[发明专利]一种灌浆套筒连接的装配式ECC-RC混合柱

说明书

本发明公开了一种灌浆套筒连接的装配式ECC‑RC混合柱，包括包括预制RC墩柱节段A、预制ECC墩柱底节段、预制RC节段B。预制墩柱的局部采用ECC来替代普通混凝土，进而形成预制ECC墩柱底节段。该装配式ECC‑RC混合柱的连接采用较为成熟的灌浆套筒连接，并在接缝处设置凸榫与榫槽，有效提高了接缝处的抗剪能力并提供了安装定位功能。将ECC仅用在结构的关键部位，而在其余部位采用普通混凝土的设计具有较好的经济效益，有利于该种组合结构的推广和大规模应用。本发明可有效解决装配式混凝土结构以及普通混凝土墩柱构件延性差、易开裂、耐久性差、抗震性能不足等问题，适用于桥梁结构装配式桥墩或者建筑结构装配式柱。

技术领域

本发明涉及一种抗裂性能好、经济效益高、抗震性能优等优点的灌浆套筒连接的装配式ECC-RC混合柱，属于桥梁结构技术领域，亦可用于建筑结构技术领域。

背景技术

近年来，我国大力推行建筑工业化。其中，装配式混凝土结构的应用最为广泛。然而由于混凝土材料的特性，使得混凝土结构普遍存在着以下问题：(1)延性较差，不利于结构抗震；(2)抗拉强度低，极易开裂；(3)耐久性差，钢筋易腐蚀。而装配式构件由于其节点接缝的存在，其整体性、耐久性以及抗震性能更加不如整体现浇构件，尤其是桥梁结构中的墩柱以及建筑结构中的柱子在地震荷载作用下塑性铰区混凝土剥落、压碎，结构残余位移过大，震后修复极其困难。这些问题在一定程度上限制并制约了装配式混凝土结构在中、高烈度等复杂恶劣工程环境中的推广和应用。为了推进装配式混凝土结构在高烈度区的应用与发展，近年来我国对不同连接形式的装配式墩柱节点进行了探索，然而仍无法解决其延性差、塑性铰区破坏严重、耐久性差等问题。

工程胶凝复合材料(Engineered cementitious composites,ECC)的出现为装配式墩柱的设计提供了新的思路。ECC具有独特的拉伸应变硬化、多裂缝开展、超强韧性、自愈合能力等优异的力学性能，可用于大变形结构、抗震结构、结构修复等。ECC的极限拉应变可以达到3％以上，约为普通混凝土的100～300倍，将其应用于构件或结构中，可以显著提高构件或结构的延性、耗能能力、抗损伤能力、变形能力以及承载能力。然而由于ECC中纤维成本较高，使之难以达到大规模应用的阶段。因此，本发明提出了一种在墩柱的局部(塑性铰区)采用ECC来替代普通混凝土的灌浆套筒连接的装配式墩柱，其具有连接构造简单、抗裂性能好、经济效益高、抗震性能优等优点，可用作桥梁结构的装配式桥墩，亦可用于建筑结构中的装配式柱。该型墩柱形式的提出可为ECC的进一步推广与应用提供基础，具有显著的理论意义和实际应用价值。

发明内容

为解决装配式混凝土结构以及普通混凝土墩柱构件延性差、易开裂、耐久性差、抗震性能不足等问题，本发明提供了一种连接构造简单、抗裂性能好、经济效益高且具备优异的抗弯、抗裂性能等优点的采用灌浆套筒连接的装配式ECC-RC混合柱，适用于桥梁结构装配式桥墩或者建筑结构装配式柱。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种采用灌浆套筒连接的装配式ECC-RC混合柱，包括预制RC墩柱节段A(1)、预制ECC墩柱底节段(2)、预制RC节段B(3)、灌浆套筒(4)、RC-ECC接缝(5)、环氧树脂胶(6)、高强无收缩砂浆(7)和抗剪凸榫(8)。

所述预制RC墩柱节段A(1)和预制RC节段B(3)均按设计进行配筋，混凝土材料均为普通混凝土。预制RC墩柱节段A(1)的纵筋从墩身底部伸出一段长度，长度约为套筒长度的一半，同样地，预制RC节段B(3)的纵筋从承台上部伸出一段长度，长度亦约为套筒长度的一半。

所述预制ECC墩柱底节段(2)全截面采用ECC，内部配置有箍筋和灌浆套筒(4)，无纵向钢筋，该节段长度取塑性铰长度。在进行装配时，首先固定预制RC节段B(3)的位置，将其伸出的钢筋从下方插入预制ECC墩柱底节段(2)内部的灌浆套筒(4)进行连接，同理，预制RC墩柱节段A(1)伸出的钢筋从上方插入预制ECC墩柱底节段(2)内部的灌浆套筒(4)进行连接。