卸荷对加固受压混凝土结构承载力效果的探讨

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1、 卸荷对加固受压混凝土结构承载力效果的探讨卸荷对加固受压混凝土结构承载力效果的探讨简介：近些年来，随着经济建设的迅猛发展，建筑工程科学技术已有了飞速发 展。同时，随着钢筋混凝土结构加固理论研究方面的不断深入，各种新型建筑 材料不断涌现，建筑物改造与病害处理应用越来越广泛。现就建筑工程加固补 强中卸荷对加固受压混凝土结构承载力影响效果做以分析。 关键字：加固, 混凝土, 结构承载力, 探讨 QQ 收藏 百度搜藏 在轴向荷载作用下中心受压柱，原有钢筋混凝土已有应 变值 c1，新增部分钢筋及混凝土随后才参与受力。当原柱混凝土应变值由c1 增至峰值应变 c0=0.002 时，原混凝土被压碎，其所

2、承担的力由新增部分混凝土来承担，新增部分混凝土应力水平突然增大致使结构破坏。其抗压极限 承载力公式： Nu=(Ac1fc1+As1fy1+Ac2c2+As2s2)- -轴心受压构件的稳定系数； Ac1、Ac2-原柱及新加混凝土截面面积； As1、As2-原柱及新加钢筋截面面积； fc1、fy1-原柱混凝土、钢筋抗压强度设计值； c2、s2-新加混凝土、钢筋压应力值； c2 和 s2 量值取决于原结构混凝土应变值 c1 与混凝土峰值应变 c0的差值 c1=c0-c1。 根据美国 E.Hognestad 建议的混凝土应力、应变模型 c= fc2c/c0-（c/c0）2 （当 cc0 时）

3、= fc1-（c/c0 -1）2 令新加混凝土强度利用系数 c=c2/fc2 =1-（c1/c0 -1）2=1-（c0-c1 ）/c0 -12=1-（c1/c0）2- 令原柱混凝土应力水平指标 =c1/ fc1=N1K/ (Ac1fck1)= 1-（c1/c0 -1）2 解之得 c1/c0 =1-（1-）1/2- 将回代入中 c=1-1-（1-）1/22= 2（1-）1/2+-1- 新加钢筋的应力，当原混凝土应变达到 c0 时 s2=c1ES=(1-c1/c0)c0ES =（1-）1/2c0ES 令新加钢筋强度利用系数 s=s2/ fy2= ESc0（1-）1/2/ fy2= ES（1-）1/

4、2/ （500fy2）- 当 s1 时，钢筋进入塑性区，取 s=1。 将 c2、s2 回代入式中得 Nu=(Ac1fc1+As1fy1+c Ac2 fc2+s As2 fy2)- 此式即为加固结构轴心受压承载力的公式。 例：某中心受压柱，高 H=5m,截面 500mm500mm,原结构混凝土强度设 计等级 C40,共配 818，承受轴向荷载标准值恒载 Gk=600KN,活载 Qk=2400KN,由于施工质量问题，经检测结构检测柱混凝土强度等级为 C20,要 求对该柱进行加固。 (1)原柱承载力验算 C20 fc1=9.6N/mm2, fck1=13.4N/ mm2 HRB335 钢筋

5、fy1=300 N/ mm2 ， ES=2.0105 N/ mm2 L0=5m, L0/b=5000/500=10 , =0.98 Ac1=500500=250000mm2 As1=2036 mm2 承载力设计值 Nu=(Ac1fc1+As1fy1) =0.98（9.6250000+3002036）/1000 =2950.6KN 轴向力设计值 N1=1.2Gk+1.4Qk =1.2600+1.42400 =4080KN 因为 NuN1，所以承载力不满足，必须加固处理。 （2）在不卸载情况下加固柱验算 采用混凝土围套加固，每边增厚 80mm，混凝土等级 C30，加配 816 钢 筋。 C30 f

6、c2=14.3N/mm2; HRB335 钢筋 fy2=300 N/ mm2 ; Ac2=660660-250000=185600mm2 As2=1608 mm2 G2k=25185600500010-9=23.2KN 原柱应力水平指标 = N1K/ (Ac1fck1)=（600+2400）103/（25000013.4）=0.896 c= 2（1-）1/2+-1=2（1-0.896）1/2+0.896-1=0.541 s= ES（1-）1/2/ （500fy2） =2.0105（1-0.896）1/2/（500300） =0.43 N=1.2(600+23.2)+1.42400=41

7、07.8KN L0/b=5000/660=7.58 , =1 Nu=(Ac1fc1+As1fy1+c Ac2 fc2+s As2 fy2) =1(2500009.6+2036300+0.54118560014.3+0.431608300)/1000 =4654KNN 满足要求。 （3）在卸去载荷下加固柱验算 设加固前卸除 50%的可变荷载，围套厚度每边增厚 60mm,C25 混凝土，配 置 814 钢筋。 C25 fc2=11.9N/mm2; HRB335 钢筋 fy2=300 N/ mm2 ; Ac2=620620-250000=134400mm2 As2=1231 mm2 G2k=

8、25134400500010-9=16.8KN = N1K/ (Ac1fck1)=（600+240050%）103/（25000013.4）=0.537 c= 2（1-）1/2+-1=2（1-0.537）1/2+0.537-1 =0.898 s= ES（1-）1/2/ （500fy2） =2.0105（1-0.537）1/2/（500300） =0.907 N=1.2(600+16.8)+1.42400=4100KN L0/b=5000/620=8.06 , 1 Nu=(Ac1fc1+As1fy1+c Ac2 fc2+s As2 fy2) =1(2500009.6+2036300+0.89813440011.9+0.9071231300)/1000 =4782KNN=4100KN 由此可见，加固结构工程中新加混凝土部分，因其应力、应变滞后而不能 充分发挥其效能，尤其是当原结构混凝土应力、应变值较高时，对于受压构件 往往原混凝土已达极限状态，后加部分基本不起作用，致使 达不到加固的效果。反之，加固时若对原结构进行卸荷，尤其当原结构工 作应力值较高时，由于应力、应变滞后现象得以缓和，新加部分承载力得以更 好利用，不仅加固效果较好，而且也节约不少材料。