[实用新型]一种混凝土墩柱

说明书

本实用新型涉及一种混凝土墩柱，该混凝土墩柱包括本体以及布置在所述本体内的钢筋笼，钢筋笼的两端延伸至混凝土墩柱的两端，所述混凝土墩柱还包括位于本体内的力筋，力筋的直径在本体长度方向上呈梯度变化。本实用新型的混凝土墩柱通过在本体中梯度配置力筋来形成抗震性能梯度，抗震性能的梯度变化保证在地震作用下墩柱性能梯度区能同时达到塑性状态。由于混凝土墩柱塑性变形区大幅增大，从而变形性能和耗能能力等大幅提高，可以抵抗的地震峰值加速度大幅提高，保证土木工程结构的地震安全性。不同于现有技术的墩柱损伤主要集中在底部很小的一个区域，本实用新型的混凝土墩柱塑性变形区显著增长，材料的性能得到充分的利用，建造材料的用量减少。

技术领域

本实用新型涉及墩柱技术领域，特别涉及一种混凝土墩柱。

背景技术

地震是一种破坏力巨大的自然灾害，全球范围内强烈地震频繁发生，给人民的生命财产安全造成严重威胁。桥梁结构中的桥墩和建筑结构中的配筋混凝土柱是承受地震侧向荷载的关键构件，容易发生震损破坏。地震造成的人员和财产损失主要是由于各类结构物的震损破坏造成的，急需大幅提高桥墩的抗震性能水平。

为了抵抗地震的作用，目前混凝土墩柱（包括桥墩、柱等）一般采用延性抗震设计，通过墩柱的损伤来提高抗震的能力，在强烈地震作用下会发生明显的塑性变形来耗散地震的能量，并保证不会发生倒塌。但是，现有混凝土墩柱在地震作用下一般在墩柱底部会产生一个塑性变形区。这主要是由于地震中桥墩受到的弯矩荷载呈梯度分布，底部大，而顶部自由端弯矩为零。此种情况下混凝土墩柱塑性区的范围较小，因此墩柱的极限变形能力有限，损伤程度严重，抗震等级较低，难以满足目前民众对结构抗震的要求。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种混凝土墩柱，以解决现有技术中的混凝土墩柱抗震等级低的技术问题。

本实用新型的一种混凝土墩柱的技术方案是：

一种混凝土墩柱包括本体以及布置在所述本体内的钢筋笼，所述钢筋笼的两端延伸至所述混凝土墩柱的两端，所述混凝土墩柱还包括位于本体内的力筋，所述力筋的直径在本体长度方向上呈梯度变化。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述力筋具有多段，各段力筋的截面面积不同，且各段力筋的截面面积在所述力筋长度方向上呈梯度布置。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述力筋为玻璃纤维筋或形状记忆合金筋。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述本体由普通硅酸盐水泥制成。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述本体呈柱状结构，所述钢筋笼也呈柱状结构，所述玻璃纤维筋具有多个，多个玻璃纤维筋布置在钢筋笼内侧，多个玻璃纤维筋呈圆周分布，且相邻两个玻璃纤维筋之间的夹角相同。

本实用新型的一种混凝土墩柱与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型的混凝土墩柱通过在本体中梯度配置力筋来形成抗震性能梯度，抗震性能的梯度变化保证在地震作用下墩柱性能梯度区能同时达到塑性状态。由于混凝土墩柱塑性变形区大幅增大，从而变形性能和耗能能力等大幅提高，可以抵抗的地震峰值加速度大幅提高，保证土木工程结构的地震安全性。

通过对抗震性能梯度区进行设计计算，墩柱各个截面的材料的力学性能利用的程度可以通过梯度的大小来调整，可以通过梯度配筋的配置数量和梯度区的高度控制墩柱的地震损伤程度。

不同于现有技术的墩柱损伤主要集中在底部很小的一个区域，本实用新型的混凝土墩柱塑性变形区显著增长，材料的性能得到充分的利用，建造材料的用量减少。

附图说明

图1是本实用新型的混凝土墩柱的结构示意图；

图2是本实用新型的混凝土墩柱的剖面示意图；