一种用于复位能力试验的混凝土柱的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于复位能力试验的混凝土柱，属于建筑工程【技术领域】。它解决了现有的复位能力试验没有专门供试验用的混凝土柱的问题。本用于复位能力试验的混凝土柱包括钢筋和由上到下依次为呈长方体状的柱头、柱身和底座，底座下端面开有凹槽，底座两端在竖直方向开有供螺栓穿过的安装孔，钢筋由6或8条纵向钢筋和16-20条横向钢筋组成，纵向钢筋由上至下贯穿柱头、柱身和底座，横向钢筋横向贯穿底座且与底座等长，钢筋的上端面焊接连接有钢板，钢板的面积与柱头的横截面积相同，钢板上连接有若干球铰。复位能力试验的混凝土柱具有顶部连接有球铰，方便轴向千斤顶随柱水平移动，不致消耗弯矩。
【专利说明】一种用于复位能力试验的混凝土柱
【技术领域】
[0001]本实用新型属于建筑工程【技术领域】，涉及一种用于复位能力试验的混凝土柱。
【背景技术】
[0002]复位性能是指荷载作用卸载后，结构或构件有使自身从最大变形状态回复到初始状态的特性。结构或构件的复位能力与其变性能力既有联系又有区别，变形能力是指在维持一定承载能力的情况下结构或构件所能承担的最大变形，而复位能力则以结构或构件的残余变形为目标，同时考察相应的最大变形。
[0003]在地震作用下，传统材料结构难以避免地会进入塑性阶段，尽管通过合理的抗震设计可以使结构具有足够的延性能力，避免结构的倒塌，但塑性变形的发展依然意味着结构的损伤和损坏，并且由于塑性变形的不可恢复性，震后残余变形大，给震后加固修复带来极大的困难。结构震后残余变形的大小是决定其可修复性的关键，是建造具有良好夏位能力的钢筋混凝土结构的基础。而预应力筋的预压力可以防止柱在承受拉力时较早出现裂缝，预应力筋的高强弹性恢复性能可以有效减少结构的残余位移。国内外学者对于无粘结部分预应力混凝土柱的研究结果表明:预应力混凝土结构相比较于普通钢筋混凝土结构的滞回耗能能力相对较差，但震后残余变形较小，表现出了良好的复位性能，有利于结构震后的可修复性。因此，在钢筋混凝土柱中配置无粘结预应力钢筋可以减小残余变形，减少结构的震后加固修复成本。
[0004]目前在钢筋混凝土柱中高强钢筋和普通钢筋的用量配比对于残余变形的影响还没有系统的研究，也没有专门供试验用的混凝土柱。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种专门用于复位能力试验的混凝土柱。
[0006]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:一种用于复位能力试验的混凝土柱，包括钢筋和由上到下依次为呈长方体状的柱头、柱身和底座，所述底座下端面开有凹槽，所述底座两端在竖直方向开有供螺栓穿过的安装孔，所述钢筋由6或8条纵向钢筋和16-20条横向钢筋组成，所述纵向钢筋由上至下贯穿柱头、柱身和底座，所述横向钢筋横向贯穿底座且与底座等长，所述钢筋的上端面焊接连接有钢板，所述钢板的面积与柱头的横截面积相同，所述钢板上连接有若干球铰。
[0007]在柱头上端焊接上钢板，钢板使轴向千斤顶的压力能够分摊到整个柱头的端面上，防止柱头局部由于压强大而被压碎。底座开设有安装孔，方便穿过螺杆将整个混凝土柱固定在实验室的地梁上。在混凝土柱中加入钢筋，可以提高混凝土结构的复位性能，具有较好的可修复性，方便实验员更好地观察和研究无粘结部分预应力混凝土柱的残余变形、复位能力、承载力、延性以及滞回性。球铰用于与轴向千斤顶的底部连接，使得混凝土柱在收到水平推拉作用力的状态下轴向千斤顶也能随着水平移动，不致消耗弯矩。
[0008]在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述柱头、柱身和底座的高度比为2:6?10:3?5，横截面面积比为20:8?10:70?80。由于顶部要承受较高的轴力，为了保证施加竖向荷载时柱头不发生局部破坏，柱头的横截面要大于柱身。
[0009]在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述纵向钢筋呈两列分布。
[0010]在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述纵向钢筋的直径为14mm-20mm。
[0011]在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述横向钢筋的直径为5mm-8mm。
[0012]在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述钢板的厚度为20mm?30mm。
[0013]在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述钢筋截面中心与试件外表面最小距离为35_。
[0014]在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述凹槽与底座的高度比为1:2.5?
3.5，宽度比为1:1，长度比为1:2.5?3.5。
[0015]在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述球铰与钢板焊接固连。
[0016]在上述的用于复位能力试验的混凝土柱中，所述混凝土柱的材料为C40混凝土，所述钢筋为HR400级普通纵筋或HPB235级箍筋或ΦΜ5.2级钢绞线三者中的一种。由于上述钢筋使混凝土柱中常用的钢筋材料，而且均为无粘结预应力钢筋，所以可以很好的作为试验对象，非常适合研究预应力钢筋配筋指标对无粘结部分预应力混凝土柱的残余变形、复位能力、承载力、延性和滞回性能等特性的影响。
[0017]与现有技术相比，本用于复位能力试验的混凝土柱具有以下优点:
[0018]1.顶部连接有球铰，方便轴向千斤顶随柱水平移动，不致消耗弯矩。
[0019]2.安装方便，通过螺杆就可以安装到实验室的地梁上。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本用于复位能力试验的混凝土柱的结构示意图。
[0021]图2是图1A-A向剖视图。
[0022]图3是图1B-B向剖视图。
[0023]图4是本用于复位能力试验的混凝土柱在实验室中的装配图。
[0024]图中，1、底座；2、柱身；3、柱头；4、纵向钢筋；5、横向钢筋；6、钢板；7、球铰；8、反力架；81、轴向千斤顶；9、推拉千斤顶；10、凹槽；11、安装孔。
【具体实施方式】
[0025]实施例一
[0026]如图1-3所示，本用于复位能力试验的混凝土柱包括钢筋和由上到下依次为呈长方体状的柱头3、柱身2和底座1，底座I下端面开有凹槽10，所述底座I两端在竖直方向开有供螺栓穿过的安装孔11，钢筋由8条纵向钢筋4和20条横向钢筋5组成，纵向钢筋4由上至下贯穿柱头3、柱身2和底座1，横向钢筋5横向贯穿底座I且与底座I等长，钢筋的上端面焊接连接有钢板6，钢板6的面积与柱头3的横截面积相同，钢板6上连接有若干球铰7。
[0027]柱头3、柱身2、底座I的高度比为2:6:3，横截面面积比为20:8:70。由于顶部要承受较高的轴力，为了保证施加竖向荷载时柱头3不发生局部破坏，柱头3的横截面要大于柱身2。纵向钢筋4呈两列分布。纵向钢筋4的直径为16mm。横向钢筋5的直径为5_iim。钢板6的厚度为20mmmm。钢筋截面中心与试件外表面最小距离为35mm。凹槽10与底座I的高度比为1:2.5，宽度比为1:1，长度比为1:2.5。球铰7与钢板6焊接固连。混凝土柱的材料为C40混凝土，钢筋为HR400级普通纵筋。
[0028]如图4所示，在试验时，整个混凝土柱位于反力架8的之下，调整位置使安装孔11到位，螺杆穿过安装孔11将整个混凝土柱固定在实验室的地梁上。柱头3上端的钢板6使轴向千斤顶81的压力能够分摊到整个柱头3的端面上，防止柱头3局部由于压强大而被压碎。在混凝土柱中加入钢筋，可以提高混凝土结构的复位性能，具有较好的可修复性，方便实验员更好地观察和研究无粘结部分预应力混凝土柱的残余变形、复位能力、承载力、延性以及滞回性。球铰7用于与轴向千斤顶81的底部连接，使得混凝土柱在受到推拉千斤顶9的水平推拉作用力的状态下轴向千斤顶81也能随着水平移动，不致消耗弯矩。
[0029]实施例二
[0030]本实施例的柱头3、柱身2、底座I的高度比为2:10:5，横截面面积比为20:10:80。纵向钢筋4的直径为20mm。横向钢筋5的直径为钢板6的厚度为30mmmm。钢筋截面中心与试件外表面最小距离为35mm。凹槽10与底座I的高度比为1:3.5，宽度比为1:1，长度比为1:3.5。球铰7与钢板6焊接固连。混凝土柱的材料为C40混凝土，钢筋为Osl5.2级钢绞线。
【权利要求】
1.一种用于复位能力试验的混凝土柱，包括钢筋和由上到下依次为呈长方体状的柱头、柱身和底座，所述底座下端面开有凹槽，所述底座两端在竖直方向开有供螺栓穿过的安装孔，所述钢筋由6或8条纵向钢筋和16-20条横向钢筋组成，所述纵向钢筋由上至下贯穿柱头、柱身和底座，所述横向钢筋横向贯穿底座且与底座等长，所述钢筋的上端面焊接连接有钢板，所述钢板的面积与柱头的横截面积相同，所述钢板上连接有若干球铰。
2.根据权利要求1所述的用于复位能力试验的混凝土柱，其特征在于，所述柱头、柱身和底座的高度比为2:6?10:3?5，横截面面积比为20:8?10:70?80。由于顶部要承受较高的轴力，为了保证施加竖向荷载时柱头不发生局部破坏，柱头的横截面要大于柱身。
3.根据权利要求2所述的用于复位能力试验的混凝土柱，其特征在于，所述纵向钢筋呈两列分布。
4.根据权利要求3所述的用于复位能力试验的混凝土柱，其特征在于，所述纵向钢筋的直径为14mm-20mm。
5.根据权利要求4所述的用于复位能力试验的混凝土柱，其特征在于，所述横向钢筋的直径为5mm-8mm。
6.根据权利要求5所述的用于复位能力试验的混凝土柱，其特征在于，所述钢板的厚度为20mm?30mm。
7.根据权利要求6所述的用于复位能力试验的混凝土柱，其特征在于，所述钢筋截面中心与试件外表面最小距离为35mm。
8.根据权利要求7所述的用于复位能力试验的混凝土柱，其特征在于，所述凹槽与底座的高度比为1:2.5?3.5，宽度比为1:1，长度比为1:2.5?3.5。
9.根据权利要求8所述的用于复位能力试验的混凝土柱，其特征在于，所述球铰与钢板焊接固连。
10.根据权利要求9所述的用于复位能力试验的混凝土柱，其特征在于，所述混凝土柱的材料为C40混凝土，所述钢筋为HR400级普通纵筋或HPB235级箍筋或Φ sl5.2级钢绞线三者中的一种。
【文档编号】G01N1/28GK203941045SQ201420382277
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】罗海艳, 赵丹, 谢云飞, 田梅青, 颜军 申请人:宿迁学院