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超高韧性砼

发布时间:2021-05-21 15:56人气:

                                                                                               
1)混凝土与型钢之间的粘结滑移降低了结构的抗震性能。国内外试验研究表明,混凝土与型钢的粘结效果仅为光滑圆钢的45%左右,粘结滑移的存在对型钢混凝土的承载力和破坏模式影响很大。粘结破坏的发生通常是由于混凝土开裂引起粘结滑移的发展,但由于普通混凝土的脆性,远远低于型钢的变形能力,使得型钢混凝土粘结滑移现象难以解决。
(2)型钢可以抵抗轴向或偏心压力,但由于型钢主要建在截面中心附近,截面尺寸较小,不能有效进行剪切和弯曲。此外,型钢的翼缘板和腹板不能有效约束外层混凝土。为了提高普通混凝土的延性和强度,进行剪切和弯曲,需要设置一定数量的箍筋和纵筋,但配筋给施工带来很大的不便,尤其是梁柱节点纵筋的施工极其不方便。工程实践表明,型钢混凝土梁柱节点容易发生脆性破坏。
(3)工程实践表明,地震作用下,无论是钢筋混凝土结构还是型钢混凝土组合结构,其混凝土都是脆性破坏,容易被压碎和脱落,纵向钢筋过早屈曲,导致构件强度和延性降低,威胁结构安全。同时,正是因为混凝土的脆性,结构必须用箍筋约束,效果有限。
技术实现的要素:
本发明提供了一种超高韧性混凝土-钢组合结构及其施工方法,克服了背景技术中存在的技术问题,充分发挥了超高韧性混凝土-钢组合结构的优点,扩大了钢材的作用面积,充分发挥了钢材的抗弯、抗剪和抗压能力。
本发明解决技术问题所采用的技术方案之一是:
本发明涉及一种超高韧性混凝土-钢组合结构,包括连接的组合柱和组合梁,组合柱和组合梁由钢与剪力连接件或胶粘剂配合形成预制模具,浇注超高韧性混凝土制成;
型钢包括腹板和翼缘板,超高韧性混凝土浇注在预制模具中,翼缘板贴附在超高韧性混凝土最外边缘,翼缘板与超高韧性混凝土最外边缘之间的距离为20-40毫米。
在优选实施例中,超高韧性混凝土的组分是细砂、水泥、粉煤灰、硅灰、聚乙烯醇纤维和添加剂。
在优选实施例中,型钢是工字钢、十字钢、工字钢、方形钢管或圆形钢管。
在优选实施例中,剪切连接器包括柔性连接器和刚性连接器。
在一个优选的实施例中,柔性连接器是一个铅螺柱、一个环形钢筋、一个倾斜钢筋、一个带有直角钩的短钢筋、一个高强度螺栓或一个角钢。
在优选实施例中,刚性连接器是方形钢连接器、t形连接器或马蹄形连接器。
在优选实施例中,粘合剂是环氧树脂粘合剂或无机材料粘合剂。
本发明解决技术问题所采用的第二种技术方案是超高韧性混凝土-钢组合结构的施工方法,包括以下步骤:
(a)连接剪力连接件或在型钢上涂粘结剂,制作预制模具;
(b)将超高韧性混凝土浇注到预制模具中。
在优选实施例中,粘合剂均匀地涂覆在型钢的表面上。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)本发明的组合结构与组合梁和柱连接,组合梁和柱均形成预制模具,通过配有剪力连接件或胶粘剂的型钢浇注超高韧性混凝土,在大变形情况下仍能保持组合结构的整体性,超高韧性超高韧性混凝土不会剥落,并能承受不低于开裂前的荷载。超高韧性混凝土可以与型钢有更好的粘结,通过剪力连接件或胶粘剂,型钢具有更好的变形协调能力,从而有效减少型钢与混凝土的粘结破坏,进而提高结构的变形能力。
(2)本发明充分发挥了超高韧性混凝土与型钢结合的优势,超高韧性混凝土本身具有优异的拉、剪、压韧性,能有效抵抗剪力,由于材料的高耐久性,能有效降低混凝土保护层厚度。同时,通过扩大型钢的作用面积,可以充分发挥型钢的抗弯、抗剪和抗压能力,同时减小结构的截面面积。由于型钢的作用面积可以扩大,取代了普通混凝土结构和型钢中装配纵肋和箍筋的作用,本发明整体结构简单,简化了施工工艺,降低了成本。
附图简述
将参考附图和实例进一步解释本发明。
图1是根据本发明实施例的梁柱接头的纵向剖视图;
图2是根据本发明实施例的复合柱的横截面视图;
图3是根据本发明实施例的复合梁的横截面视图。
发明详述
例1:
请参考图1至图3,一种超高韧性超高韧性混凝土-钢组合结构,包括连接的组合柱1和组合梁2,组合柱1和组合梁2由型钢与剪力连接件或胶粘剂相匹配的预制模具成型,浇注超高韧性超高韧性混凝土3制成。
叠合柱1和叠合梁2均通过配有剪力连接件或胶粘剂的型钢形成预制模具,浇注超高韧性超高韧性混凝土,在大变形情况下仍能保持叠合结构的整体性。超高韧性超高韧性混凝土不会剥落,能承受不低于开裂前的荷载。超高韧性混凝土可以与型钢有更好的粘结,通过剪力连接件或胶粘剂,型钢具有更好的变形协调能力,从而有效减少型钢与混凝土的粘结破坏,从而提高结构的变形能力。
型钢包括腹板和翼缘板,超高韧性超高韧性混凝土浇注在预制模具中,翼缘板与超高韧性超高韧性混凝土的最外边缘紧密接触,翼缘板与超高韧性超高韧性超高韧性混凝土的最外边缘之间的距离为20-40毫米。
也就是说,在满足保护层和施工要求的前提下,钢材的翼缘板应尽可能靠近混凝土边缘,这样就扩大了钢材的作用面积。通过增大钢材的作用面积,可以充分发挥钢材的抗弯、抗剪和抗压能力,同时可以减小结构的截面面积。由于可以通过扩大型钢的作用面积来代替普通混凝土结构和型钢中装配纵肋和箍筋的功能,因此本发明整体结构简单,简化了施工工艺,降低了成本。。
超高韧性混凝土是一种水泥基材料(也称为超高韧性水泥基复合材料、应变硬化水泥基复合材料、高延性混凝土等)。)掺杂纤维(包括PE纤维、PVA纤维、钢纤维等。),其成分主要包括细砂、水泥、粉煤灰、硅灰、PVA或PE纤维及添加剂。拉伸时具有明显的准应变硬化和多条细裂纹特征,拉伸应变超过
型钢为工字钢、十字钢、工字钢、方钢管或圆钢管,但不限于此。
剪切连接器包括柔性连接器和刚性连接器。柔性连接器是一种铅螺柱、环形钢筋、倾斜钢筋、带有直角钩的短钢筋、高强度螺栓或角钢,但不限于此。刚性连接器是方形钢连接器、T形连接器或马蹄形连接器,但不限于此。
粘合剂是环氧树脂粘合剂。
如图2所示,在本实施例中,组合柱1的型钢采用方钢管11,抗剪连接件12采用铅螺柱。组合柱的柱截面为方形,型钢对称布置。
如图3所示,在本实施例中,组合梁2的型钢为h型钢21,剪力连接件22为带头部的螺柱。
(2)本发明充分发挥了超高韧性混凝土与型钢结合的优势,
如图1所示,在混凝土结构中,h型钢的腹板23通过高强度螺栓4与方形钢管11连接,h型钢的法兰盘24通过对接焊缝5与方形钢管11连接。
该组合结构的施工方法包括以下步骤:
(a)连接剪力连接件或在型钢上涂粘结剂,制作预制模具;
(b)将超高韧性混凝土浇注到预制模具中。
其中粘合剂均匀涂覆在型钢表面。
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