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。。 , ,。 5.4  受】压构件加固 】 》5.4.《1  混《凝土:在竖向荷载作用下当!侧向变形受到限制】时称其为约》。束混:凝土:当约束材料为复【材时称其为复材约】束混凝?土混凝土经复材约束!后其强度和延性均】可得到提高在圆形】截面中由于混凝土受!到,。均匀约?束作用复材的约束效!果最好在矩形截面】中由于约束应力在】截面上的分布不均匀!且在截面角》部将产生应力—集中现象因而复【材的约束作》用较弱因此在—用复材进行加固之前!必须对矩形截面【进行倒角处理以提】高,复材的约束作用进行!。倒角:处理时倒角半—径受混凝土保护层】厚度:的控制但应满足本条!有关规定对截面长度!超过600mm的】大尺:寸柱尚?应将截面的》四边改为浅圆弧形】。(得到的截面称【为圆:弧,化处:理截面)条件允许时!也可在粘贴纤维布前!将矩形(《正方形)截面改变】为椭圆形(圆形【)截面(称为—改形处理截》面)以明显提高【加固的?。效果改形处理截面施!工时可?先对现?有混凝土柱》进行倒角处理按要求!的截面形状制—作模板模《板定位后在柱与模板!之间填充强度—不,。低于原混凝土强度】的,混凝土或《砂,浆待混凝土达—到一定强《度后拆?模进行纤维布缠【绕加固进行圆—。弧化处?理时理论《上矢高越大、截【面形状越接近圆【形时复材的约束效】果越好但考虑—。到用过?厚的水泥砂》。浆,层将导致施工不便且!截面尺寸增加过大】因此在实际施工时圆!弧的矢高《不宜过大但应满足本!条有关规定试验结】果显示当圆弧—的,矢跨比不小于—1/20时圆弧化】处理能够有》。效,地,提高截面的轴向承】。载力 —。 :5.:4.2  复材约束!混凝土随纤维力【。学性质及纤维—包裹量的变化其应力!-应变关系》和破坏特征有较大】。差别本标准用约束刚!度参数?βj为指标以—。。反映纤维用量、纤】维和混凝土的力学】指标:及截面尺《寸的影响实验—结果表明当βj【≤βjb时应—力-应变曲线存【在下降段包》裹纤维的断裂通常发!生在:峰值应力之后;【βj>β《jb时则应》力-应变曲》。线无下降段并—呈近似?双线:性关系?包裹纤维断裂时达】到,复材:约束混凝土的强度】极限前?者称为弱约》束后者?。称为强约束》约,束刚:度界:限值βjb》是根据所搜集到的大!量试:验结:果确定的 》  —。  : 采用复材》约束加固《钢筋混凝《土受压构件可以【达到两个主要目【的①提高构件的极限!承载力;《②提高构件的延性改!善其:。抗震性?能当混凝土处于弱约!束状态?时虽然混凝土的【延性:可以有较大程度【的提高但是混—凝土抗压《。强,度的提高《很小可忽略不—计,在此种情《况下虽然通过混【。凝土:延性的增加》也可获?得一定?的构件极《限承载力的提高但通!过这种?。方式获得的构件【极限承?载力的提高极为【有限因此弱》。约束主要《。应用于?提高构件延性改【善构件抗震》性能当以提高构件】的极:限承载力为主要目】的时要求混凝土【处于强约束状—态即通过提》高混凝土抗压—强,度的方式来》提高构件的极限承】载力 】    当构件过于!细长:。时由于二阶效应的存!在使得通过复材【约束来获得构—件极限承载力提高这!一加固方法的—有效性及经济性降低!因此复材约》束加固?不应用于过于—细长:。的钢筋混凝土受压】构件本条对构件的长!细,比进行?了限制 —。。     在】正常使用状态—下钢筋混凝》土柱承受外》荷,载的能力《不应依赖复材的约】束效应因此在正【常使用状态下应【保证混?凝土的压《应变较小本》标,准取其限值为0.】0,02此时复材的【环向应变很》小对混?凝土起到的约束【作,用可忽略不计此【外纵向钢筋不应屈】。服在上述《规定下进行截—面分析表明当—混凝土的强度提【高在本标准公式(】5.4.2-—2)规定《范围内时若构件已】符合承载力极限状态!下的各项规定那么】无须再对其进行正】。常使用极限状—态下的验《算 《 5.》4.:4,  复材强约束混】凝土:的应:力-应变曲线呈近似!。双,线,性关系第一段应【力-:应变曲线形》状与无约束混凝土相!似第二段应力-应】变曲线可近似看作直!线本:标准采用二次抛物线!加直线分段式—模,型该模型是建立在以!下假设之上》的①应力-应变【曲线由两部分组成第!一,部分:为二次抛《物线第二《部分为直线;②【复材:约束混凝土的初【始弹性模《量(:原,点切线弹性模量【)与无约束》。混凝土的弹性模量】相等;③抛物—线方程应反映复【材约束对《该段应力-》应变曲线《的影响;④》两,段应力?-应变曲线光滑连】接即在两段曲线连】。接处其一阶导数连】续;⑤第二部—分,。的直:线与纵坐标》。(纵向应《力,)的交点为无约【束混凝土的强度基于!以上假设得到公【式(5.4》.4-?1)~公式(5.】4.4-《3):当约束力为零时(不!包复材时《)该:模型可?以退化到原国家标准!混凝土?结构:设计规范GBJ 】10-89所采【用的无?。约,束混凝土模型;当】混凝土强度等级【不大于?C50时该模—型也可以《退化到现行国家标】准混凝土结构—设计规范GB— 500《。10所采用》的无约束混凝—。土模型 】 ,    本条—。规定了fcc/fc!≤,1.75即通—过,复材约束获得的混】凝土抗压《强度的提《高不应超过7—5%这是因为—当混凝土抗压强度提!高过:大时①构件破坏可】能,非常突然;》②,由于混凝土的极限压!应变:提高:很大导致二阶效应更!为显著(构件—横,向,变形过大)》 , 5.4】.5、5.4.6】  本条规定了复材!约束混凝土的轴心】抗压强度设》计值和?。极限:压应变设计》值的计算圆形截【面、矩形截面和【椭圆:形(改形《。。处理矩?形)截面的计算公】式主要依据相关科研!单位的研究成果【;圆弧化矩形截面】的计算公《式主要依据香港【理工:大学及哈《尔滨工业《大学的研究成果【上述公式考虑了【约束材料的刚—度,。及变形能力对混凝土!强度及延性提高的】影响 》  《  : 现有的圆形截面强!约束混凝土》试件的大量》试,验结果?表明由于受到混凝土!变形的不均匀性、复!材纵:向应变、《截面等因素的影【响试件破坏时的纤】维拉断应变》平均:值明:显小于由标准—拉伸试验获得的【拉,断应变?且纤维拉断应—变平均值的离—。散性较大因》此本标准《建议采?用试验的方法来【确定纤维拉》断应变?特,征值标准试》验方法见本标准【附录F !5.4.8 —。 在计入附加偏心】。距后可将轴心受压】构件视?为偏心受压构件的】特例其正《截面受压承载力计算!与偏心受压》构件正截面》受压承载力计算相】统一 【 5.4.9—  :现行国家标》准混凝土《结构设计《规范:GB 50010】中对于混《凝土强度C50以下!圆形截面偏压构【件取:受压区高《。度,为按平?截面假定所确定【的中和轴高》度的0.8倍受压】区内混凝土应—力值取为混凝—土强度即α1=【1,β1=0《.8根?据,相关研究结果上述】取值并不《适用于?复材约束加固钢筋混!凝土偏压柱因为【α,1、β1的》值应随着混凝土【所受约束程度—的变化而变化在【保证计算精》。度的前提下为简化计!算对强约束混—凝土可?取β1=0.9 ! 《5.4.11 【 复材?约束加固圆》形截面偏心受—压构件正截面承【载,力计算计《算公式体现了—复材的约《束作用但其原—理与现行国家标准】混凝:土结构设计规范GB! 500《10中相应公式【相,同值:得说明的是设—计公式同样适用【于柱两端偏》心距不同的》情况:考虑复材约》束作用后对α—c及αt的取—值做出?了相应?调整该计算公式【及公式(5.4【.12)均》基于:中和轴?在截面内的假—定按:正文规定《构,件的最小偏心距不】小于本标《。准第:5.4.8条规定】的附:加偏:心距因此在》通常情况下该假【定是正确《的但是当计算表【明中和?轴在截面外时本标】准公式(5.4.】11)和公式—(5.4.12)不!再适用此时》应采用精《确的截面分析方法进!行设计 》 5.4【.12、5.4.】13  复材约束加!固矩形?截面(包括圆弧【化处理矩形截面【及改形处理矩形截面!的等效矩形截面)】偏心受压《构件正截《面承载力计》算计算公式体—。现了复材的约—束作用?但其原理与现行国】家标准混凝土—结构设计规》范GB 50—010?中相应公式相同设计!公式同样适用于柱两!端偏心距不同的情况!由于:对复材约束加—。固矩形截面、圆弧化!处理矩形截面及改】形处理矩形截面双】向偏心?受压构件的研究尚】不充:分本标?准未给出双向偏心】受压构?件的计算公式本标准!第5.4.》12条~第5—.4.1《4,条仅:适用于单《向,偏心:受压构件 】。 5?.4:.14  》复材约束加固钢筋】混凝:。土受压构件的偏【心距增大系数—的计算当满足—公式(5.4.【14-4)时由二阶!效应引起的柱承【载力降低在5%【以内因此认为在【该范围内二阶效【应,可忽略不计无须计算!。偏心距增大系—数相应?的受压?构,件称:为短柱?否则:称为长柱长柱设计时!。需考虑二阶》。效应的影响》偏心距增大系数可】按公式(5.4【.14?-1)~公》式(5.4.—14-3)计算【 ?。。     短】柱、长柱《的判别长细比称【为短:柱的长细比限—。值该值由公式(【5.4.14-4)!规定无约束钢筋【混凝土?柱,的短柱长《。细比限值主要—与柱端部《偏心距比值e1【/e:2以及偏心率e2/!h,有关相关科》研单位?。近期:的研究结果》表,明复材约束放大了二!阶效:应的作?用,。。因此对于复材约束】加固钢筋混凝土柱其!。短柱长细比限值尚】需考虑复材约束作用!的影响公式(—5.4.14-4】)考虑了上述—因素该?式的分子部》。分为:无约:束钢筋混凝土柱的】。长细比限值分母部】。分则考虑了复材约】束对长细比限值的】影响需要《说明的是现行国【家,标准混凝《土结构设计规—范GB 500【10:中,关,于长细比限值—的规定仅考虑了柱】两端偏?心距相等的情况【且忽略了偏心—率的:影响是?较为保守《的在无复材约束且柱!两端偏心距相等时】由公式(5》.,4.1?4-4?)得出的短柱长【。细比:限值与现行国家【。标准混凝土结构【。设,计,规范GB 》50:010中关》于偏心?受压构件的短—柱长细比限》值规定?。一致 《