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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600m》m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β:。j,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:>βjb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0.002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C5?0,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? 5:00:10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》75%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 5001】0中:对于混凝土强度C5!0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:=1β1=》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】α1:、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】.1:1  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【αc及αt的取值做!出了相应《调整该计算公—式及:公式(5.4.1】2)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.《4.1?2,)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 500】10: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—.14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《.4.1《4-1)《~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【/e2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G】B 50010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G?B 5001—0中关于偏》心受压构件》的,短柱长细比限值规】定一:致 ?