RC框架柱损伤形式及形成机理研究.pdf

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1、施工技术建材与装饰2016年12月RC框架柱损伤形式及形成机理研究王海荣张丹阳（西安工业大学建筑工程学院陕西西安710021）摘要：通过对框架柱中的角柱、中柱、边柱从各自的位置特点、损伤破坏表观状况及受力机理等方面进行了研究总结，为针对不同位置损伤框架柱制定不同加固方案提供理论支持。关键词：边柱；中柱；角柱；破坏现象；受力机理中图分类号：TU352.1文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）50-0066-021前言（a）柱头混凝土保护层变形脱落，混凝土有轻微压酥，钢筋屈实际加固工程案例中，柱构件的加固案例最多，为构件加固服

2、变形；的重中之重。在制定加固方案时，不仅要考虑损伤柱的损伤特（b）柱端混凝土完全压酥、粉碎，箍筋已拉脱变形，柱顶形成征，还要弄清其破坏机理等。另外，不同的加固方案有其不同的塑性铰，柱体成倾斜状，几乎与建筑脱离。特点，因此其针对性也不同。本文考虑到角柱、中柱、边柱，因其3.2中柱的损伤破坏形式位置不同，柱的受力、构造和破坏特点、产生原因等也不尽相同，中柱在实际工程中的损伤破坏表观特征如图2所示。进而制定加固方案时要有针对性。因此本文对这些方面进行了总结，以期为针对性制定损伤柱的加固方案提供理论依据。2角柱、中柱、边柱的定义[1~2]2.1角

3、柱的定义角柱一般情况下是指建筑物四角的柱，对于一些门厅、雨棚下边的某些柱，也可能属于角柱。角柱几乎均等的承受两个方向的地震作用，设计时不仅要考虑双向偏压还要考虑扭转效应的（a）中柱损伤现象1（b）中柱损伤现象2影响，因此给弯矩和剪力设计值相应的乘以增大系数1.1。图2RC框架中柱的损伤破坏现象2.2中柱的定义[1~2]损伤特征描述如下[3]：钢筋混凝土框架中柱即处于框架中间，柱四个方向都有梁连（a）柱顶装饰层脱落，保护层与部分混凝土碎裂，纵筋外露，接的柱子，由于受力相对简单，各种规范标准并没有给出特殊规部分压屈变形；定。（b）柱身中部混凝

4、土大面积压酥、成块分离，纵筋箍筋弯曲变2.3边柱的定义[1~2]形。边柱即柱子空间三个水平方向上有梁拉结的柱子。相对于中3.3边柱的损伤破坏形式柱来说，边柱处于建筑物的边缘位置，受力情况急所处环境影响边柱在实际工程中的损伤破坏表观特征如图3所示。较中柱复杂，但我国当前的规范中，并没有对针对边柱有一些特殊的要求，而是对中柱和边柱同等对待，轴压比及其他的一些构造要求都是相同的。3角柱、中柱、边柱的破坏形式3.1角柱的损伤破坏形式角柱在实际工程中的损伤破坏表观特征如图1所示。（a）边柱损伤现象1（b）边柱损伤现象2图3RC框架边柱的损伤破坏现象

5、损伤特征描述如下[3]：（a）柱顶装饰层脱落，保护层与部分混凝土碎裂，纵筋外露，部分压屈变形；（b）柱身中部混凝土大面积压酥、成块分离，纵筋箍筋弯曲变形。（a）角柱损伤现象1（b）角柱损伤现象24框架柱受力破坏机理分析图1RC框架角柱的损伤破坏现象从受力机理角度出发，结合国内外学者的试验研究及工程实损伤特征描述如下[3]：·66·2016年12月建材与装饰施工技术例的总结[4]，柱子破坏主要分为以下8种典型的受力破坏形式。种剪切破坏。如图4所示。（2）中柱由于所处建筑物中部，由于与柱连接的梁对称规则，所以柱的受力也相对简单，破坏状态多表现

6、为混凝土柱中部压碎破坏，这正是轴心受压、大偏心受压破坏等延性破坏类型。所以加固时多按轴心受压构件进行。（3）边柱在建筑物外围，受力情况较中柱复杂，且数量众多，破坏的时候也都出现类似角柱的脆性破坏类型，如小偏压破坏，粘结破坏等。（4）在制定加固方案时，若有两种加固方案：增大截面法和外（a）轴压（b）小偏压（c）大偏压（d）剪压（e）剪拉（f）粘着（g）压剪（i）斜拉包型钢法[7]可供选择，那么针对边柱和角柱，因其受震破坏形式图4钢筋混凝土柱的受力破坏形式较严重，可选用加固后抗震性能较优良的外包型钢法；而对于中（1）对于角柱，处于压、弯、剪复

7、合受力，无地震作用下，由于柱，增大截面法更适合其破坏特征和原因。所处位置的特殊性，一般会以小偏心受压形式破坏如图4（b），若箍筋无加密，或者配置不合理，很容易出现各种受剪等脆性破坏参考文献形式如图4（d），4（e），4（g），4（i）。在地震作用时，由于角柱得几乎[1]中国住房与城乡建设部、中国质量监督检验检疫总局《.混凝土结构设均等承受两个方向的水平地震作用，所以地震作用叠加，会对角计规范》（GB50010-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.柱造成更严重的破坏，如图4（f）。[2]中国住房与城乡建设部、中国质量监督检

8、验检疫总局《.建筑抗震设计（2）中柱的受力破坏形式，一般为轴心受压破坏类型如图4规范》（GB50010-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.（a），但在一些特殊情况下，有可能