专利名称：一种配筋轻骨料混凝土扁梁结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑领域的一种建筑领域的建筑结构，更具体而言是指一种配筋轻骨料混凝土扁梁结构。
背景技术：
随着我国高层建筑的发展，现在越来越多的建筑物受到城市规划限高的限制，层高较低，而柱网较大，既要保证建筑室内净高的要求，又要保证结构有合适的刚度以及延性。在这种情况下，采用常规的梁板结构已不能满足要求，采用扁梁结构是解决此类问题的有效方法之一。多年来，国内外专家学者对扁梁结构体系进行了多方面的研究，例如扁梁在荷载作用下的受弯和受剪性能、楼板对梁柱节点的有利影响、扁梁与柱节点内外核心区的受力机理，以及扁梁和柱的受力性能和抗震特性等。因为扁梁结构的一些受力特性和优点，在结构设计中较容易实现“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的抗震设计理念，加上目前国家对建筑物高度的限制，因此近年来扁梁作为一种新的结构体系在建筑结构中获得广泛的应用。国内外已有轻骨料混凝土的许多理论研究成果和丰富的工程应用经验，并取得了显著的环保效益、经济效益和社会效益。轻骨料混凝土具有许多优点和特殊的功能，如轻骨料混凝土的质轻、环保、节能等，虽然单价较高，但其减轻了建筑自重，减少梁、柱、基础的配筋，提高建筑的抗震性能，在合理设计情况下，能获得较好的综合经济效益。轻骨料中陶粒的生产又能够利用自然界的废弃物，促进资源的循环利用，如生产陶粒的原料可以是页岩、 工业废料、燃料废渣以及河流湖泊中的淤泥等，来源十分广泛，有效减缓人类对自然资源的过度开采和利用。目前有关扁梁的专利中，CN 201292607Y刘秋生等人提供的一种应用在建筑中的宽扁梁结构实用新型专利，该专利介绍了宽扁梁结构的构造形式及配筋，包括相交的纵向及横向宽扁梁，配筋包括了纵筋、箍筋以及腰筋，但该扁梁结构不是用轻骨料混凝土制成的；CN 101100881A陈星等人发明了一种局部型钢混凝土密肋扁梁楼盖，该专利中的楼盖包括楼板、框架梁和密肋梁，其中框架梁与密肋梁均为宽扁梁，且在至少一个框架梁内沿轴向设置至少一根局部型钢，但该扁梁楼盖也不是用轻骨料混凝土制成；其余专利都有自己的优点，但都没有将轻骨料混凝土与扁梁结合应用于建筑中。目前关于轻骨料混凝土的专利中，CN 10107^83A李帼昌介绍了一种抗腐蚀、耐疲劳的轻骨料混凝土梁，该梁由纤维增强塑料筋、钢筋和将纤维增强塑料筋包裹起来的轻骨料混凝土层构成，虽然组成中包含轻骨料混凝土，但不是扁梁结构；CN 201050127Y万国良等人提出了一种现浇轻骨料钢筋砼复合楼板，该楼板包括由轻骨料钢筋砼预制模壳构件、 钢丝网片和现浇轻骨料砼所组成的楼板本体，但其梁并非扁梁；与上述两个专利类似地，其余采用轻骨料混凝土楼板的专利均没有采用扁梁结构。本发明专利与现有的涉及轻骨料混凝土或扁梁结构的专利相比，其显著特点是将轻骨料混凝土与扁梁结构结合应用于建筑中，充分发挥轻骨料混凝土与扁梁结构两者的优点和功能，可大幅度地降低建筑层高或总高，减少建筑自重，提高建筑的抗震能力，其经济效益、社会效益和环保效益十分显著。
发明内容
本发明目的在于提供一种配筋轻骨料混凝土扁梁结构，该配筋轻骨料混凝土扁梁结构结合了轻骨料混凝土与扁梁的优点和受力特性，在保证承载力的同时大大降低整个建筑结构的自重，既满足了建筑室内净高的要求，还提高了结构的抗震性能，具有显著的经济和社会效益。本发明的配筋轻骨料混凝土扁梁结构，包括柱、梁和板，其特征在于所述梁为采用钢筋和轻骨料混凝土制成的扁梁，所述扁梁的梁宽度大于或等于梁高度；所述柱为配筋轻骨料混凝土柱。所述的轻骨料混凝土干表观密度低于1950kg/m3 ；所述的轻骨料混凝土每立方米材料各组分用量为水泥砂轻骨料粉煤灰硅灰水高效减水剂=400 500kg 600 800kg 400 800kg 0 200kg 0 60kg :100 200kg 0 15kg ；所述的轻骨料包括陶粒、火山渣(浮石)、煤矸石等，其中陶粒可采用页岩陶粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒中的一种或几种。本发明的配筋轻骨料混凝土扁梁结构是介于无梁结构和框架梁结构之间的一种结构体系，具有一些独特的力学性能和使用性能
1.扁梁高跨比不宜小于1/20，能有效地减少楼盖结构层高和建筑总高，减小风荷载和地震作用对结构内力产生的不利影响，同时还能减少结构竖向构件的材料成本，节约造价。2.扁梁在结构上多为双向布置，能够有效地提高扁梁一柱节点的抗冲切能力，还能有效解决节点区钢筋过密的问题。宽度较大的扁梁还可以减少内平板净跨，这样就减小内平板的受力，板厚和配筋量可以下调。3.扁梁结构能够给建筑空间带来良好的效果，相对于普通钢筋混凝土梁，扁梁由于梁高较低，有利于室内空间的安排和布置，使得建筑空间宽敞舒适、美观大方。本发明的配筋轻骨料钢筋混凝土扁梁结构，相对于普通钢筋混凝土扁梁结构具有如下优点
1.轻质轻骨料混凝土的干表观密度比普通混凝土要轻20% 40%，而强度可达到普通混凝土常用的强度等级。2.抗震性能好轻骨料混凝土由于密度小、质量轻、弹性模量低，可降低建筑的总重量，地震荷载是与建筑的总重量成正比的，所以在地震荷载作用下配筋轻骨料钢筋混凝土扁梁结构所承受的地震力小，抗震效果明显。3.节能环保轻骨料中陶粒的生产原料既可来自页岩、工业生产中的固体废弃物和建筑垃圾，也可采用河流、渠塘的淤泥，此外火力发电厂的干排或湿排粉煤灰也可成为陶粒的原材料。所以用来生产陶粒的原材料来源十分广泛，可减少了对自然资源的过度开采和利用；此外陶粒混凝土的导热系数大大低于普通混凝土的，可以有效降低建筑能耗，因此具有明显的社会和环保效益。4.虽然轻骨料混凝土的价格比同等级的普通混凝土的价格高，但轻骨料混凝土能大幅减少建筑物的结构自重，使传递给梁、柱、基础的荷载也相应减少，因此梁、柱、基础截面尺寸及配筋量可减少；结构自重的减少使得竖向受力构件截面减小，这使使用面积增加，可以降低5 10%的工程造价，具有十分显著的综合经济效益。
图1是为本发明配筋轻骨料混凝土扁梁结构的平面示意图。图2是a-a截面放大示意图(扁梁宽度小于柱宽度)。图3是b_b截面放大示意图(扁梁宽度等于柱宽度)。图4是c-c截面放大示意图(扁梁宽度大于柱宽度)。图中1柱子，2扁梁，3扁梁，4扁梁。
具体实施例方式为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明。本发明的配筋轻骨料混凝土扁梁结构，包括柱子、梁和板，其特征在于所述梁为采用钢筋和轻骨料混凝土制成的扁梁，所述扁梁的梁宽度大于或等于梁高度；所述柱为配筋轻骨料混凝土柱。在本实施例中，所述的轻骨料混凝土干表观密度低于1950kg/m3 ；所述的轻骨料混凝土每立方米材料各组分用量为水泥砂轻骨料粉煤灰硅灰水高效减水剂 =425kg :650kg :550kg :80kg 35kg 160kg :7kgo轻骨料为页岩陶粒，其主要作用是减轻扁梁结构的自重，且具有显著的环保效益。轻骨料的强度低于石子，因此加入硅灰可以提高轻骨料混凝土的强度，这是由于硅灰粒径为100 200nm，二氧化硅含量98%以上，活性强，很容易与水泥水化产物氢氧化钙反应，生成C-S-H凝胶，填充混凝土内部的孔隙，从而提高了轻骨料混凝土的耐久性和强度。这种配筋轻骨料混凝土扁梁结构如图1所示，图中实体1表示柱子，实体2、实体3 和实体4表示扁梁，梁宽度与柱宽度关系有三种情况，分别见图1、图2和图3。图1中梁宽度小于柱宽度；图2中梁宽度等于柱宽度；图3中梁度宽大于柱宽度。图1中外围一圈的扁梁梁宽不宜大于支承扁梁宽度方向柱的截面尺寸，以免边扁梁宽度中超过柱截面范围的纵筋在水平荷载作用下对另一方向的扁梁产生较大的扭矩。虽然扁梁高度减小导致其承载力降低，但采用轻骨料混凝土后，其结构自重降低，抗震性能变好，故也降低了分配到扁梁上的力。本发明具体施工时，其工序与普通框架施工无异。当扁梁宽度大于柱宽时，纵横扁梁会在柱上交汇形成一个扩大的节点区，扁梁、柱相交部位为内核芯区，扁梁、扁梁相交部位为外核芯区，此时支座节点区受力复杂。节点区的扁梁钢筋锚固和搭接不仅要按照《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010中有关框架梁的规定进行，还要注意在扁梁宽度超过柱宽度的部位纵筋和箍筋的布置。施工时要特别注意避免节点区钢筋过于密集、混凝土难以灌注和振捣等问题。本发明不局限上述最佳实施方式，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种配筋轻骨料混凝土扁梁结构，包括柱、梁和板，其特征在于所述梁为采用钢筋和轻骨料混凝土制成的扁梁，所述扁梁的梁宽度大于或等于梁高度；所述柱为配筋轻骨料混凝土柱。
2.根据权利要求1所述的配筋轻骨料混凝土扁梁结构，其特征在于所述轻骨料混凝土的干表观密度低于1950kg/m3，每立方米轻骨料混凝土中各组分用量为水泥砂轻骨料粉煤灰硅灰水高效减水剂=400 500kg 600 800kg :400 800kg 0 200kg 0 60kg 100 200kg 0 15kg。
3.根据权利要求2所述的配筋轻骨料混凝土扁梁结构，其特征在于所述的轻骨料主要包括陶粒、火山渣和煤矸石，其中陶粒采用页岩陶粒、粉煤灰陶粒及粘土陶粒中的一种或几种。
全文摘要
本发明涉及一种配筋轻骨料混凝土扁梁结构，包括柱、梁和板，所述梁为采用钢筋和轻骨料混凝土制成的扁梁，所述扁梁的梁宽度大于或等于梁高度；所述柱为配筋轻骨料混凝土柱。本发明的配筋轻骨料混凝土扁梁结构在具备扁梁结构可降低层高、避免管道穿梁等优点的情况下，还具有轻骨料混凝土的轻质、节能环保、耐久性好等优良性能，在保证承载力的同时大大降低整个建筑结构的自重，提高结构的抗震性能，具有显著的经济和社会效益。
文档编号E04B1/19GK102425231SQ20111043828
公开日2012年4月25日 申请日期2011年12月24日 优先权日2011年12月24日
发明者季韬, 张永霞 申请人:福州大学