外包粘钢法加固柱在建筑结构设计中的应用

外包粘钢法加固柱在建筑结构设计中的应用

介绍了外包粘钢法加固柱在建筑结构设计中的应用，采用外包粘钢加固柱法由于灌料的不同，加固效果也有一定的区别。本课题研究中证明，采用CMG填料加固混凝土柱和钢板加固技术，方法可行同时收效不错。此外，本文也提出了一些合理选择外包粘钢法加固柱在建筑结构设计中应用的一些建议。

标签 建筑结构设计；加固柱；外包粘钢法；钢筋混凝土

1 引言

在土木工程建設中，应用范围最大的建筑材料依然是钢材和混凝土。目前，建筑结构工程上常用的建筑结构加固技术有喷射混凝土技术加固法、增大截面法、外包粘钢加固法等等[1]。其中外包粘钢加固法由于具有其独特的优越性，特别是施工过程中对生产和生活影响较小等特点，在建筑及公路工程中应用十分广泛。本课题仅对外包粘钢法加固柱技术进行研究。针对钢筋混凝土柱外包粘钢加固柱的试验以往已做过一些[2-3]，但由于使用的研究因素有所不同，研究结果也存在差别。本课题主要是探讨外包粘钢法加固柱在建筑结构设计中的应用。

2 混凝土外包粘钢加固柱技术的试验

2.1 实验研究的目的

以研究外包粘钢加固柱短时间轴心受压时两个参数的因素变化为主，即其强度承载力和力学性能。首先分析外包粘钢法加固柱承载力的计算方法，然后再对不同形式钢板套筒加固技术的的试验结棍进行比较，从而探讨外包粘钢法加固柱在建筑结构设计中的应用是否可行。

2.2 加载的方式

采用外包粘钢法加固柱技术时，一般是将钢板粘于梁底受拉区，来提高粱的承载力，本次研究实验在短时间内对试验对象进行平稳地一次连续地施加荷载，荷载在短时期内平稳地施加若干次预定的重复荷载后，再连续不断地增加荷载直到结构构件破坏。加载方式如下图1 所示：

图1 加载方式

2.3 试件的制作机制

为了验证以上外包粘钢法加固柱在建筑结构设计中的加固效果，有必要对钢筋混凝土的短柱轴压进行试验。未加固试件可选择短柱，其参数为柱长600mm，

截面尺寸选150mm×150mm，配有4ø6纵筋，箍筋采用ø6@100，如下图2 所示。

a . 纵断面图

b . 纵断面图

图2 短柱试件尺寸及配筋

2.3.1 试件的尺寸及设计

（1）原混凝土柱的柱高为600mm，截面为b ×h=150mm ×150mm。

（2）待混凝土养护28天后，就要开始进行混凝土柱外包粘钢的加固措施。第ⅰ组试件数为9根，其加固形式如下表1所示。另外两组，每组四根试件，其中2根按方型截面加固，2根不加固。此外，试件的立方体抗压强度，也如下表1所示：

表1 试件的加固形式及立方体抗压强度统计

组号 试件个数 加固形式 立方体抗压强度/N/mm2

ⅰ 3 未加固

3 方形 14.2

3 方形

ⅱ 3 未加固 22.2

3 方形

ⅲ 3 未加固 23.4

3 方形

2.3.2 外包粘钢法加固柱技术施工过程的步骤

钢板套筒采取以下3 种不同的规格的横截面，如以下图表显示,分别是圆形和正方形。而用边长为180mm 的正方形使柱横截面面积增加了44%；用圆形和

正方形，使柱横截面面积增加了57%，如下面图3 所示。为了观测钢板箍的横向约束效果和试件在轴向加载过程中的变形，在第ⅰ组试件的中部贴有横向和纵向应变片，应变片在前后两面对称布置。如下面图4 所示。

a.边长为1 8 0m m 的横截面

b.边长为1 8 8m m 的横截面

c.直径为2 1 2m m 的横截面

图3 短柱试件加固后的横截面

a .钢板 b . 原钢筋混凝土柱

图4 短柱试件应变片布置图

2.4 结果及分析

本次研究试验中承载力的测验结果如下表2所示：

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