一種高強鋼筋超高強混凝土框支柱，涉及鋼筋砼框支柱?？朔似胀ㄤ摻铐趴蛑е⑿弯擁趴蛑еS壓比限值低，地震力下保護層易脫落、縱筋和型鋼翼緣易屈曲、震后難修復、無法應用高強鋼筋和超高強砼的缺陷；克服了型鋼砼框支柱和鋼管砼框支柱節點構造復雜、鋼管砼框支柱對砼約束不充分、鋼管易屈曲的缺陷。本發明專利技術由縱向高強鋼筋、高強封閉箍筋、自密實超高強砼組成；約束包括砼保護層在內整個砼的箍筋間距30-35mm，其外表面與混凝土框支柱外表面平齊，約束縱向鋼筋的箍筋間距60-120mm。通過密配高強焊接封閉箍筋對整個混凝土的約束，改善超高強混凝土的力學性能，提高柱子抗震性能，本發明專利技術在高層及超高層結構中具有廣闊應用前景。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于一種建筑結構構件，涉及一種鋼筋混凝土框支柱。
技術介紹
因為建筑功能要求，下部大空間，上部部分豎向構件不能直接連續貫通落地，而通過水平轉換結構與下部豎向構件連接。當布置轉換梁支撐上部的柱或者剪力墻的時候，支撐轉換梁的柱子就叫做框支柱。目前框支柱有以下幾種類型1、普通鋼筋混凝土框支柱；2、高強鋼筋混凝土框支柱；3、型鋼混凝土框支柱；4、鋼管混凝土框支柱。目前框支柱采用的型鋼和鋼管屈服強度、縱向受力鋼筋和箍筋屈服強度均低于500兆帕。目前我國現行設計規范限制框支柱采用的混凝土強度不得大于C80，主要原因是高強超高強混凝土延性差易產生脆性破壞。普通鋼筋混凝土框支柱的缺點和不足由于混凝土強度低，柱子截面尺寸大，容易造成短柱，地震力作用下容易發生保護層脫落和縱筋屈曲，震后難以修復；柱子占的空間大，降低了建筑的經濟性；由于普通箍筋強度低，對混凝土的約束不完全，混凝土受壓膨脹或剪切滑移時，箍筋易屈服，從而失去對混凝土的約束力；普通箍筋末端存在135°彎鉤，在地震力反復作用下，外部混凝土破碎，箍筋彎鉤容易出現松扣現象，從而失去對內部混凝土和縱向鋼筋的約束，進一步加重柱子的震害；由于鋼筋和混凝土能共同工作的基礎是應變協調，屈服強度超過800兆帕的鋼筋在受壓屈服時應變達到4000個微應變，混凝土極限壓應變為3300個微應變，高強鋼筋和混凝土之間產生變形差，產生裂縫，這樣屈服強度超過800兆帕的高強鋼筋在混凝土破壞時，不能屈服，其屈服強度高的優點未能發揮出來，不便于在工程中推廣應用。高強鋼筋混凝土框支柱的缺點和不足高強混凝土延性差，容易造成柱子脆性剪切破壞；由于混凝土強度高且外保護層沒有被有效約束，地震力作用下容易發生保護層脫落和縱筋屈曲，震后難以修復；軸壓比限制低，由于混凝土強度高，故而為了確保安全，設計時候要降低軸壓比限制；由于普通箍筋強度低，對混凝土的約束不完全，混凝土受壓膨脹或剪切滑移時，箍筋易屈服，從而失去對混凝土的約束力；普通箍筋末端存在135°彎鉤，在地震力反復作用下，外部混凝土破碎，箍筋彎鉤容易出現松扣現象，從而失去對內部混凝土和縱向鋼筋的約束，進一步加重柱子的震害；由于鋼筋和混凝土能共同工作的基礎是應變協調，屈服強度超過800兆帕的鋼筋在受壓屈服時應變達到4000個微應變，此時混凝土極限壓應變為3300個微應變，高強鋼筋和混凝土之間產生變形差，產生裂縫，這樣屈服強度超過800兆帕的高強在混凝土破壞時，不能屈服，其屈服強度高的優點未能發揮出來，不便于在工程中推廣應用。型鋼混凝土框支柱的缺點和不足型鋼混凝土柱節點核心區構造復雜，對型鋼骨架的制作、安裝要求較高，施工復雜；軸壓比限值不高，由于型鋼位于型鋼混凝土柱的中心，對型鋼以外的混凝土約束不強，且型鋼的存在無法設置復合箍筋，在高軸壓比下，型鋼混凝土柱的延性降低，耗能能力不高；由于型鋼和混凝土粘結力遠小于變形鋼筋和混凝土的粘結力，所以型鋼混凝土柱在地震力作用下容易產生保護層脫落，縱筋和型鋼翼緣易屈曲，震后難以修復；由于普通箍筋強度低，對混凝土的約束不完全，混凝土受壓膨脹或剪切滑移時，箍筋易屈服，從而失去對混凝土的約束力；普通箍筋末端存在135°彎鉤，在地震力反復作用下，外部混凝土破碎，箍筋彎鉤容易出現松扣現象，從而失去對內部混凝土和縱向鋼筋的約束，進一步加重柱子的震害；由于鋼筋和混凝土能共同工作的基礎是應變協調，屈服強度超過800兆帕的鋼筋在受壓屈服時應變達到4000個微應變，此時混凝土極限壓應變為3300個微應變，高強鋼筋和混凝土之間產生變形差，產生裂縫，這樣屈服強度超過800兆帕的高強鋼筋在混凝土破壞時，不能屈服，其屈服強度高的優點未能發揮出來，不便于在工程中推廣應用；由于高強度型鋼的翼緣易屈曲，故而型鋼強度受限，無法應用高強型鋼。鋼管混凝土框支柱缺點和不足鋼管混凝土梁柱節點構造復雜，不利于施工；鋼管混凝土柱在地震力作用下容易發生鋼管屈曲外鼓現象，不利于震后修復；為了維持對混凝土的約束，也為了防止鋼管被壓曲，鋼管混凝土柱在設計時候鋼管要進行失穩設計，造成鋼管壁厚度大，用鋼量大，造價高；由于高強度鋼管容易發生失穩破壞，故而鋼管強度受限，無法應用高強鋼管。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服上述框支柱的缺點，提供一種高強鋼筋超高強混凝土框支柱。本專利技術解決了現有的普通鋼筋混凝土框支柱、高強鋼筋混凝土框支柱、型鋼混凝土框支柱的混凝土保護層在地震力作用下的脫落問題，使得屈服強度大于800兆帕鋼筋能應用于混凝土柱中，本專利技術相對鋼管混凝土框支柱具有約束效果好，橫向約束箍筋少，經濟性強的優點。本專利技術由高強縱向鋼筋、高強箍筋、超高強混凝土組成。本專利技術的目的是通過如下措施達到的框支柱中混凝土為超高強混凝土，箍筋和縱向鋼筋為高強鋼筋，箍筋分兩種類型，一種是約束縱向鋼筋，防止縱向鋼筋壓曲的箍筋，另外一種是約束包括混凝土保護層在內的整個混凝土的箍筋。超高強混凝土為自密實混凝土，強度大于C100，小于C150，粗骨料最大粒徑不大于 25mm。高強縱向鋼筋選用高強熱處理鋼筋，屈服強度大于800兆帕，小于900兆帕，最大力下總伸長率大于6. 5% ;高強箍筋選用高強熱處理鋼筋，屈服強度大于1100兆帕，最大力下總伸長率大于4%。約束混凝土的箍筋和約束縱向鋼筋的箍筋通過焊接形成封閉箍筋，同時拉筋也通過焊接與封閉箍筋相連；箍筋搭接焊接要求雙面焊不小于5d，d為箍筋直徑，單面焊不小于10d，焊條強度不小于500兆帕，焊縫要飽滿。約束混凝土的箍筋間距為30-35mm，約束縱向鋼筋的箍筋間距為60_120mm ;約束包括混凝土保護層在內整個混凝土的箍筋的外表面與混凝土柱外表面平齊；架力筋直徑不小于12mm，約束混凝土的封閉箍筋直徑不小于10mm，約束鋼筋的封閉箍筋直徑不小于7mm，拉筋直徑不小于7mm ;約束包括混凝土保護層在內的混凝土的箍筋的肢距不大于200mm。在箍筋表面噴涂防火涂料防火。自密實混凝土免于振搗，流動性好，能解決密排箍筋混凝土澆筑難的問題。本專利技術有益效果是由于采用了超高強混凝土，能大大減少框支柱的截面尺寸，提高了建筑物的經濟效益。采用焊接封閉箍筋，同時將箍筋分為兩種，一種箍筋間距密，專門約束包括混凝土保護層在內的整個混凝土，一種箍筋間距大，約束縱向鋼筋。約束混凝土的箍筋強度高且間距密，使得混凝土保護層得到很好的約束，大大提高了混凝土保護層的極限應變，實驗表明混凝土極限壓應變可以達到10000個微應變，將混凝土極限壓應變提高3倍，800兆帕-900兆帕鋼筋受壓屈服時候屈服應變在4000微應變-4500微應變之間，故而超高強混凝土能和高強鋼筋變形協調直到混凝土柱破壞，使得屈服強度大于800兆帕的鋼筋能用于混凝土柱中，解決了之前的混凝土柱由于在地震力作用下保護層脫落，屈服強度大于800兆帕的鋼筋無法應用的問題。相對鋼管混凝土柱，本專利技術箍筋含鋼量低，經濟效益好，密排高強度封閉箍筋對超高強混凝土的約束效果要好于低強度鋼管對超高強混凝土的約束。屈服強度為800兆帕-900兆帕鋼筋的應用大大減少了鋼筋的用量，具有明顯的經濟效益。由于本專利技術為超高強混凝土柱，在和鋼筋混凝土梁連接時候，節點處理方便，相對于組合結構節點施工非常便利。密排約束含混凝土保護層在內的整個混凝土的高強箍筋大本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高強鋼筋超高強混凝土框支柱，由高強封閉箍筋1、2，架力筋5，高強縱筋6通過超高強混凝土3澆筑成一體，其特征是：柱子的箍筋和縱向鋼筋均為高強鋼筋，混凝土為超高強混凝土，高強封閉箍筋1用來約束包括混凝土保護層在內的整個混凝土，高強封閉箍筋2用來約束高強縱向鋼筋6。
【技術特征摘要】
1.一種高強鋼筋超高強混凝土框支柱，由高強封閉箍筋1、2，架力筋5，高強縱筋6通過超高強混凝土 3澆筑成一體，其特征是柱子的箍筋和縱向鋼筋均為高強鋼筋，混凝土為超高強混凝土，高強封閉箍筋I用來約束包括混凝土保護層在內的整個混凝土，高強封閉箍筋2用來約束高強縱向鋼筋6。2.根據權利要求1所述的高強鋼筋超高強混凝土框支柱，其特征在于超高強混凝土為自密實混凝土，強度大于C100，小于C150，粗骨料最大粒徑不大于25mm。3.根據權利要求1所述的高強鋼筋超高強混凝土框支柱，其特征在于高強縱向鋼筋選用高強熱處理鋼筋，屈服強度大于800兆帕，小于900兆帕，最大力下總伸長率大于6. 5%； 高強箍筋選用高強熱處理鋼...
【專利技術屬性】
技術研發人員：管俊峰，姚賢華，王慧，張謙，張曉燕，趙順波，李長永，
申請(專利權)人：華北水利水電學院，
類型：發明
國別省市：
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