新型五螺箍在抗震结构中的应用优势

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1、新型五螺箍在抗震结构中的应用优势：本文主要介绍五箍筋的具体工艺及其工艺应用的必要性，结合我国5.12汶川大地震中“强梁弱柱”破坏实例，将传统横箍筋与五螺箍对其力学性能，经济性进行分析对比，得出五螺箍较传统箍筋在抗震建筑中应用的优越性。　　关键词：五螺箍筋；横箍筋；经济性；应力；应变　　Abstract:thispapermainlyintroducesfivestirrupconcretetechnologyandthenecessityoftheapplicationprocess,andbiningn"destroyanexa

2、mple,thetraditionalreinforcementandfiveofthemechanicalpropertiesofthescreicalanalysisconcludesthatfivescreoretraditionalhoopreinforcementinseismicbuildingthesuperiorityoftheapplication.　　Keyy;Stress;strain　　　　　　：TU352.11：A：　　0.引言　　五螺箍筋又名“年年发”，适用于建筑物结构柱[1]。其特点是在轴压或反复载重

3、下，比传统的柱箍具有更好的抗压性及韧性。通俗而言五螺箍工艺是将钢筋卷成一栋高楼的“大弹簧”，周边均匀焊接好四个“小弹簧”，穿上几根纵向钢筋后作为柱子中的主筋。　　1．螺旋箍工艺研究背景　　目前工程中常用的矩形柱的箍筋大多配置矩形水平闭合箍筋(横箍筋)，由于横箍筋的绑扎十分耗时费工,因此若能改用螺旋箍筋来施作，可大幅降低箍筋绑扎的时间与人力需求。　　1.1截面应用局限　　螺旋箍筋具有连续性，不像每支横箍筋均为独立个体且需在角隅处以弯钩来固定。在实际应用中多为矩形柱，虽然螺旋箍筋的约束效果优于横箍筋,但却不能对矩形柱的“四个角落”的混

4、凝土提供有效的约束,因其矩形截面的限制，目前工程中很少在矩形柱中配置螺旋箍筋加以约束。　　1.2横箍筋工艺之教训　　汶川地震所反馈的资料反映出较多“强梁弱柱”现象，破坏大都发生在柱的上下两端，柱顶周围有水平或交叉裂缝，严重者会发生混凝土压溃、箍筋拉断或崩开，纵筋压屈外鼓呈灯笼状。　　1.3五螺箍筋应用必要性　　针对汶川地震中反馈出的现象，若将横箍筋改用五螺箍的配置方式，可提有效高螺旋箍筋对于矩形柱四个角落混凝土约束。如此以来既突破了传统上螺旋箍筋仅适用于圆形截面柱的限制，又巧妙的克服了螺旋箍筋应用于矩形截面柱的缺点，使它对矩形柱四

5、个角落的混凝土发挥良好的约束，不至于出现箍筋弯角不够被拉断或崩开的现象，从而达到很好的效果。　　再者，五螺箍可在工厂内以自动化机械加工制造，大幅减少传统箍筋绑扎及制作过程中箍筋角隅弯钩角度不够、角隅弯钩留长不足等现场加工问题，且其不需要角隅弯钩而节省箍筋用量。对降低钢材消耗、缩短工期,极具经济效益。　　2．五螺箍砼柱力学性能及工艺优势　　2.1轴压应力—应变优势　　尹衍樑，王瑞祯等教授用传统箍筋与五螺箍进行了砼柱的轴压试验[2]，砼柱轴压应力（KNcm2）-应变曲线如图4、图5。　　　　图4横箍筋砼柱图5五螺箍砼柱图6轴压应力-

6、位移曲线　　五螺箍砼柱的轴压应力—应变曲线，显示五螺箍在矩形柱中对混凝土的良好围束作用，通过轴压应力-应变曲线可明显的得出：　　横箍筋砼柱的轴力达到最大值后呈现出迅速下降的趋势，即横箍筋柱体遭受脆性破坏；五螺箍砼柱的轴力达到最大值后呈现出较缓和递减的趋势，即五螺箍柱体破坏具有延伸性；五螺箍筋做的砼柱与传统的横箍筋砼柱相比，前者有较好的延展性，既其韧性明显优于传统横箍筋砼柱。　　2.2轴压应力—位移优势　　短柱试件的截面尺寸均为600mm×600mm，长度均为1200mm，在尺寸相等的情况下，同对其加压时的轴压应力—位移曲线[3]对

7、比（图6）　　在相同条件下五螺箍砼柱在实验末端（大约21000KN时）的轴力-位移曲线呈现较缓和递减趋势，而横箍筋砼柱在轴力达到最大值后出现强度快速衰减的缺点。在相同截面尺寸及主筋用量相同的情况下，五螺箍砼柱与传统横箍筋砼柱相比有着明显的优势。　　2.3施工工艺优势　　传统横箍筋的施工过程中由于施工方法不当、不严格（如箍筋的弯钩达不到135°等问题），施工中箍筋少放不放，有些节点区不放箍筋（图2）等情况在传统横箍筋施工的过程中时有发生，其柱体的力学性能不易保证。　　与传统横箍筋工艺相比，五螺箍筋的制造实行了在工厂内以自动化机械加工

8、制造成型，载运到现场直接装配。避免传统弯钩脱落问题及横箍筋施工安装、绑扎过程中的瑕疵，实现了机械化生产，吻合了预制装配化的发展方向。　　3．五螺箍筋的经济性　　通过润泰集团统计数据[4]进行成本对比分析，在同单位及同量级条件下，（剔除其直径的价差等