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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1/2》0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?.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GB《J 1?0-89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】 50?010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 500【10中对《于混凝土强度C【50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=1β—1=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、β】1,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β—1=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 》50010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?.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《。.1:2、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5.4.1】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】.4.1《4-3)《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(5.4.1!。4,-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(5.4.1【4-4)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 5—0010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(?5.4.14-4】)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 】50010中关【。于偏心受《压构件的《短柱长细《比限值规定一—致 ?