结构在使用过程中无需再投入维护费用

2019-03-06 09:20

第三,这种加固方法有不破坏原结构、施工简便的优点,加固完成后,结构在使用过程中无需再投入维护费用,使用寿命长。

钢筋混凝土柱的加固方法有多种,常用的有增大截面法、外包钢加固法、预应力撑杆加固法、置换法、外贴碳纤维布加固法等。而采用外贴碳纤维布加固法加固这些混凝土柱。具有以下特点:

钢筋混凝土柱经横向包裹碳纤维布加固后,其变形性能得到了显著改善,位移延性比明显提高。通过对试验结果的分析,可以发现影响延性系数大小的因素主要有:碳纤维布用量、轴压比、剪跨比、混凝土强度等。基本规律为:加固柱延性的提高程度是随着碳纤维布用量的增长而增大的;构件轴压比较小时加固效果较好;剪跨比较小时,使用碳纤维布可以提高短柱的抗剪承载力,转变破坏形态,改善短柱的变形性能;构件的混凝土强度较低时加固效果较好。以上研究表明,采用碳纤维布加固钢筋混凝土方柱时,对柱子转角部位进行倒圆角处理可以提高加固柱的延性,规律为:随着角部圆弧半径的增大,加固柱的延性提高幅度也随之增大。

一、应用碳纤维布加固钢筋混凝土柱的技术特点

采用倒t形,柱子的水平力加荷点位于柱子反弯点处,首先施加轴力至给定值;随后,保持轴力值不变,循环加卸水平力。水平力加载方案为:试件屈服前用水平荷载来控制,分级加载至试件屈服,并记录试件屈服位移△;试件屈服后,以屈服位移△,为增量反复循环,不断增大试件位移,直至试件水平荷载下降至峰值荷载的85%为止。

第二,碳纤维布是一种厚度小、自重轻、柔韧性好的材料,它具有极高的抗疲劳性、抗徐变、抗酸碱、抗高温的特性,所以用来加固混凝土柱可以满足抗弯、抗压和抗震的要求,并且还不会增大柱子的截面。

用碳纤维布横向包裹钢筋混凝土柱来提高其延性时,碳纤维布的主要作用就是对其内部混凝土起到约束作用。碳纤维布约束混凝土是一种被动约束,随着轴向压力的增大,横向膨胀促使外包碳纤维布产生环向伸长,从而提供侧向约束力。约束机制取决于两个因素:混凝土横向膨胀性能和环向约束能力。碳纤维布约束混凝土表现出两阶段受力过程:第一阶段,混凝土处于类似素混凝土的线弹性阶段,横向膨胀变形小,故碳纤维布的横向应变也很小,分界点在素混凝土峰值应力附近;第二阶段,构件达到极限承载力后,混凝土横向膨胀变形急剧增加,碳纤维布环向应变显著增长,环向约束力增加,混凝土的极限压应变得以提高,因而推迟了受压区混凝土的压碎,充分发挥了纵向钢筋的塑性变形性能,显著地改善了构件的延性。

二、应用碳纤维布增强钢筋混凝土柱延性的方法

第一,碳纤维布加固框架柱,是用纤维布缠绕柱体,使混凝土处于三向受力状态。由于碳纤维布极高的抗拉强度以及和混凝土较好的粘结性能,使得碳纤维布有效约束混凝土,从而使其承载能力和延性有较大提高。有试验表明:有缺陷的柱通过碳纤维布环箍作用,其抗压强度可以达到相同等级混凝土的1.4倍。

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