装配式重约束PRC框架柱制造技术

本实用新型专利技术涉及建筑结构抗震领域，特别涉及一种装配式重约束PRC框架柱，圆形截面的框架柱，其中心设置预应力PC钢棒，其边缘均布主筋；主筋上设置螺旋箍筋，框架柱的端部设置端部螺旋箍筋，预应力PC钢棒贯穿端部螺旋箍筋，混凝土填充框架柱，预应力PC钢棒两端设置预应力垫板预紧框架柱，预应力垫板通过两端的螺母预紧。本实用新型专利技术设计的装配式重约束PRC框架柱，通过有效布置承重构件，提高柱子的箍筋对混凝土的约束力，增强柱子的设计承载力，增大柱子的变形能力，加大柱子层间变位角值，从而提高柱子的抗震性能。提高柱子的抗震性能。提高柱子的抗震性能。

【技术实现步骤摘要】
装配式重约束PRC框架柱


[0001]本技术涉及建筑结构抗震领域，特别涉及一种装配式重约束PRC框架柱。

技术介绍

[0002]1995年在日本兵库县南部地震(阪神大地震)中，由于Piloti结构建筑(底层大空间框架结构)遭受了很大的破坏，分析表明：在兵库县南部地震中造成 Piloti结构建筑多起灾害的原因是RC柱的水平箍筋严重不足，同时，现行抗震设计规范中柱子一般都会选用方形柱子，方形箍筋对于混凝土的约束作用极小，因此，柱子设计承载力及较低，且柱子的层间位移角设计值为1/200(中国建筑抗震设计规范规定)，变形能力较小。因此急需采用重约束框架柱的结构以提高其抗震性能。

技术实现思路

[0003]为解决
技术介绍
中提到框架柱的抗震性能不足的问题，本技术展示了一种装配式重约束PRC框架柱。
[0004]为实现上述目的，现提供技术方案如下：
[0005]一种装配式重约束PRC框架柱，圆形截面的框架柱，其中心设置钢棒，其边缘均布主筋；主筋上设置螺旋箍筋，框架柱的端部设置端部螺旋箍筋，钢棒贯穿端部螺旋箍筋，混凝土填充框架柱，钢棒两端设置预应力垫板预紧框架柱。
[0006]进一步的，在柱头和柱脚处密布螺旋箍筋。
[0007]进一步的，柱头和柱脚处的螺旋箍筋间距小于二分一倍的框架柱中间处螺旋箍筋间距，螺旋箍筋间距小于等于5cm。
[0008]进一步的，所述钢棒为预应力PC钢棒。
[0009]进一步的，所述螺旋箍筋的钢筋直径大于等于13mm。
[0010]进一步的，所述主筋的直径大于等于25mm。
[0011]进一步的，所述混凝土的强度不低于50N/mm2。
[0012]进一步的，预应力垫板通过两端的螺母预紧。
[0013]本技术的有益效果：
[0014]1、本技术设计的装配式重约束PRC框架柱，通过有效布置承重构件，提高柱子的箍筋对混凝土的约束力，增强柱子的设计承载力，增大柱子的变形能力，加大柱子层间变位角值，从而提高柱子的抗震性能。
[0015]2、本技术设计的装配式重约束PRC框架柱，整体采用圆柱形，柱子箍筋采用圆形螺旋箍筋，螺旋箍筋在柱头柱脚处加密布置可以提高柱子的承载力及变形能力；柱子纵向筋采用预应力PC钢棒+主筋的形式，增加预应力PC钢棒可以提高柱子抗震变形后的恢复能力；柱子在工厂预制而成，避免现场制作带来的环境污染及材料浪费问题。
附图说明
[0016]图1为装配式重约束PRC框架柱的结构主视图；
[0017]图2为装配式重约束PRC框架柱的图1A
‑
A断面图；
[0018]图3为装配式重约束PRC框架柱的施加预应力的构件结构图；
[0019]其中：1、主筋；2、螺旋箍筋；3、钢棒；4、螺母；5、预应力垫板；6、端部螺旋箍筋。
具体实施方式
[0020]为使本领域技术人员更加清楚和明确本技术技术方案，下面结合附图对本技术技术方案进行详细描述，但本技术的实施方式不限于此。
[0021]1、设计方案：
[0022]一种装配式重约束PRC框架柱，圆形截面的框架柱，其中心设置钢棒3，其边缘均布主筋1；主筋1上设置螺旋箍筋2，框架柱的端部设置端部螺旋箍筋6，钢棒3贯穿端部螺旋箍筋6，混凝土填充框架柱，钢棒3两端设置预应力垫板5 预紧框架柱，预应力垫板5通过两端的螺母4预紧。
[0023]在柱头和柱脚处密布螺旋箍筋2，可以提高柱子抗震变形后的恢复能力。进一步的，柱头和柱脚处的螺旋箍筋2间距小于二分一倍的框架柱中间处的螺旋箍筋间距，螺旋箍筋间距5cm以下最合适。
[0024]进一步的，具体方案为，钢棒3采用为预应力PC钢棒，预应力PC钢棒良好的力学性能，具有刚强度韧性、低松弛性、与混凝土握裹力强。所述螺旋箍筋2 的钢筋直径大于13mm。所述主筋1的直径大于25mm。所述混凝土的强度不低于50N/mm2。
[0025]2、方案分析
[0026]方形箍筋柱脆弱原因：由于方形箍筋约束力的不足致使柱内应力外泄，柱顶部和柱脚部开始破坏时混凝土会碎片化破坏。
[0027]如果采用间距小的螺旋箍筋2的话，外泄的内应力就可以被约束住。因此，所谓“重约束柱”，就是将柱子的水平箍筋设计成螺旋箍筋2，并在柱头和柱脚的塑性铰区域内密布螺旋箍筋2，螺旋箍筋间距5cm以下最合适，这样设计的柱子称之为“重约束柱”。
[0028]混凝土强度、钢筋强度和普通框架柱相同的条件下，将柱子的截面形式改为圆形、水平箍筋变成螺旋箍筋2，柱头柱脚加密布置螺旋箍筋、柱子的主筋1数量和位置不变，在柱子内设置钢棒3可以加载预应力，然后再在工厂将柱子直接制作成型后施加预应力，整个柱子的抗震性能就发生了巨大变化。经试验验证：柱子的承载能力是普通柱子的10倍以上；其变形能力，柱子的层间变位角设计值可设定为1/30～1/50(远大于普通柱子的1/200)；由于柱子内设置了预应力钢棒，使得震后，柱子变形可完全恢复。
[0029]3、重约束PRC柱的大变形能力实验：
[0030]实验体对象为直径为35cm的圆形重约束PRC框架柱嵌入梁内的T型实验体。实验体的实验参数为水平补强筋的量、主筋直径、柱断面全钢材量相关的压着系数、轴力的大小、以及加载各阶段的反复次数等。根据以上的参数的变化，实施了共计20台实验体的实验。
[0031]实验结果分析
[0032]滞回曲线为重约束PRC柱的大变形能力实验的典型曲线。
[0033]这个实验，是采用圆形的螺旋箍筋直径是13mm、螺旋箍筋间距为5cm。最大变形为
止的超大载荷实验结果。纵轴为荷载，横轴为变位。
[0034]变形能力，本实验柱的最大变位达到构件长度的1/10。就层高为3米柱子来说，即使相应2层柱端水平移动了30cm也没有问题的。这跟通常的隔震装置建筑物具有同等性能。而对于普通的角形钢筋混凝土柱来说变位角达到1/50时就已经是危险区域了。
[0035]以上实验结果证明了，这样的重约束柱子的最大变形能力能够达到变位角 1/10，因此考虑安全系数，建议重约束柱的设计用最大层间变位角取值1/30～ 1/50。
[0036]以上所述，仅是本技术的最佳实施例而已，并非对本技术的任何形式的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围的情况下利用上述揭示的方法和内容对本技术做出的许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装配式重约束PRC框架柱，其特征在于：圆形截面的框架柱，其中心设置钢棒，其边缘均布主筋；主筋上设置螺旋箍筋，框架柱的端部设置端部螺旋箍筋，钢棒贯穿端部螺旋箍筋，混凝土填充框架柱，钢棒两端设置预应力垫板预紧框架柱。2.根据权利要求1所述的装配式重约束PRC框架柱，其特征在于：在柱头和柱脚处密布螺旋箍筋。3.根据权利要求2所述的装配式重约束PRC框架柱，其特征在于：柱头和柱脚处的螺旋箍筋间距小于二分一倍的框架柱中间处螺旋箍筋间距，螺旋箍筋间距小于等于5cm。4.根据权利要求1所述的装配式重约束PRC框架柱，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木计夫，张峻然，
申请(专利权)人：青岛青泰建筑科技有限公司，
类型：新型
国别省市：