混凝土柱是主要承受垂直荷载和水平荷载的部件。受地震荷载影响的柱容易损坏。典型的损伤方法包括以下四类:剪切损伤、弯曲损伤、纵向钢筋搭接损伤和弯曲剪切损伤。
外部碳纤维加固的选择可以显著提高柱的抗震能力,使柱在上述损坏前具有较强的非弹性变形。
目前,常用的抗震加固方法是沿柱腋角粘贴碳纤维布。环粘碳纤维布可作为附加箍筋,限制混凝土的横向变形,提高混凝土柱的延性。柱的抗震能力也可以通过外部垂直碳纤维布来改变。
碳纤维加固柱的选择可以显著提高抗震能力,有两种关键的加固方法:沿腋角和垂直粘贴碳纤维布。
加固方式
1.沿柱腋角粘贴碳纤维布加固方法
腋角围束由腋角粘贴碳纤维布组成,对混凝土柱进行抗震加固,其加固方法与柱正截面相同。
碳纤维布主要起到类似箍筋的作用。碳纤维布能有效控制核心混凝土,抑制混凝土脱落和纵向钢筋弯曲,使柱具有较强的非弹性弯曲变形水平。此外,碳纤维布提供的约束可以阻止纵向钢筋搭接接头的粘结损坏和移动。碳纤维布可以提高柱的剪切能力。
因此,在柱圆上方粘贴碳纤维布可以防止柱的剪切损坏、弯曲塑性铰链损坏和纵筋搭接损坏,提高抗震能力。
2.沿柱垂直粘贴碳纤维布的加固方法
它通常会提高柱的弯曲水平。这种粘贴方法规定顶部碳纤维布锚固可靠。一般来说,碳纤维布应沿柱腋角粘贴。
但需要注意的是,这种加固方法同时会对相邻部件产生很大的附加力。因此,在垂直粘贴碳纤维布加固柱时,还应注意加固柱弯曲能力的提高水平,不宜过大地提高柱弯曲能力。
结构规定
按外贴碳纤维加固柱的方法提高延性时,应符合以下结构规定:
1.腋角围束纤维片层数,圆柱不少于2层;方形和矩形柱不少于3层。
2.腋角围束左右纤维板层间的搭接长度不得小于50mm,腋角断开点的延伸长度不得小于200mm,各带搭接部位应相互交错。
3.方形和矩形柱的边角倒角。碳纤维和玻璃板加固时,倒角半经不得小于25mm.
4.加密区高度应选择柱截面长边规格、柱净高1/6和500mm的高值。
5.应沿柱的所有高度包囊。对于抗震等级为一、二级的角柱,应沿柱的所有高度包囊。
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