高层建筑混凝土柱的抗震加固方案的探讨

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1、第十九届全国高层建筑结构学术会议论文2006年高层建筑混凝土柱的抗震加固方案的探讨(二)李华亭，，王立超’，田端峰’，崔萍’，任广瑞’，江仲胜‘(1青岛脚远设计事务所，山东育岛266071;2.青岛北洋建筑设计有限公司，山东青岛266071:3.青岛市建设工程佑工图设计审查中心，山东青岛266003;9*岛弘景设计研究院.山东窗岛266071)提要本文是高层建筑棍凝土柱的抗震加固方案的探讨(一)O1的续篇，阐述了高层建筑混凝土方柱采用湿式钢构套加固设计方法，给出了加固设计的计算公式.通过计算原柱混凝土平均压应力水平指标Y'确定原柱混凝土加固后强度提高系数a和钥构套角钥材料强度降低系数

2、Y"为了保证钢构套结构与原有混凝土方柱很好的协同工作和有效的受力，制定了必要的构造措施。关健词钥构套:加固设计:应力水平指标:协同工作1前言原有高层建筑框一剪结构的主体结构18层已完成8年之久，新业主要求再增加8层，在此前提下对原结构进行加固设计。为尽量减小因加固设计改变原结构体系的动力特性给主体结构带来的抗震不利影响，满足建筑功能要求，使原柱加固后受力合理，利于抗震，方便施工.提高原柱混凝土与加固材料的协同工作程度.最大限度地发挥加固材料作用，从而有效的提高加固柱承载能力，并满足耐久性设计要求，作者根据原主体结构检测结果和原设计施工资料对原结构进行了认真地鉴定。经细致的多方案论证，

3、认为湿式钢构套法是原柱的最佳加固方案。原有混凝土柱已承受着很大的轴向压力和弯矩，其混凝土己产生了一定的应力、应变，存在了一定的压缩变形、弯曲变形，混凝土的收缩变形已基本完成，即原柱已有了应力史，同时原有柱所承受的荷载难以充分卸除。为此，作者对原柱的实际应力水平进行了仔细分析，对钢构套法试验研究成果作了认真的比较，其中对试件柱先行加载，使其达到不同的应力、应变状态，具备了应力历史后，再对其进行湿法包钢加固。然后再行加载直至破坏的试验研究，较真实地模拟了工程中加固柱的实际特点，研究成果具有一定的工程意义。通过综合分析大量试验研究成果12YI91，结合实践经验，根据原柱混凝土应力水平指标Y

4、的不同，提出了原柱混凝土强度提高系数。和钢构套角钢强度降低系数r，在此基础上建立了钢构套法加固设计的实用计算公式。同时，为了保证钢构套结构与原有柱很好的协同工作，制定了必要的构造措施。李华亭，男，1938.9出生，高级工程师"166"第十九届全国高层建筑结构学术会议论文2006年Z待加固柱的特征辨析首先查明待加固柱原有混凝土的实际强度等级，纵向钢筋、箍筋构造方式，具体的截面尺寸，己加载特点.推算其应力水平和可能的变形，以及准备待加载的情况，方可制定出合理有效的加固设计方案。2.1原柱混凝土的应力水平假设:(1)按中心受压柱考虑:(2)不考虑混凝土的徐变和钢筋与混凝土弹性模量的不同所引

5、起的应力重分布;(3)不考虑柱混凝土强度由于纵向钢筋和箍筋的约束而提高的因素。根据原柱实际检测的混凝土强度推定值和柱承受荷载的标准值，计算待加固柱的应力水平指标A刀=~N匕_Q,(1)几Ao几式中No一重力荷载代表值作用下待加固柱实际承受的轴力;f-一待加固柱混凝土实测轴向抗压强度的设计值;01.一待加固柱的折算平均压应力;Ao一待加固柱的折算截面面积:E__Ao=通。+前A，一‘人一待加固柱实际截面面积;E一待加固柱混凝土实测弹性模量.A=一待加固柱实配纵筋面积;Ep一待加固柱纵筋的弹性模量;22对待加固柱的受力特点及应力状态的分析应力水平指标A是加固设计中关键指标，表明实际CF.

6、与待加固柱实测混凝土强度等级设计值几的关系，是无约束混凝土平均应力的概念。"167"第十九届全国高层建筑结构学术会议论文2006年待加固棍凝土柱是结构的竖向构件，己承受着自重等持续荷载，同时引起了可观的轴力、弯矩和剪力，使待加固柱产生了一定量的变形，柱中的纵向钢筋与'N'凝土间的粘结作用使两种不同的材料产生了相同的变形。但由于钢筋的弹性模量比混凝土的弹性模量高得多，再者混凝土的收缩和徐变变形致使随着时间的推移，钢筋应力逐渐提高，混凝土的应力逐渐降低，柱中的两种材料间引起了应力重分配，钢筋承担的荷载逐渐增加，这种变化与柱中纵向钢筋的配筋量有关，与柱承受的荷载大小有关.与混凝土的变形(压

7、缩变形、收缩变形、徐变)量有关，所以计算待加固柱混凝土实际应力水平只能是一个平均值的概念，实际上待加固柱混凝土应力要比计算出的应力水平低。2.3待加固方柱的混凝土强度由于受到周边纵筋和箍筋约束的提高待加固方柱的混凝土在纵向钢筋和水平箍筋的包裹中，一般纵筋的间距150二左右，复合箍筋的间距100"150mm,箍筋的肢距200"300mm，在塑性铰区满足-<6d(d为纵筋直径)保证纵向钢筋不压屈鼓胀，纵筋和箍筋对柱中混凝土有相当的约束作用。当)6>0.7几时，