一种新型大截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法与流程

本发明属于土木工程领域，尤其涉及一种新型大截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法。

背景技术：

纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Plastics，简称FRP)是由纤维材料与基体材料(树脂)按一定的比例混合后形成的新型材料，具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳等许多优异的性能，在土木工程中应用广泛，既可用于既有结构的补强加固，也可用于新建结构中。FRP加固技术的基本原理是：钢筋混凝土矩形柱受到轴向荷载时，产生横向膨胀，FRP布产生拉应力，对核心混凝土提供侧向约束，使得混凝土处于三向受压的应力状态，从而增加核心混凝土的抗压强度和变形能力，增加构件的强度和延性。

矩形截面柱在包裹FRP布之前一般需要先将四个直角磨成圆角，这样可以大大减小角部应力集中从而提高约束效果，但也有以下不足：(1)造成额外的花费(2)施工比较困难(3)不能应用于已有钢筋混凝土构件的加固

传统方法包裹的钢筋混凝土柱，FRP布的全拉伸能力没有有效地体现在约束柱中，主要有以下几点原因(1)FRP布包裹构件时FRP布本身会产生曲率；(2)对于直接拉伸FRP而言，约束FRP布并没有处于纯张拉状态；(3)FRP包裹下的开裂混凝土产生不均匀变形造成局部应力集中，这是采用湿铺法过程中局部缺陷造成的；(4)搭接区测得的应变值最小导致其周围应变分布不均匀。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种大截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法，其适用于截面长度600mm以上的矩形柱，以解决钢筋矩形柱磨倒角困难，和由于倒角应力集中导致的FRP布过早被拉断的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新型大截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法，即：先在所述矩形钢筋混凝土柱截面的四个转角处沿水平方向各粘贴一条第一FRP角部条带，在水平方向上相邻所述第一FRP角部条带之间的空隙用环氧树脂填平，然后在第一FRP角部条带外侧粘贴一层FRP侧面条带，且在同一侧面上所述FRP侧面条带将相邻两条第一FRP角部条带覆盖，在水平方向上将相邻所述FRP侧面条带之间的空隙用环氧树脂填平，最后在四个转角端部沿水平方向各粘贴一条第二FRP角部条带，所述第一FRP角部条带和第二FRP角部条带中的纤维均为水平方向；所述矩形钢筋混凝土柱截面的边长在600mm以上。

对于本发明所述的截面边长说明如下：若所述截面的四条边等长，则所述边长即指每条边的长度；若所述截面的四条边不等长，则所述边长即指较短边的长度。

进一步的，在所述矩形钢筋混凝土柱上端部塑性铰区和下端部塑性铰区内，上下相邻的第一FRP角部条带、上下相邻的FRP侧面条带以及上下相邻的第二FRP角部条带均无缝衔接；在所述上端部塑性铰区和下端部塑性铰区之间的区域内，上下相邻的第一FRP角部条带之间、上下相邻的FRP侧面条带之间以及上下相邻的第二FRP角部条带之间均等间隔。

进一步的，用于所述粘贴的粘接剂为：环氧树脂胶。

进一步的，在水平截面上，所述第一FRP角部条带中段位于所述矩形钢筋混凝土柱的角部。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

1、本发明提供的新型大截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法，可以减小矩形柱端部应力集中，防止端部FRP布过早发生剪切破坏，大幅度提高了矩形柱的承载能力和变形能力，同时使FRP布材料的性能得到充分发挥。

2、本发明所述方法适用于截面边长在600mm以上的矩形柱，其可以将端部剪切应力转化为FRP布条上的拉应力，使得约束应力均匀分布，从而消除应力集中的影响。

附图说明

图1为本发明实施例所述钢筋混凝土矩形柱的俯视图；

图2为本发明实施例所述钢筋混凝土矩形柱的侧视图；

其中，1、矩形钢筋混凝土柱；2、第一FRP角部条带；3、环氧树脂；4、FRP侧面条带；5、第二FRP角部条带；6、上端部塑性铰区；7、下端部塑性铰区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多层”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1、2所示，本实施例提供了一种新型大截面矩形钢筋混凝土柱的加固方法，即：先在所述矩形钢筋混凝土柱1截面的四个转角处沿水平方向各粘贴一条第一FRP角部条带2，第一FRP角部条带2中的纤维为水平方向，在水平方向上相邻所述第一FRP角部条带2之间的空隙用环氧树脂3填平，然后在第一FRP角部条带2外侧粘贴一层FRP侧面条带4，且在同一侧面上所述FRP侧面条带4将相邻两条第一FRP角部条带2覆盖，在水平方向上将相邻所述FRP侧面条带4之间的空隙用环氧树脂3填平，最后在四个转角端部沿水平方向各粘贴一条第二FRP角部条带5，第二FRP角部条带5中的纤维为水平方向；所述矩形钢筋混凝土柱1截面的边长在600mm以上。

其中，在所述矩形钢筋混凝土柱1上端部塑性铰区6和下端部塑性铰区7内，上下相邻的第一FRP角部条带2、上下相邻的FRP侧面条带4以及上下相邻的第二FRP角部条带5均无缝衔接；在所述上端部塑性铰区6和下端部塑性铰区7之间的区域内，上下相邻的第一FRP角部条带2之间、上下相邻的FRP侧面条带4之间以及上下相邻的第二FRP角部条带5之间均等间隔。在水平截面上，所述第一FRP角部条带2的中段位于矩形钢筋混凝土柱1的角部。本实施例中，用于所述粘贴的粘接剂为：环氧树脂胶。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。