一種新型小截面矩形鋼筋混凝土柱的加固方法與流程

本發(fā)明屬于土木工程領域，尤其涉及一種新型小截面矩形鋼筋混凝土柱的加固方法。

背景技術：

纖維增強復合材料(Fiber Reinforced Plastics，簡稱FRP)是由纖維材料與基體材料(樹脂)按一定的比例混合后形成的新型材料，具有輕質、高強、耐腐蝕、耐疲勞等許多優(yōu)異的性能，在土木工程中應用廣泛，既可用于既有結構的補強加固，也可用于新建結構中。FRP加固技術的基本原理是：鋼筋混凝土矩形柱受到軸向荷載時，產(chǎn)生橫向膨脹，F(xiàn)RP布產(chǎn)生拉應力，對核心混凝土提供側向約束，使得混凝土處于三向受壓的應力狀態(tài)，從而增加核心混凝土的抗壓強度和變形能力，增加構件的強度和延性。

矩形截面柱在粘貼FRP布之前一般需要先將四個直角磨成圓角，這樣可以大大減小角部應力集中從而提高約束效果，但也有以下不足：(1)造成額外的花費(2)施工比較困難(3)不能應用于已有鋼筋混凝土構件的加固。

傳統(tǒng)方法包裹的鋼筋混凝土柱，F(xiàn)RP布的全拉伸能力沒有有效地體現(xiàn)在約束柱中，主要有以下幾點原因(1)FRP布包裹構件時FRP布本身會產(chǎn)生曲率；(2)對于直接拉伸FRP而言，約束FRP布并沒有處于純張拉狀態(tài)；(3)FRP包裹下的開裂混凝土產(chǎn)生不均勻變形造成局部應力集中，這是采用濕鋪法過程中局部缺陷造成的；(4)搭接區(qū)測得的應變值最小導致其周圍應變分布不均勻。

技術實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種新型小截面矩形鋼筋混凝土柱的加固方法，其適用于截面長度600mm以下的矩形柱，以解決鋼筋矩形柱磨倒角困難，以及由于端部應力集中，F(xiàn)RP布過早發(fā)生剪切破壞而被拉斷的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種新型小截面矩形鋼筋混凝土柱的加固方法，即：先在所述矩形鋼筋混凝土柱截面的四個轉角處沿水平方向各粘貼一條FRP角部條帶，所述FRP角部條帶中的纖維為水平方向，在水平方向上相鄰所述FRP角部條帶之間的空隙用環(huán)氧樹脂填平，然后將FRP環(huán)繞條帶環(huán)繞粘貼于同一橫截面上所有FRP角部條帶的外側。

進一步的，在所述矩形鋼筋混凝土柱上端部塑性鉸區(qū)和下端部塑性鉸區(qū)內，上下相鄰的FRP角部條帶以及上下相鄰的FRP環(huán)繞條帶均無縫銜接；在所述上端部塑性鉸區(qū)和下端部塑性鉸區(qū)之間的區(qū)域內，上下相鄰的FRP角部條帶之間以及上下相鄰的FRP環(huán)繞條帶之間均等間隔。

進一步的，在水平截面上，所述FRP角部條帶中段位于矩形鋼筋混凝土柱的角部。

進一步的，所述矩形鋼筋混凝土柱截面的邊長為不大于600mm。

對于本發(fā)明所述的截面邊長說明如下：若所述截面的四條邊等長，則所述邊長即指每條邊的長度；若所述截面的四條邊不等長，則所述邊長即指較短邊的長度。

進一步的，用于所述粘貼的粘接劑為：環(huán)氧樹脂膠。

進一步的，所述FRP環(huán)繞條帶為單層或多層。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術方案具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的新型小截面矩形鋼筋混凝土柱的加固方法，解決了矩形柱磨倒角困難的問題，減小了矩形柱端部應力集中，防止端部FRP 布過早發(fā)生剪切破壞而被拉斷，大大提高了FRP布材料性能的利用率，增大了混凝土柱的強度和延性，提高了其承載能力和變形能力。

2、本發(fā)明所述方法，首先在截面轉角處粘貼FRP角部條帶，F(xiàn)RP角部條帶中的纖維為水平方向，然后在其外側同一橫截面上按傳統(tǒng)方式粘貼FRP環(huán)繞條帶，可以將端部剪切應力轉化為截面水平條帶上的拉應力，使得約束應力均勻分布，從而消除應力集中的影響，破壞發(fā)生在矩形柱截面一邊的中間部位，避免了角部損壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所述鋼筋混凝土矩形柱的俯視圖；

圖2為本發(fā)明實施例所述鋼筋混凝土矩形柱的側視圖；

其中，1、矩形鋼筋混凝土柱；2、FRP環(huán)繞條帶；3、FRP角部條帶；4、上端部塑性鉸區(qū)；5、下端部塑性鉸區(qū)；6、環(huán)氧樹脂。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多層”的含義是兩個或兩個以上；術語“上”、“下”、“左”、“右”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

如圖1、2所示，本實施例提供了一種新型小截面矩形鋼筋混凝土柱的加固方法，即：先在所述矩形鋼筋混凝土柱1截面的四個轉角處沿水平方向各粘貼一條FRP角部條帶3，F(xiàn)RP角部條帶3中的纖維為水平方向，在水平方向上相鄰所述FRP角部條帶3之間的空隙用環(huán)氧樹脂6填平，然后將FRP環(huán)繞條帶2環(huán)繞粘貼于同一橫截面上所有FRP角部條帶3的外側。

其中，在所述矩形鋼筋混凝土柱1上端部塑性鉸區(qū)4和下端部塑性鉸區(qū)5內，上下相鄰的FRP角部條帶3以及上下相鄰的FRP環(huán)繞條 帶均無縫銜接；在所述上端部塑性鉸區(qū)4和下端部塑性鉸區(qū)5之間的區(qū)域內，上下相鄰的FRP角部條帶3之間以及上下相鄰的FRP環(huán)繞條帶之間均等間隔。

本實施例中，在水平截面上，所述FRP角部條帶3中段位于矩形鋼筋混凝土柱1的角部。所述矩形鋼筋混凝土柱1截面的邊長為不大于600mm。

本實施例中，所述FRP環(huán)繞條帶2為單層或多層，即：FRP環(huán)繞條帶2可在所述矩形鋼筋混凝土柱1截面的外圍纏繞一圈也可纏繞多圈。用于所述粘貼的粘接劑為：環(huán)氧樹脂膠。

本發(fā)明的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實際應用，并且使本領域的普通技術人員能夠理解本發(fā)明從而設計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。