專利名稱：區(qū)域約束混凝土結構設計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種區(qū)域約束混凝土結構的設計方法，屬于鋼筋混凝土結構的技術領域。
背景技術：
在傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構設計中，不考慮鋼筋對梁的約束作用，對柱子的約束作用也是作為整體約束考慮的。通常情況下混凝土結構構件在使用時，其各部位及截面各部分受力不均勻，而整體約束沒有區(qū)分不同的應受力狀況，沒有將約束鋼筋集中布置在需要約束強度大的受壓區(qū)或剪壓區(qū)，因此降低了約束的效果；傳統(tǒng)的約束強調箍筋的作用，對縱向鋼筋對約束的貢獻重視程度不夠。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種強度高、延性好的區(qū)域約束混凝土結構的設計方法，以克服現(xiàn)有技術的不足。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的它在混凝土結構構件的縱向鋼筋及橫向箍筋中通過設置區(qū)域約束鋼筋使混凝土結構構件及截面形成區(qū)域約束，以提高混凝土的強度及延性，改善結構抗震性能，其形成每個區(qū)域約束的區(qū)域約束鋼筋都由縱向鋼筋、縱向約束鋼筋及約束箍筋圍合而成。
具體的說，它在混凝土結構構件的橫向箍筋之間配置約束箍筋，并在縱向鋼筋之間配置有與約束箍筋連接的縱向約束鋼筋，使由縱向鋼筋、縱向約束鋼筋和約束箍筋所圍成的區(qū)域小于由縱向鋼筋和橫向箍筋所圍成的區(qū)域，即它采用縱向鋼筋、縱向約束鋼筋和約束箍筋將原混凝土結構構件中的由縱向鋼筋和橫向箍筋所圍成的區(qū)域分割成兩個或兩個以上的區(qū)域約束，從而提高混凝土結構構件的強度及延性。
本發(fā)明在現(xiàn)有的約束混凝土的基礎上，引進了區(qū)域約束的概念和方法，將鋼筋對混凝土的約束由整體化為整體與區(qū)域結合。區(qū)域約束混凝土在整體約束的基礎上通過配置區(qū)域約束鋼筋，加強了受壓區(qū)及剪壓區(qū)的約束。區(qū)域約束一是強調了箍筋與縱筋的整體效應，二是強調對受壓及剪壓區(qū)的約束強度，本發(fā)明強調對壓應力及剪壓應力大的部分進行約束，因此既提高了約束的效果也節(jié)約鋼筋的用量。在不增加成本的情況下，提高混凝土梁、柱的承載力30％以上，而且大幅度提高了構件的延性性能。與普通約束混凝土構件相比，本發(fā)明區(qū)域約束混凝土構件的破壞型式發(fā)生了巨大的變化，在破壞后仍然有很大的承載力，可大幅度降低地震效應，具有良好的抗震性能。


附圖1為本發(fā)明的區(qū)域約束鋼筋混凝土梁的鋼筋配置結構示意圖；附圖2為本發(fā)明的區(qū)域約束鋼筋混凝土柱的鋼筋配置結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例1在普通混凝土結構構件的橫向箍筋之間設置約束箍筋，并在縱向鋼筋之間配置縱向約束鋼筋，縱向約束鋼筋捆扎或焊接在約束箍筋上，這樣縱向鋼筋、縱向約束鋼筋和約束箍筋就將原混凝土結構構件中的由縱向鋼筋和橫向箍筋所圍成的區(qū)域分割成兩個或兩個以上的區(qū)域約束，從而提高混凝土結構構件的強度及延性。
本發(fā)明的實施例2如附圖1所示，區(qū)域約束混凝土構件為鋼筋混凝土梁4，由于鋼筋混凝土梁4的主要受壓區(qū)域在梁的中部，其主要受剪切力的區(qū)域在梁兩端。因此，對鋼筋混凝土梁4，在梁4中部的橫向箍筋2之間以及梁兩端橫向箍筋2之間配置矩形的約束箍筋3，約束箍筋3位于橫向箍筋2的上半部位置，并在約束箍筋3內的2根縱向鋼筋1之間配置2根縱向約束鋼筋6(該鋼筋兼有抗裂、抗扭及架立鋼筋作用)，將縱向約束鋼筋6捆扎或焊接在約束箍筋3上，使約束箍筋3與2根縱向鋼筋1和2根縱向約束鋼筋6形成約束區(qū)域(調整約束箍筋3的間距可以獲得預期的混凝土強度及延性提高幅度)。其中所用的約束箍筋3為彎勾箍或閃光對焊箍。
本發(fā)明的實施例3如附圖2所示，區(qū)域約束混凝土構件為鋼筋混凝土柱，由于鋼筋混凝土柱5受偏壓荷載作用時，其受壓區(qū)在截面一側，采用對稱配筋方式，在制作區(qū)域約束混凝土構件時，在鋼筋混凝土柱5的橫截面四側的設置4個矩形的約束箍筋3，并在每個約束箍筋3內的縱向鋼筋1之間配置縱向約束鋼筋6，將縱向約束鋼筋6綁扎或焊接在約束箍筋3上，4個矩形的約束箍筋3、縱向鋼筋1和縱向約束鋼筋6將鋼筋混凝土柱分割成4個強約束區(qū)域(圖中I區(qū))及強約束區(qū)間的弱約束區(qū)域(圖中II區(qū))。其中約束箍筋3綁扎在縱向鋼筋1和縱向約束鋼筋6上，并每隔1m設置一橫向箍筋2，用于控制截面形狀，所用的約束箍筋3為彎勾箍或閃光對焊箍。
權利要求
1.一種區(qū)域約束混凝土結構設計方法，其特征在于它在混凝土結構構件的縱向鋼筋及橫向箍筋中通過設置區(qū)域約束鋼筋使混凝土結構構件及截面形成區(qū)域約束，以提高混凝土的強度及延性，改善結構抗震性能，其形成每個區(qū)域約束的區(qū)域約束鋼筋都由縱向鋼筋、縱向約束鋼筋及約束箍筋圍合而成。
2.根據(jù)權利要求1所述的區(qū)域約束混凝土結構設計方法，其特征在于它在混凝土結構構件的橫向箍筋之間配置約束箍筋，并在縱向鋼筋之間配置有與約束箍筋連接的縱向約束鋼筋，使由縱向鋼筋、縱向約束鋼筋和約束箍筋所圍成的區(qū)域小于由縱向鋼筋和橫向箍筋所圍成的區(qū)域，即它采用縱向鋼筋、縱向約束鋼筋和約束箍筋將原混凝土結構構件中的由縱向鋼筋和橫向箍筋所圍成的區(qū)域分割成兩個或兩個以上的區(qū)域約束，從而提高混凝土結構構件的強度及延性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種區(qū)域約束混凝土結構的設計方法，它在混凝土構件中配置了區(qū)域約束鋼筋，其區(qū)域約束鋼筋由縱向鋼筋、縱向約束鋼筋及約束箍筋組成。區(qū)域約束鋼筋將構件分割成小的約束區(qū)域，在每個約束區(qū)域四角都配有縱向鋼筋或縱向約束鋼筋，并與約束箍筋連接，形成整體約束與區(qū)域約束相結合的約束方式，而每個小約束區(qū)域都有較整體約束更高的約束強度，從而有效提高混凝土構件的強度及延性；本發(fā)明改變了混凝土構件的破壞型式，構件破壞后仍然有很大的承載力，這種變化既可以大幅度降低地震效應，又能體現(xiàn)大震不倒的結構設計原則，具備了良好的抗震性能。
文檔編號E04C5/06GK1730859SQ200510200499
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月29日 優(yōu)先權日2005年8月29日
發(fā)明者曹新明 申請人:貴州大學