一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱制造技術

本發明專利技術公開了一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱，包括框架柱，該框架柱至少在其上下兩端頭處內置有可側滑的抗壓模塊，以在框架柱滯回損傷區傳遞軸壓力，并阻斷框架柱滯回損傷與框架柱抗壓承載能力下降的耦合作用，同時具有摩擦耗能作用；該抗壓模塊與框架柱混凝土澆筑一體，形成組合柱。本發明專利技術采用至少在框架柱的上下端頭處內置可側滑的抗壓模塊，與混凝土澆注一體形成組合柱，可以提高框架柱的抗滯回損傷壓潰能力、滯回變形能力和滯回耗能能力，及提高框架結構的抗地震倒塌能力。

【技術實現步驟摘要】
一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱
本專利技術涉及結構工程抗震領域，特別是涉及一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱。
技術介紹
地震災害調查時，往往將鋼筋混凝土框架柱的滯回損傷壓潰，作為判別結構地震破壞或倒塌的標志。鋼筋混凝土框架梁或柱的滯回損傷主要發生于構件進入彈塑性變形之后，框架梁柱節點區如圖1所示(圖1中，3 '所指構件為樓板)，按框架強柱弱梁的抗震設計原則，梁2'可能先于柱I ^進入彈塑性變形，但因梁2 '軸力通常較小或為零，梁2 '滯回損傷演化速率相對小于柱^，且工程中少有梁2'出現壓潰情況，梁2'破壞后其軸向抗拉或抗壓并沒有退出工作，仍對結構保持整體性發揮作用；柱I ^軸壓力通常則較大，其滯回損傷使柱I ^有效抗壓面積減小，導致其抗壓承載能力下降，進而又加劇其滯回損傷演化，這種相關性最終將導致柱端頭壓饋，而壓潰柱達到一定數量必然引發框架結構連續性倒塌。故，框架柱的抗滯回損傷壓潰性能對框架結構抗地震倒塌有重要意義，是框架結構抗地震倒塌能力的直觀體現。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術之不足，提供一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱，顯著提升鋼筋混凝土框架柱的抗滯回損傷壓潰性能。本專利技術解決 其技術問題所采用的技術方案是:一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱，包括框架柱，該框架柱至少在其上下端頭處內置有可側滑的抗壓模塊，以在框架柱滯回損傷區傳遞軸壓力，并阻斷框架柱滯回損傷與其抗壓承載能力下降的耦合作用；該抗壓模塊與框架柱混凝土澆筑一體，形成組合柱。進一步的，所述抗壓模塊包括多個疊合面水平的塊體，該多個塊體沿所述框架柱的軸線方向依次層疊。進一步的，所述抗壓模塊的側面周圈為所述框架柱混凝土或包括有環繞層。進一步的，所述各個塊體的材質分別為天然石材或人工石材。進一步的，所述各個塊體的疊合面分別為正方形、長方形、菱形、圓形和橢圓形中的任意一種。進一步的，所述各個塊體的側面分別向外鼓出。進一步的，所述各個塊體的疊合面分別為不光滑表面和/或所述各個塊體的疊合面分別涂覆有石墨層。進一步的，所述多個塊體的中心分別設有一通孔，所述多個塊體依次疊合后，其中心通孔豎穿有鋼筋，該鋼筋的上下兩端分別伸出所述抗壓模塊外。進一步的，所述環繞層為金屬絲網、滌綸布、玻璃纖維布、金屬片中的任意一種圍成的結構。進一步的，所述環繞層緊貼并包裹所述抗壓模塊側面周圈或所述環繞層與所述抗壓模塊之間填充有耗能材料。本專利技術采用至少在框架柱的上下端頭處內置可側滑的抗壓模塊，與混凝土澆注一體形成組合柱，有以下有益效果:⑴、提高框架柱的抗滯回損傷壓潰能力:內置抗壓模塊可在框架柱端頭鋼筋混凝土滯回損傷而承載力下降時承擔和傳遞軸壓力，避免或延遲框架柱端頭滯回損傷壓潰。⑵、提高框架柱的滯回變形和耗能能力:內置抗壓模塊阻斷框架柱端頭鋼筋混凝土滯回損傷與抗壓承載力下降的耦合作用，減慢框架柱端頭鋼筋混凝土的滯回損傷演化進程，相應提高了框架柱滯回變形和滯回耗能能力。⑶、所述可側滑抗壓模塊有消能減震作用:采用天然或人工石材制作所述抗壓模塊的各層疊塊體，選材和加工容易，塊體的疊合面分別為不光滑表面和/或分別涂覆有石墨層，使各塊體隨框架柱滯回變形而相對滑移時產生摩擦耗能；此外，抗壓模塊的各層疊塊體側面向外鼓出，抗壓模塊與側面周圈的混凝土、緊貼包裹的環繞層或之間填充的耗能材料也有摩擦耗能或滯回耗能作用。(4)、提高框架結構的抗地震倒塌能力:因框架柱滯回變形能力和抗滯回損傷壓潰能力提高，框架結構的抗地震連續性倒塌能力隨之提高；框架柱耗能能力提高及抗壓模塊起消能減振作用，也有利于削減框架結構的彈塑性地震響應。以下結合附圖及實施例對本專利技術作進一步詳細說明；但本專利技術的一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱不局限于實施例。【附圖說明】圖1是現有技術的框架柱的結構示意圖；圖2是本專利技術的結構示意圖；圖3是本專利技術的抗壓模塊的組成示意圖；圖4是本專利技術的單個塊體的結構示意圖(側面鼓出)；圖5是本專利技術的組合柱的橫截面示意圖一(塊體疊合面為正方形)；圖6是本專利技術的組合柱的橫截面示意圖二(塊體疊合面為長方形)；圖7是本專利技術的組合柱的橫截面示意圖三(塊體疊合面為圓形)；圖8是本專利技術的組合柱的橫截面示意圖四(塊體疊合面為橢圓形)；圖9是本專利技術的組合柱的橫截面示意圖五(塊體疊合面為菱形)；圖10是本專利技術的組合柱的橫截面示意圖六(抗壓模塊側面包括緊貼包裹的環繞層)；圖11是本專利技術的組合柱的橫截面示意圖七(方形抗壓模塊側面包括環繞層，形成內切腔體)；圖12是本專利技術的組合柱的橫截面示意圖八(圓形抗壓模塊側面包括環繞層，形成內切腔體)。【具體實施方式】實施例，請參見圖2-圖12所示(圖2中，標號3所指構件為樓板)，本專利技術的一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱，包括框架柱1，該框架柱I的上下兩端頭處分別內置有可側滑的抗壓模塊2，以在框架柱I滯回損傷區傳遞軸壓力，并阻斷框架柱I滯回損傷演化與框架柱I抗壓承載能力下降的耦合作用；該抗壓模塊2與框架柱I混凝土澆筑一體，形成組合柱。除此，也可以在框架柱I的整根柱體內設置所述可側滑的抗壓模塊，即框架柱I從下端頭至上端頭通體均設置有可側滑的抗壓模塊。作為一種優選，所述抗壓模塊2包括多個疊合面水平的塊體21，該多個塊體21沿所述框架柱I的軸線方向依次層疊組成所述抗壓模塊2，且該抗壓模塊2的中心與框架柱I的軸心(橫截面中心)基本重合，如圖5-圖12所示(圖中，b為框架柱橫截面寬度，h為框架柱高度)。抗壓模塊2的高度H等于或略大于框架柱I橫截面高度h，或抗壓模塊2的高度為樓層底梁頂至同樓層頂梁底(此即框架柱I的整根柱體內設置有可側滑的抗壓模塊2)。這里，各個塊體21的疊合面為水平，包括完全水平和基本水平兩種情況，基本水平是指塊體21疊合面與水平面的傾角誤差范圍為±3°。作為一種優選，所述各個塊體21分別采用天然石材或人工石材加工制作，層疊組成抗壓模塊2后內置于框架柱1，可隨框架柱I的滯回變形而相對滑移，抗壓模塊2是可側滑的，以避免導致框架柱I主要滯回損傷部位轉移。優選例采用花崗巖、大理石或其它高強天然石材等，花崗巖的立方抗壓強度可達100?250MPa，其它一些天然石材有更高的立方抗壓強度，而目前常用混凝土的立方抗壓強度為15?80MPa，故容易選取抗壓強度遠高于框架柱I混凝土數倍的石材,加工制作塊體21并層疊組成抗壓模塊2。作為一種優選，所述各個塊體21的疊合面(承壓面)可加工成正方形、長方形、菱形、圓形或橢圓形，如圖5?圖9所示。作為一種優選實例，塊體疊合面的面積適度取框架柱I橫截面面積的1/8?1/3 ;塊體21的厚度根據柱橫截面高度適度取40mm?IOOmm等。上述抗壓模塊2內置于框架柱I軸心處，其各疊合塊體21的面積適度取框架柱I橫截面積的1/8?1/3，對框架柱I的抗彎剛度及抗彎承載力影響小；抗壓模塊2削減了部分框架柱I橫截面的混凝土面積，但抗壓模塊2對框架柱的斜剪切開裂和沖切有阻礙作用，故對框架柱I的抗剪承載能力也影響小；塊體21的厚度應適度，過大則導致抗壓模塊2側面混凝土對各塊體21的相對側滑產生較大的限制，影響抗壓模塊2的可側滑性質，優選例中具體取塊體21厚度為50mm，如圖4。作為一種優選，所述塊體21的側面分別向外鼓出，目的是進一步本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱，包括框架柱，其特征在于：該框架柱至少在其上下兩端頭處內置有可側滑的抗壓模塊，以在框架柱滯回損傷區傳遞軸壓力，并阻斷框架柱滯回損傷與其抗壓承載能力下降的耦合作用；該抗壓模塊與框架柱混凝土澆筑一體，形成組合柱。

【技術特征摘要】
1.一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱，包括框架柱，其特征在于:該框架柱至少在其上下兩端頭處內置有可側滑的抗壓模塊，以在框架柱滯回損傷區傳遞軸壓力，并阻斷框架柱滯回損傷與其抗壓承載能力下降的耦合作用；該抗壓模塊與框架柱混凝土澆筑一體，形成組合柱。2.根據權利要求1所述的一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱，其特征在于:所述抗壓模塊包括多個疊合面水平的塊體，該多個塊體沿所述框架柱的軸線方向依次層疊。3.根據權利要求1所述的一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱，其特征在于:所述抗壓模塊的側面周圈為所述框架柱混凝土或包括有環繞層。4.根據權利要求2所述的一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱，其特征在于:所述各個塊體的材質分別為天然石材或人工石材。5.根據權利要求2所述的一種抗滯回損傷壓潰的鋼筋混凝土框架柱，其特征在于:所述各個塊體的疊合面分別為正方形、長方形、菱形、圓形和橢...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃慶豐，
申請(專利權)人：華僑大學，
類型：發明
國別省市：福建;35