[发明专利]一种高抗震轻质高强钢筋混凝土柱

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土建筑领域，具体涉及一种高抗震轻质高强钢筋混凝土柱。

背景技术

建筑物抗震性能主要取决于结构吸收地震能量的能力，这种能力是由其承载力和变形能力的乘积决定的。承载力较低，但具有较大延性的结构，所能吸收的能量多虽然较早出现损坏，但能经受住较大的变形，避免倒塌；反之，承载力较高、变形能力低的脆性结构，吸收能量有限，一旦遭遇到超过设计水平的地震作用，很容易发生脆性破坏而突然倒塌，违背了建筑规范中“大震不倒”的设计原则。

分体柱技术是采用隔板将整截面柱劈分成4根等截面柱并分开配筋的方法。研究结果表明，分体柱虽使构件的抗弯承载力稍有降低，但抗剪承载力基本不变，且构件的变形能力和延性均得到显著提高，其破坏形态由剪切型转化为弯曲型，实现了短柱变“长”柱的设想，很好地改善了短柱的抗震性能。然而传统形式的分体柱中各单元柱之间缺乏联系，受地震作用时各单元柱容易解体外鼓，承载力较差，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结构的自重成正比，当建筑结构采用轻集料混凝土后，由于整个结构体系自重的下降，将降低水平地震作用。同时，由于轻集料混凝土的弹性模量较低，结构自振周期变长，变形能力增强，结构破坏时将能消耗更多的变形能。因此，轻集料混凝土结构的抗震性能较好。然而到目前为止，含轻集料的混凝土大多被用在梁、板等构件，以及用于桥面铺装，用于承重结构的研究较少。

发明内容

针对这一问题，本发明的目的在于提供一种变形能力强、具有抗震性能的高抗震轻质高强钢筋混凝土柱。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高抗震轻质高强钢筋混凝土柱，其特征是它由绑扎钢筋笼后浇注混凝土而成；所述的钢筋笼由4个等截面的分体箍筋、中心定位箍筋及纵筋组成，相邻两个分体箍筋的外肢间距为25-200mm；中心定位箍筋与4个等截面的分体箍筋的各肢箍筋交错排列、部分重叠，各分体箍筋和定位箍筋内侧设置数根纵筋(所述数根为2-20根，以适当间隔距离)，分体箍筋与定位箍筋的重叠部分设置至少有1根纵筋，分体箍筋和定位箍筋均由纵筋固定(绑扎或焊接)成一体；浇注混凝土后，4个等截面分体箍筋及内侧纵筋形成4个等截面单元柱，中心定位箍筋将4个单元柱联系在一起；

所述的混凝土包括以下原料：水、水泥、矿物掺合料、轻集料、碎石、砂、减水剂，每立方米混凝土中各原料的重量为：水130～180kg、水泥160～500kg、矿物掺合料50～250kg、轻集料100～400kg、碎石300～900kg、砂650～850kg、减水剂4～15kg。

所述的分体箍筋为矩形闭合箍筋、矩形螺旋箍筋、圆形闭合箍筋或圆形螺旋箍筋。

所述的中心定位箍筋为矩形闭合箍筋、矩形螺旋箍筋、圆形闭合箍筋或圆形螺旋箍筋。

所述的轻集料为粒径为5～15mm、表观密度1200～1500kg/m³、筒压强度≥8MPa的页岩陶粒、粘土陶粒或粉煤灰陶粒。

所述的矿物掺合料为粉煤灰、矿粉或硅灰中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。

所述的混凝土的原料还包括纤维。

所述的纤维为聚丙烯纤维，每立方米混凝土中纤维用量为1.0～1.5kg。

所述的纤维为钢纤维，每立方米混凝土中纤维用量为40～160kg。

所述的高抗震轻质高强钢筋混凝土柱的截面为矩形或圆形。

上述一种高抗震轻质高强钢筋混凝土柱的制备方法，它包括如下步骤：1)绑扎钢筋笼；2)支护混凝土浇筑模板；3)配制混凝土；4)浇注混凝土；6)脱模；5)养护；既得高抗震轻质高强钢筋混凝土柱。

本发明的优点是，与传统分体柱相比，本发明在各单元柱之间建立联系，使各单元柱在地震作用下相互制约，相互牵引，在提高柱变形能力的同时保证其承载力；采用轻集料混凝土，可降低结构自重，减小水平地震作用力，因此本发明具有高抗震性能、变形能力和承载力强、轻质的特点；同时该发明施工省时、方便。

附图说明

图1为矩形螺旋分体箍筋和中心圆形螺旋定位箍筋矩形截面柱配筋图；

图2为矩形螺旋分体箍筋和中心矩形闭合定位箍筋矩形截面柱配筋图；

图3为圆形闭合分体箍筋和中心圆形螺旋定位箍筋矩形截面柱配筋图；

图4为圆形螺旋分体箍筋和中心矩形螺旋定位箍筋矩形截面柱配筋图；

图5为圆形螺旋分体箍筋和中心矩形闭合定位箍筋圆形截面柱配筋图；