卸荷对加固受压混凝土结构承载力效果的探讨

1、卸荷对加固受压混凝土结构承载力效果的探讨近些年来，随着经济建设的迅猛进展，建造工程科学技术已有了飞快进展。同时，随着钢筋混凝土结构加固理论研究方面的不断深化，各种新型建造材料不断涌现，建造物改造与病害处理应用越来越广泛。现就建造工程加固补强中卸荷对加固受压混凝土结构承载力影响效果做以分析。 在轴向荷载作用下中心受压柱，原有钢筋混凝土已有应变值c1，新增部分钢筋及混凝土随后才参加受力。当原柱混凝土应变值由c1增至峰值应变c0=0.002时，原混凝土被压碎，其所担当的力由新增部分混凝土来担当，新增部分混凝土应力水平骤然增大致使结构破坏。其抗压极限承载力公式： Nu=(Ac1fc1+As1fy1+A

2、c2c2+As2s2)- -轴心受压构件的稳定系数； Ac1、Ac2-原柱及新加混凝土截面面积； As1、As2-原柱及新加钢筋截面面积； fc1、fy1-原柱混凝土、钢筋抗压强度设计值； c2、s2-新加混凝土、钢筋压应力值； c2和s2量值取决于原结构混凝土应变值c1与混凝土峰值应变c0的差值c1=c0-c1。 按照美国E.Hognestad建议的混凝土应力、应变模型 c= fc2×c/c0-（c/c0）2 （当cc0时） = fc1-（c/c0 -1）2 令新加混凝土强度利用系数 c=c2/fc2 =1-（c1/c0 -1）2=1-（c0-c1 ）/c0 -12 =1-（c1/

3、c0）2- 令原柱混凝土应力水平指标 =c1/ fc1=N1K/ (Ac1×fck1)= 1-（c1/c0 -1）2 解之得c1/c0 =1-（1-）1/2- 将回代入中 c=1-1-（1-）1/22 = 2×（1-）1/2+-1- 新加钢筋的应力，当原混凝土应变达到c0时 s2=c1ES=(1-c1/c0)c0ES =（1-）1/2c0ES 令新加钢筋强度利用系数 s=s2/ fy2= ESc0（1-）1/2/ fy2 = ES（1-）1/2/ （500×fy2）- 当s1时，钢筋进入塑性区，取s=1。 将c2、s2回代入式中得 Nu=(Ac1fc1+As1fy

4、1+c Ac2 fc2+s As2 fy2)- 此式即为加固结构轴心受压承载力的公式。 例：某中心受压柱，高H=5m,截面500mm×500mm,原结构混凝土强度设计等级C40,共配818，承受轴向荷载标准值恒载Gk=600KN,活载Qk=2400KN,因为施工质量问题，经检测结构检测柱混凝土强度等级为C20,要求对该柱举行加固。 (1)原柱承载力验算 C20 fc1=9.6N/mm2, fck1=13.4N/ mm2 HRB335钢筋 fy1=300 N/ mm2 ， ES=2.0×105 N/ mm2 L0=5m, L0/b=5000/500=10 , =0.98 Ac

5、1=500×500=250000mm2 As1=2036 mm2 承载力设计值Nu=(Ac1fc1+As1fy1) =0.98×（9.6×250000+300×2036）/1000 =2950.6KN 轴向力设计值N1=1.2×Gk+1.4×Qk =1.2×600+1.4×2400 =4080KN 由于NuN1，所以承载力不满意，务必加固处理。 （2）在不卸载状况下加固柱验算 采用混凝土围套加固，每边增厚80mm，混凝土等级C30，加配816钢筋。 C30 fc2=14.3N/mm2; HRB335钢筋 fy2=3

6、00 N/ mm2 ; Ac2=660×660-250000=185600mm2 As2=1608 mm2 G2k=25×185600×5000×10-9=23.2KN 原柱应力水平指标 = N1K/ (Ac1×fck1)=（600+2400）×103/（250000×13.4）=0.896 c= 2×（1-）1/2+-1=2×（1-0.896）1/2+0.896-1 =0.541 s= ES（1-）1/2/ （500×fy2） =2.0×105×（1-0.896）1/2/（

7、500×300） =0.43 N=1.2×(600+23.2)+1.4×2400=4107.8KN L0/b=5000/660=7.58 , =1 Nu=(Ac1fc1+As1fy1+c Ac2 fc2+s As2 fy2) =1×(250000×9.6+2036×300+0.541×185600×14.3+0.43×1608×300)/1000 =4654KNN 满意要求。 （3）在卸去载荷下加固柱验算 设加固前卸除50%的可变荷载，围套厚度每边增厚60mm,C25混凝土，配置814钢筋。 C

8、25 fc2=11.9N/mm2; HRB335钢筋 fy2=300 N/ mm2 ; Ac2=620×620-250000=134400mm2 As2=1231 mm2 G2k=25×134400×5000×10-9=16.8KN = N1K/ (Ac1×fck1)=（600+2400×50%）×103/（250000×13.4）=0.537 c= 2×（1-）1/2+-1=2×（1-0.537）1/2+0.537-1 =0.898 s= ES（1-）1/2/ （500×fy2） =

9、2.0×105×（1-0.537）1/2/（500×300） =0.907 N=1.2×(600+16.8)+1.4×2400=4100KN L0/b=5000/620=8.06 , 1 Nu=(Ac1fc1+As1fy1+c Ac2 fc2+s As2 fy2) =1×(250000×9.6+2036×300+0.898×134400×11.9+0.907×1231×300)/1000 =4782KNN=4100KN 由此可见，加固结构工程中新加混凝土部分，因其应力、应变滞后而不能充分发挥其效能，尤其是当原结构混凝土应