混凝土轴心受压加固结构受力分析与工程实例
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第２ ６卷 第 １ ５期Байду номын сангаас ２１ ０ ０年 ８月
甘肃科 技
Ｇａ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ
，Ｚ２６ Ｎｏ ５ ０． ．１
２ １ ００
混凝 土轴 心 受 压 加 固结构 受 力分 析 与 工程 实例
刘 军
（ 新疆建筑设计研究院 ， 新疆 乌鲁木齐 ８０ ０ ） ３ ０２ 摘 要： 在加 固设计 中， 经常对承载力不够 的钢筋混凝土柱进行加大截面加 固， 但都是采用 最终 荷载 （ 旧荷 载 ＋ 新荷
结 可靠 ， 在后加 荷载作用 下 ， 旧混凝 土的应 变增 量 新 基本一致 ， 整个 截面 的变 形符合 平截 面假定 。 对 于大偏 心 受压 柱 ， 由于新 加部 分 位于 构件 的 边缘 ， 在后加 荷载作 用下 ， 应变 发展较原 柱快 。这 其 部分地 弥补 了新 柱 的应 变滞 后 。此 外 ， 由于新 加 部 分对原 柱 的约 束作 用 和新 旧柱 之 间的应 力 重分 布 ， 新加部 分承载 力 的降低 较轴 心受压 柱小 。
另外 ， 固结 构属 于新 、Ｈ－次 组合结 构 ， 、 加 Ｉ 新 旧
部分能否成为整体， 键取决于结合面能否充分地 关 传递剪 力 ， 就是取 决 于结 合 面 的构 造处 理 及施 工 也
作法 。实际上 混凝土 结合 面 的抗 剪强度 一般总是 低 于一次整 浇混凝 土 的 抗剪 强 度 ， 以二 次组 合 结构 所 承 载力低 于一次 整浇 结构 。加 固结 构 的这 些受力特 征， 决定 了混凝土 结 构 加 固设 计 计算 、 造 及施 工 ， 构 不 同于新 建混 凝土 结构 。
分可能达不到 自 身的极 限状态 ， 其潜力不能充分发 挥 ， 不到应有 的加 固效果 。 起
其次， 加固结构属二次组合结构 ， 新旧两部分存
在整体工作共同受力问题。整体工作 的关键 ， 主要
１６ ２
甘
肃
科
技
第２ ６卷
取决 于结合面 的构造 处理及 施工 做法 。由于接合 面 混凝土 的粘结 强度 一般 总 是 低 于混 凝 土本 身 强度 ，
计算 ， 这样就忽略了加固结构的二次受力， 以及原有
截面应 变 、 应力 的大 小对 后 加 截 面参 与工 作 程 度 的 影响 。通 过混凝 土加 固结 构 的受 力 特 点 ； 旧混凝 新 土共 同工作 ； 心受压柱 受力特 征及 规范 公式分 析 ； 轴 混凝 土加 固轴心受 压 构件 承 载 力 计算 ； 荷对 加 固 卸 结构 承载力 的影 响和工程 实例就 这一 问题 进行 了分
设 计值 ； —原 构 件 的截面 面积 ；们 Ａ— ／ —— 原构 件 ’ 纵 向钢 筋抗 压 强 度 设 计 值 ； ｔ—— 原 构 件 纵 向 钢 Ａｓ ｏ 筋 截面 面积 ；。 — 构件 加 固后 新增 部 分 混 凝 土 的 Ａ—
因此， 在总体承载力上二次组合结构 比一次整浇结 构一般要低一些 。试验表明， 只要新 旧柱结合面粘
存在一定 的压 缩变形 ， 另外 ， 原柱 混凝 土 已完成 收缩
经产生应力应变 ， 存在一定 的压缩变形、 弯曲变形 等， 同时原结构 混 凝 土 的收 缩 变形 已完 成 。房 屋 改
造或增层 时可 能造 成梁 和 柱 承载 力 不 足 ， 时 需要 这
和徐变 ， 导致新加部分的应力、 应变滞后于原柱的应 力 、 变 。因此 ， 旧柱不 能 同 时达 到应 力 峰值 ， 应 新 从 而降低了新加部分的作用。其降低的幅度随原柱在
新加部分的作用还与后加荷载、 原有荷载之 比 有关。若加固时原柱稳定 ， 加固后不再增加荷载 ， 则 新加部分不会分摊原有荷载 ， 只有在再增加载荷时
（ 即第二次 受力情 况下 ）新 增 部 分才 开 始受 力 。因 ，
此， 如果原柱在施工时的应力过高， 变形过大， 可 有 能使新加部分的应力处于较低水平， 不能充分发挥 作用 ， 起不到应有的加固效果。
析。
２ 轴 心受 压 柱 受 力 特 征及 规 范公 式 分 析
２ １ 轴 心 受压柱 受力 特征 ．
１ 混凝 土加 固结构的受力特点
加 固前 原结 构 已经 承受 荷 载 ， 将其 称 为第 一 若 次受 力 ， 固后 属 于二 次 受 力 。加 固前 原结 构 已 则加
混凝土在 加 固施工 中 ， 由于原有 荷载作用 ， 原柱
加 固时的应力 高低 而变 化 ， 柱应力 愈高 ， 原 降低的 幅 度愈大 。
加固。但新加的结构不与旧结构立即承受原结构的
荷 载 ， 固时新增 加的结 构部分 只有在 荷 载变化 时 ， 加
才开始受力。所以， 整体结构在改造、 增层后存在新 加结构部分的应变始终滞后于原结构 的应变 ， 而原 结构的应力始终高于新加部分的应力 ， 旧结构不 新、 能同时达到应力峰值 ， 结果 ， 后加结构不能完全发挥 其作用。如果原结构构件的应力 和变形较大 ， 则新 加部分的应力将处于较低水平 ， 原结构达到极 限状 态时， 新加部分的应力应变还很低 ， 破坏时 ， 新加部
用条件。最后 ， 通过两个工程实例验 ， 了考虑加 固结构二次受力加大截面加 固钢筋混凝土轴 心受 压构件正截面承 证
载力公式 。 关键 词： 轴心受压柱 ； 旧混凝土截面 ； 新 共同工作 ； 二次受力 ； 卸载加固
中 图分 类 号 ：Ｕ ７ ． Ｔ ３５３
在加 固设计 中 ， 常对 承 载力 不 够 的钢 筋混 凝 经 土柱 进行加 大 截 面 加 固 ， 都 是 采 用 最 终 荷 载 （ 但 旧 荷载 ＋新荷 载 ） 加 固后 的柱 截 面进 行 承 载力 设 计 对
载） 对加 固后的柱截面进行 承载力设计计算 ， 这样就忽略了加固结构的二次受力 ， 以及原有 截面应变 、 应力 的大小对 后加截面参与工作程度 的影响 。对混凝土加 固结构进行了受力分析 ， 并对混凝土结构加 固技术规范（ Ｅ Ｓ５９ ） Ｃ Ｃ ２ ： 和 ０
混凝土结 构加 固设计规范（ Ｂ ０ ６ —２０ ） Ｇ ５ ３ ７ ０ ６ 中正截面轴心受压承载力公式进 行了对 比分析 ， 提出了各 自公式的可适
甘肃科 技
Ｇａ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ
，Ｚ２６ Ｎｏ ５ ０． ．１
２ １ ００
混凝 土轴 心 受 压 加 固结构 受 力分 析 与 工程 实例
刘 军
（ 新疆建筑设计研究院 ， 新疆 乌鲁木齐 ８０ ０ ） ３ ０２ 摘 要： 在加 固设计 中， 经常对承载力不够 的钢筋混凝土柱进行加大截面加 固， 但都是采用 最终 荷载 （ 旧荷 载 ＋ 新荷
结 可靠 ， 在后加 荷载作用 下 ， 旧混凝 土的应 变增 量 新 基本一致 ， 整个 截面 的变 形符合 平截 面假定 。 对 于大偏 心 受压 柱 ， 由于新 加部 分 位于 构件 的 边缘 ， 在后加 荷载作 用下 ， 应变 发展较原 柱快 。这 其 部分地 弥补 了新 柱 的应 变滞 后 。此 外 ， 由于新 加 部 分对原 柱 的约 束作 用 和新 旧柱 之 间的应 力 重分 布 ， 新加部 分承载 力 的降低 较轴 心受压 柱小 。
另外 ， 固结 构属 于新 、Ｈ－次 组合结 构 ， 、 加 Ｉ 新 旧
部分能否成为整体， 键取决于结合面能否充分地 关 传递剪 力 ， 就是取 决 于结 合 面 的构 造处 理 及施 工 也
作法 。实际上 混凝土 结合 面 的抗 剪强度 一般总是 低 于一次整 浇混凝 土 的 抗剪 强 度 ， 以二 次组 合 结构 所 承 载力低 于一次 整浇 结构 。加 固结 构 的这 些受力特 征， 决定 了混凝土 结 构 加 固设 计 计算 、 造 及施 工 ， 构 不 同于新 建混 凝土 结构 。
分可能达不到 自 身的极 限状态 ， 其潜力不能充分发 挥 ， 不到应有 的加 固效果 。 起
其次， 加固结构属二次组合结构 ， 新旧两部分存
在整体工作共同受力问题。整体工作 的关键 ， 主要
１６ ２
甘
肃
科
技
第２ ６卷
取决 于结合面 的构造 处理及 施工 做法 。由于接合 面 混凝土 的粘结 强度 一般 总 是 低 于混 凝 土本 身 强度 ，
计算 ， 这样就忽略了加固结构的二次受力， 以及原有
截面应 变 、 应力 的大 小对 后 加 截 面参 与工 作 程 度 的 影响 。通 过混凝 土加 固结 构 的受 力 特 点 ； 旧混凝 新 土共 同工作 ； 心受压柱 受力特 征及 规范 公式分 析 ； 轴 混凝 土加 固轴心受 压 构件 承 载 力 计算 ； 荷对 加 固 卸 结构 承载力 的影 响和工程 实例就 这一 问题 进行 了分
设 计值 ； —原 构 件 的截面 面积 ；们 Ａ— ／ —— 原构 件 ’ 纵 向钢 筋抗 压 强 度 设 计 值 ； ｔ—— 原 构 件 纵 向 钢 Ａｓ ｏ 筋 截面 面积 ；。 — 构件 加 固后 新增 部 分 混 凝 土 的 Ａ—
因此， 在总体承载力上二次组合结构 比一次整浇结 构一般要低一些 。试验表明， 只要新 旧柱结合面粘
存在一定 的压 缩变形 ， 另外 ， 原柱 混凝 土 已完成 收缩
经产生应力应变 ， 存在一定 的压缩变形、 弯曲变形 等， 同时原结构 混 凝 土 的收 缩 变形 已完 成 。房 屋 改
造或增层 时可 能造 成梁 和 柱 承载 力 不 足 ， 时 需要 这
和徐变 ， 导致新加部分的应力、 应变滞后于原柱的应 力 、 变 。因此 ， 旧柱不 能 同 时达 到应 力 峰值 ， 应 新 从 而降低了新加部分的作用。其降低的幅度随原柱在
新加部分的作用还与后加荷载、 原有荷载之 比 有关。若加固时原柱稳定 ， 加固后不再增加荷载 ， 则 新加部分不会分摊原有荷载 ， 只有在再增加载荷时
（ 即第二次 受力情 况下 ）新 增 部 分才 开 始受 力 。因 ，
此， 如果原柱在施工时的应力过高， 变形过大， 可 有 能使新加部分的应力处于较低水平， 不能充分发挥 作用 ， 起不到应有的加固效果。
析。
２ 轴 心受 压 柱 受 力 特 征及 规 范公 式 分 析
２ １ 轴 心 受压柱 受力 特征 ．
１ 混凝 土加 固结构的受力特点
加 固前 原结 构 已经 承受 荷 载 ， 将其 称 为第 一 若 次受 力 ， 固后 属 于二 次 受 力 。加 固前 原结 构 已 则加
混凝土在 加 固施工 中 ， 由于原有 荷载作用 ， 原柱
加 固时的应力 高低 而变 化 ， 柱应力 愈高 ， 原 降低的 幅 度愈大 。
加固。但新加的结构不与旧结构立即承受原结构的
荷 载 ， 固时新增 加的结 构部分 只有在 荷 载变化 时 ， 加
才开始受力。所以， 整体结构在改造、 增层后存在新 加结构部分的应变始终滞后于原结构 的应变 ， 而原 结构的应力始终高于新加部分的应力 ， 旧结构不 新、 能同时达到应力峰值 ， 结果 ， 后加结构不能完全发挥 其作用。如果原结构构件的应力 和变形较大 ， 则新 加部分的应力将处于较低水平 ， 原结构达到极 限状 态时， 新加部分的应力应变还很低 ， 破坏时 ， 新加部
用条件。最后 ， 通过两个工程实例验 ， 了考虑加 固结构二次受力加大截面加 固钢筋混凝土轴 心受 压构件正截面承 证
载力公式 。 关键 词： 轴心受压柱 ； 旧混凝土截面 ； 新 共同工作 ； 二次受力 ； 卸载加固
中 图分 类 号 ：Ｕ ７ ． Ｔ ３５３
在加 固设计 中 ， 常对 承 载力 不 够 的钢 筋混 凝 经 土柱 进行加 大 截 面 加 固 ， 都 是 采 用 最 终 荷 载 （ 但 旧 荷载 ＋新荷 载 ） 加 固后 的柱 截 面进 行 承 载力 设 计 对
载） 对加 固后的柱截面进行 承载力设计计算 ， 这样就忽略了加固结构的二次受力 ， 以及原有 截面应变 、 应力 的大小对 后加截面参与工作程度 的影响 。对混凝土加 固结构进行了受力分析 ， 并对混凝土结构加 固技术规范（ Ｅ Ｓ５９ ） Ｃ Ｃ ２ ： 和 ０
混凝土结 构加 固设计规范（ Ｂ ０ ６ —２０ ） Ｇ ５ ３ ７ ０ ６ 中正截面轴心受压承载力公式进 行了对 比分析 ， 提出了各 自公式的可适