一种高延性组合砖柱及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种高延性组合砖柱及其施工方法，以解决现有普通砖柱存在的易脆性、抗震性能及整体性差的问题。本发明专利技术的高延性组合砖柱由砖柱、短钢筋、高延性纤维混凝土面层、角钢和钢带箍组成；施工时，首先砌筑普通砖柱，并在砖柱的灰缝中埋入短钢筋；然后沿所述砖柱的高度方向安装角钢；接着沿砖柱高度方向安装若干根钢带，各钢带绕砖柱周向闭合形成钢带箍；最后在砖柱表面涂抹高延性纤维混凝土。本发明专利技术的砖柱受压承载力、抗剪性能及抗震性能优于传统砖柱，且不易发生脆性破坏；同时该砖柱的施工简单，工程造价低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程领域中建筑结构领域，具体为。
技术介绍
目前，砖砌体结构广泛应用于我国的工业与民用建筑领域，但由于砖砌体材料的脆性性质，其抗拉、抗剪和抗弯强度都较低且自重较大，极不利于结构抗震。砖柱是砖砌体结构中最重要的承重构件之一，承受楼盖和梁传来的竖向荷载，同时还承担部分或全部水平荷载，其抗震性能对砌体结构的安全性有较大影响。由于现行规范对砖砌体结构抗震设防要求提高、建筑物使用功能的改变以及结构腐蚀受损等原因，均可能导致普通砖柱的承载力不满足要求。综上，现有的普通砖柱具有易脆性、抗裂和抗震性 能差的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种不易发生脆性破坏且抗裂和抗震性能好的高延性组合砖柱。为此，本专利技术提供的高延性组合砖柱包括砖柱，该砖柱的灰缝中埋有若干根短钢筋；所述砖柱表面涂覆有高延性纤维混凝土面层；沿所述砖柱的高度方向，在所述砖柱上安装有若干根沿所述砖柱周向闭合的钢带箍。优选的，上述若干短钢筋中相邻短钢筋的水平间距和纵向间距均为300mm，上述短钢筋的直径为10 12mm，上述短钢筋埋入砖柱灰缝中的深度为100 150mm，上述短钢筋突出砖柱表面的长度为20mm。优选的,上述述高延性纤维混凝土面层的厚度为10 30mm。优选的，上述钢带箍的钢带强度为270MPa以上，钢带箍的钢带厚度为O. 5 I.5mm，钢带箍的钢带宽度为16 30mm ;上述钢带箍利用气动打包机安装，用打包扣永久封口固定。优选的，上述高延性纤维混凝土的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维和水，其中，按质量百分比计，水泥粉煤灰硅灰砂水=1 :0. 9 :0. I :0. 76 :0. 58 ;以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的体积掺量为I. 5%。优选的，上述水泥为P. O. 52. 5R硅酸盐水泥；上述粉煤灰为I级粉煤灰；上述硅灰的烧失量小于6%、二氧化娃含量大于85%、比表面积大于15000m2/kg ;上述砂的最大粒径为I. 26mm ;上述PVA纤维的长度为6 12mm、直径为26 μ m以上、抗拉强度为1200MPa以上、弹性模量为30GPa以上。优选的，上述高延性纤维混凝土中添加有减水率在30%以上的聚羧酸减水剂，所述减水剂的添加量为水泥、粉煤灰和硅灰总质量总质量的O. 8%。优选的，上述高延性纤维混凝土的制备方法为将水泥、硅灰、粉煤灰和砂干拌均匀后加入减水剂和80 %的水搅拌均匀；之后再加入PVA纤维搅拌均匀后加入剩余20 %的水搅拌均匀即得高延性纤维混凝土。本专利技术的另一目的在于提供一种上述高延性组合砖柱的施工方法，该施工方法所建的高延性组合砖柱中所述若干根钢带箍位于所述高延性纤维混凝土面层与所述砖柱之间，具体施工过程如下步骤一，砌筑普通砖柱，并在砖柱的灰缝中埋入若干根短钢筋；步骤二，在砖柱的四角沿砖柱的高度方向设置经过倒角的角钢；步骤三，在砖柱的高度方向上每隔200 400mm、在角钢的外侧安装一道钢带箍，钢带箍绕砖柱周向闭合，且钢带箍的张拉预应力为钢带的极限抗拉强度的30% 60% ；步骤四，在砖柱表面抹涂高延性纤维混凝土形成高延性纤维混凝土面层，该高延性纤维混凝土面层将砖柱、短钢筋、角钢和钢筋箍包覆。 本专利技术的又一目的在于提供另外一种上述高延性组合砖柱的施工方法，该施工方法所建的高延性组合砖柱中所述若干根钢带箍位于所述高延性纤维混凝土面层的外部，具体施工方法如下步骤一，砌筑砖柱，并在砖柱的灰缝中埋入若干根短钢筋；步骤二，在砖柱表面抹涂高延性纤维混凝土面层；步骤三，在砖柱的高度方向上每隔200 400mm安装一道钢带箍,钢带箍绕砖柱周向闭合，且钢带箍的张拉预应力为钢带的极限抗拉强度的30% 60%。本专利技术的高延性组合砖柱为高延性纤维混凝土和预应力钢带箍组合的砖柱，利用较高强度和韧性的高延性纤维混凝土对砖柱形成包裹，提高砖柱的整体性，同时结合钢带箍对砖柱的约束作用，进一步提高砖柱的抗震性能。与现有的普通砖柱相比，本专利技术具有如下的特点(I)本专利技术采用的高延性纤维混凝土抗压强度可达到60MPa以上，极限拉应变可达到普通混凝土的100倍以上，具有类似钢材的塑性变形能力，与砖砌体之间有良好的粘结性能，是一种具有筒强度、闻延性、闻耐久性和闻耐损伤能力的生态建筑材料。可有效提高砖柱的整体性与抗震性能。(2)本专利技术采用低强度的预应力钢带，进一步大幅度提高砖柱的承载力和抗震性倉泛。(3)本专利技术具有良好的耐久性，可延长结构的使用寿命，大幅度提高既有砖柱的承载力和抗震性能，减少甚至免去强震后修复的工作。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的详细说明。图I是本专利技术实施例一结构示意图；图2是图I的A-A向视图；图3是本专利技术实施例二结构示意图；图4是图3的B-B向视图；图5是本专利技术实施例三结构示意图；图6是图5的C-C向视图中各代码表示1_砖柱、2-短钢筋、3-高延性纤维混凝土面层、4-钢带箍、5-角钢、6-打包扣。具体实施例方式实施例I :遵循本专利技术的技术方案，如图I和图2所示，本实施例的烧结普通砖块尺寸为240mmX 115mmX 53mm ;砖柱截面尺寸为370mmX 370mm,柱高3m,其结构为在砖柱I的竖向灰缝中埋有若干根短钢筋2 ;沿砖柱I的高度方向，在砖柱I的四角分别粘贴有经过倒角的角钢5 ;在角钢5的外侧，沿砖柱I的高度方向在砖柱I上安装有若干根钢带箍4，且各钢带箍4沿砖柱I的周向闭合；并且砖柱I的外表面涂覆有高延性纤维混凝土面层3。其具体施工过程为 步骤一，砌筑砖柱1，并在砖柱I表面的竖向灰缝中埋入短钢筋2作为抗剪连接件；步骤二，在砖柱I的四角沿砖柱I高度方向采用高延性纤维混凝土粘贴经过倒角的角钢5 ；步骤三，利用气动打包机在角钢5外侧绑扎安装间距为250mm的钢带箍4，同时用打包扣6封口并固定钢带箍4 ;在绑扎钢带箍4时，调整打包机给定其气压值，使钢带张拉应力为钢带极限抗拉强度的30 60% ；步骤四，在砖柱I表面均匀抹涂20mm厚度的高延性纤维混凝土面层3。为增强高延性纤维混凝土面层3与砖柱的整体性，在砖柱I表面的竖向灰缝中埋入短钢筋2作为抗剪连接件，本实施例短钢筋2采用HRB400级钢筋，直径为12mm，长度为120mm,突出砖柱表面20mm,相邻短钢筋2的纵向间距和横向间距均为300mm。砖柱I四角粘贴的角钢5可提高砖柱的抗弯承载力，本实施例中的角钢5材质选择普通Q235热轧型钢，角钢5尺寸为[40x3，为避免角部钢带发生断裂，角钢5倒角半径为 10mnin目前，各种类型钢带(如不锈钢带和发蓝钢带等)的极限强度均可高达SOOMpa以上，本专利技术考虑到砖柱的强度和变形能力较低，为充分发挥钢带在作用，选用270Mpa以上较低强度的钢带，且钢带箍4的材质为普通钢带，也可采用发蓝钢带、不锈钢带或镀锌钢带，厚度为O. 5 I. Omm,宽度为16 30mm,本实施例钢带厚I. Om,宽25mm。该实施例中的高延性纤维混凝土的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维、减水剂和水；其中，按质量百分比计，水泥粉煤灰硅灰砂水=1 :0. 9 :0. I :0. 76 :0. 58 ;以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维(聚乙烯醇纤维)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高延性组合砖柱，包括砖柱，其特征在于，所述砖柱的竖向灰缝中埋有若干根短钢筋；所述砖柱表面涂覆有高延性纤维混凝土面层；沿所述砖柱的高度方向，在所述砖柱上安装有若干根沿所述砖柱周向闭合的钢带箍。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓明科，梁兴文，樊鑫淼，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：