一种内置粘滞阻尼土工布的柱构件的制作方法

本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种内置粘滞阻尼土工布的柱构件。

背景技术：

消能减震技术是把结构中的某些构件设计成耗能构件，或者在结构某些部位设置耗能构件。目前，比较有效的消能减震方式就是安装粘滞阻尼器。粘滞阻尼器作为一种无需外部能源输入的消能减震装置，被广泛运用于土木工程领域。但是，由于其通常被安装在结构外部，不可避免地受到温度变化、化学腐蚀等影响，从而大大降低了使用寿命，柱作为结构震害主要部位之一，内置阻尼能够在地震发生时对柱起很好的保护作用。

土工布作为一种多功能复合材料，目前在土木工程领域的应用主要集中在滤层、排水、隔离、加筋、防护、防渗这六个方面。碳纤维材料因其强度高、耐腐蚀性好、施工简便、质量轻、与混凝土协同工作等特点，被广泛应用于结构加固中。目前，尚未有技术综合利用土工布、碳纤维、粘滞阻尼的优势，将其制成复合材料运用于柱的制作中。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种具备抗拉、抗撕裂性能，具有优良消能减震功能以及一定结构自愈功能的内置粘滞阻尼土工布的柱构件。

本发明所采用的技术方案是：一种内置粘滞阻尼土工布的柱构件，其特征在于：包括纵筋、箍筋、内置粘滞阻尼土工布、混凝土；

所述内置粘滞阻尼土工布外层为编织土工布，内部为纵横交错的PVC软管，PVC软管内填充粘滞阻尼；

所述内置粘滞阻尼土工布在通过箍筋绑扎好的钢筋笼外表面包裹一层，内置粘滞阻尼土工布与纵筋之间通过胶黏剂粘合，随后浇筑混凝土，使其形成一个整体。

本发明的优点是：

1、粘滞阻尼作为一种消能减震材料，能够在发生地震时最大限度吸收和消耗地震对建筑结构的冲击能量，大大缓解了地震对建筑结构造成的冲击和破坏。

2、本发明将粘滞阻尼置于结构内部，不仅能够减小温度变化、化学腐蚀等因素对粘滞阻尼材料的不利影响，而且可以大大提高建筑的美观度。环氧树脂在常温密闭条件下能够长时间保持液态，可以充分发挥其消能减震作用；当结构破坏时，环氧树脂固化又可以作为裂缝的粘结剂，使结构具有一定的自愈性，大大加强结构的强度和耐久性。

3、碳纤维作为一种优良的加固材料具有基本不增加结构尺寸及自重，抗拉强度高,耐腐蚀、耐久性能好等特点。利用碳纤维包裹钢筋笼进行加固增强了柱的整体性及延性，能有效防止在地震或者突发情况下结构的脆性破坏。同时利用碳纤维土工布的高抗拉强度可以适当减低钢筋的用量以降低结构自重，减弱地震作用。

4、柱子通常在地震作用下存在剪切破坏,几乎没有延性，破坏明显，其主要是由于混凝土强度和箍筋约束不足所导致的, 箍筋约束不足是由配箍不足或没有箍筋, 破坏时箍筋屈服，但纵筋始终未屈服，达到抗剪承载力后柱承担的水平力随变形增大迅速降低, 混凝土出现明显剪切滑移斜裂缝后迅速发生脆性剪切破坏，而在柱的钢筋笼的外表面铺设土工布可以弥补箍筋约束不足的缺点，大大增强柱子整体的延性。同时当强震破坏时，土工布中的环氧树脂流出，可以作为胶黏剂粘结柱子的弯曲和剪切裂缝，防止柱子产生粘结开裂破坏。

附图说明

图1为本发明实施例的柱中内置粘滞阻尼土工布编织方式示意图；

图2为本发明实施例的柱中内置粘滞阻尼土工布横剖面示意图；

图3为本发明实施例的柱中内置粘滞阻尼土工布在柱中布置示意图。

具体实施方法

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2和图3所示，本发明提供的一种内置粘滞阻尼土工布的柱构件，包括纵筋5、箍筋6、内置粘滞阻尼土工布7、混凝土8；内置粘滞阻尼土工布7外层为编织土工布，内部为纵横交错的PVC软管，PVC软管内填充粘滞阻尼；内置粘滞阻尼土工布7在通过箍筋6绑扎好的钢筋笼外表面包裹一层，内置粘滞阻尼土工布7与纵筋5之间通过胶黏剂粘合，随后浇筑混凝土8，使其形成一个整体。

内部为纵横交错的PVC软管包括纵向PVC软管3和横向PVC软管2，PVC软管内填充粘滞阻尼。编织土工布由经线和纬线编织而成，经线和纬线为聚丙烯编织丝及碳纤维丝交织而成的复合丝4， PVC软管直径为5～8mm，纵向和横向间距均为5～10cm，粘滞阻尼为环氧树脂1； 内置粘滞阻尼土工布7的整体厚度为1.5~2cm。

在内置粘滞阻尼钢筋混凝土柱内考虑内置粘滞阻尼土工布与钢筋混凝土共同受力，为了保证土工布有足够的强度又能发挥其消能减震的作用，因此选择PVC软管的直径为5～8mm，纵向和横向的间距均为5～10cm。

环氧—沥青—改性胺作为环氧树脂的一种，当其在密封状态时，能够较长时间地保持液态，因其高粘性的特征，可以充当粘滞阻尼，发挥消能减震的作用。而当其凝固后，具有强度高，耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定，适用于承受强力的结构件粘接的特点，故可对裂缝进行粘合，使结构有一定的自愈性。

聚丙烯结晶度高，结构规整，具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比高密度聚乙烯高，抗弯曲疲劳性强，化学稳定性好；碳纤维自重轻，抗拉强度高,耐腐蚀、耐久性能好，因此编织土工布选择聚丙烯编织丝及碳纤维丝交织而成的复合丝作为材料。

本发明利用粘滞阻尼优良的耗能性来提高预制柱的抗震性能，当遭遇强震结构破坏时，PVC软管内环氧树脂流出，可作为胶黏剂粘结柱的裂缝。通过高强度土工布包裹钢筋笼的方式，加强了柱的整体性可以有效防止其脆性破坏。贴附在钢筋笼上的土工布，还可以分担箍筋的剪力，加强柱的抗剪强度。

由于钢筋笼被土工布包裹，故在浇筑混凝土时，先对钢筋笼内部进行单独浇筑，然后再完成整个柱的浇筑，随后振捣密实。

尽管本说明书较多地使用了环氧树脂1、横向PVC软管2、纵向PVC软管3、聚丙烯编织丝及碳纤维丝交织而成的复合丝4、纵筋5、箍筋6、内置粘滞阻尼土工布7、混凝土8等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。