约束混凝土柱加固技术研究
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摘要
高强钢绞线—渗透性聚合物砂浆加固混凝土结构技术是目前较新的一项加固技术。它结合了钢绞线网强度高、聚合物砂浆与混凝土材料粘结性能好的特点，并且运输及施工方便、耐久、耐高温。此项技术必将在工程中得到广泛应用。
本文通过试验研究了高强钢绞线网—渗透性聚合物砂浆加固柱方法及其性能，共进行了三组试件(其中一根为高强钢绞线网—聚合物砂浆加固的柱，另一根为未加固柱)的对比试验，每组试件在相同轴压力的作用下，通过水平往复加载记录其柱顶的荷载—位移关系曲线，并通过应变片记录柱身各部位的应变分布情况。
试验结果表明：用高强钢绞线—渗透性聚合物砂浆加固混凝土柱有效地约束了原有混凝土，因而可以不同程度的改善构件的延性，增加了原构件在地震作用下的耗能能力。从另一方面来说，也就是降低了框架柱设计时的轴压比限值。同时，加固后柱的承载能力也有一定程度的提高。因此，这种技术能够广泛应用于加固工程中，取得良好的效果。
通过试验数据的分析，并结合规范的分析方法，初步提出高强钢绞线网—聚合物砂浆加固柱的正截面承载力计算公式。同时，还对加固中节点的设计及施工方法提出了一些简单的建议。
At present, an advanced retrofit measure using stainless steel wire mesh and penetrative polymer mortar has emerged as an alternative to traditional strengthening method. Because of steel wire's high strength, mortar's excellent adhesion performance and simply procedure of construction, it will be widely used in strengthening field.
Methods and performances of column retrofit using stainless steel wire mesh and penetrative polymer mortar are studied in this paper through pseudo-static companion test. Three-group column specimens are designed .In each group, one specimen in the group is retrofitted and the other is not. During each test, make the axial load constant and apply the lateral cyclic load to the top of the column through the horizontal actuator. After the test, the hysteresis curves (lateral force versus column total displacement) and the distribution of strain are recorded.
The test results show that this retrofit technique confines the reinforced concrete section effectively. So the strength, the ductility and energy dissipation capacity is increased differently. At the same time, the limit value of the ratio of axial compression stress to strength is reduced. The retrofitted columns have the better aseismic performance than the unretrofitted and satisfy the practice projects. It will have the excellent effect in the strengthening field.
In this paper, the formulas calculating the bending capacity of cross section of the retrofitted columns are attained through the test data analysis. Synchronously, some design advices about the beam-column joint and construction are put forward.
本文通过试验研究了高强钢绞线网—渗透性聚合物砂浆加固柱方法及其性能，共进行了三组试件(其中一根为高强钢绞线网—聚合物砂浆加固的柱，另一根为未加固柱)的对比试验，每组试件在相同轴压力的作用下，通过水平往复加载记录其柱顶的荷载—位移关系曲线，并通过应变片记录柱身各部位的应变分布情况。
试验结果表明：用高强钢绞线—渗透性聚合物砂浆加固混凝土柱有效地约束了原有混凝土，因而可以不同程度的改善构件的延性，增加了原构件在地震作用下的耗能能力。从另一方面来说，也就是降低了框架柱设计时的轴压比限值。同时，加固后柱的承载能力也有一定程度的提高。因此，这种技术能够广泛应用于加固工程中，取得良好的效果。
通过试验数据的分析，并结合规范的分析方法，初步提出高强钢绞线网—聚合物砂浆加固柱的正截面承载力计算公式。同时，还对加固中节点的设计及施工方法提出了一些简单的建议。
At present, an advanced retrofit measure using stainless steel wire mesh and penetrative polymer mortar has emerged as an alternative to traditional strengthening method. Because of steel wire's high strength, mortar's excellent adhesion performance and simply procedure of construction, it will be widely used in strengthening field.
Methods and performances of column retrofit using stainless steel wire mesh and penetrative polymer mortar are studied in this paper through pseudo-static companion test. Three-group column specimens are designed .In each group, one specimen in the group is retrofitted and the other is not. During each test, make the axial load constant and apply the lateral cyclic load to the top of the column through the horizontal actuator. After the test, the hysteresis curves (lateral force versus column total displacement) and the distribution of strain are recorded.
The test results show that this retrofit technique confines the reinforced concrete section effectively. So the strength, the ductility and energy dissipation capacity is increased differently. At the same time, the limit value of the ratio of axial compression stress to strength is reduced. The retrofitted columns have the better aseismic performance than the unretrofitted and satisfy the practice projects. It will have the excellent effect in the strengthening field.
In this paper, the formulas calculating the bending capacity of cross section of the retrofitted columns are attained through the test data analysis. Synchronously, some design advices about the beam-column joint and construction are put forward.
引文
[1] 袁海军、姜红等编著，《建筑结构检测鉴定与加固手册》，中国建筑工业出版社，2003．12：
[2] 江见鲸，王元清等编，《建筑工程事故分析与处理》(第二版)，中国建筑工业出版社，2003．7；
[3] 张有才等编著，《建筑物的检测、鉴定、加固与改造》，冶金工业出版社，1997．10；
[4] 吕西林主编，《建筑结构加固设计》，科学出版社，2001．2；
[5] 万墨林、韩继云著，《建筑结构诊治技术》(学习教材)，中国建筑科学研究院结构所资料室，2001．1；
[6] 徐福泉，“碳纤维布加固钢筋混凝土梁静栽性能研究”，中国建筑科学研究院博士论文，2001．8；
[7] “建筑医学骨科部分”，北京渤东博建筑结构改造加固设计图籍：
[8] 《混凝土结构加固技术规范》(CECS25：90) 中国工程建设标准化协会标准；
[9] 迟岩冰 叶乾路 葛秉栋，碳纤维护套加固——一种经济而新颖的桥梁防震加固技术：
[10] 邸小坛 王安坤 邱平，结构的检测与加固技术；
[11] 李载宁，碳纤维—结构加固的新星，《广东建设报》“碳纤维：结构加固的新生星”2002-09-09；
[12] 颜子涵等，碳纤维复合材料(CFRP)加固技术在民族文化宫大修工程中的应用，建筑2000；
[13] 吴刚，粘钢加固技术在火电厂栈桥改造中的应用，湖南电力，2003年第1卷第1期
[14] 王敬，CFRP加固混凝土梁抗弯极限承载力的计算分析，工业建筑，2002年32卷6期；
[15] 欧阳煜、黄弈辉等，GFRP片材加固混凝土方柱的轴压试验研究，工业建筑，2002年32卷6期；
[16] 陈莞尔、腾洪泽，JGN结构胶粘钢加固技术，建筑安全，2002年3期：
[17] 汪明晖、周晓平、何正勇，YVS聚合物钢纤维混凝土与IVS水泥结构胶泥加固技术，建筑技术，2002年33卷6期：
[18] 汪明晖、周晓平、何正勇，JVS聚合物钢纤维混凝土与IVS水泥结构胶泥在修补加固中的应用技术，水运工程，TOTAL．336 NO．1，2002．1；
[19] 欧阳煜、黄弈辉等，玻璃纤维片材加固混凝土梁的抗弯性能研究，土木工程学报，Vol．35 No．3，2002．6：
[20] 王天稳，弹性支点加固混凝土梁最佳支点刚度的计算，建筑技术开发，Vol．35 No．3，2002．6；
[21] 贾强、李毅男、王胜五，德州卷烟厂65t锅炉房加固设计，工业建筑，2002年32卷1期：
[22] 苏少华、李延和、李树林，低强度混凝土结构加固技术的应用，工业建筑，2002年32卷4期：
[23] 毛振龙、柴改珍、杨改淑，电热张拉法加固钢筋混凝土矩形水池，电力学报，Vol．17No．1，2002：
[24] 王德禹、李佩勋、曾滨，方形预应力板开方形洞口加固估算公式的推导，工业建筑，2002年32卷2期；
[25] 苟利平、崔庆，钢筋混凝土结构的补强加固，山西建筑，Vol．28 No．5，2002．5；
[26] 王振春，钢筋混凝土框架结构住宅楼加固技术，科技情报开发与经济，2002年12卷1期；
[27] 李强，钢筋混凝土悬臂构件的加固方法，山西建筑，Vol．28 No．6，2002．6；
[28] 尚守平、王海东、童桦、杨建西、单远铭，钢筋混凝土约束梁斜向贴CFRP抗剪加固研究，湖南大学学报(自然科学版)，Vol．29 No．3，2002．6；
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[30] 王钦华、陈义侃，钢筋混凝土柱三重连接加固技术的试验研究，建筑结构，2002年32卷4期；
[31] 翟才旺、高广淳、周雪梅、赵宇，钢纤维喷混凝土加固技术及应用，红水河，Vol．21No．1，2002：
[32] 史丽远、艾军、江文明．高强复合玻璃纤维加固钢筋混凝土梁受弯性能试验研究，工业建筑，2002年32卷1期；
[33] 史丽远、钟业盛，高强复合纤维材料加固混凝土结构技术的应用，建筑技术，Vol．33No．6，2002：
[34] 曹雪玲、司马军、何心望、蔡秋霞，故县水库工作桥混凝土大梁的粘钢加，人民黄河，Vol．24 No．2，2002：
[35] 王晓峰，混凝土结构构件裂缝产生的原因及加固补强的方法探讨，天然气与石油，
Vol．20 No．1，2002．3：
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[42] 赵彤、谢剑等，碳纤维布补强加固钢筋混凝土板的研究与工程应用，水利水电技术，Vol．33 No．5，2002：
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[48] 金熙男、潘景龙等，外包纤维加固混凝土短柱轴压力学性能，低温建筑技术，2002年第2期(总第88期)：
[49] 杨建中、熊光晶等，用混杂纤维复合材料预制圆套筒加固混凝土方柱的性能研究，混凝土与水泥制品，2002年第1期；
[50] 翟爱良、孙兆明等，粘钢加固混凝土梁底部粘结钢板的受力机理研究，山东建筑工程学院学报，Vol．17 No．1，2002．3；
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[59] 朱伯龙、张琨联，矩形及环形截面压弯构件恢复力特性的研究，同济大学学报，No．2，1981；
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[64] 中国建筑科学研究院工程抗震研究所编，《工业与民用建筑抗震验算与构造措施》(86年设计规范背景资料、条文解说汇编)，1986．10；
[65] 徐培福、黄小坤主编，《高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用》(建筑结构新规范系列读本)，中国建筑工业出版社，2003．3：
[66] 沈聚敏、周锡元、高小旺、刘晶波等编著，《抗震工程学》，中国建筑工业出版社，1991．7：
[67] 国家标准《建筑抗震设计规范》编制组，《房屋建筑抗震设计新技术》(建筑抗震设计规范GB50011-2001修订背景资料)，2001．9；
[68] 程文瀼、李爱群、张晓峰、吴亦军，钢筋混凝土柱的轴压比限值，建筑结构学报，Vol．15 No．6，1994．12：
[69] Tae-Hoon Kim, Kwang—Myong Lee, Chongyul Yoon and Hyun Mock Shin, Inelastic Behavior and Ductility Capacity of Reinforced Concrete Bridge Piers under Earthquake.Ⅱ. Numerical Validation, Journal of structural engineering, September, 2003;
[70] Hsuan-Teh Hu, M. ASCE、Chiung-Shiann Huang、Ming-Hsien Wu and Yih-Min Wu, Nonlinear Analysis of Axially Loaded Concrete-Filled Tube Columns with Confinement Efeect, Journal of structural engineering, October,2003;
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[72] T. Sato, H. Kito, H. Kobayashi、K.Sonoda, Experimental study on RC bridge pier model under cyclic bi-axial horizontal loadings, 《Earthquake Resiatant Engineering StructuresⅣ》, 2003;
[73] K. Jaafar、C. Morley, Seismic behavior of rectangular condrete beams with spirals near potential plastic hinges, 《Earthquake Resiatant Engineering StructuresⅣ》, 2003;
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[53] 江世永、谢云等，膨胀混凝土在大偏心受压构件加固中的消压卸荷作用试验研究，四川建筑科学研究，Vol．28 No．2，2002．6；
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