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1、四川建筑科學研究第28卷 第4期58BUILDINGSCIENCERESEARCHOFSICHUAN2002年12月軸壓比超限的柱抗震加固方法俞良群,邢紀波,時向東(煙臺大學土木系,山東煙臺 264005)摘 要:由于施工原因,造成框架柱混凝土強度達不到設計要求,此時,核算原結構承載力及變形雖然均能滿足要求,但底層柱的軸壓比往往不滿足有關規(guī)范要求。本文作者根據柱軸壓比的主要影響因素,提出柱軸壓比超限時的抗震加固方法。關鍵詞:鋼筋混凝土柱;軸壓比;延性;抗震性能中圖分類號:TU37513 文獻標識
2、碼:A 文章編號:1008-1933(2002)04-0058-031 前言k=1+μtfyvk/fck在鋼筋混凝土框架結構或框架剪力墻結構設計中,根據式中 k———箍筋約束對混凝土峰值應力和峰值應變的提《建筑抗震設計規(guī)范》(GBJ11289),框架柱的軸壓比是由柱組高系數;合的軸壓力、全截面面積和混凝土抗壓強度控制,即n=N/μt———箍筋體積配筋率;fcA。只要正常設計和施工,框架柱的軸壓比能夠滿足要求。h0———柱截面有效高度;但在實際施工過程中,混凝土質量出現問題在所難免,有時,h———
3、柱截面高度;混凝土的實際強度比混凝土設計強度略低或低于一個等級。εcu———混凝土極限壓應變;雖然混凝土強度對柱的正截面承載力影響不大,柱端箍筋加εco———應力峰值應變;密區(qū),其斜截面強度也能滿足要求,但混凝土強度的降低,往εy———縱向鋼筋屈服應變;往造成柱的軸壓比不滿足規(guī)范要求。在現行規(guī)范中,柱軸壓fyvk———箍筋抗拉強度標準值;比限值沒有考慮柱周圍縱向鋼筋和箍筋的影響。本文作者fck———混凝土抗壓強度標準值。根據以往對柱軸壓比的研究結果,分析了影響柱軸壓比的各312 縱向鋼筋的影響種因素
4、,提出了軸壓比超限時柱的抗震加固方法?？紤]周邊縱筋作用時,柱軸壓比的限值隨縱筋配筋率的2 軸壓比限值增大而提高,計算公式為[1]:鋼筋混凝土偏心受壓柱的正截面破壞形態(tài)分為大偏心1.69ρsh0f′ykεcu-εyn2=n+××受壓破壞和小偏心受壓破壞,大偏心受壓破壞屬于延性破h+b-4asfckεcu+εy壞,小偏心破壞屬于脆性破壞。在抗震設計中,把柱子設計h0εcu-0.333εcon=1.69為大偏心受壓破壞狀態(tài),就是使鋼筋混凝土偏心受壓柱能有hεcu+εy較好的抗震性能。在現行的混凝土結構設計
5、規(guī)范中,軸壓比式中 ρs=As/bh為全截面的縱筋配筋率。的限值是指柱大小偏心界限破壞時的軸壓比。限制柱的軸313 混凝土強度等級的影響壓比,就是避免地震時柱子發(fā)生脆性破壞。提高混凝土強度等級,可以減小柱的軸壓比,但柱的延3 影響軸壓比限值的因素性會降低,容易發(fā)生脆性破壞。影響軸壓比限值的因素較多,其中主要有箍筋、縱筋和根據上述分析,當框架柱軸壓比不滿足規(guī)范要求時,應混凝土強度。根據箍筋和縱筋配置情況,確定是否需要抗震加固。311 箍筋的影響4 柱軸壓比超限時的抗震加固方法箍筋對混凝土柱的橫向約束不
6、僅可以提高混凝土的抗從柱的軸壓比定義及影響軸壓比因素看,抗震加固方法壓強度,而且可以提高混凝土的極限壓應變。所以,提高配主要有以下幾種。[1]箍筋率,可以增加鋼筋混凝土的延性。研究結果表明,箍411 增大柱截面筋直徑越粗、間距越小、強度越高、對混凝土的力學性能的改由于柱子的承載力滿足要求,只是柱軸壓比不滿足要善也越顯著,混凝土強度越低,效果越好。箍筋的形式主要求,因此,加大截面時,易采用比原混凝土柱高1～2等級的有普通鋼箍、螺旋鋼箍和復合式鋼箍。從受力效果看,復合封閉式箍筋較好?？紤]箍筋約束作用時,
7、柱軸壓比限值的計收稿日期:2001210219算公式為:作者簡介:俞良群(1963-),女,山東煙臺人,副教授,國家一級注冊h0εcu-0.333εco結構師,主要從事鋼筋混凝土結構性能和加固方面的研究。n1=1.69khεε基金項目:國家自然科學基金項目(10072053)cu+y2002No.4俞良群,等:軸壓比超限的柱抗震加固方法59細石混凝土,箍筋直徑大于6mm,間距應小于100mm,做成σ0.cfs=(1+1.2λ′)σ0封閉箍。如果加大厚度小于等于50mm,縱筋直徑采用12式中 σ0——
8、—非約束混凝土的峰值應力。mm,間距小于100mm;如果加大厚度大于50mm,縱筋直徑試驗研究發(fā)現,在碳纖維布用量相同的情況下,分條包應按計算確定。盡量布置直徑小、間距密的縱筋,這樣,可以裹的效果要優(yōu)于整條包裹的效果。限制裂縫的出現及約束混凝土。加大混凝土截面法是加固5 柱軸壓比超限時的抗震加固實例柱子的常用方法,不僅可以降低柱的軸壓比,同時,可以提高煙臺某商住樓,共16層,為框剪結構。1997年建到4層柱子的承載力,施工簡便,加固效果好。但減少了建筑使用后,由于資金
