【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(jìn)行軸心抗壓試驗(yàn),測(cè)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(jī)理。在試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上建立HPFL-黏鋼聯(lián)合加固RC方柱軸心受壓承載力計(jì)算公式。研究結(jié)果表明:加固層與原結(jié)構(gòu)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(qiáng);加固鋼筋混凝土柱破壞時(shí),沿螺栓在柱縱向形成主要破壞帶,同時(shí)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(shí),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?qū)⒒炷林菇呛箴べN鋼板來進(jìn)一步提高加固柱后期延性。
【圖文】：

痰乛C柱受壓性能進(jìn)行了較多的試驗(yàn)研究，然而采用HPFL黏鋼聯(lián)合加固技術(shù)的試驗(yàn)研究尚未見報(bào)道。為充分了解該技術(shù)加固的RC柱軸向受力性能，本文作者對(duì)8根RC方柱進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試，系統(tǒng)分析了早齡期加固柱的受力機(jī)理和破壞過程，為該加固技術(shù)的推廣使用提供試驗(yàn)支持。1試驗(yàn)概況本次試驗(yàn)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(zhǎng)×寬×高均為600mm×200mm×200mm�？v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(shè)計(jì)強(qiáng)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(gòu)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(zhǎng)×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(jié)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(gòu)件材料強(qiáng)度見表1，表中fy和fu分別為鋼材的屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度。加固時(shí)，首先將RC柱表面進(jìn)行鑿毛處理，角鋼黏貼范圍內(nèi)不得鑿毛，同時(shí)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(shí)在角鋼兩邊按設(shè)計(jì)各預(yù)留11個(gè)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(jìn)行聚合物砂漿抹灰處理。實(shí)際工程施工時(shí)可通過焊接銷釘以替代螺栓而簡(jiǎn)化施工過程。構(gòu)件加固如圖2所示。表1試件材料強(qiáng)度Table1Materials’strengthofsamples砼強(qiáng)度/MPa砂漿強(qiáng)度/MPa6箍筋12縱筋鋼絞線角鋼養(yǎng)護(hù)齡期2d養(yǎng)護(hù)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(yàn)結(jié)果加固柱分別養(yǎng)護(hù)2d和5d，軸壓試驗(yàn)在長(zhǎng)安大學(xué)結(jié)構(gòu)與抗震實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)采用200t液壓式壓力機(jī)進(jìn)行，加載初期荷載按每級(jí)60kN施加，構(gòu)件開裂后按每級(jí)120kN施加，當(dāng)加載至極限荷載的80%時(shí)，荷載降至每級(jí)60kN。數(shù)據(jù)采集由DH3816數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成。主要測(cè)試試件鋼筋應(yīng)變、混凝土應(yīng)變、鋼鉸線應(yīng)變、角鋼應(yīng)變、軸向位移等，并對(duì)裂縫進(jìn)行觀測(cè)，記錄裂縫寬度以及開展情況。加固柱軸壓試驗(yàn)主要結(jié)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(hù)齡期2d，聚合物砂漿強(qiáng)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(hù)齡期5d，聚合物砂漿強(qiáng)度達(dá)32.61MPa，與混凝土強(qiáng)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(qiáng)度和混凝土強(qiáng)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(duì)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(hù)齡期的增加，聚合物砂漿強(qiáng)度提高，加固柱極限承載力將有進(jìn)一步提高的趨勢(shì)和能力。同時(shí)，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(qiáng)度提高，加固構(gòu)件極限承載力對(duì)應(yīng)的位移減小，延性降低。3破壞特征3.1對(duì)比柱本次試驗(yàn)對(duì)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(gòu)件未配鋼筋，脆性較明顯，當(dāng)荷載達(dá)到560kN時(shí)，D面頂部中間出現(xiàn)細(xì)微裂縫，加載至600kN時(shí)，此裂縫
【作者單位】： 長(zhǎng)安大學(xué)建筑工程學(xué)院;北京聯(lián)合榮大工程材料有限責(zé)任公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51308065) 中國博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2012M511956,2014T70896) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(310828173401) 陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2016JM5050)~~
【分類號(hào)】：TU375.3

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本文編號(hào)：2543329