一種具有抗震和自愈合性能的內(nèi)置阻尼梁構(gòu)件的制作方法

本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)置粘滯阻尼土工布的梁構(gòu)件。

背景技術(shù)：

消能減震技術(shù)是把結(jié)構(gòu)中的某些構(gòu)件設(shè)計(jì)成耗能構(gòu)件，或者在結(jié)構(gòu)某些部位設(shè)置耗能構(gòu)件。目前，比較有效的消能減震方式就是安裝粘滯阻尼器。粘滯阻尼器作為一種無(wú)需外部能源輸入的消能減震裝置，被廣泛運(yùn)用于土木工程領(lǐng)域。但是，由于其通常被安裝在結(jié)構(gòu)外部，不可避免地受到溫度變化、化學(xué)腐蝕等影響，從而大大降低了使用壽命，梁作為結(jié)構(gòu)震害主要部位之一，內(nèi)置阻尼能夠在地震發(fā)生時(shí)對(duì)梁起很好的保護(hù)作用。

土工布作為一種多功能復(fù)合材料，目前在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在濾層、排水、隔離、加筋、防護(hù)、防滲這六個(gè)方面。碳纖維材料因其強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、施工簡(jiǎn)便、質(zhì)量輕、與混凝土協(xié)同工作等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固中。目前，尚未有技術(shù)綜合利用土工布、碳纖維、粘滯阻尼的優(yōu)勢(shì)，將其制成復(fù)合材料運(yùn)用于梁的制作中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種具備較好力學(xué)性能，具有優(yōu)良消能減震功能以及一定結(jié)構(gòu)自愈功能的內(nèi)置粘滯阻尼梁。

本發(fā)明的阻尼梁構(gòu)件所采用的技術(shù)方案是：一種具有抗震和自愈合性能的內(nèi)置阻尼梁構(gòu)件，其特征在于：包括混凝土、內(nèi)置粘滯阻尼土工布、彎起鋼筋、箍筋、縱筋。所述內(nèi)置粘滯阻尼土工布外層為編織土工布，內(nèi)部為縱橫交錯(cuò)的PVC軟管，PVC軟管內(nèi)填充粘滯阻尼。首先在彎起鋼筋的下表面粘貼一層所述內(nèi)置粘滯阻尼土工布，然后將所述內(nèi)置粘滯阻尼土工布在通過(guò)箍筋綁扎好的鋼筋籠外表面包裹一層，內(nèi)置粘滯阻尼土工布與縱筋之間通過(guò)膠黏劑粘合；最后澆筑混凝土，使其形成一個(gè)整體。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1、粘滯阻尼作為一種消能減震材料，能夠在發(fā)生地震時(shí)最大限度吸收和消耗地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的沖擊能量，大大緩解了地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成的沖擊和破壞。

2、本發(fā)明將粘滯阻尼置于結(jié)構(gòu)內(nèi)部，不僅能夠減小溫度變化、化學(xué)腐蝕等因素對(duì)粘滯阻尼材料的不利影響，而且可以使布置更加靈活。環(huán)氧樹脂在常溫密閉條件下能夠長(zhǎng)時(shí)間保持液態(tài)，可以充分發(fā)揮其消能減震作用；當(dāng)結(jié)構(gòu)破壞時(shí)，環(huán)氧樹脂固化又可以作為裂縫的粘結(jié)劑，使結(jié)構(gòu)具有一定的自愈性，大大加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性。

3、碳纖維作為一種優(yōu)良的加固材料具有基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，抗拉強(qiáng)度高，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。利用碳纖維包裹鋼筋籠進(jìn)行加固增強(qiáng)了梁的整體性及延性，能有效防止在地震或者突發(fā)情況下結(jié)構(gòu)的脆性破壞。同時(shí)利用碳纖維土工布的高抗拉強(qiáng)度可以適當(dāng)減低鋼筋的用量以降低結(jié)構(gòu)自重，減弱地震作用。

4、在彎起鋼筋表面貼附的土工布，在跨中附近可以承擔(dān)一定的正彎矩；在支座附近，可以承受一部分彎矩和剪力共同作用產(chǎn)生的主拉應(yīng)力，加強(qiáng)梁的抗剪強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的梁中內(nèi)置粘滯阻尼土工布編織方式示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的梁中內(nèi)置粘滯阻尼土工布橫剖面示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的梁中內(nèi)置粘滯阻尼土工布在彎起鋼筋上布置示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的梁中內(nèi)置粘滯阻尼土工布在鋼筋籠上布置示意圖。

具體實(shí)施方法

為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請(qǐng)見圖1、圖2，本發(fā)明提供的一種具有抗震和自愈合性能的內(nèi)置阻尼梁構(gòu)件，包括混凝土5、內(nèi)置粘滯阻尼土工布6、彎起鋼筋7、箍筋8、縱筋9。內(nèi)置粘滯阻尼土工布6層為編織土工布，內(nèi)部為縱橫交錯(cuò)的PVC軟管，PVC軟管內(nèi)填充粘滯阻尼；內(nèi)置粘滯阻尼土工布6的整體厚度為1.5~2cm。

內(nèi)部為縱橫交錯(cuò)的PVC軟管包括縱向PVC軟管3和橫向PVC軟管2，PVC軟管內(nèi)填充粘滯阻尼。編織土工布由經(jīng)線和緯線編織而成，經(jīng)線和緯線為聚丙烯編織絲及碳纖維絲交織而成的復(fù)合絲4，PVC軟管直徑為5～8mm，縱向和橫向間距均為5～10cm，粘滯阻尼為環(huán)氧樹脂1。

在內(nèi)置粘滯阻尼鋼筋混凝土梁內(nèi)考慮內(nèi)置粘滯阻尼土工布與鋼筋混凝土共同受力，為了保證土工布有足夠的強(qiáng)度又能發(fā)揮其消能減震的作用，因此選擇PVC軟管的直徑為5～8mm，縱向和橫向的間距均為5～10cm。

環(huán)氧—瀝青—改性胺作為環(huán)氧樹脂的一種，當(dāng)其在密封狀態(tài)時(shí)，能夠較長(zhǎng)時(shí)間地保持液態(tài)，因其高粘性的特征，可以充當(dāng)粘滯阻尼，發(fā)揮消能減震的作用。而當(dāng)其凝固后，具有強(qiáng)度高，耐老化、耐疲勞、耐腐蝕，在預(yù)期壽命內(nèi)性能穩(wěn)定，適用于承受強(qiáng)力的結(jié)構(gòu)件粘接的特點(diǎn)，故可對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行粘合，使結(jié)構(gòu)有一定的自愈性。

聚丙烯結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整，具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其強(qiáng)度和硬度、彈性都比高密度聚乙烯高，抗彎曲疲勞性強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好；碳纖維自重輕，抗拉強(qiáng)度高,耐腐蝕、耐久性能好，因此編織土工布選擇聚丙烯編織絲及碳纖維絲交織而成的復(fù)合絲作為材料。

請(qǐng)見圖3和圖4，本發(fā)明首先在彎起鋼筋7的下表面粘貼一層內(nèi)置粘滯阻尼土工布6，內(nèi)置粘滯阻尼土工布6的寬度宜比最外側(cè)兩根彎起鋼筋的間距大5～10cm，然后將內(nèi)置粘滯阻尼土工布6在通過(guò)箍筋8綁扎好的鋼筋籠外表面包裹一層，內(nèi)置粘滯阻尼土工布6與縱筋9之間通過(guò)膠黏劑粘合；最后澆筑混凝土5，使其形成一個(gè)整體，即一個(gè)內(nèi)置粘滯阻尼土工布的梁構(gòu)件。

本發(fā)明利用粘滯阻尼優(yōu)良的耗能性來(lái)提高預(yù)制梁的抗震性能，當(dāng)遭遇強(qiáng)震結(jié)構(gòu)破壞時(shí)，PVC軟管內(nèi)環(huán)氧樹脂流出，可作為膠黏劑粘結(jié)梁的裂縫。通過(guò)高強(qiáng)度土工布包裹鋼筋籠的方式，加強(qiáng)了梁的整體性可以有效防止其脆性破壞。貼附在彎曲鋼筋表面的土工布，可以承受一部分彎矩和剪力共同作用產(chǎn)生的主拉應(yīng)力，加強(qiáng)梁的抗剪強(qiáng)度。

由于鋼筋籠被土工布包裹，故在澆筑混凝土?xí)r，先對(duì)鋼筋籠內(nèi)部進(jìn)行單獨(dú)澆筑，然后再完成整個(gè)梁的澆筑，隨后振搗密實(shí)。

盡管本說(shuō)明書較多地使用了環(huán)氧樹脂1、橫向PVC軟管2、縱向PVC軟管3、聚丙烯編織絲及碳纖維絲交織而成的復(fù)合絲4、混凝土5、內(nèi)置粘滯阻尼土工布6、彎起鋼筋7、箍筋8、縱筋9等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其他術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便的描述本發(fā)明的本質(zhì)，把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本說(shuō)明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)較佳實(shí)施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請(qǐng)求保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。