高强箍筋增强的pva-ecc钢筋混凝土z形柱框架节点的制作方法
【专利摘要】一种高强箍筋增强的PVA?ECC钢筋混凝土Z形柱框架节点，包括Z形柱和框架梁，所述Z形柱和框架梁的连接处为节点核心区，所述Z形柱节点核心区为浇筑PAV?ECC材料形成的复合区域，在Z形柱和两侧连接的框架梁为浇筑混凝土区域，所述复合区域与框架梁内浇筑的混凝土区域的分界面距离梁柱交界面1.1倍梁高。本实用新型提供一种有效提高抗震性能的高强箍筋增强的PVA?ECC钢筋混凝土Z形柱框架节点。
【专利说明】
高强箍筋増强的PVA-ECC钢筋混凝土 Z形柱框架节点
技术领域
[0001]本实用新型属于钢筋混凝土建筑结构技术领域，涉及一种采用高强箍筋增强的聚乙烯醇纤维水泥基复合材料(PVA-ECC)的现浇钢筋混凝土 Z形柱框架节点。【背景技术】
[0002]截面几何形状为T形、L形、Z形和十字形，且截面肢高肢厚比不大于4的柱称为异形柱。由钢筋混凝土异形柱和梁组成的结构称为钢筋混凝土异形柱框架结构。异形柱框架结构中以T形、L形、Z形和十字形截面柱代替钢筋混凝土框架结构中的矩形柱，通常角柱为L 形、边柱为T形、中柱为十字形截面，当柱网轴线发生偏移时，通常采用Z形截面柱作为转换柱，钢筋混凝土Z形柱已经被广泛应用于多层和高层住宅建筑中；在异形柱结构中，由于柱肢厚与填充墙厚度相同，可使室内不出现外凸的柱棱角，从而节省建筑空间，改善建筑观瞻效果，为建筑设计及使用功能提供灵活性和方便性;该结构还结合墙体改革，采用了具有保温，隔热，轻质，高效的墙体材料作为框架的填充墙和内隔墙，代替传统的烧结普通砖墙，以贯彻国家关于节约能源，节约土地，利用废料，保护环境的基本国策。
[0003]国内外大量研究表明，钢筋混凝土结构中的框架节点是重要的传力枢纽，是结构抗震中的薄弱环节，梁柱节点破坏是引起建筑物倒塌的主要原因之一。而钢筋混凝土异形柱框架由于框架节点处钢筋密集，导致混凝土振捣密实困难，以至使异形柱结构结构节点比矩形柱框架结构节点显得更加薄弱，其震害更加严重，从而限制了异形柱结构的应用总高度。
【发明内容】
[0004]为了克服已有钢筋混凝土 Z形柱节点的抗震性能薄弱的不足，本实用新型提供一种有效提高抗震性能的高强箍筋增强的PVA-ECC钢筋混凝土 Z形柱框架节点。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种高强箍筋增强的PVA-ECC钢筋混凝土Z形柱框架节点，包括Z形柱和框架梁，所述Z形柱和框架梁的连接处为节点核心区，所述Z形柱节点核心区和相邻1.1倍梁高范围的框架梁为浇筑PAV-ECC材料形成的复合区域，在Z形柱和两侧连接的框架梁为浇筑混凝土区域，所述复合区域与框架梁内浇筑的混凝土区域的分界面距离梁柱交界面1.1倍梁高。
[0007]进一步，所述Z形柱节点核心区中，柱高强箍筋与柱纵筋绑扎成钢筋骨架，梁纵筋的端部分别与所述钢筋骨架绑扎。
[0008]本实用新型的技术构思为:工程用水泥基复合材料(Engineered Cementit1ns Composites，简称ECC)，通过优化基体、纤维和基体界面的基本性能以及三者之间的相互作用，使聚乙烯醇纤维(Polyvinyl Alcohol，简称PVA)在参量不大于2%下，仍具有应变硬化的受拉特性和良好的裂缝分散能力，可显著提高结构的力学性能、耐久性和抗震性能，具有较广泛的推广应用前景。
[0009]PVA-ECC是一种具有应变硬化特性和优良开裂性能的高韧性纤维增强水泥基复合材料，它的特点是具有超高韧性其宏观极限拉应变值大于3 %，在极限拉应变时该材料的平均裂缝宽度可控制在lOOMi以内。微观结构的优化处理可使PVA-ECC的纤维体积含量不大于 2% 1VA-ECC的基本性能与混凝土相比:具有更好的抗震性能、抗剪承载力和抗剪切变形能力，且具有良好的延性、微裂缝宽度控制特性以及耐久性。本实用新型利用PVA-ECC代替Z形柱框架节点核心区及与两侧相连梁距梁柱交界面1.1倍梁高范围内混凝土，用高强箍筋代替Z形柱框架节点的普通强度箍筋，能够很好改善钢筋混凝土 Z形柱框架节点抗震性能薄弱的问题。
[0010]本实用新型的有益效果主要表现在:钢筋混凝土Z形柱节点采用高强箍筋约束 PVA-ECC，在较大的位移下仍能保证足够的受剪承载力，延缓了主斜裂缝的出现，提高了节点的剪切变形和耗能能力，从而提高异形柱框架结构的整体抗震性能。【附图说明】
[0011]图1是本实用新型高强箍筋增强的PVA-ECC钢筋混凝土 Z形柱框架节点的截面侧视图。
[0012]图2是本实用新型高强箍筋增强的PVA-ECC钢筋混凝土 Z形柱框架节点的截面俯视图，其中，填充部位钢筋混凝土Z形柱框架节点区及相邻1.1倍梁高范围采用PVA-ECC材料浇筑，未填充部位梁柱采用高强混凝土浇筑。【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0014]参照图1和图2，一种高强箍筋增强的PVA-ECC钢筋混凝土Z形柱框架节点，包括Z形柱1和框架梁3,所述Z形柱1和框架梁3的连接处为节点核心区2,所述Z形柱节点核心区2和相邻1.1倍梁高范围的框架梁为浇筑PAV-ECC材料形成的复合区域5,在Z形柱1和两侧连接的框架梁4为浇筑混凝土区域，所述复合区域与框架梁内浇筑的混凝土区域的分界面距离梁柱交界面1.1倍梁高。[〇〇15]高强箍筋增强的PVA-ECC钢筋混凝土 Z形柱框架节点用于连接钢筋混凝土异形柱1 和框架梁3(图1未填充部分)，高强箍筋增强的PVA-ECC钢筋混凝土 Z形柱框架节点核心区2 及相邻1.1倍梁高范围同时浇筑施工而成。施工时，先按钢筋混凝土Z形柱梁柱节点施工方法绑扎钢筋骨架和安装模板，浇筑时高强混凝土和PVA-ECC共同浇筑振捣，振捣密实后撤去两者分界处预留挡板，待二者自由混合后即为高强箍筋增强的PVA-ECC钢筋混凝土 Z形柱框架节点。
[0016]本实施例中，节点所用PVA-ECC的组成材料包括PVA纤维、水泥、石英砂、水、I级粉煤灰、聚羧酸高效减水剂和消泡剂，水胶比不大于0.251VA纤维体积参量不大于2%，所用 PVA纤维的抗拉强度大于1600MPa、延伸率大于6%、受拉弹性模量大于40GPa、长度为12mm和直径为39ym。
[0017]本实施例中，节点所用箍筋的极限抗拉强度标准值不低于lOOON/mm2,梁、柱纵筋均为HRB500级钢筋，混凝土为强度等级一般不低于C50的高强混凝土。
[0018]施工步骤如下:首先绑扎钢筋，在钢筋绑扎过程中应注意保证钢筋的型号、数量、 位置的正确以及《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)和《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ149-2006)要求的连接锚固构造措施等。[〇〇19]之后进行模板的制作，由于Z形柱柱肢较薄，模板尺寸较小，保护层厚度亦较正常施工难以控制，因此对施工精度要求较高。
[0020]模板支护完毕后进行混凝土和节点核心区及相邻1.1倍梁高范围内PVA-ECC的浇筑。施工中注意梁柱节点混凝土和PCA-ECC交界处预先采用挡板进行隔离，挡板距离梁柱交界面1.1倍梁高，Z形柱和两侧相连的框架梁的混凝土采用商品高强混凝土直接浇筑。
[0021]制备PVC-ECC，其搅拌方法可采用后加PVA法，先将固态组分水泥、粉煤灰、石英砂干搅，然后与液体组分水、聚羧酸高效减水剂和消泡剂湿搅得到均匀的砂浆拌合物后再加入PVA纤维进行搅拌，直至搅拌均匀。应注意搅拌物搅拌过程中应严格控制用水量，其水胶比应控制小于0.25。纤维加入前，应将结团的纤维用手撕扯均匀，然后慢慢加入搅拌机内， 不能一次性倒入，以防纤维结团造成分散性不好，且PVA纤维的体积率应控制在2%以内。人工浇筑PVA-ECC，PVA-ECC和混凝土分别浇筑和振捣完毕后，拔出挡板，再对PVA-ECC和混凝土边界处进行轻微振捣，使两者充分混合。[〇〇22]在建造过程中，高强箍筋增强的PVA-ECC钢筋混凝土Z形柱节点与钢筋混凝土异形柱节点的施工工艺基本相同，仅在钢筋混凝土Z形柱框架节点部位及与两侧相连梁距柱1.1 倍梁截面高度范围内浇筑PVA-ECC材料，用高强箍筋代替钢筋混凝土Z形柱框架节点的普通强度箍筋。
【主权项】
1.一种高强箍筋增强的PVA-ECC钢筋混凝土Z形柱框架节点，包括Z形柱和框架梁，所述 Z形柱和框架梁的连接处为节点核心区，其特征在于:所述Z形柱节点核心区和相邻1.1倍梁 高范围的框架梁为浇筑PAV-ECC材料形成的复合区域，在Z形柱和两侧连接的框架梁为浇筑 混凝土区域，所述复合区域与框架梁内浇筑的混凝土区域的分界面距离梁柱交界面1.1倍梁高。2.如权利要求1所述的高强箍筋增强的PVA-ECC钢筋混凝土Z形柱框架节点，其特征在 于:所述Z形柱节点核心区中，柱高强箍筋与柱纵筋绑扎成钢筋骨架，梁纵筋的端部分别与 所述钢筋骨架绑扎。
【文档编号】E04B1/21GK205577107SQ201620324420
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】崔钦淑, 许方才, 聂洪达
【申请人】浙江工业大学