝土梁本体的上端面，所述下部钢筋埋设在所述钢筋混凝土梁本体的下端面，所述上部钢筋上设置有下波浪段，所述下波浪段间隔设置有若干下波浪，所述下部钢筋上设置有上波浪段，所述上波浪段间隔设置有若干上波浪；所述下波浪为若干个连续向下凹陷的半圆弧，所述上波浪为若干个连续向上凸起的半圆弧。
进一步的，所述上部钢筋设置的所述下波浪段位于所述钢筋混凝土梁的梁反弯点至其对应侧的端部。
进一步的，所述上部钢筋设置的所有所述下波浪的面积占对应上部钢筋总面积的30％。
进一步的，各所述下波浪设置有奇数个连续向下凹陷的半圆弧；各所述上部钢筋的下波浪个数为奇数个，且等间距排列。
进一步的，所述下部钢筋设置的所述下波浪段占所述钢筋混凝土梁总长度的1/3，且位于所述钢筋混凝土梁的中部位置。
进一步的，所述下部钢筋设置的所有所述上波浪的面积占对应下部钢筋总面积的30％。
进一步的，各所述上波浪设置有奇数个连续向上凸起的半圆弧；各所述下部钢筋的上波浪个数为奇数个，且等间距排列。
本实用新型的优点在于：
本实用新型利用对钢筋混凝土梁中的受力钢筋即上部钢筋和下部钢筋在特殊位置处起波浪，使得该构件在发生较大位移时，可以通过波浪段的变形来改善构件的变形能力，提高构件因发生冲击破坏的抗倒塌性能；根据梁的受力特性，下部钢筋一般受正弯矩作用，上部钢筋一般受负弯矩作用，有针对性的在钢筋混凝土梁的跨中段的下部钢筋上设置向上凸起的波浪即上波浪，上部钢筋的反弯点至支座段(即所述钢筋混凝土梁的梁反弯点至其对应侧的端部)设置向下凹陷的波浪即下波浪，当因冲击荷载作用超出了梁的正常使用荷载后，梁的变形亦超出正常使用变形，此时起波浪钢筋发挥作用，通过起波浪的变形来延缓构件因过大的冲击荷载发生倒塌；同时，因在起波浪段混凝土的填充作用，在该区域的钢筋不再是直线放置，而是拱形放置，使得拱形钢筋下方的混凝土处于多向受力状态，在提高该区域混凝土的力学性能的同时，反作用提高起波浪钢筋的抗倒塌性能。因此，该起波浪钢筋混凝土梁使用后，能够显著提高钢筋混凝土梁的抗倒塌性能，可广泛应用于有特殊需要的防护工程中。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁的示意图。
图2是本实用新型一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁的上钢筋示意图。
图3是本实用新型一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁的下钢筋示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1至图3所示，本实用新型的一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁，包括钢筋混凝土梁本体1、若干上部钢筋2以及若干下部钢筋3，所述上部钢筋2埋设在所述钢筋混凝土梁本体1的上端面，所述下部钢筋3埋设在所述钢筋混凝土梁本体1的下端面，所述上部钢筋2上设置有下波浪段21，所述下波浪段21间隔设置有若干下波浪211，所述下部钢筋3上设置有上波浪段31，所述上波浪段31间隔设置有若干上波浪311；所述下波浪311为若干个连续向下凹陷的半圆弧，所述上波浪311为若干个连续向上凸起的半圆弧。
在具体实施中，优选的一实施例：所述上部钢筋2设置的所述下波浪段21位于所述钢筋混凝土梁1的梁反弯点至其对应侧的端部。
在具体实施中，优选的一实施例：所述上部钢筋2设置的所有所述下波浪211的面积占对应上部钢筋2总面积的30％。
在具体实施中，优选的一实施例：各所述下波浪211设置有奇数个连续向下凹陷的半圆弧；各所述上部钢筋2的下波浪211个数为奇数个，且等间距排列。
在具体实施中，优选的一实施例：所述下部钢筋3设置的所述下波浪段31占所述钢筋混凝土梁1总长度的1/3，且位于所述钢筋混凝土梁1的中部位置。
在具体实施中，优选的一实施例：所述下部钢筋3设置的所有所述上波浪311的面积占对应下部钢筋3总面积的30％。
在具体实施中，优选的一实施例：各所述上波浪311设置有奇数个连续向上凸起的半圆弧；各所述下部钢筋3的上波浪311个数为奇数个，且等间距排列。
本实用新型的工作原理如下：利用对钢筋混凝土梁1中的受力钢筋即上部钢筋2和下部钢筋3在特殊位置处起波浪，使得该构件在发生较大位移时，可以通过波浪段的变形来改善构件的变形能力，提高构件因发生冲击破坏的抗倒塌性能；根据梁的受力特性，下部钢筋一般受正弯矩作用，上部钢筋一般受负弯矩作用，有针对性的在钢筋混凝土梁的跨中段的下部钢筋上设置向上凸起的波浪即上波浪，上部钢筋的反弯点至支座段(即所述钢筋混凝土梁的梁反弯点至其对应侧的端部)设置向下凹陷的波浪即下波浪，当因冲击荷载作用超出了梁的正常使用荷载后，梁的变形亦超出正常使用变形，此时起波浪钢筋发挥作用，通过起波浪的变形来延缓构件因过大的冲击荷载发生倒塌；同时，因在起波浪段混凝土的填充作用，在该区域的钢筋不再是直线放置，而是拱形放置，使得拱形钢筋下方的混凝土处于多向受力状态，在提高该区域混凝土的力学性能的同时，反作用提高起波浪钢筋的抗倒塌性能。因此，该起波浪钢筋混凝土梁使用后，能够显著提高钢筋混凝土梁的抗倒塌性能，可广泛应用于有特殊需要的防护工程中。
总之，本实用新型基于原有普通钢筋混凝土梁，在不增加额外材料成本的基础上，对纵向受力钢筋进行特殊工艺处理，不仅满足普通钢筋混凝土的力学性能，同时提高钢筋混凝土梁的抗冲击性能，即使结构物在爆炸荷载或冲击荷载作用下构件发生了较大的位移变形，也不会因构件的断裂导致整个结构物的失效，保障了工程的安全性。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。
Claims (7)
1.一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁，其特征在于：包括钢筋混凝土梁本体、若干上部钢筋以及若干下部钢筋，所述上部钢筋埋设在所述钢筋混凝土梁本体的上端面，所述下部钢筋埋设在所述钢筋混凝土梁本体的下端面，所述上部钢筋上设置有下波浪段，所述下波浪段间隔设置有若干下波浪，所述下部钢筋上设置有上波浪段，所述上波浪段间隔设置有若干上波浪；所述下波浪为若干个连续向下凹陷的半圆弧，所述上波浪为若干个连续向上凸起的半圆弧。
2.如权利要求1所述的一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁，其特征在于：所述上部钢筋设置的所述下波浪段位于所述钢筋混凝土梁的梁反弯点至其对应侧的端部。
3.如权利要求1所述的一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁，其特征在于：所述上部钢筋设置的所有所述下波浪的面积占对应上部钢筋总面积的30％。
4.如权利要求1所述的一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁，其特征在于：各所述下波浪设置有奇数个连续向下凹陷的半圆弧；各所述上部钢筋的下波浪个数为奇数个，且等间距排列。
5.如权利要求1所述的一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁，其特征在于：所述下部钢筋设置的所述下波浪段占所述钢筋混凝土梁总长度的1/3，且位于所述钢筋混凝土梁的中部位置。
6.如权利要求1所述的一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁，其特征在于：所述下部钢筋设置的所有所述上波浪的面积占对应下部钢筋总面积的30％。
7.如权利要求1所述的一种提高抗倒塌抗冲击性能的钢筋混凝土梁，其特征在于：各所述上波浪设置有奇数个连续向上凸起的半圆弧；各所述下部钢筋的上波浪个数为奇数个，且等间距排列。
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