碳纤维布加固提高钢筋混凝土柱轴压比及延性的工程应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com工程建设与设计2003年第7期碳纤维布加固提高钢筋混凝土柱轴压比及延性的工程应用碳纤维布加固提高钢筋混凝土柱轴压比及延性的工程应用徐洪球(北京中铁工建筑工程设计院，北京100083)[摘要]论述了利用碳纤维布材料来加固提高钢筋混凝土柱轴压比及延性的设计依据、方法和施工经验，特别是解决新老抗震规范的更迭所带来的柱加密区配箍率不够的普遍性问题，可供同类工程结构的抗震加固作参考。[关键词]碳纤维布；钢筋混凝土柱抗震；轴压比；加固；延性[中图分类号]Tu377．

2、9[文献标识码]A[文章编号]1007-9467(2003)07-0007—03合箍筋提高柱的体积配箍率等方法因建筑立面需要及施一、工程概况工周期等原因，首先排除了加大截面做法，决定从提高柱体2001年设计的某办公楼，总高33．9m，地上九层，地下积配箍率方面想办法，即利用箍筋对柱加强约束可以提高一层。结构采用钢筋混凝土框剪结构，楼面为现浇梁板，基柱的抗压强度原理，从而达到降低轴压比要求。柱箍筋的约础采用筏基，混凝土强度等级：柱采用C40，梁板采用C30。束作用，与柱的轴压比、配箍量、箍筋形式、箍筋肢

3、距以及混该工程的抗震设防烈度为8度(0．2g)，按GBJll一89凝土强度与箍筋强度的比值等因素有关，按新抗震规范抗震规范(以下简称老抗震规范)，框架抗震等级为三级．6．3．7条规定，在考虑连续复合箍筋约束作用下，轴压比限剪力墙抗震等级为二级，场地土类别为II类。值可以增加0．10，但应按增大的轴压比确定配箍量，并沿柱由于资金及其它因素影响，该工程在2001年底主体结全高采用相同的配筋特征值。参考《碳纤维片材加固修复混构建至地上一层时停工，到2002年6月有新投资方介入，凝土结构技术规程》(报批稿)4

4、．5条柱的抗震加固有关规对部分楼层功能进行了调整，同时外立面也作了修改，原外定，以及天津大学试验研究成果《碳纤维布约束混凝土应墙涂料改为干挂石材。设计也因此进行了相应计算调整，按力——应变全曲线的试验研究》文，决定用包裹碳纤维布办建设部要求，此时设计变更工程应按GB5001l一2001抗震设法来提高等效箍筋配筋率对混凝土的约束作用，从而提高计规范(以下简称新抗震规范)的有关规定执行。这时，随混凝土的抗压强度，并有效改善混凝土的变形性能。新、老抗震规范的更替，对本工程就产生了两个新问题，一三、加固设计及

5、计算是柱抗震等级由原来的三级变为二级，二是柱箍筋加密区的体积配筋率新抗震规范作了提高，原柱箍筋加密区的体加固简图见图1，采用两层宽200mm，间距lOOmm，分条积配箍率不够。包裹的方式。本工程采用日本前田碳纤维布及其配套的日针对上述两个问题，设计按两方面来考虑，二层以上未本前田树脂，其性能指标见下表l和表2。建部分按新抗震规范要求作相应调整，二层以下已建部分表1碳纤维的性能指标进行验算并采取加固措施。经验算复核，发现有悬挑处边柱在首层轴压比已达0．89，满足老抗震规范三级框架轴压比不大于0．90的要

6、求，但不满足新抗震规范二级框架轴压比不大于0．85的要求，箍筋加密区的体积配箍率也不满足要求，需进行抗震加堡塑里垫塑鏖塾塑鏖堂丝堡量固。8045131500二、加固方案的思路按《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》规定，柱箍筋的总折算体积配箍率按下式计算：解决柱轴压比不够的方法，主要有加大截面法，增加复P睫=P埘+d[2l￡'0(6)3／[(sIv,)bh(1)【作者简介】徐洪球(1963-)，男，浙江江山人，副总工程师，高级工程式中——总折算体积配箍率师，国家注册一级结构工程师，从事建筑结构设计研

7、究．P柚一按箍筋范围以内的核心截面计算的体积配箍率7维普资讯http://www.cqvip.com工程建设与设计2003年第7期建筑结构设计．．17o(1)按式4：P≥击1081001200查得：0．19，f~=19．IMPa，f~=210MPa代入上式，得P≥：0．19(19．1／210)：0．01728(2)按式1，原柱加密区体积配箍率p⋯：0．Ol164fI-一=0．36，Sq=100，tcf=0．167，W~F200，A=600x600／l代入／1．1，f~=210昌／Il代入P=p+[2n

8、qW~tq(b+h)]／(sc，+c，)6^：鲁是ll0．116+0．00694=0．0185≥p：0．01728～是昌n也即该柱用两层碳纤维布加固后，原柱加密区体积配箍～I=：ol／I率，可满足新抗震规范要求。曷●LnQT3002-2008300(3)按文献[1]推荐公式(2)口^：(1+1．2)口。l／’_{

9、cf

10、fjJu=0．00148厶：40．07Mpaf~,=1200Mpa0．04444I／：莹口。．币／口o=l+1．2：1．053／也即该柱