角钢加固混凝土组合柱偏压试验与建议

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1、计静等：角钢加固混凝土组合柱偏压试验与建议41圜角钢加固混凝土组合柱偏压试验与建议计静，邢菲，张文福，李冰，任亚文(黑龙江省防灾减灾工程及防护T程高校重点实验室。东北石油大学土木建筑工程学院，黑龙江大庆163318)【摘要】结合某一工程框架柱的加固需要，采用角钢约束原混凝土柱的设计方案。鉴于对角钢约束混凝土加固柱基本力学性能的研究尚少，文中开展角钢约束混凝土偏心受压柱力学性能试验，获得荷载一变形曲线，考察偏压柱的承载性能与偏心率的关系，验证理论计算公式的正确性。从而确定本工程加固后偏压柱的承载力，进一步确定桁架信号塔的设计高度，为实际工程提供技术支撑，同时为工

2、程加固技术规程提供可靠的依据。【关键词】角钢约束混凝土柱；偏心受压；偏心率；承载力【中图分类号】TU375．3【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)12—0041—031工程简介原建筑的加固改造。为增加柱的承载力，采用角钢约哈大高速公路是大庆和哈尔滨之间的交通枢纽，束混凝土的外包钢加固法。随着高清摄像头、探视器等新设备在高速公路上的安装使用，许多图像和数据需要无线传递回公路管理中心做进一步的处理，因此需建造与之相配套的信号塔体系。投资方决定采用重量轻、经济性好、设计成熟的分段式轻钢空间桁架体系。高速公路管理中心为2层的钢筋混凝土框架结构，始

3、建于1996年，层高为3m，顶层框架柱伸出屋面600nlnl，柱距为3600mm，框架中混凝土等级为CA0，纵向钢筋为HRB335级，如图1所示，采用预制桩基础。I塑I(军)．lIIlj图2钢结构信号塔布置角钢约束混凝土是指在柱的四角布置角钢，角钢图1高速公路管理中心示意图之间焊接缀板，通过建筑专用的粘结剂将角钢和缀板与原框架柱粘结在一起形成组合柱。角钢和缀板构成该中心坐落在龙凤湿地高速人口旁，地势低洼，的四肢格构钢柱约束内部混凝土，核心混凝土在续加多年的湿地沉积造成较深的软土，无法作为浅地基，只外荷载下能与格构钢柱协同工作，因此外包角钢约束能采用较深的桩基础

4、。若在管理中心附近建信号塔，混凝土柱具有更好的抗压性能以及变形性能。目势必重新做桩基础，无疑基础造价将占投资的很大比前对角钢约束混凝土加固柱基本力学性能的研究尚重。基于上述考虑，为节省资金，充分利用现有建筑的少，尤其是加固后偏压柱试验数据不够全面系统，形式，经过论证原桩基础可承担增加的荷载，决定在原理论尚有待进一步完善。本文结合框架柱的受力特建筑上构建信号塔，不但可方便快捷地将信号传递到点，开展角钢约束混凝土偏心受压柱力学性能试验，获室内，而且在高度上也可大大提高，信号塔四角支撑在得试件的荷载一位移曲线，考察偏压柱的承载性能与框架柱上布置如图2所示。信号塔的重

5、量全部施加在偏心率的关系，确定本工程实际尺寸的偏压柱的极限框架柱上，大大增加原框架柱的受力，因此对原框架柱承载力，通过与内力对比可进一步确定桁架信号塔的需进行加固补强。这样设计思路由原来的新建改成对[基金项目】教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(新教师类：20122322120004)，国家自然科学基金项目(51178087)；黑龙江省自然科学基金项目(E201336)；黑龙江省教育厅科学技术研究面上项目(12511022)计静等：角钢加固混凝土组合柱偏压试验与建议43为偏心越大，作用的弯矩越大。图中MN为10KN。用L100×8的角钢加固，其承载力结果

6、也列于表中。图5给出了本次试验中不同偏心率下外包角钢混可以看出加固后柱轴压比均满足规范要求(抗震等级凝土组合柱的P—M相关曲线。三级为0．85)，但从弯矩来看设计高度选为35m是最合适的。目前该信号塔使用状况良好。表3偏压试件试验结果表口-5r¨设计内力与计算结果对比lOO2840fIT●●●l●l‘f●tl【●_}‘l●_●rll_‘r__I-●一』●～●一●一5结语结合某一工程框架柱的加固需要，采用角钢约束原混凝土柱的方案。鉴于对角钢约束混凝土加固柱基本力学性能的研究尚少，相应的理论尚有待进一步完善。文中开展角钢约束混凝土偏心受压柱力学性能试验，获得荷载一

7、变形曲线，考察偏压柱的承载性能与偏00．20．4O．6心率的关系，验证理论计算公式的正确性。从而确定本工程加固后偏压柱的承载力，进一步确定桁架信号图5偏压构件的P—M曲线目骚承载力的比0区与偏心率的关系塔的设计高度，为实际工程提供技术支撑，同时为工程图6给出了本试验偏压试件承载力的比值P／加固技术规程提供可靠的依据。P∞与偏心率e。的关系，其中P∞为偏心距为零时的最大承载力试验值。从图6可以看出，在含钢率和长细比相同的情况下，构件的承载力随着偏心距的增大而参考文献逐渐下降，当试件的偏心率为0．333和0．5时，承载力[1]SheikhSA，UsumeriSM．

8、Strengthandductilit