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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(shí)間：2017-10-12 16:05:04  點(diǎn)擊：2585

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(gè)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)加上去的，只有當(dāng)柱子二次受力時(shí)，包鋼結(jié)構(gòu)才對(duì)原混凝土柱產(chǎn)生被動(dòng)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(gè)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)于受壓柱，有時(shí)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(shí)，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。