受压构件在承受轴向压力时,构件的破坏是由于受到极限值非常小的横向扩张引起的。如能在构件四周创造横向约束,以阻止受压构件的这种横向扩张,从而提高构件抗压承载力和变形能力。环向螺旋钢筋通常可以用来提供这种作用,但钢筋容易锈蚀,并且一旦混凝土呈片状剥落,钢筋几乎起不到约束作用。当钢筋笼内的混凝土压碎使得约束钢筋应力释放后,情况更是如此。
碳纤维加固混凝土轴心柱同样可以通过横向约束作用,使混凝土处于三向受力状态,提高其竖向承载力,增加柱的延性,同时对柱抗剪抗弯能力也有所加强。利用碳纤维材料加固混凝土柱,具有施工简单、抗腐蚀能力强、约束效果好、基本不需要维修保养等优点。
根据以上原理。经过实验研究证明,上述分析正确。在此基础上,对某建筑混凝土柱子进行外部缠绕粘接碳纤维进行加固,获得了很好的结果。碳纤维使用日本进口材料(抗拉强度3320MPa),再选用符合要求的碳纤维结构胶黏剂,施工工艺按正规的工序进行。进行加固的工程是某个在建工程,其为15层框架抗震墙结构,抗震等级为二级,框架柱(长细比3.6)设计混凝土强度等级C35。由于种种原因,框架柱混凝土实测抗压强度为31MPa,经验算,部分框架柱的轴压比(柱组合轴压力与柱轴心抗压承载力之比)偏大,不满足GB500112001《建筑抗震设计规范》的要求。经过论证,我们对该部分框架柱采用了环向粘贴碳纤维的方法,通过提高柱轴心抗压承载力进行加固处理。加固后的框架柱轴心抗压承载力提高了15%,从而有效地降低了轴压比,满足了GB500112002的要求。整个处理过程只用了三天时间,基本未影响工程进度,本次加固取得了成功。
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