一种金属锁链-钢纤维混凝土梁构件制造技术

本发明专利技术公开了一种金属锁链‑钢纤维混凝土梁构件，该构件为一种由金属锁链‑钢板笼和钢纤维混凝土组成的构件梁，属于钢筋混凝土技术领域。在冲击、爆炸及其他动力荷载作用下具备一定耗能阻裂能力，构件中钢纤维混凝土发挥其变形协调能力，而金属锁链‑钢板笼通过紧密的包裹住钢纤维混凝土，不仅达到了承受动力荷载的目的，还进一步防止了裂缝的产生和发展。该种形式的构件可应用于各种结构形式，既可以在加工厂预制，也可以现场浇筑。从而解决了建筑结构在遭受动力荷载作用下由于构件梁的破坏而导致结构的局部或者整体倒塌的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种金属锁链-钢纤维混凝土梁构件
本专利技术涉及一种针对于建筑结构遭受动力荷载作用下既能实现耗能阻裂能力，又能避免建筑结构由于构件梁的破坏而导致局部倒塌或者整体倒塌等情况发生的梁构件形式，属于钢筋混凝土

技术介绍
近几年来，随着社会经济的发展，城市群落越扩越大，高楼大厦也越建越多。突发的交通事故，偶然的爆炸恐怖袭击，都有可能导致建筑结构在其使用寿命阶段承受强动荷载作用。普通钢筋混凝土构件在承受强动荷载作用时，会产生局部和整体的变形或者破坏。诸如弹体冲击、爆炸冲击或者汽车撞击都可能导致混凝土结构产生侵彻、震塌、贯穿以及冲切等破坏，最终导致建筑结构的局部倒塌或者整体倒塌。这不仅会对人民的生命财产造成极大的损失，也对灾后救援工作产生诸多阻碍。目前绝大多数建筑结构是采用普通钢筋混凝土制成的，通过扎丝将一定数量的纵筋和箍筋绑扎成钢筋笼，然后支护好相应的模板，并浇筑混凝土，在标准条件下养护28天后达到强度要求后即可投入使用，此种类型得钢筋混凝土结构在承受静力荷载作用时尚可满足要求。但是针对于动力荷载，普通混凝土制成的结构构件极易产生大量裂缝或者较大变形，进而导致该结构发生倒塌，因此急需我们开展进一步的研究并需找相应的替换形式。然而对于普通混凝土结构构件在承受动荷载所表现出承载力不足和变形过大等问题，传统的方法一般仅采用更高强度的混凝土、增大配筋率或者采取相应的构造措施，但限于普通钢筋混凝土构件中混凝土变形协调能力不足以及钢筋骨架与混凝土之间的握裹力有限，单纯的采用高强度混凝土、增大配筋率并不能充分而有效的提高构件抵抗动力荷载的能力，更不能改善普通混凝土结构构件的破坏模式。为了改善这种情况，本专利技术通过对普通钢筋混凝土构件梁进行改造，采用钢纤维混凝土，用金属锁链-钢板骨架替代传统的混凝土梁构件中的钢筋骨架，加入钢纤维可提高混凝土的变形协调能力，金属锁链-钢板骨架可使构件具有较大的抗弯折能力，并阻止较大裂缝的产生和发展，其在动荷载作用下满足构造要求，具有足够的耗能阻裂能力，而且能够在动荷载作用下提供给建筑结构足够大的刚度，减轻建筑结构的破坏程度。从而使该新型梁构件不仅能够抵御正常的静力荷载，而且在爆炸、冲击等动荷载作用下也能充分实现耗能阻裂，避免建筑结构由于构件梁的破坏而导致局部或者整体倒塌的现象发生。
技术实现思路
为了改善普通钢筋混凝土梁构件在承受动荷载所表现出大变形及产生剪切破坏的情况发生，且简单通过采用高强度的混凝土以及增大配筋率并不能有效的提高钢筋混凝土构件梁的抗冲击能力，本专利技术通过对普通钢筋混凝土构件梁进行改造，采用一种金属锁链-钢板骨架代替传统的钢筋骨架，并用钢纤维混凝土代替普通混凝土，从而组成一种新的金属锁链—钢纤维混凝土梁构件。相比于传统的普通钢筋混凝土梁构件，本专利技术不仅能够抵御正常的静力荷载，而且在爆炸、冲击等动力荷载作用下也能充分实现耗能阻裂，避免建筑结构由于构件梁的破坏而导致局部或者整体倒塌的现象发生。从而解决了普通钢筋混凝土梁构件遭受动力荷载所表现出的抵抗力不足问题，并且更适用于爆炸、冲击等工况。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：一种金属锁链-钢纤维混凝土梁构件，该构件包括箍筋锁链1、主筋锁链2、端承钢板3、吊环螺钉4、不锈钢扎带5、钢纤维混凝土6。主筋锁链2的两端通过吊环螺钉4固定在带有螺纹孔的端承钢板3上，形成一个钢筋混凝土梁构件中钢筋笼形式的金属锁链-钢板笼结构，使用箍筋锁链1按照预设的间距布置在金属锁链-钢板笼结构中间用以替代钢筋混凝土梁构件中的箍筋，箍筋锁链1与主筋锁链2通过不锈钢扎带5进行连接，对金属锁链-钢板笼结构进行固定并支护，使得主筋锁链2处于伸直拉紧状态，用钢纤维混凝土6按照相应的尺寸对此金属锁链-钢板笼进行浇筑，标准条件下养护28天，形成金属锁链-钢纤维混凝土梁构件。吊环螺钉4的一端连接于端承钢板3上，另一端的吊环与主筋锁链2连接；充当箍筋作用的箍筋锁链1通过不锈钢扎带箍在4根主筋锁链2上，类似于钢筋混凝土中箍筋的作用，充当箍筋作用的箍筋锁链1间距为100mm或200mm，具体按照工程实际的要求进行调整。钢纤维混凝土6是混凝土中添加钢纤维进行配置而成，混凝土与钢纤维的配合比根据结构需要进行设计。构件梁中钢纤维混凝土6通过由箍筋锁链1、主筋锁链2、端承钢板3、吊环螺钉4以及不锈钢扎带5组成的金属锁链-钢板笼被牢固的箍在一起，在承受动荷载作用时，钢纤维混凝土力学性能优于普通混凝土，而金属锁链-钢板笼相比于普通钢筋混凝土中的钢筋笼拥有更大的粘合力，两者工作协同能力更强。除此之外，金属锁链-钢板笼两侧的钢板，限制金属锁链-钢纤维混凝土梁构件在承受动力荷载时纵向的变形。连接两钢板的纵向金属锁链根据受力要求选用不同的型号，纵向金属锁链的数量不小于4根，用于作为箍筋的箍筋锁链设计为不同的间距。金属锁链-钢纤维混凝土梁构件是加工厂的预制方式，或者是施工现场现浇方式，在外部动力荷载作用下，避免了由于梁构件破坏而引起结构的倒塌现象的发生。钢纤维混凝土根据使用要求进行设计，钢纤维的类型为直勾型或端钩型等，钢纤维的含量为不小于0.5％。该构件可用于各种建筑结构来提高其抵御动荷载的能力，钢纤维混凝土6在承受动力荷载时表现出优异的变形协调能力，而金属锁链-钢板笼具有大的表面积，从而与钢纤维混凝土基体间产生大的握裹力，进而保证梁构件的各部分在外力作用下协调变形，避免发生过大的变形或者产生较大的裂缝，因此可有效避免结构在遭受动荷载时由于梁构件破坏而导致结构倒塌现象的发生。本专利技术的功能如下：本专利技术中的金属锁链-钢板笼，起主筋作用的金属锁链2用吊环螺钉4固定在端承钢板3之上，起箍筋作用的箍筋锁链1用不锈钢扎带5按照相应的间距固定在主筋锁链2上，箍筋锁链箍在主筋锁链上，主筋锁链又固定在端承钢板上，各部件紧密连接，刚度迅速增大，从而增强构件的耗能阻裂能力，抵抗动荷载的能力明显增强。金属锁链-钢纤维混凝土梁构件中的金属锁链-钢板笼，其中主筋锁链采用美标NACM90锁链，箍筋锁链采用美标NACM84锁链，连接螺栓采用M20国标吊环螺钉，端承钢板采用Q345B钢板，这些钢材强度高、弹性好、淬透性高、塑性和韧性也比平常钢材好，在冲击、爆炸或动力荷载作用下，具有较强的抗拉强度、抗压强度、弹性极限等，使本专利技术能更有效发挥其作用。采用一定配合比设计的钢纤维混凝土6对金属锁链-钢板笼进行浇筑，在标准条件养护28天后形成本专利技术所述的金属锁链-钢纤维混凝土梁构件。在动荷载作用下，钢纤维混凝土发挥出优异的变形协调能力，而金属锁链-钢板骨架将混凝土基体紧紧箍在一起，使得本专利技术所述的金属锁链-钢纤维混凝土梁构件能最大程度抵抗爆炸、冲击等动力荷载。将本专利技术的金属锁链-钢纤维混凝土梁构件使用在建筑结构中，与其他构件一起发挥作用，动荷载作用下其表现出较好的力学性能，钢纤维混凝土的变形协调能力相比于普通混凝土更强，金属锁链-钢板骨架与钢纤维混凝土的结合使得构件的刚度更大，耗能阻裂能力更强，从而降低了普通混凝土构件在遭受动力荷载作用时发生剪切破坏的可能性。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：1)本专利技术将金属锁链-钢板骨架与钢纤维混凝土结合起来，与建筑结构其他构件协同工作，不仅使得构件梁具有耗能阻裂的能力，还可以确保结构在遭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属锁链‑钢纤维混凝土梁构件，其特征在于：该构件包括箍筋锁链(1)、主筋锁链(2)、端承钢板(3)、吊环螺钉(4)、不锈钢扎带(5)、钢纤维混凝土(6)；主筋锁链(2)的两端通过吊环螺钉(4)固定在带有螺纹孔的端承钢板(3)上，形成一个钢筋混凝土梁构件中钢筋笼形式的金属锁链‑钢板笼结构，使用箍筋锁链(1)按照预设的间距布置在金属锁链‑钢板笼结构中间用以替代钢筋混凝土梁构件中的箍筋，箍筋锁链(1)与主筋锁链(2)通过不锈钢扎带(5)进行连接，对金属锁链‑钢板笼结构进行固定并支护，使得主筋锁链(2)处于伸直拉紧状态，用钢纤维混凝土(6)按照相应的尺寸对此金属锁链‑钢板笼进行浇筑，标准条件下养护28天，形成金属锁链‑钢纤维混凝土梁构件。

【技术特征摘要】
1.一种金属锁链-钢纤维混凝土梁构件，其特征在于：该构件包括箍筋锁链(1)、主筋锁链(2)、端承钢板(3)、吊环螺钉(4)、不锈钢扎带(5)、钢纤维混凝土(6)；主筋锁链(2)的两端通过吊环螺钉(4)固定在带有螺纹孔的端承钢板(3)上，形成一个钢筋混凝土梁构件中钢筋笼形式的金属锁链-钢板笼结构，使用箍筋锁链(1)按照预设的间距布置在金属锁链-钢板笼结构中间用以替代钢筋混凝土梁构件中的箍筋，箍筋锁链(1)与主筋锁链(2)通过不锈钢扎带(5)进行连接，对金属锁链-钢板笼结构进行固定并支护，使得主筋锁链(2)处于伸直拉紧状态，用钢纤维混凝土(6)按照相应的尺寸对此金属锁链-钢板笼进行浇筑，标准条件下养护28天，形成金属锁链-钢纤维混凝土梁构件。2.根据权利要求1所述的一种金属锁链-钢纤维混凝土梁构件，其特征在于：吊环螺钉(4)的一端连接于端承钢板(3)上，另一端的吊环与主筋锁链(2)连接。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚云龙，李亮，吴俊，吴文杰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11