專利名稱：區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，屬于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不考慮鋼筋對梁的約束作用，對柱子的約束作用也是作為整體約束考慮的。通常情況下混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用時，其各部位及截面各部分受力不均勻，而整體約束沒有區(qū)分不同的應(yīng)受力狀況，沒有將約束鋼筋集中布置在需要約束強(qiáng)度大的受壓區(qū)或剪壓區(qū)，因此降低了約束的效果；傳統(tǒng)的約束強(qiáng)調(diào)箍筋的作用，對縱向鋼筋對約束的貢獻(xiàn)重視程度不夠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)度高、延性好的區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的它在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的縱向鋼筋及橫向箍筋中通過設(shè)置區(qū)域約束鋼筋使混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件及截面形成區(qū)域約束，以提高混凝土的強(qiáng)度及延性，改善結(jié)構(gòu)抗震性能，其形成每個區(qū)域約束的區(qū)域約束鋼筋都由縱向鋼筋、縱向約束鋼筋及約束箍筋圍合而成。
具體的說，它在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的橫向箍筋之間配置約束箍筋，并在縱向鋼筋之間配置有與約束箍筋連接的縱向約束鋼筋，使由縱向鋼筋、縱向約束鋼筋和約束箍筋所圍成的區(qū)域小于由縱向鋼筋和橫向箍筋所圍成的區(qū)域，即它采用縱向鋼筋、縱向約束鋼筋和約束箍筋將原混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的由縱向鋼筋和橫向箍筋所圍成的區(qū)域分割成兩個或兩個以上的區(qū)域約束，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度及延性。
本發(fā)明在現(xiàn)有的約束混凝土的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了區(qū)域約束的概念和方法，將鋼筋對混凝土的約束由整體化為整體與區(qū)域結(jié)合。區(qū)域約束混凝土在整體約束的基礎(chǔ)上通過配置區(qū)域約束鋼筋，加強(qiáng)了受壓區(qū)及剪壓區(qū)的約束。區(qū)域約束一是強(qiáng)調(diào)了箍筋與縱筋的整體效應(yīng)，二是強(qiáng)調(diào)對受壓及剪壓區(qū)的約束強(qiáng)度，本發(fā)明強(qiáng)調(diào)對壓應(yīng)力及剪壓應(yīng)力大的部分進(jìn)行約束，因此既提高了約束的效果也節(jié)約鋼筋的用量。在不增加成本的情況下，提高混凝土梁、柱的承載力30％以上，而且大幅度提高了構(gòu)件的延性性能。與普通約束混凝土構(gòu)件相比，本發(fā)明區(qū)域約束混凝土構(gòu)件的破壞型式發(fā)生了巨大的變化，在破壞后仍然有很大的承載力，可大幅度降低地震效應(yīng)，具有良好的抗震性能。


附圖1為本發(fā)明的區(qū)域約束鋼筋混凝土梁的鋼筋配置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明的區(qū)域約束鋼筋混凝土柱的鋼筋配置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例1在普通混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的橫向箍筋之間設(shè)置約束箍筋，并在縱向鋼筋之間配置縱向約束鋼筋，縱向約束鋼筋捆扎或焊接在約束箍筋上，這樣縱向鋼筋、縱向約束鋼筋和約束箍筋就將原混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的由縱向鋼筋和橫向箍筋所圍成的區(qū)域分割成兩個或兩個以上的區(qū)域約束，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度及延性。
本發(fā)明的實施例2如附圖1所示，區(qū)域約束混凝土構(gòu)件為鋼筋混凝土梁4，由于鋼筋混凝土梁4的主要受壓區(qū)域在梁的中部，其主要受剪切力的區(qū)域在梁兩端。因此，對鋼筋混凝土梁4，在梁4中部的橫向箍筋2之間以及梁兩端橫向箍筋2之間配置矩形的約束箍筋3，約束箍筋3位于橫向箍筋2的上半部位置，并在約束箍筋3內(nèi)的2根縱向鋼筋1之間配置2根縱向約束鋼筋6(該鋼筋兼有抗裂、抗扭及架立鋼筋作用)，將縱向約束鋼筋6捆扎或焊接在約束箍筋3上，使約束箍筋3與2根縱向鋼筋1和2根縱向約束鋼筋6形成約束區(qū)域(調(diào)整約束箍筋3的間距可以獲得預(yù)期的混凝土強(qiáng)度及延性提高幅度)。其中所用的約束箍筋3為彎勾箍或閃光對焊箍。
本發(fā)明的實施例3如附圖2所示，區(qū)域約束混凝土構(gòu)件為鋼筋混凝土柱，由于鋼筋混凝土柱5受偏壓荷載作用時，其受壓區(qū)在截面一側(cè)，采用對稱配筋方式，在制作區(qū)域約束混凝土構(gòu)件時，在鋼筋混凝土柱5的橫截面四側(cè)的設(shè)置4個矩形的約束箍筋3，并在每個約束箍筋3內(nèi)的縱向鋼筋1之間配置縱向約束鋼筋6，將縱向約束鋼筋6綁扎或焊接在約束箍筋3上，4個矩形的約束箍筋3、縱向鋼筋1和縱向約束鋼筋6將鋼筋混凝土柱分割成4個強(qiáng)約束區(qū)域(圖中I區(qū))及強(qiáng)約束區(qū)間的弱約束區(qū)域(圖中II區(qū))。其中約束箍筋3綁扎在縱向鋼筋1和縱向約束鋼筋6上，并每隔1m設(shè)置一橫向箍筋2，用于控制截面形狀，所用的約束箍筋3為彎勾箍或閃光對焊箍。
權(quán)利要求
1.一種區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，其特征在于它在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的縱向鋼筋及橫向箍筋中通過設(shè)置區(qū)域約束鋼筋使混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件及截面形成區(qū)域約束，以提高混凝土的強(qiáng)度及延性，改善結(jié)構(gòu)抗震性能，其形成每個區(qū)域約束的區(qū)域約束鋼筋都由縱向鋼筋、縱向約束鋼筋及約束箍筋圍合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，其特征在于它在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的橫向箍筋之間配置約束箍筋，并在縱向鋼筋之間配置有與約束箍筋連接的縱向約束鋼筋，使由縱向鋼筋、縱向約束鋼筋和約束箍筋所圍成的區(qū)域小于由縱向鋼筋和橫向箍筋所圍成的區(qū)域，即它采用縱向鋼筋、縱向約束鋼筋和約束箍筋將原混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的由縱向鋼筋和橫向箍筋所圍成的區(qū)域分割成兩個或兩個以上的區(qū)域約束，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度及延性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種區(qū)域約束混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，它在混凝土構(gòu)件中配置了區(qū)域約束鋼筋，其區(qū)域約束鋼筋由縱向鋼筋、縱向約束鋼筋及約束箍筋組成。區(qū)域約束鋼筋將構(gòu)件分割成小的約束區(qū)域，在每個約束區(qū)域四角都配有縱向鋼筋或縱向約束鋼筋，并與約束箍筋連接，形成整體約束與區(qū)域約束相結(jié)合的約束方式，而每個小約束區(qū)域都有較整體約束更高的約束強(qiáng)度，從而有效提高混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度及延性；本發(fā)明改變了混凝土構(gòu)件的破壞型式，構(gòu)件破壞后仍然有很大的承載力，這種變化既可以大幅度降低地震效應(yīng)，又能體現(xiàn)大震不倒的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則，具備了良好的抗震性能。
文檔編號E04C5/06GK1730859SQ200510200499
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者曹新明 申請人:貴州大學(xué)