[发明专利]一种防屈曲钢筋构造

说明书

技术领域

本发明涉及一种防屈曲钢筋构造及其连接方式，具体涉及钢筋混凝土构件中的抗震钢筋构造及其连接方式。

背景技术

在地震区修建桥梁、渡槽、建筑以及其它大型构筑物时，为了减轻潜在地震威胁，必须对这类构筑物进行抗震设计。传统钢筋混凝土墩柱中抗震纵向钢筋常在施工现场采用较短的螺纹套管将上部钢筋与下部钢筋通过螺纹连接，完成上、下部钢筋的受力传递，但此种连接方式仅仅具有纵向钢筋的传力功能，纵向钢筋的侧向屈曲通常采用布置环绕纵向钢筋圆周的箍筋来实现，这在一定程度上可以抑制纵向钢筋的屈曲。但当地震荷载过大或者反复作用后，纵向钢筋变形挤压混凝土保护层使之破碎剥落，箍筋松动或者屈服失去对抗震纵向钢筋的约束力，墩柱的纵向钢筋在地震作用下会出现明显的屈曲破坏，震后墩柱底部或上部与横梁连接节点处塑性铰区常出现“灯笼状”破坏模式。这种破坏模式通常是不可恢复的，一般情况下只能将结构推倒重建，造成了严重的经济损失，结构的恢复重建将对震后抢险救灾造成严重阻碍，进而可能造成更严重的经济损失及人员伤亡。对于城市桥梁等重要基础设施，这种塑性铰区一旦发生严重破坏，将对城市抗震救灾不可避免地造成严重延误。因此，如果能尽量避免工程结构中墩柱塑性铰区的这种“灯笼状”破坏模式，使结构在地震后塑性铰区的抗震受力纵向钢筋不发生侧向屈曲破坏，将显著墩柱的抗震能力和震后结构的可恢复性，具有良好的经济效益和积极的社会影响。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种具有较高耗能能力的防屈曲钢筋，用于钢筋混凝土墩柱构件中，能起到防止纵向抗震钢筋屈曲破坏、提高抗震能力的作用。

本发明的技术方案如下：

该防屈曲钢筋构造由上部钢筋、下部钢筋、约束套管及封闭材料组成。上部钢筋为普通纵向钢筋，末端加工螺纹；下部钢筋为普通纵向钢筋，下部钢筋在与上部钢筋相邻的一端加工螺纹；约束套管为内径大上部钢筋及下部钢筋直径的套管，约束套管在与上部钢筋和下部钢筋连接的一端内侧加工有与上部钢筋、下部钢筋上的螺纹规格匹配的卡套式螺纹直通管接头，在约束套管的外壁加工有六边形卡槽；封闭材料用于约束套管上端管口，密封上部钢筋与约束套管之间的间隙，防止砂浆流入约束套管内部。该防屈曲钢筋构造较为简单，既保留了传统钢筋套管螺纹连接的传力性能，又提高了塑性铰区纵向钢筋的防屈曲能力，能够实现墩柱内纵向钢筋的拉压滞回耗能，增大了地震作用下墩柱的滞回耗能能力。

所述的上部钢筋与下部钢筋直径规格可以相同或者不同，可以按照钢筋混凝土墩柱构件的正常设计配筋，不改变墩柱原来的配筋设计，仅在墩柱塑性铰区采用具有防屈曲能力的连接套管完成上、下部纵向钢筋的螺纹连接及上部钢筋的防屈曲破坏，同时保证上部钢筋和下部钢筋轴线重合。

用于连接上部钢筋和下部钢筋的卡套式螺纹直通管接头与约束套管为一整体，保证约束套管钢管与上部钢筋和下部钢筋可靠连接，约束套管内侧在钢筋连接区域分别加工与上部钢筋和下部钢筋螺纹匹配的螺纹，螺纹为直螺纹或锥螺纹；在约束套管外壁加工有六边形卡槽，方便施工过程中螺纹的旋进。

所述的约束套管刚度较大，约束套管与上部钢筋之间留有一定间隙便于安装，可防止上部钢筋的侧向屈曲变形。

所述的用于密封上部钢筋与套管顶端间隙的隔离材料可以选用普通橡胶或玻璃胶，防止现浇混凝土时砂浆进入约束套管内。

本发明相对现有传统纵向钢筋及连接构造，具有以下优点：纵向钢筋钢筋不仅仅具有传统螺纹连接钢筋的传力功能，同时提高了抗屈曲能力。墩柱在水平地震作用下，降低了钢筋混凝土构件中塑性铰区纵向钢筋屈曲失效的机率，在一定程度上避免了地震作用导致钢筋混凝土墩柱的严重破坏，避免由于纵向钢筋的“灯笼状”破坏从而需要整个构件的重建等问题。另外，受套管约束的上部纵向钢筋在拉压作用下仅产生轴向变形，具有饱满的滞回曲线和良好的耗能效果，进而提高了墩柱等受力构件的耗能能力。此外本发明所述防屈曲钢筋构造及连接方式，也具有构造简单、成本低、施工方便等优点，可以作为各类工程结构受力构件的塑性铰区的抗

附图说明

图1防屈曲钢筋构造及连接方式剖面图。

图2防屈曲钢筋构造及连接方式的约束套管剖面图。

图3防屈曲钢筋构造及连接方式的约束套管截面图。

图4防屈曲钢筋构造及连接方式的封闭材料构造详图。

图5防屈曲钢筋构造及连接方式的纵向钢筋连接端部构造详图。

图中：1—上部钢筋；2—下部钢筋；3—约束钢管；4—封闭材料；5—钢筋螺纹；6—螺纹直通管接头；7—钢管卡槽。