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包鋼加固混凝土柱的受力原理
作者:jinyijiagu 來源:本站 發(fā)表時間:2017-10-12 16:05:04 點(diǎn)擊:2443
包鋼加固是采用橫向綴板或套箍為連接件,將型鋼或鋼板包在原結(jié)構(gòu)表面、四角或兩側(cè),以減輕或取代原結(jié)構(gòu)受力的一種間接加固法。這個整體類似于外套豎向空間構(gòu)架組合結(jié)構(gòu)或相當(dāng)于型鋼勁性混凝土柱,其型鋼結(jié)構(gòu)自身具有較高的承載力。
型鋼對混凝土柱的外包,類似方鋼管混凝土結(jié)構(gòu),一方面鋼管對核心混凝土的約束作用使混凝土處于三向壓應(yīng)力狀態(tài),從而提高了混凝土材料的強(qiáng)度和延性。另一方面核心混凝土阻止鋼管壁向內(nèi)屈曲,增強(qiáng)了柱體系的穩(wěn)定性和承載力。
對軸壓方鋼管柱的性能研究,國內(nèi)外很多學(xué)者也都做了大量的工作。但包鋼加固柱又有別于方鋼管混凝土柱。包鋼加固柱是利用粘貼薄鋼板與角鋼組合的空間構(gòu)架對構(gòu)件進(jìn)行加固,是在柱子一次受力后、具有一定應(yīng)力水平時加上去的,只有當(dāng)柱子二次受力時,包鋼結(jié)構(gòu)才對原混凝土柱產(chǎn)生被動約束力。
包鋼結(jié)構(gòu)在梁板樓蓋節(jié)點(diǎn)處往往在構(gòu)造上不能連續(xù),梁柱節(jié)點(diǎn)處將成為加固的薄弱部位。但包鋼加固與方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)也有其共性,它們自身就是一個承重構(gòu)架,具有較大的承載力。此外都是通過鋼結(jié)構(gòu)對混凝土柱產(chǎn)生橫向約束力,使柱中混凝土成為三向壓應(yīng)力狀態(tài),從而提高混凝土柱中混凝土的抗壓強(qiáng)度,進(jìn)而提高了柱子的承載能力和延性。
包鋼加固混凝土柱的受力原理
對于矩形構(gòu)件,大多在矩形構(gòu)件四角包角鋼,橫向用箍板連接,對于圓形柱、煙囪等圓形構(gòu)件,用扁鋼加套箍的辦法加固較多。
建筑工程中常因各種原因要在已有梁柱上大幅度增加荷載,對這類問題往往不僅需要通過加固大幅度提高原結(jié)構(gòu)的承載能力,而且還要求加固后結(jié)構(gòu)的截面增加不多、加固速度快、整體工作性能強(qiáng)、可靠性高等。如梁彎矩增加幅度超過原結(jié)構(gòu)抗力的40%,且采用粘鋼板加固方法加固正彎矩受拉邊,則結(jié)構(gòu)加固后的裂縫寬度和剛度大小往往不滿足要求。
對于受壓柱,有時不但要求大幅提高其承載能力,還要求降低軸壓比,以滿足抗震設(shè)防的延性要求。如果采用粘鋼板加固法加固受壓構(gòu)件,柱子在軸向力作用下,鋼板與混凝土之間產(chǎn)生很大的剝離應(yīng)力,在鋼板承受的豎向應(yīng)力還很小時,鋼板將向外屈曲從而使得加固效果甚微。需要尋求一種既能大幅度提高其承載力,又能使加固后構(gòu)件截面增加不多,而且具有很好的延性和整體工作性能的加固方法。近年來,用外包鋼加固以提高構(gòu)件承載能力的方法,已被工程界廣泛采用。
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柱構(gòu)件的加固方法
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