[发明专利]端部无粘结不等强度钢筋混凝土梁

说明书

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土梁，尤其涉及端部无粘结不等强度钢筋混凝土梁，属于结构工程领域。

背景技术

近年来频繁发生的地震不仅带来巨大的经济损失,而且严重影响人们的生命安全。框架结构占我国建筑总量的1/3，是比较合理的抗震结构形式。框架结构依据“强柱弱梁”的设计理念保证结构在受力合理的前提下提高梁的抗震性能。地震作用下框架结构会出现柱铰模式、梁铰模式和梁柱铰混合模式三类破坏模式，其中梁铰模式是最理想的破坏模式，即在地震作用时，梁端先屈服出铰，并且塑性铰主要分布在各梁梁端，梁铰通过充分的转动来耗散地震能量。通过提高梁铰区的延性，增大屈服段的长度就能在梁铰模式下有效的提高结构的抗震性能。

钢筋混凝土结构是最常用的梁的结构形式。钢筋和混凝土构成一种组合材料共同工作的基本条件是二者之间有可靠的粘结和锚固。对于一个梁的钢筋，如果沿其长度与混凝土没有粘结，而且在端部也没设锚具，此梁在很小的荷载作用下就会发生脆性折断，钢筋不承担力，此梁与素混凝土梁无异。若梁内钢筋与混凝土并无粘结，但在端部设置机械式锚具，则此梁在荷载作用下钢筋应力沿全长相等，承载力有很大的提高，但其受力宛如二铰拱，不是“梁”的应力状态。只有当钢筋与混凝土可靠粘结时，在荷载作用下梁的钢筋应力才随截面弯矩而变化。梁是框架结构主要的受弯构件，混凝土的抗拉强度低、受拉极限变形小,与钢筋工作状态不相适应,导致荷载作用下过早地出现裂缝,这是钢筋混凝土受弯构件的一个根本弱点。混凝土出现裂缝时的受拉极限变形值远远小于钢筋达到其容许应力时的受拉极限变形值,采用端部无粘结技术，利用梁端的无粘结区可以在协调钢筋和混凝土的变形关系的同时增大屈曲段的长度，从而提高梁的耗能能力。

常规设计中梁的纵筋是按照承载力要求采用对称配筋，这会导致荷载作用下纵筋同时达到屈服极限而产生大的残余变形。普通钢筋和高强钢筋组合配置可以保证荷载作用下普通钢筋首先屈服，高强钢筋保有弹性变形能力，从而减小梁的残余变形，提高梁的抗震性能。

发明内容

本发明的目的在于提供能有效减小地震残余变形并提高耗能能力的端部无粘结不等强度钢筋混凝土梁。

本发明采用的技术方案如下：

端部无粘结不等强度钢筋混凝土梁，其特征在于，包括端部无粘结普通钢筋（1）、端部无粘结高强钢筋（2）、箍筋（3）、起无粘结作用的预埋波纹管（4）、圆柱体泡沫垫块（5）、钢筋笼内浇注的混凝土（6）、外部混凝土保护层（7）组成；端部无粘结普通钢筋（1）和端部无粘结高强钢筋（2）的端部提前固定上粘贴有圆柱体泡沫垫块（5）的波纹管（4），将端部无粘结普通钢筋（1）和端部无粘结高强钢筋（2）与箍筋（3）绑扎成钢筋笼后支模，内部浇注混凝土，外部设混凝土保护层。

进一步，所述普通钢筋为屈服强度不小于335MPa的带肋钢筋。

进一步，所述高强钢筋为屈服强度为500～1500MPa的带肋钢筋。

进一步，所述波纹管的长度为h₀，h₀是梁的有效截面高度；所述波纹管的直径为1.5d₀，d₀是纵筋直径；所述波纹管的厚度为0.5～2mm。

进一步，粘贴在波纹管两端的圆柱体泡沫塑料的长度为1/10h₀，直径为1.5d₀。

进一步，所用的波纹管用PVC管或薄壁钢管代替。

进一步，所述无粘结段的箍筋间距为有粘结段箍筋间距的1/2。

端部无粘结不等强度钢筋混凝土梁，包括钢筋笼，其由端部无粘结普通钢筋（1）、端部无粘结高强钢筋（2）和箍筋（3）绑扎而成，其特征在于：所述钢筋笼的纵筋端部套有波纹管（4）起无粘结作用，波纹管(4)的两端通过914粘结剂粘结与波纹管直径相同的圆柱形泡沫垫块（5）防止灌浆时混凝土进入波纹管。

利用上述端部无粘结不等强度钢筋混凝土梁技术提高抗震性能的制备方法，其步骤如下：

边梁的做法：

步骤一:制作直径与波纹管相同的圆柱体泡沫塑料（5），中心掏去直径小于钢筋直径的圆孔，在泡沫壁上涂抹914粘结剂后将泡沫塞到波纹管（4）的两端。

步骤二：将塞有泡沫塑料的波纹管（4）插到端部无粘结普通钢筋（1）和端部无粘结高强钢筋（2）的距离末端长度b处，b为梁的宽度，用细钢丝横向穿透波纹管和泡沫塑料以固定波纹管的位置。

步骤三：将末端固定波纹管的端部无粘结普通钢筋（1）和端部无粘结高强钢筋（2）与箍筋（3）绑扎成钢筋笼。