本发明专利技术公开了一种带ECC管的灌浆套筒连接装配式混凝土构件，该装配式混凝土构件包括预制RC混凝土构件A、预制ECC管以及预制RC混凝土构件B。预制RC混凝土构件A为变截面，塑性铰端部为与预制ECC管相适配的内嵌榫型截面，内嵌凸榫用于插入预制ECC管中。预制RC混凝土构件A和预制RC混凝土构件B的连接是通过预埋于预制ECC管内的灌浆套筒实现的，三者之间的装配式接缝通过灌浆套筒以及高强结构胶、UHPC、高强灌浆料等接缝材料连接。本发明专利技术可有效提高装配式混凝土构件的耐久性和抗震性能，并充分发挥了ECC这种材料优异的抗裂能力以及裂缝控制能力，适用于建筑结构的装配式混凝土构件，亦适用于桥梁结构中的装配式桥墩、系梁等装配式混凝土构件。
【技术实现步骤摘要】
一种带ECC管的灌浆套筒连接装配式混凝土构件
本专利技术涉及一种具有抗震性能优、抗裂性能好、性价比高等优点的带ECC管的灌浆套筒连接装配式混凝土构件，属于工程结构
技术介绍
近年来，装配式混凝土构件的塑性铰区损伤及接缝处的早期破坏、局部破坏、集中损伤等现象十分常见，其装配式节点连接的可靠性、耐久性和抗震性能，成为推动装配式混凝土结构发展和应用过程中亟待解决的问题。为了推进装配式混凝土结构在我国中高烈度等复杂恶劣环境中的推广和应用，近年来，国内外将关注点从结构层次转移到了材料层次，新材料的应用为提高结构的抗震性能提供了新的思路。工程胶凝复合材料(Engineeredcementitiouscomposites,ECC)被工程界称为“可弯曲的混凝土”，可以显著改善结构的延性，有效防止裂缝的开展，具有多缝稳态开裂、应变硬化、韧性强、抗拉和抗弯性能好、耗能能力强等优点。这些优势推进了ECC在工程领域的应用，如已有结构的修复和加固以及结构的防水。然而采用PVA纤维、PP纤维等的ECC价格昂贵，极大地限制了其大规模的应用。因此如何在有效的区域利用ECC并尽可能降低ECC的用量是ECC在工程结构中推广和应用的关键。而装配式混凝土构件为ECC的精细化应用提供了契机。基于ECC的价格瓶颈、装配式构件的研究进展以及ECC-RC组合构件的优异力学性能，本专利技术提出了在混凝土构件的塑性铰区外围一定厚度内使用ECC置换一部分混凝土，进而形成一种塑性铰区带高延性ECC管的灌浆套筒连接装配式混凝土构件，其具有施工工艺简单、抗裂性能好、性价比高、抗震性能优等优点，可用作建筑结构中的装配式混凝土梁、柱构件，亦可用作桥梁结构的装配式桥墩、系梁等构件，该种结构体系的提出可为ECC的进一步推广与应用提供基础，具有显著的理论意义和实际应用价值。
技术实现思路
为解决装配式混凝土构件耐久性差、易开裂、抗震性能不足等问题，本专利技术提供了一种具有施工工艺简单、抗裂性能好、性价比高、抗震性能优等优点的带ECC管的灌浆套筒连接装配式混凝土构件，该种结构体系的塑性铰区采用ECC管进行局部加强，有效提高了其耐久性和抗震性能，不仅适用于建筑结构的装配式混凝土梁、柱构件，亦适用于桥梁结构中的装配式桥墩、系梁等构件。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种带ECC管的灌浆套筒连接装配式混凝土构件，包括预制RC混凝土构件A(1)、预制ECC管(2)、预制RC混凝土构件B(3)、RC-ECC连接层、预制RC混凝土构件A-B连接层(5)。预制RC混凝土构件A(1)通过预制ECC管(2)与预制RC混凝土构件B(3)连接；预制RC混凝土构件A(1)与预制ECC管(2)之间通过预制RC混凝土构件A-B连接层(5)连接；预制RC混凝土构件A(1)和预制ECC管(2)水平接缝处，以及预制ECC管(2)与预制RC混凝土构件B(3)水平接缝处设有RC-ECC连接层。所述预制RC混凝土构件A(1)为变截面，由普通混凝土和钢筋骨架组成。所述预制RC混凝土构件A(1)可为桥梁结构的墩柱、系梁或建筑结构中梁-柱节点梁端或柱端。预制RC混凝土构件A(1)一侧的端部A-1(1a)截面可根据装配式连接需求为混凝土构件的标准段全截面也可为仅保留核心混凝土的内嵌榫型截面，而预制RC混凝土构件A(1)的另一端部(塑性铰端)A-2(1b)为内嵌榫型截面，内嵌凸榫用于插入到预制ECC管(2)中，预制RC混凝土构件A-1(1a)和预制RC混凝土构件A-2(1b)的截面几何中心重合，预制RC混凝土构件A-2(1b)截面尺寸不大于0.6倍预制墩身直径。预制RC混凝土构件A(1)的纵筋均布置在预制RC混凝土构件A-2(1b)截面的外围，即不穿过预制RC混凝土构件A-2(1b)截面。预制RC混凝土构件(1)的纵筋伸出下部截面一定长度，伸出长度约为灌浆套筒长度的1/2，用于插入灌浆套筒(2c)。所述预制ECC管(2)由ECC(2a)、箍筋(2b)以及灌浆套筒(2c)组成，内部无纵向钢筋，ECC管的厚度可为预制墩身直径的0.2～0.4倍，ECC管(2)的高度应为1.0～2.0倍的预制RC混凝土构件A(1)塑性铰长度。所述ECC(2a)可为PE-ECC、PP-ECC、PVA-ECC、钢纤维-ECC以及其他混杂纤维-ECC。所述箍筋(2b)的形式采用混凝土构件A(1)塑性铰区的箍筋形式。所述灌浆套筒(2c)的尺寸根据混凝土构件的纵筋尺寸选用，其纵向长度可为20d(纵筋直径)～ECC管长度，依据实际需求可选用全灌浆套筒、半灌浆套筒等，所述灌浆套筒(2c)的筒壁上方设置有出浆口，底部设置有进浆口。灌浆套筒(2c)的中心同预制RC混凝土构件A(1)伸出底部截面的纵向钢筋以及预制RC混凝土构件B(3)伸出上部截面的纵向钢筋的几何中心位置一一对应，灌浆套筒(2c)的保护层厚度不低于20mm。所述灌浆料可采用高强无收缩水泥、高性能混凝土材料(如UHPC)等。所述预制RC混凝土构件B(3)由普通混凝土和钢筋骨架组成。预制RC混凝土构件B(3)可为桥梁结构墩柱的承台基础、建筑结构中梁-柱节点梁端、柱端以及预制柱的基础。预制RC混凝土构件B(3)的纵筋伸出上部截面一定长度，伸出长度约为ECC管长度的1/2，用于插入灌浆套筒(2c)。所述带ECC管的装配式混凝土构件包含RC-ECC连接层和预制RC混凝土构件A-B连接层(5)，所述RC-ECC连接层为预制RC混凝土构件A(1)与预制ECC管(2)的水平接缝面(4a)以及预制RC混凝土构件A(1)和预制ECC管(2)同预制RC混凝土构件B(3)的水平接缝面(4b)，所述预制RC混凝土构件A-B连接层(5)为预制RC混凝土构件A-2(1b)的外侧面与ECC管(2)的内侧面之间的接缝面(5)。所述预制RC混凝土构件塑性铰端部A-2(1b)的外侧面与预制ECC管(2)的内侧面沿高度范围内可根据需要设置为剪力键(齿槽)、平接缝面的形式。所述RC-ECC连接层材料可采用高强结构胶、高强无收缩水泥砂浆和高强灌浆料、UHPC等。预制RC混凝土构件A-B连接层(5)则可用高强结构胶和高强无收缩水泥砂浆。当采用环氧树脂胶时接缝厚度可为1mm～10mm；当采用高强无收缩水泥砂浆时接缝厚度可为10mm～30mm；当选用高强灌浆料时接缝厚度可为2mm～20mm。所述的预制RC混凝土构件A(1)和预制混凝土构件B(2)的截面可为矩形、圆形等；预制RC混凝土构件端部A-2(1b)亦可为矩形和圆形，所对应的预制ECC管(2)内截面为与预制RC混凝土构件端部A-2(1b)相适配的矩形、圆形等。该种带ECC管的灌浆套筒连接装配式混凝土构件的施工步骤如下：步骤一、将预制构件运至现场，首先进行预制RC混凝土构件A(1)与预制ECC管(2)的拼装工作，将预制RC混凝土构件A(1)伸出的钢筋穿入密封环，以封堵灌浆套筒(2c)，以防环氧树脂胶等连接层材料进入灌浆套筒(2c)内部。以环氧树脂胶界面处理为例，依次对预制RC混凝土构件A本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带ECC管的灌浆套筒连接装配式混凝土构件，其特征在于：包括预制RC混凝土构件A(1)、预制ECC管(2)、预制RC混凝土构件B(3)、RC-ECC连接层、预制RC混凝土构件A-B连接层(5)；所述预制RC混凝土构件A(1)为桥梁结构的墩柱、系梁或建筑结构中梁-柱节点梁端或柱端，所述预制RC混凝土构件B(3)为桥梁结构墩柱的承台基础、建筑结构中梁-柱节点梁端、柱端以及预制柱的基础；预制RC混凝土构件A(1)通过预制ECC管(2)与预制RC混凝土构件B(3)连接；预制RC混凝土构件A(1)与预制ECC管(2)之间通过预制RC混凝土构件A-B连接层(5)连接；预制RC混凝土构件A(1)和预制ECC管(2)水平接缝处，以及预制ECC管(2)与预制RC混凝土构件B(3)水平接缝处设有RC-ECC连接层。/n
【技术特征摘要】
1.一种带ECC管的灌浆套筒连接装配式混凝土构件，其特征在于：包括预制RC混凝土构件A(1)、预制ECC管(2)、预制RC混凝土构件B(3)、RC-ECC连接层、预制RC混凝土构件A-B连接层(5)；所述预制RC混凝土构件A(1)为桥梁结构的墩柱、系梁或建筑结构中梁-柱节点梁端或柱端，所述预制RC混凝土构件B(3)为桥梁结构墩柱的承台基础、建筑结构中梁-柱节点梁端、柱端以及预制柱的基础；预制RC混凝土构件A(1)通过预制ECC管(2)与预制RC混凝土构件B(3)连接；预制RC混凝土构件A(1)与预制ECC管(2)之间通过预制RC混凝土构件A-B连接层(5)连接；预制RC混凝土构件A(1)和预制ECC管(2)水平接缝处，以及预制ECC管(2)与预制RC混凝土构件B(3)水平接缝处设有RC-ECC连接层。
2.根据权利要求1所述的一种带ECC管的灌浆套筒连接装配式混凝土构件，其特征在于：所述预制RC混凝土构件A(1)为变截面，由混凝土和钢筋骨架组成，所述预制RC混凝土构件A(1)一侧的端部A-1(1a)截面可根据装配式连接需求为混凝土构件的标准段全截面也可为仅保留核心混凝土的内嵌榫型截面，所述预制RC混凝土构件A(1)的另一侧的端部A-2(1b)为内嵌凸榫型截面，内嵌凸榫插入到预制ECC管(2)中，预制RC混凝土构件A-1(1a)和预制RC混凝土构件A-2(1b)的截面几何中心重合，预制RC混凝土构件A-2(1b)截面尺寸不大于0.6倍预制墩身直径，预制RC混凝土构件A(1)的纵筋均布置在预制RC混凝土构件A-2(1b)截面的外围，即不穿过预制RC混凝土构件A-2(1b)截面，预制RC混凝土构件(1)的纵筋伸出下部截面一定长度，伸出长度约为灌浆套筒长度的1/2，用于插入灌浆套筒(2c)。
3.根据权利要求1所述的一种带ECC管的灌浆套筒连接装配式混凝土构件，其特征在于：所述预制ECC管(2)由ECC(2a)、箍筋(2b)以及灌浆套筒(2c)组成，内部无纵向钢筋，ECC管的厚度为预制墩身直径的0.2～0.4倍，ECC管(2)的高度为1.0～2.0倍的预制RC混凝土构件A(1)塑性铰长度；所述箍筋(...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁梦佳，王瑾，许维炳，陈彦江，黄晓敏，方荣，杨树强，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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