一种内置软钢的高耗能混凝土连梁制造技术

本发明专利技术公开了一种内置软钢的高耗能混凝土连梁，包括受力纵筋（1）、箍筋（3）和构造纵筋（4），成矩形设置的受力纵筋（1）采用端部的箍筋（3）固定成型，两端部的箍筋（3）构成的腔体内部放置软钢板（2），软钢板（2）的两端分别固定在两端部的箍筋（3）上，构造纵筋（4）设置在受力纵筋（1）之间并位于软钢板（2）的前后两侧，两端部的箍筋（3）之间亦设有中部的箍筋（3）用于固定受力纵筋（1）和构造纵筋（4）；上述结构放置在连梁模板中采用纤维增强高阻尼聚合物混凝土浇筑即可获得所需的连梁。本发明专利技术连梁的抗剪承载力、延性和耗能能力得到提高；在大位移和大荷载作用下能够保持较好的整体性，刚度退化也得到了推迟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及连梁
，具体地说是一种提高抗剪承载力和延性并在地震作用下具有良好耗能效果的内置软钢的高耗能混凝土连梁。
技术介绍
在高层建筑中,连梁剪力墙能有效抵抗风荷载和地震荷载引起的剪力。在地震作用下，墙肢之间的连梁能够有效消耗能量，并且为整个剪力墙体系提供很强的刚度。现有各种连梁的情况如下：1）普通混凝土连梁：延性较差，混凝土一旦进入塑性，承载力迅速下降，在大震下表现出明显的脆性，在弯剪作用下容易发生剪切破坏产生交叉斜裂缝，抗震耗能效果较差；2）对角斜筋混凝土连梁：为应对普通混凝土连梁易发生剪切破坏的问题，在连梁内部放置对角斜筋，一定程度上增加了连梁的抗剪强度和延性，但抗弯承载力提高不多,并且当混凝土连梁宽度较小时施工难度较大；3）菱型配筋钢筋混凝土连梁：能够有效提高小跨高比连梁的延性，但对施工要求较高并且成本较高，不易推广；4）钢骨混凝土连梁：型钢的加入使得连梁整体延性较好，但是本身刚度较大，与墙肢刚度比不当会使得塑性铰优先产生于墙肢，反而不利于连梁耗能；5）带通缝钢筋混凝土连梁：通过增加跨高比，大幅度提高了连梁的延性，但此时连梁的刚度降为原来的四分之一，影响了联肢剪力墙的整体性；6）自控连梁：通过连梁两端设水平通缝，中间利用素混凝土形成连接键。大震下素混凝土连接键开裂，形成上下两个连梁，增大跨高比以增加延性，此方法对于缝槽的精度要求较高，不利于实际工程中的推广。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种提高抗剪承载力和延性并在地震作用下具有良好耗能效果的内置软钢的高耗能混凝土连梁。本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：一种内置软钢的高耗能混凝土连梁，包括受力纵筋、箍筋和构造纵筋，其特征在于：成矩形设置的受力纵筋采用端部的箍筋固定成型，两端部的箍筋构成的腔体内部放置软钢板，软钢板的两端分别固定在两端部的箍筋上，构造纵筋设置在受力纵筋之间并位于软钢板的前后两侧，两端部的箍筋之间亦设有中部的箍筋用于固定受力纵筋和构造纵筋；上述结构放置在连梁模板中采用纤维增强高阻尼聚合物混凝土浇筑即可获得所需的连梁。所述的软钢板位于连梁的中部且软钢板的端部两侧通过点焊与两端部的箍筋焊接在一起。所述软钢板的上下表面通过点焊与中部的箍筋焊接在一起。所述的软钢板为H形钢板，软钢板的厚度为连梁宽度的1/15-1/10, 软钢板的两端高度不超过两端部的箍筋构成的腔体高度以实现点焊定位，软钢板的中段高度为软钢板的端部高度的1/3-1/2。所述软钢板的中段长度等于连梁的净跨度。所述的连梁埋入剪力墙墙肢的长度取墙肢厚度和梁高1/2的较大值。所述纤维增强高阻尼聚合物混凝土的材料组分包括：水泥、水、粉煤灰、砂、聚合物添加剂、纤维和高效减水剂、消泡剂、分散剂，其中按质量比为水泥：水：粉煤灰：砂=1：（0.45～0.70）：（0.50～1.20）：（1.00～2.20）选择水泥、水、粉煤灰、砂，按水泥和粉煤灰质量用量的7～16%选取聚合物添加剂，按水泥和粉煤灰质量用量的0.8～1.8%选取高效减水剂，按水泥和粉煤灰质量用量的0.5%～1.2%选取消泡剂，按水泥和粉煤灰质量用量的0.15～0.32%选取分散剂，纤维为PVA纤维，按水、水泥、粉煤灰及砂的总体积的0.8%～2.5%选取PVA纤维；将上述原料按比例配置后搅拌均匀即可得到纤维增强高阻尼聚合物混凝土。所述的水泥采用海螺牌P.O 42.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰采用I级粉煤灰；砂采用细度模数为1.6～2.2的普通河沙；水采用密度为 1.0g/cm3、符合《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）要求的普通自来水；聚合物添加剂采用羧基丁苯乳液或丙烯酸共聚乳液；纤维采用弹性模量42Gpa、长径比7%的PVA纤维；分散剂采用十二烷基苯磺酸钠；高效减水剂采用减水率为20～35%的聚羧酸减水剂；消泡剂采用磷酸三丁酯、聚丙烯酸酯、硅烷铜聚醚中的一种。本专利技术相比现有技术有如下优点：本专利技术的连梁由贯穿预制连梁的受力纵筋和构造纵筋、纵筋外部的箍筋、内置在连梁中的软钢板作为加强体，纤维增强高阻尼聚合物混凝土作为基体，该连梁相较于传统的混凝土连梁，由于采用了纤维增强高阻尼聚合物混凝土作为基体并内置软钢板，使得连梁的抗剪承载力和延性得到提高，在地震作用下具有良好的耗能效果。本专利技术的连梁采用的是纤维增强高阻尼聚合物混凝土，PVA纤维的桥接作用使得连梁在承受荷载发生破坏的过程中，表现出“多缝开裂”以及“应变硬化”的特点，每条微裂缝不超过100um，因此使用纤维增强高阻尼聚合物混凝土能够提高连梁的承载力，减轻连梁混凝土的开裂剥落。本专利技术的连梁采用软钢板作为加强体承担一部分剪力，使得连梁破坏形式得到改善，更多表现为弯曲剪切破坏；同时软钢板在小应变范围内就进入塑性，更早发挥耗能作用；软钢板的加入不会使得连梁刚度大幅度提高，避免了普通型钢连梁剪力墙塑性铰先产生于墙肢的缺点。本专利技术的连梁中的软钢板与高延性的纤维增强高阻尼聚合物混凝土能够粘结在一起协调工作，缓解了普通混凝土与钢筋之间的粘结滑移问题，改善了混凝土连梁的变形能力，从而提高混凝土连梁的延性和耗能能力；在大位移和大荷载作用下，该连梁能够保持较好的整体性，同时抗剪承载力得到提高，刚度退化也得到了推迟。附图说明附图3为附图1的B-B截面结构示意图。其中：1—受力纵筋；2—软钢板；3—箍筋；4—构造纵筋。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1-3所示：一种内置软钢的高耗能混凝土连梁，包括受力纵筋1、箍筋3和构造纵筋4，其特征在于：成矩形设置的受力纵筋1采用端部的箍筋3固定成型，两端部的箍筋3构成的腔体内部放置软钢板2，软钢板2的两端分别固定在两端部的箍筋3上，构造纵筋4设置在受力纵筋1之间并位于软钢板2的前后两侧（从两个截面图来看：构造纵筋4则位于软钢板2的左右两侧），两端部的箍筋3之间亦设有中部的箍筋3用于固定受力纵筋1和构造纵筋4；上述结构放置在连梁模板中采用纤维增强高阻尼聚合物混凝土浇筑即可获得所需的连梁，使用时，连梁埋入剪力墙墙肢的长度取墙肢厚度和梁高1/2的较大值。从结构和参数来看，软钢板2位于连梁的中部且软钢板2的端部两侧通过点焊与两端部的箍筋3焊接在一起，同时软钢板2的上下表面通过点焊与中部的箍筋3焊接在一起；软钢板2为H形钢板，软钢板2的厚度为连梁宽度的1/15-1/10, 软钢板2的两端高度不超过两端部的箍筋3构成的腔体高度以实现点焊定位，软钢板2的中段高度为软钢板2的端部高度的1/3-1/2，同时软钢板2的中段长度等于连梁的净跨度。在上述连梁中，使用的纤维增强高阻尼聚合物混凝土的材料组分包括：水泥、水、粉煤灰、砂、聚合物添加剂、纤维和高效减水剂、消泡剂、分散剂，其中水泥采用海螺牌P.O42.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰采用I级粉煤灰；砂采用细度模数为1.6～2.2的普通河沙；水采用密度为 1.0g/cm3、符合《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）要求的普通自来水；聚合物添加剂采用羧基丁苯乳液或丙烯酸共聚乳液；纤维采用弹性模量42Gpa、长径比7%的PVA纤维；分散剂采用十二烷基苯磺酸钠，也叫四聚丙烯基苯磺酸钠，是一种白色粉粉末固体，其溶于水会变成半透明溶液，主要用作于阴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内置软钢的高耗能混凝土连梁，包括受力纵筋（1）、箍筋（3）和构造纵筋（4），其特征在于：成矩形设置的受力纵筋（1）采用端部的箍筋（3）固定成型，两端部的箍筋（3）构成的腔体内部放置软钢板（2），软钢板（2）的两端分别固定在两端部的箍筋（3）上，构造纵筋（4）设置在受力纵筋（1）之间并位于软钢板（2）的前后两侧，两端部的箍筋（3）之间亦设有中部的箍筋（3）用于固定受力纵筋（1）和构造纵筋（4）；上述结构放置在连梁模板中采用纤维增强高阻尼聚合物混凝土浇筑即可获得所需的连梁。

【技术特征摘要】
1.一种内置软钢的高耗能混凝土连梁，包括受力纵筋（1）、箍筋（3）和构造纵筋（4），其特征在于：成矩形设置的受力纵筋（1）采用端部的箍筋（3）固定成型，两端部的箍筋（3）构成的腔体内部放置软钢板（2），软钢板（2）的两端分别固定在两端部的箍筋（3）上，构造纵筋（4）设置在受力纵筋（1）之间并位于软钢板（2）的前后两侧，两端部的箍筋（3）之间亦设有中部的箍筋（3）用于固定受力纵筋（1）和构造纵筋（4）；上述结构放置在连梁模板中采用纤维增强高阻尼聚合物混凝土浇筑即可获得所需的连梁。2.根据权利要求1所述的内置软钢的高耗能混凝土连梁，其特征在于：所述的软钢板（2）位于连梁的中部且软钢板（2）的端部两侧通过点焊与两端部的箍筋（3）焊接在一起。3.根据权利要求2所述的内置软钢的高耗能混凝土连梁，其特征在于：所述软钢板（2）的上下表面通过点焊与中部的箍筋（3）焊接在一起。4.根据权利要求1-3任一所述的内置软钢的高耗能混凝土连梁，其特征在于：所述的软钢板（2）为H形钢板，软钢板（2）的厚度为连梁宽度的1/15-1/10, 软钢板（2）的两端高度不超过两端部的箍筋（3）构成的腔体高度以实现点焊定位，软钢板（2）的中段高度为软钢板（2）的端部高度的1/3-1/2。5.根据权利要求4所述的内置软钢的高耗能混凝土连梁，其特征在于：所述软钢板（2）的中段长度等于连梁的净跨度。6.根据权利要求1所述的内置软钢的高耗能混凝土连梁，其特征在于：所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐锋，杨超，韩建德，王曙光，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32