配置纤维增强复合材料网格筋的高抗剪性能混凝土剪力墙的制作方法

文档序号:17817196发布日期:2019-06-05 21:52
配置纤维增强复合材料网格筋的高抗剪性能混凝土剪力墙的制作方法

本发明属于混凝土结构技术领域,具体涉及一种配置纤维增强复合材料网格筋的高抗剪性能混凝土剪力墙。



背景技术:

近年来,高层建筑迅速发展,为避免高层建筑因抗侧刚度不足成为结构的薄弱环节,钢筋混凝土剪力墙以抗侧刚度大的优势成为此类建筑首选的结构抗侧力部件。但由于楼层高度的限制,高宽比较小的剪力墙经常出现,在地震作用下极易发生脆性的剪切破坏。历史震害也表明,尽管高宽比较大的混凝土剪力墙按照现行规范要求进行截面设计,但在罕遇地震作用下仍然存在因剪力墙抗剪强度不足导致的剪切破坏。

普通钢筋混凝土结构通常易受到温度、湿度变化、氯离子侵蚀等环境因素的影响,混凝土的耐久性失效,加快内部钢筋锈蚀,尤其常见于沿海城市建筑或海洋工程。目前,我国沿海地区的基础设施建设每年投资高达20000亿人民币以上,而维修和加固所投入的费用约占40%,尽管存在外部防腐措施,但无法从根源上解决钢筋锈蚀的问题。

纤维增强复合材料网格筋是由横向纤维筋与纵向纤维筋交叉形成的网格状构造形式。纤维增强复合材料网格筋具有轻质、高强、双向受力、耐腐蚀等优点,在国内外已被广泛应用于结构加固领域。近年来对纤维增强复合材料网格筋增强混凝土构件的研究工作表明,具备高强特性的纤维增强复合材料网格筋在新建混凝土结构中也能发挥作用,提高混凝土构件性能,同时可利用其耐腐蚀特性,减轻或解决钢筋锈蚀问题,增强构件的耐久性。



技术实现要素:

发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种配置纤维增强复合材料网格筋的高抗剪性能混凝土剪力墙,可提升混凝土剪力墙抗剪承载力,简化施工工序并提高结构耐久性。

技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

一种配置纤维增强复合材料网格筋的高抗剪性能混凝土剪力墙,包含纤维增强复合材料网格筋、普通钢筋以及混凝土;所述纤维增强复合材料网格筋水平分布若干;所述普通钢筋沿墙身竖向平行布置若干,与纤维增强复合材料网格筋垂直交叉,共同形成内部增强骨架;所述混凝土在内部增强骨架成型后整体浇筑。

进一步的,所述普通钢筋与纤维增强复合材料网格筋的纵横纤维筋交叉点进行可靠连接。

进一步的,所述纤维增强复合材料网格筋为碳纤维增强复合材料网格筋、玄武岩纤维增强复合材料网格筋、玻璃纤维增强复合材料网格筋或者芳纶纤维增强复合材料网格筋中的任一种。

进一步的,所述纤维增强复合材料网格筋由横向纤维筋和纵向纤维筋相互交叉,整体成型,形成网格结构。

进一步的,所述纤维增强复合材料网格筋的名义横截面积为7mm2的模数,网格筋单肢极限抗拉强度为1800MPa~2400MPa,弹性模量为120~150GPa。

进一步的,纤维增强复合材料网格筋是水平分布筋、箍筋及拉结筋一体化构造,剪力墙暗柱区无需配置箍筋,墙身处无需设置拉结筋。

有益效果:本发明提供的一种配置纤维增强复合材料网格筋的高性能混凝土剪力墙,其内部增强骨架由纤维增强复合材料网格筋和普通钢筋两种不同材料共同组成。钢筋在纤维增强复合材料网格筋的网格节点处(网格内侧)沿墙身竖向布置,并通过有效的连接使二者形成混凝土内部增强骨架,简化了传统布筋和施工工序。纤维增强复合材料网格筋的网格间距、截面面积等参数根据工程设计需求确定。发生地震时,纤维增强复合材料网格筋增强混凝土剪力墙的主拉应力水平分力主要由纤维增强复合材料网格筋承担,利用其高强特性提高构件的抗剪阈值,控制斜裂缝的开展,增大混凝土受压区高度,延缓混凝土压溃,从而提升结构的承载力。在自然环境乃至恶劣环境条件下,纤维增强复合材料因具备耐腐蚀特性,不易被腐蚀,同时也为钢筋提供一定程度的锈蚀防护,提高构件的耐久性。本发明具有构造简单、施工方便、提高构件抗剪承载力和耐久性好等特点。

附图说明

图1为本发明的结构主示意图;

图2为本发明的A-A剖面结构示意图;

图3为普通钢筋混凝土剪力墙与配置碳纤维增强复合材料网格筋的混凝土剪力墙的水平反复加载下的有限元模拟骨架曲线对比图。

其中:1—纤维增强复合材料网格筋;2—普通钢筋;3—混凝土。

具体实施方式

本发明是关于一种配置纤维增强复合材料网格筋的高抗剪性能混凝土剪力墙。本发明所述的高抗剪性能混凝土剪力墙配筋包含纤维增强复合材料网格筋和普通钢筋;纤维增强复合材料网格筋根据剪力墙抗剪性能要求,按照设计间距水平布置,以其特有的网格形状实现对传统钢筋混凝土剪力墙的水平分布筋、箍筋以及拉结筋的统一替代;普通钢筋紧靠纤维增强复合材料网格筋的网格节点沿墙身竖向布置,与节点进行有效连接,形成内部增强骨架;本发明利用纤维增强复合材料以一体化网格的形式实现对沿剪力墙竖向布置普通钢筋的侧向支撑和约束,网格筋特有的构造形式同时也可简化剪力墙的施工工序;本发明利用纤维增强复合材料网格筋的高强特性和耐腐蚀性提高混凝土剪力墙的抗剪性能和构件的耐久性。

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种配置纤维增强复合材料网格筋的高抗剪性能混凝土剪力墙,其构造包含纤维增强复合材料网格筋1、普通钢筋2以及混凝土3;所述纤维增强复合材料网格筋1按照设计间距水平布置,代替常规混凝土剪力墙的水平分布筋、箍筋及拉结筋;所述普通钢筋2紧靠纤维增强复合材料网格筋1的网格节点沿墙身竖向布置,与纤维增强复合材料网格筋1共同形成内部增强骨架;所述混凝土3在内部增强骨架成型后整体浇筑。

作为优选实施例,纤维增强复合材料网格筋1可以为碳纤维增强复合材料网格筋、玄武岩纤维增强复合材料网格筋、玻璃纤维增强复合材料网格筋或者芳纶纤维增强复合材料网格筋。

作为优选实施例,纤维增强复合材料网格筋1由横向纤维筋和纵向纤维筋相互交叉,整体成型,形成网格结构,替代常规混凝土剪力墙中的水平分布钢筋、箍筋以及拉结筋。

内部增强骨架由普通钢筋2和纤维增强复合材料网格筋1两种不同材料构成,其中普通钢筋2提供构件的抗弯能力,纤维增强复合材料网格筋1提高混凝土构件的抗剪性能。

纤维增强复合材料网格筋的名义横截面积为7mm2的模数,网格筋单肢极限抗拉强度为1800MPa~2400MPa,弹性模量为120~150GPa。不同材料生产厂家的生产技术不同,截面面积也会有差异,作为优选的实施例,纤维网格筋名义横截面面积为7mm2的倍数(7,14,21,28,35等)。

实施例

如图1、图2所示,一种配置纤维增强复合材料网格筋的高抗剪性能混凝土剪力墙,其构造包含纤维增强复合材料网格筋1、普通钢筋2以及混凝土3;所述纤维增强复合材料网格筋1按照设计间距水平布置,替代常规混凝土剪力墙的水平分布钢筋、箍筋以及拉结筋;所述普通钢筋2紧靠纤维增强复合材料网格筋1的网格节点沿墙身竖向布置,与纤维增强复合材料网格筋1共同形成混凝土内部增强骨架;所述混凝土3在内部增强骨架成型后整体浇筑。

其中,纤维增强复合材料网格筋1可以为碳纤维增强复合材料网格筋、玄武岩纤维增强复合材料网格筋、玻璃纤维增强复合材料网格筋、芳纶纤维增强复合材料网格筋中的一种。纤维增强复合材料网格筋的网格间距、截面面积等参数根据工程设计需求确定。

图3为普通钢筋混凝土剪力墙与配置碳纤维增强复合材料网格筋的混凝土剪力墙的水平反复加载下的有限元模拟骨架曲线对比图,二者均发生剪切破坏,且除水平筋材形式与配筋率不同外其余条件均一致。其中普通钢筋混凝土剪力墙的水平配筋率为0.396%,碳纤维增强复合材料网格筋水平向筋材配筋率为0.196%。从骨架曲线对比图中可以看出,在几乎同等抗剪强度下,纤维增强复合材料网格筋凭借高抗拉强度特性有效地减少构件的配筋量,在实际工程应用中亦可解决因配筋过多面临的混凝土浇筑困难问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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