[发明专利]一种超高韧性混凝土型钢组合结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种超高韧性混凝土型钢组合结构及施工方法，包括相连接的组合柱和组合梁，所述组合柱和组合梁均通过型钢配合抗剪连接件或粘结剂构成预制模具，并浇筑超高韧性混凝土制成。所述型钢包括腹板和翼缘板，所述超高韧性混凝土浇筑于所述预制模具内，所述翼缘板贴合所述超高韧性混凝土最外边缘设置，且与所述超高韧性混凝土最外边缘的距离为20～40mm。本发明通过扩大型钢的作用面积，充分发挥型钢的抗弯、抗剪和抗压作用，同时可以达到减小结构的截面面积的目的。由于通过扩大型钢的作用面积即可代替普通混凝土结构与型钢中装配纵筋和箍筋的作用，使得本发明的整体结构简单，施工过程随之简化，成本也随之降低。

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种超高韧性混凝土型钢组合结 构及施工方法。

背景技术

建筑结构中，型钢混凝土(SRC)结构相比普通钢筋混凝土结构具有更优良 的抗震性能，相比钢结构防火性能和防腐蚀性能都大为提高，同时节约了大量 钢材，降低了成本，因此越来越得到工程界的青睐。

但型钢混凝土组合结构也有待改进的方面：

(1)混凝土和型钢的粘结滑移降低了结构的抗震性能。国内外实验研究表 明，混凝土和型钢的粘结作用大约只相当于与光圆钢筋的45％，粘结滑移的存在 大大影响了型钢混凝土的承载能力、破坏形态等性能，粘结破坏的发生通常是 因为混凝土的开裂导致粘结滑移发展，但由于普通混凝土的脆性特征，其远低 于型钢的变形能力使型钢混凝土的粘结滑移现象难以解决。

(2)型钢可以抵抗轴心或偏心压力，但由于型钢主要内置于截面中心位置 附近，截面尺寸较小，无法有效进行抗剪和抗弯，此外，型钢翼缘板及腹板无 法有效约束外侧混凝土，为提高普通混凝土的延性和强度以及进行抗剪和抗弯， 需要设置一定数量的箍筋和纵筋，但配筋给施工带来了很大不便，尤其是梁柱 节点纵筋的施工极其不便。工程实践表明，型钢混凝土梁柱节点容易发生脆性 破坏。

(3)工程实践表明，地震作用下，无论是钢筋混凝土结构还是型钢混凝土 组合结构，其混凝土发生脆性破坏，容易被压碎、脱落，纵筋从而过早发生压 曲，造成构件强度和延性的下降，威胁结构安全性。同时，正是由于混凝土材 料的这种脆性特征，使得结构必须配合箍筋进行约束，且效果有限。

发明内容

本发明提供了一种超高韧性混凝土型钢组合结构及施工方法，其克服了背 景技术中存在的技术问题，通过发挥超高韧性混凝土及型钢组合结构的优点， 扩大型钢的作用面积，充分发挥型钢抗弯、抗剪和抗压作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种超高韧性混凝土型钢组合结构，包括相连接的组合柱和组合梁，所述 组合柱和组合梁均通过型钢配合抗剪连接件或粘结剂构成预制模具，并浇筑超 高韧性混凝土制成；

所述型钢包括腹板和翼缘板，所述超高韧性混凝土浇筑于所述预制模具内， 所述翼缘板贴合所述超高韧性混凝土最外边缘设置，且与所述超高韧性混凝土 最外边缘的距离为20～40mm。

较佳实施例中：所述超高韧性混凝土的组分为细砂、水泥、粉煤灰、硅灰、 PVA纤维和添加剂。

较佳实施例中：所述型钢为H型钢、十字型钢、工字钢、方钢管或圆钢管。

较佳实施例中：所述抗剪连接件包括柔性连接件和刚性连接件。

较佳实施例中：所述柔性连接件为带头栓钉、环形钢筋、斜钢筋、带直角 弯钩的短钢筋、高强螺栓或角钢。

较佳实施例中：所述刚性连接件为方钢连接件、T型连接件或马蹄形连接件。

较佳实施例中：所述粘结剂为环氧树脂粘结剂或无机材料粘结剂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是上述超高韧性混凝土型钢 组合结构的施工方法，包括以下步骤：