CN106836647A - 一种新型小截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法 - Google Patents

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CN106836647A CN201710059187.6A CN201710059187A CN106836647A CN 106836647 A CN106836647 A CN 106836647A CN 201710059187 A CN201710059187 A CN 201710059187A CN 106836647 A CN106836647 A CN 106836647A
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王作虎
杨文雄
崔宇强
刘杜
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
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Abstract

本发明属于土木工程领域，尤其涉及一种新型小截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法，即：先在所述矩形钢筋混凝土柱截面的四个转角处沿水平方向各粘贴一条FRP角部条带，所述FRP角部条带中的纤维为水平方向，在水平方向上相邻所述FRP角部条带之间的空隙用环氧树脂填平，然后将FRP环绕条带环绕粘贴于同一横截面上所有FRP角部条带的外侧。本发明所述方法解决了矩形柱磨倒角困难的问题，减小了矩形柱端部应力集中，防止端部FRP布过早发生剪切破坏而被拉断，大大提高了FRP布材料性能的利用率，增大了钢筋混凝土柱的强度和延性，提高了其承载能力和变形能力。

Description

一种新型小截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法
技术领域
本发明属于土木工程领域，尤其涉及一种新型小截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法。
背景技术
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Plastics，简称FRP)是由纤维材料与基体材料(树脂)按一定的比例混合后形成的新型材料，具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳等许多优异的性能，在土木工程中应用广泛，既可用于既有结构的补强加固，也可用于新建结构中。FRP加固技术的基本原理是：钢筋混凝土矩形柱受到轴向荷载时，产生横向膨胀，FRP布产生拉应力，对核心混凝土提供侧向约束，使得混凝土处于三向受压的应力状态，从而增加核心混凝土的抗压强度和变形能力，增加构件的强度和延性。
矩形截面柱在粘贴FRP布之前一般需要先将四个直角磨成圆角，这样可以大大减小角部应力集中从而提高约束效果，但也有以下不足：(1)造成额外的花费(2)施工比较困难(3)不能应用于已有钢筋混凝土构件的加固。
传统方法包裹的钢筋混凝土柱，FRP布的全拉伸能力没有有效地体现在约束柱中，主要有以下几点原因(1)FRP布包裹构件时FRP布本身会产生曲率；(2)对于直接拉伸FRP而言，约束FRP布并没有处于纯张拉状态；(3)FRP包裹下的开裂混凝土产生不均匀变形造成局部应力集中，这是采用湿铺法过程中局部缺陷造成的；(4)搭接区测得的应变值最小导致其周围应变分布不均匀。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种新型小截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法，其适用于截面长度600mm以下的矩形柱，以解决钢筋矩形柱磨倒角困难，以及由于端部应力集中，FRP布过早发生剪切破坏而被拉断的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新型小截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法，即：先在所述矩形钢筋混凝土柱截面的四个转角处沿水平方向各粘贴一条FRP角部条带，所述FRP角部条带中的纤维为水平方向，在水平方向上相邻所述FRP角部条带之间的空隙用环氧树脂填平，然后将FRP环绕条带环绕粘贴于同一横截面上所有FRP角部条带的外侧。
进一步的，在所述矩形钢筋混凝土柱上端部塑性铰区和下端部塑性铰区内，上下相邻的FRP角部条带以及上下相邻的FRP环绕条带均无缝衔接；在所述上端部塑性铰区和下端部塑性铰区之间的区域内，上下相邻的FRP角部条带之间以及上下相邻的FRP环绕条带之间均等间隔。
进一步的，在水平截面上，所述FRP角部条带中段位于矩形钢筋混凝土柱的角部。
进一步的，所述矩形钢筋混凝土柱截面的边长为不大于600mm。
对于本发明所述的截面边长说明如下：若所述截面的四条边等长，则所述边长即指每条边的长度；若所述截面的四条边不等长，则所述边长即指较短边的长度。
进一步的，用于所述粘贴的粘接剂为：环氧树脂胶。
进一步的，所述FRP环绕条带为单层或多层。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：
1、本发明的新型小截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法，解决了矩形柱磨倒角困难的问题，减小了矩形柱端部应力集中，防止端部FRP 布过早发生剪切破坏而被拉断，大大提高了FRP布材料性能的利用率，增大了混凝土柱的强度和延性，提高了其承载能力和变形能力。
2、本发明所述方法，首先在截面转角处粘贴FRP角部条带，FRP角部条带中的纤维为水平方向，然后在其外侧同一横截面上按传统方式粘贴FRP环绕条带，可以将端部剪切应力转化为截面水平条带上的拉应力，使得约束应力均匀分布，从而消除应力集中的影响，破坏发生在矩形柱截面一边的中间部位，避免了角部损坏。
附图说明
图1为本发明实施例所述钢筋混凝土矩形柱的俯视图；
图2为本发明实施例所述钢筋混凝土矩形柱的侧视图；
其中，1、矩形钢筋混凝土柱；2、FRP环绕条带；3、FRP角部条带；4、上端部塑性铰区；5、下端部塑性铰区；6、环氧树脂。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多层”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1、2所示，本实施例提供了一种新型小截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法，即：先在所述矩形钢筋混凝土柱1截面的四个转角处沿水平方向各粘贴一条FRP角部条带3，FRP角部条带3中的纤维为水平方向，在水平方向上相邻所述FRP角部条带3之间的空隙用环氧树脂6填平，然后将FRP环绕条带2环绕粘贴于同一横截面上所有FRP角部条带3的外侧。
其中，在所述矩形钢筋混凝土柱1上端部塑性铰区4和下端部塑性铰区5内，上下相邻的FRP角部条带3以及上下相邻的FRP环绕条 带均无缝衔接；在所述上端部塑性铰区4和下端部塑性铰区5之间的区域内，上下相邻的FRP角部条带3之间以及上下相邻的FRP环绕条带之间均等间隔。
本实施例中，在水平截面上，所述FRP角部条带3中段位于矩形钢筋混凝土柱1的角部。所述矩形钢筋混凝土柱1截面的边长为不大于600mm。
本实施例中，所述FRP环绕条带2为单层或多层，即：FRP环绕条带2可在所述矩形钢筋混凝土柱1截面的外围缠绕一圈也可缠绕多圈。用于所述粘贴的粘接剂为：环氧树脂胶。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种新型小截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法，其特征在于，先在所述矩形钢筋混凝土柱截面的四个转角处沿水平方向各粘贴一条FRP角部条带，所述FRP角部条带中的纤维为水平方向，在水平方向上相邻所述FRP角部条带之间的空隙用环氧树脂填平，然后将FRP环绕条带环绕粘贴于同一横截面上所有FRP角部条带的外侧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述矩形钢筋混凝土柱上端部塑性铰区和下端部塑性铰区内，上下相邻的FRP角部条带以及上下相邻的FRP环绕条带均无缝衔接；
在所述上端部塑性铰区和下端部塑性铰区之间的区域内，上下相邻的FRP角部条带之间以及上下相邻的FRP环绕条带之间均等间隔。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在水平截面上，所述FRP角部条带中段位于矩形钢筋混凝土柱的角部。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矩形钢筋混凝土柱截面的边长为不大于600mm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于所述粘贴的粘接剂为：环氧树脂胶。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述FRP环绕条带为单层或多层。
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