厂房框架柱混凝土全截面置换加固技术研究与应用

针对框架柱采用置换混凝土加固法施工全过程的结构承载状态验算中存在问题,提出对原结构构件及支撑系统的承载能力验算、卸载的预加载力计算均应考虑柱基沉降差对上部结构内力分布的影响。以某4层标准厂房框架柱混凝土全截面置换施工为例,分析相邻柱基的沉降差对上部结构轴力变化的影响,对考虑沉降差的框架柱置换支撑进行设计与验算,并对其施工技术要点进行评价。

底部加强型矩形截面钢管混凝土叠合柱抗震性能研究

提出了一种底部加强型矩形截面钢管混凝土叠合柱,采取在柱底部区域钢管周边贴焊钢板的构造措施,以提高其抗震耗能能力。进行了3个不同构造尺寸的矩形截面钢管混凝土叠合柱模型的水平低周反复荷载试验。模型的原型为北京平西府地铁超大平台结构的一种组合柱,模型按1/5缩尺。试件1为普通矩形截面钢管混凝土叠合柱试件,试件2为在试件1的底部钢管受弯应力较大的管壁外侧贴焊钢板的试件,试件3为在试件1的底部钢管四周外侧贴焊钢板的试件。分析了各试件的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回耗能特性和破坏特征。提出了底部加强型矩形截面钢管混凝土叠合柱正截面及斜截面承载力计算公式,计算结果与实测符合较好。研究表明:所提出的底部加强型矩形截面钢管混凝土叠合柱与普通矩形截面钢管混凝土叠合柱相比,承载力、延性和抗震耗能能力显著提高。

工字形截面内藏双钢板混凝土组合柱抗震试验

提出了一种工字形截面内藏双钢板的混凝土组合柱。进行了3个不同构造的按1/10缩尺的柱模型低周反复荷载试验。试件1为普通工字形截面内藏双钢板混凝土组合柱模型,原型为某工程的底部大空间结构柱,为研究抗弯性能,取剪跨比λ=2.94;试件2为底部加强型试件,采取了对试件1内藏双腹板工字钢翼缘外侧底部贴焊加强钢板的措施;试件3为加强配筋的试件,采取了对试件1截面翼缘外侧提高纵筋配筋率的措施。分析了各模型的承载力、刚度及退化过程、延性、滞回特性、耗能和破坏特征。给出了正截面承载力计算公式,计算结果与实测符合较好。研究表明:加强型工字形截面型钢混凝土柱与普通工字形截面型钢混凝土柱相比,滞回曲线饱满,承载力、延性、耗能能力显著提高。

增大截面加固后钢筋混凝土轴心受压柱的可靠度研究

对于增大截面加固钢筋混凝土轴心受压柱,考虑外围混凝土对核心混凝土的约束作用和材料强度随时间的衰减因素,采用JC法计算了钢筋混凝土轴压柱增大截面加固前后的可靠度指标。分析了截面尺寸、混凝土强度等级、初始荷载水平和恒活荷载的比例对加固后可靠度的影响,并与规范公式进行了对比分析。分析结果表明:加固采用的截面尺寸越大,恒载所占的比例越大,初始荷载水平越低,加固后的可靠度越大,且大于规范公式计算的结果。最后还分析了施工误差对可靠度指标的影响,结果表明:混凝土强度误差对可靠指标的影响较大。

续建工程中复合加固型钢混凝土柱新增截面强度利用系数

以实际工程为背景,研究复合加固型钢混凝土柱的新增截面强度利用系数。在南宁丽园天际城整个续建工程施工中,对地下室-3层复合加固柱新增混凝土截面的纵筋应力进行监测,结果显示,纵筋应力随结构楼层数的增加呈增大趋势,表明新增截面参与了受力,但在施工全过程中,应力的增加并非线性,中间过程底层柱出现内力重分布现象;提出了一种基于实际工程监测数据的复合加固柱新增截面极限强度利用系数计算方法,并计算得到其在达到轴心受压极限承载力时新增截面的平均强度利用系数分别为0.826、0.830,新增截面极限强度利用率较高,表明增大截面具有良好效果;新增截面的强度达到了极限强度的80%以上,可作为今后加固设计时参考。

钢筋混凝土柱增大截面加固的模拟分析

针对增大截面加固法,通过模拟试验,研究比较加固因素对加固后钢筋混凝土柱极限承载力的影响程度。利用ABAQUS建立加固钢筋混凝土柱的有限元计算模型,通过Design Expert软件中的Box-Behnken设计模拟试验,并将模拟结果与理论计算结果进行比较分析。结果表明:模拟结果与理论计算结果基本一致,有限元模拟试验结果可靠;在假定钢筋混凝土柱充分卸载的情况下,加固后柱子的极限承载力与新增混凝土的强度、截面厚度和纵向钢筋配筋率均成正相关关系,其中,截面厚度的影响程度最大,配筋率的影响程度最小,混凝土强度的影响程度居中。

钢筋混凝土环形截面偏压构件正截面承载力的简化计算

将沿周边均匀配筋的环形截面用沿腹板高度作均匀配筋的等效工字形截面来代替。在此基础上提出分析钢筋混凝土环形截面偏压构件正截面承载力的简化公式。分析计算结果表明，分析方法和公式便于应用且具足够精度。

活性粉末混凝土置换外周截面加固框架柱应用分析

活性粉末混凝土(RPC)作为一种新型加固材料,因其优越的抗拉、抗压强度,良好的耐久性及较好的延性,具有广阔的应用前景。以长沙某商业综合体裙楼加固工程为背景,详细地介绍了RPC技术性能及置换外周截面加固框架柱的基本原理与适用条件,给出了置换框架柱外周截面加固设计思路和方法以及施工工艺和技术要点。该工程应用实践证明,采用RPC置换框架柱外周部分截面的加固方法具有受力明确、操作简便、置换外周截面小、仅需设置简单临时支撑或者不需要设置支撑等特点。

高性能灌浆料置换加固混凝土柱轴心受压性能分析

对采用高性能灌浆料置换加固的混凝土框架柱的轴压受力性能进行了全过程分析,讨论了灌浆料强度和峰值应变、约束指标λt、置换层厚度等参数对灌浆料强度发挥程度和柱承载力的影响。结果表明:若保持峰值应变不变,提高灌浆料的强度,对高性能灌浆料强度发挥程度的影响并不显著,但可以在一定程度上提高柱的承载能力;若保持灌浆料的强度不变,减小灌浆料的峰值应变,则可以明显提高高性能灌浆料强度发挥程度,但对柱的承载能力的影响效果并不明显。灌浆料的置换厚度越大,高性能灌浆料强度发挥程度越低,柱的承载能力反而越高。随着约束指标λt的增加,高性能灌浆料强度发挥程度不断提高,柱的承载能力也不断提高。

加固大截面钢筋混凝土柱时若干问题的探讨

通过对彩福大厦柱加固工程的分析 ,探讨了用加大截面法加固大截面钢筋混凝土柱时在设计和施工上可采取的一些简单而有效的措施 。

钢筋混凝土框架结构采用防屈曲支撑加固分析

某钢筋混凝土结构建造近80年,结构性能退化严重。由于顶层结构柱截面突变,导致4-6层抗震层间位移角超限。采用局部布置防屈曲支撑对结构进行加固,并与增大截面加固法对比分析,表明该方法能更经济有效地改善结构抗震性能,确保整体结构满足现行规范的要求。

某工程混凝土柱施工缺陷置换加固设计

以某工程混凝土柱为例,对有施工缺陷的混凝土柱置换加固的施工方法进行了研究。对常用的置换混凝土加固法、外包型钢加固法的优缺点进行了分析。为了提高结合面的黏结性能,采用高强无收缩灌浆料来保证施工质量;采用托梁换柱法、分期置换法将整个混凝土构件进行全部置换,降低了加固工程的施工成本;通过理论计算,确定构件的内力状况,建立了安全可靠的支撑体系来支撑上部结构安全,同时避免结构梁产生竖向变形。工程应用表明,混凝土置换加固法、外包型钢加固法效果较好,具有较好的推广应用价值。

钢筋混凝土柱的加固补强方法

先介绍柱外套柱对钢筋混凝土柱进行加固补强的方法及施工过程,并以例子为证,说明这种方法可以很好的提高柱的承载力,能够广泛应用。

高性能灌浆料置换加固混凝土柱的受力性能

对采用高性能灌浆料置换加固的混凝土框架柱的轴压受力性能进行了全过程分析,讨论了加固前混凝土初始应力对置换截面（组合截面）高性能灌浆料强度发挥程度的影响。结果表明,对于加固时不能卸载的柱,高性能灌浆料与混凝土之间存在应变滞后现象,混凝土与高性能灌浆料不能同时达到其抗压强度。加固前,柱的初始应力越高,高性能灌浆料的强度发挥程度越低。混凝土初始应力在（0.2~0.6）fc时,高性能灌浆料的强度发挥程度为（69~87）%。在此基础上,提出了高性能灌浆料置换加固柱折算混凝土强度和轴心受压承载力的计算方法。

高强材料置换外周截面加固混凝土柱试验研究

针对结构工程中常见框架柱混凝土强度不足的缺陷,提出了用高强材料置换柱外周截面的加固方法,并对实施工艺与补强效果进行了试验研究。多个混凝土轴压、偏压柱试件的破坏试验表明,该方法可明显提高柱的受压与受剪承载力,且得到以下结论:被加固低强混凝土柱的受压与受剪承载力随其组合截面折算平均强度的增加而增大;置换外周截面加固柱的延性无明显变化;被加固柱的设计承载力可根据《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)中相应方法计算确定;《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367—2006)中关于置换截面加固的混凝土强度限制条件应适当放松。研究表明,该方法适用于加固仅混凝土强度明显低于设计与使用要求,或中、轻度地震损坏(配筋未屈服)的框架柱。当这些柱位于多层结构下部时,如采用该加固方法,绝大多数情况下可避免连带拆除质量合格的上部结构。

混凝土柱、墙局部疏松缺损修补设计研究

混凝土框架柱、剪力墙成型浇筑时,如振捣不充分,局部可能出现较严重疏松缺损,导致这些承重构件的性能不满足设计要求。针对此常见情况,参考现有相关试验研究结果,结合某项目结构修补方案设计,论述了应用高强低收缩灌浆料置换混凝土柱、墙局部缺损的具体方法,说明了配合检测鉴定要求与修补施工细则,并基于构件截面平衡条件给出了相应的最小剔凿置换深度计算实例。所述项目修补设计方案,经论证实施后已经取得预期的良好效果,可供同类修复工程参考。