【摘要】：采用加筋高性能砂漿(HPFL)-黏鋼聯(lián)合加固混凝土方柱進行軸心抗壓試驗,測試加固柱早期承載能力,分析素混凝土柱和鋼筋混凝土柱加固后的破壞機理。在試驗分析的基礎上建立HPFL-黏鋼聯(lián)合加固RC方柱軸心受壓承載力計算公式。研究結果表明:加固層與原結構共同工作性能良好;在加固層約束作用下,加固柱核芯混凝土處于三軸受壓狀態(tài),早齡期極限承載力得到顯著提高,變形能力增強;加固鋼筋混凝土柱破壞時,沿螺栓在柱縱向形成主要破壞帶,同時柱中部砂漿及混凝土壓碎外鼓,角鋼壓彎,縱筋壓屈,鋼絞線在角鋼尖角處剪斷,部分箍筋被拉斷;加固素混凝土柱破壞時,在柱中部呈現(xiàn)出斜向剪切裂縫;由于角鋼角部倒角有限,鋼絞線較早被切斷,可通過增大角鋼陽角處的倒角或將混凝土柱倒角后黏貼鋼板來進一步提高加固柱后期延性。
【圖文】：

痰乛C柱受壓性能進行了較多的試驗研究，然而采用HPFL黏鋼聯(lián)合加固技術的試驗研究尚未見報道。為充分了解該技術加固的RC柱軸向受力性能，本文作者對8根RC方柱進行了試驗測試，系統(tǒng)分析了早齡期加固柱的受力機理和破壞過程，為該加固技術的推廣使用提供試驗支持。1試驗概況本次試驗共制作8根混凝土方柱，其中有3根素混凝土柱和5根鋼筋混凝土柱，長×寬×高均為600mm×200mm×200mm。縱筋選用412，箍筋采用Φ6@150，柱上下兩端箍筋加密，以消除受壓不均勻而引起的局壓破壞，混凝土設計強度C30。柱幾何尺寸及配筋如圖1所示。單位：mm圖1試件尺寸及配筋Fig.1Dimensionsandreinforcingbarsofsamples構件加固層厚度25mm；加固鋼絞線直徑3.2mm，截面積5.1mm2，彈性模量1.16×105MPa；加固角鋼長×寬×高為25mm×25mm×3mm，截面積為143.2mm2，彈性模量為2.10×105MPa。砂漿采用RG-JS聚合物砂漿，界面劑采用AralditeXH130AB型混凝土結合膠，黏鋼膠采用雙酚A改性環(huán)氧樹脂和改性胺類固化劑。加固構件材料強度見表1，表中fy和fu分別為鋼材的屈服強度和極限強度。加固時，首先將RC柱表面進行鑿毛處理，角鋼黏貼范圍內不得鑿毛，同時將角鋼陽角倒角成圓弧，防止其加載過程中割斷鋼絞線，同時在角鋼兩邊按設計各預留11個螺栓孔，孔徑6mm，間距60mm，除銹處理后擰上螺栓，按要求黏貼鋼板，并纏繞和固定鋼絞線，黏鋼膠固化后涂刷界面膠并進行聚合物砂漿抹灰處理。實際工程施工時可通過焊接銷釘以替代螺栓而簡化施工過程。構件加固如圖2所示。表1試件材料強度Table1Materials’strengthofsamples砼強度/MPa砂漿強度/MPa6箍筋12縱筋鋼絞線角鋼養(yǎng)護齡期2d養(yǎng)護齡期5dfy/MPafu/MPafy/MPafu

第6期黃華，等：HPFL黏鋼聯(lián)合加固混凝土方柱早齡期軸壓性能1637圖2柱加固照片F(xiàn)ig.2Picturesofstrengthenedcolumns2主要試驗結果加固柱分別養(yǎng)護2d和5d，軸壓試驗在長安大學結構與抗震實驗室進行。試驗采用200t液壓式壓力機進行，加載初期荷載按每級60kN施加，構件開裂后按每級120kN施加，當加載至極限荷載的80%時，荷載降至每級60kN。數(shù)據(jù)采集由DH3816數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成。主要測試試件鋼筋應變、混凝土應變、鋼鉸線應變、角鋼應變、軸向位移等，并對裂縫進行觀測，記錄裂縫寬度以及開展情況。加固柱軸壓試驗主要結果見表2。加固后各柱的早期極限承載力均得到了不同程度的提高：與未加固的RC柱Z02相比，RC柱Z1加固后養(yǎng)護齡期2d，聚合物砂漿強度13.80MPa，極限承載力提高幅度為22.13%；RC柱Z2~Z4加固后養(yǎng)護齡期5d，聚合物砂漿強度達32.61MPa，與混凝土強度34.10MPa接近，柱極限承載力提高幅度為35%~45%；相比素混凝土柱Z01，素混凝土加固柱Z5和Z6的聚合物砂漿強度和混凝土強度與Z2~Z4柱的相同，極限承載力提高幅度為48%~52%。與Z01相比，Z02承載力提高了12.96%，原柱鋼筋對承載力影響不大，HPFL黏鋼聯(lián)合加固柱早期效果顯著，，隨著養(yǎng)護齡期的增加，聚合物砂漿強度提高，加固柱極限承載力將有進一步提高的趨勢和能力。同時，根據(jù)素混凝土柱、鋼筋混凝土柱、素混凝土加固柱和鋼筋混凝土加固柱極限承載力的大小順序可以知：隨柱配筋率的增大，承載力提高。然而隨聚合物砂漿強度提高，加固構件極限承載力對應的位移減小，延性降低。3破壞特征3.1對比柱本次試驗對比柱包括素混凝土柱Z01和鋼筋混凝土柱Z02。Z01破壞見圖3(a)，由于構件未配鋼筋，脆性較明顯，當荷載達到560kN時，D面頂部中間出現(xiàn)細微裂縫，加載至600kN時，此裂縫
【作者單位】： 長安大學建筑工程學院;北京聯(lián)合榮大工程材料有限責任公司;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51308065) 中國博士后科學基金資助項目(2012M511956,2014T70896) 中央高�；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助項目(310828173401) 陜西省自然科學基礎研究計劃項目(2016JM5050)~~
【分類號】：TU375.3

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本文編號：2543329