專利名稱：一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱的制作方法
技術領域：
本發明涉及混凝土建筑領域，具體涉及一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱。
背景技術：
建筑物抗震性能主要取決于結構吸收地震能量的能力，這種能力是由其承載力和變形能力的乘積決定的。承載力較低，但具有較大延性的結構，所能吸收的能量多雖然較早出現損壞，但能經受住較大的變形，避免倒塌；反之，承載力較高、變形能力低的脆性結構， 吸收能量有限，一旦遭遇到超過設計水平的地震作用，很容易發生脆性破壞而突然倒塌，違背了建筑規范中“大震不倒”的設計原則。分體柱技術是采用隔板將整截面柱劈分成4根等截面柱并分開配筋的方法。研究結果表明，分體柱雖使構件的抗彎承載力稍有降低，但抗剪承載力基本不變，且構件的變形能力和延性均得到顯著提高，其破壞形態由剪切型轉化為彎曲型，實現了短柱變“長”柱的設想，很好地改善了短柱的抗震性能。然而傳統形式的分體柱中各單元柱之間缺乏聯系，受地震作用時各單元柱容易解體外鼓，承載力較差，不能很好地提高建筑物的抗震性能。另外，地震作用和建筑的上部結構的自重成正比，當建筑結構采用輕集料混凝土后，由于整個結構體系自重的下降，將降低水平地震作用。同時，由于輕集料混凝土的彈性模量較低，結構自振周期變長，變形能力增強，結構破壞時將能消耗更多的變形能。因此，輕集料混凝土結構的抗震性能較好。然而到目前為止，含輕集料的混凝土大多被用在梁、板等構件，以及用于橋面鋪裝，用于承重結構的研究較少。

發明內容
針對這一問題，本發明的目的在于提供一種變形能力強、具有抗震性能的高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱。為了實現上述目的，本發明的技術方案是一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱，其特征是它由綁扎鋼筋籠后澆注混凝土而成；所述的鋼筋籠由4個等截面的分體箍筋、中心定位箍筋及縱筋組成，相鄰兩個分體箍筋的外肢間距為25-200mm ；中心定位箍筋與4個等截面的分體箍筋的各肢箍筋交錯排列、部分重疊，各分體箍筋和定位箍筋內側設置數根縱筋(所述數根為2-20根，以適當間隔距離)，分體箍筋與定位箍筋的重疊部分設置至少有 1根縱筋，分體箍筋和定位箍筋均由縱筋固定(綁扎或焊接)成一體；澆注混凝土后，4個等截面分體箍筋及內側縱筋形成4個等截面單元柱，中心定位箍筋將4個單元柱聯系在一起；所述的混凝土包括以下原料水、水泥、礦物摻合料、輕集料、碎石、砂、減水劑，每立方米混凝土中各原料的重量為水130 180kg、水泥160 500kg、礦物摻合料50 250kg、輕集料100 400kg、碎石300 900kg、砂650 850kg、減水劑4 15kg。所述的分體箍筋為矩形閉合箍筋、矩形螺旋箍筋、圓形閉合箍筋或圓形螺旋箍筋。所述的中心定位箍筋為矩形閉合箍筋、矩形螺旋箍筋、圓形閉合箍筋或圓形螺旋箍筋。所述的輕集料為粒徑為5 15mm、表觀密度1200 1500kg/m3、筒壓強度彡8MPa 的頁巖陶粒、粘土陶粒或粉煤灰陶粒。所述的礦物摻合料為粉煤灰、礦粉或硅灰中的任意一種或任意二種以上的混合， 任意二種以上混合時為任意配比。所述的混凝土的原料還包括纖維。所述的纖維為聚丙烯纖維，每立方米混凝土中纖維用量為1. 0 1. 5kgo所述的纖維為鋼纖維，每立方米混凝土中纖維用量為40 160kg。所述的高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱的截面為矩形或圓形。上述一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱的制備方法，它包括如下步驟1)綁扎鋼筋籠；2)支護混凝土澆筑模板；3)配制混凝土 ；4)澆注混凝土 ；6)脫模；5)養護；既得高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱。本發明的優點是，與傳統分體柱相比，本發明在各單元柱之間建立聯系，使各單元柱在地震作用下相互制約，相互牽引，在提高柱變形能力的同時保證其承載力；采用輕集料混凝土，可降低結構自重，減小水平地震作用力，因此本發明具有高抗震性能、變形能力和承載力強、輕質的特點；同時該發明施工省時、方便。


圖1為矩形螺旋分體箍筋和中心圓形螺旋定位箍筋矩形截面柱配筋圖；圖2為矩形螺旋分體箍筋和中心矩形閉合定位箍筋矩形截面柱配筋圖；圖3為圓形閉合分體箍筋和中心圓形螺旋定位箍筋矩形截面柱配筋圖；圖4為圓形螺旋分體箍筋和中心矩形螺旋定位箍筋矩形截面柱配筋圖；圖5為圓形螺旋分體箍筋和中心矩形閉合定位箍筋圓形截面柱配筋圖；圖6為圓形螺旋分體箍筋和中心圓形螺旋定位箍筋圓形截面柱配筋圖。圖1-6中標記說明1-混凝土，2-分體箍筋，3-中心定位箍筋，4_縱筋。圖7為試驗加載裝置圖。圖7中標記說明5-試件，6-拉壓千斤頂，7-傳感器，8-反力架，9-豎向千斤頂， 10-球鉸，11-滑動小車，12-柱基，13-地錨螺栓。圖8為高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱的偽靜力試驗“荷載-位移”滯回曲線圖8中(a)圖為實施例1 “荷載-位移”滯回曲線，(b)圖為實施例2 “荷載-位移”滯回曲線，(c)圖為實施例3 “荷載-位移”滯回曲線。圖9為圖6中鋼筋籠的立體圖。
具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。實施例1 一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱，如附圖1所示，柱的截面為矩形，尺寸為 450mmX 450mm，柱高1100mm。它由綁扎鋼筋籠后澆注混凝土而成；所述的鋼筋籠由4個等截面的分體箍筋、中心定位箍筋及縱筋組成，分體箍筋為矩形螺旋分體箍筋，中心定位箍筋為中心圓形螺旋定位箍筋；相鄰兩個分體箍筋的外肢間距為30mm ；中心定位箍筋與4個等截面的分體箍筋的各肢箍筋交錯排列、部分重疊，各分體箍筋內側設置12根縱筋，中心定位箍筋與分體箍筋的重疊部分設置3根縱筋；分體箍筋的邊長為190mm，箍筋間距為70mm ；中心定位箍筋的直徑為200mm，箍筋間距為45mm。縱筋采用直徑為12mm的HRB400級螺紋鋼筋，箍筋采用直徑為8mm的HPB235級光圓鋼筋；分體箍筋和定位箍筋均與縱筋固定(綁扎或焊接)成一體；澆注混凝土后，4個等截面分體箍筋及內側縱筋形成4個等截面單元柱， 中心定位箍筋將4個單元柱聯系在一起。所用混凝土的各原料配合比如表1中實施例1所示，其中所述的輕集料為粒徑為 5 15mm、表觀密度為1300kg/m3、筒壓強度為8MPa的粘土陶粒。碎石為5_30mm的連續級配、壓碎值為9.4%。砂為河砂，細度模數為2. 6，含泥量1.5%。減水劑為聚羧酸系減水劑， 含固量為20wt%，減水率為25%。上述一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱的制備方法，它包括如下步驟1)按上述配筋形式綁扎鋼筋籠；幻支護混凝土澆筑模板；幻配制混凝土 ；4)澆注混凝土 ；6)脫模；5) 養護；既得高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱。澆注混凝土后，4個等截面分體箍筋及內側縱筋形成4個等截面單元柱，中心定位箍筋將4個單元柱聯系在一起。表1混凝土原材料配合比(kg/m3)及性能
權利要求
1.一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱，其特征是它由綁扎鋼筋籠后澆注混凝土而成； 所述的鋼筋籠由4個等截面的分體箍筋、中心定位箍筋及縱筋組成，相鄰兩個分體箍筋的外肢間距為25-200mm ；中心定位箍筋與4個等截面的分體箍筋的各肢箍筋部分重疊，各分體箍筋和定位箍筋內側設置數根縱筋，分體箍筋與定位箍筋的重疊部分內設置至少有1根縱筋，分體箍筋和定位箍筋均由縱筋固定成一體；所述的混凝土包括以下原料水、水泥、礦物摻合料、輕集料、碎石、砂、減水劑，每立方米混凝土中各原料的重量為水130 180kg、水泥160 500kg、礦物摻合料50 250kg、 輕集料100 400kg、碎石300 900kg、砂650 850kg、減水劑4 15kg。
2.根據權利要求1所述的一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱，其特征是所述的分體箍筋為矩形閉合箍筋、矩形螺旋箍筋、圓形閉合箍筋或圓形螺旋箍筋。
3.根據權利要求1所述的一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱，其特征是所述的中心定位箍筋為矩形閉合箍筋、矩形螺旋箍筋、圓形閉合箍筋或圓形螺旋箍筋。
4.根據權利要求1所述的一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱，其特征是所述的輕集料為粒徑為5 15mm、表觀密度1200 1500kg/m3、筒壓強度彡8MPa的頁巖陶粒、粘土陶粒或粉煤灰陶粒。
5.根據權利要求1所述的一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱，其特征是所述的礦物摻合料為粉煤灰、礦粉或硅灰中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比。
6.根據權利要求1所述的一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱，其特征是所述的混凝土的原料還包括纖維；所述的纖維為聚丙烯纖維時，每立方米混凝土中纖維用量為1.0 1. 5kg ；所述的纖維為鋼纖維時，每立方米混凝土中纖維用量為40 160kg。
全文摘要
本發明涉及一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱。一種高抗震輕質高強鋼筋混凝土柱，其特征是它由綁扎鋼筋籠后澆注混凝土而成；所述的鋼筋籠由4個等截面的分體箍筋、中心定位箍筋及縱筋組成，相鄰兩個分體箍筋的外肢間距為25-200mm；中心定位箍筋與4個等截面的分體箍筋的各肢箍筋部分重疊，各分體箍筋和定位箍筋內側設置數根縱筋，分體箍筋與定位箍筋的重疊部分內設置至少有1根縱筋，分體箍筋和定位箍筋均由縱筋固定成一體；所述的混凝土中各原料的重量為水130～180kg/m3、水泥160～500kg/m3、礦物摻合料50～250kg/m3、輕集料100～400kg/m3、碎石300～900kg/m3、砂650～850kg/m3、減水劑4～15kg/m3。本發明具有高抗震性能、變形能力和承載力強、輕質的特點。
文檔編號E04B1/98GK102561595SQ20121000200
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者付軍, 吳靜, 周孝軍, 王發洲, 胡曙光 申請人:武漢理工大學