本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，尤其涉及一種新型大截面矩形鋼筋混凝土柱的加固方法。

背景技術(shù)：

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Plastics，簡(jiǎn)稱FRP)是由纖維材料與基體材料(樹脂)按一定的比例混合后形成的新型材料，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、耐疲勞等許多優(yōu)異的性能，在土木工程中應(yīng)用廣泛，既可用于既有結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)加固，也可用于新建結(jié)構(gòu)中。FRP加固技術(shù)的基本原理是：鋼筋混凝土矩形柱受到軸向荷載時(shí)，產(chǎn)生橫向膨脹，F(xiàn)RP布產(chǎn)生拉應(yīng)力，對(duì)核心混凝土提供側(cè)向約束，使得混凝土處于三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)，從而增加核心混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力，增加構(gòu)件的強(qiáng)度和延性。

矩形截面柱在包裹FRP布之前一般需要先將四個(gè)直角磨成圓角，這樣可以大大減小角部應(yīng)力集中從而提高約束效果，但也有以下不足：(1)造成額外的花費(fèi)(2)施工比較困難(3)不能應(yīng)用于已有鋼筋混凝土構(gòu)件的加固

傳統(tǒng)方法包裹的鋼筋混凝土柱，F(xiàn)RP布的全拉伸能力沒有有效地體現(xiàn)在約束柱中，主要有以下幾點(diǎn)原因(1)FRP布包裹構(gòu)件時(shí)FRP布本身會(huì)產(chǎn)生曲率；(2)對(duì)于直接拉伸FRP而言，約束FRP布并沒有處于純張拉狀態(tài)；(3)FRP包裹下的開裂混凝土產(chǎn)生不均勻變形造成局部應(yīng)力集中，這是采用濕鋪法過程中局部缺陷造成的；(4)搭接區(qū)測(cè)得的應(yīng)變值最小導(dǎo)致其周圍應(yīng)變分布不均勻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種大截面矩形鋼筋混凝土柱的加固方法，其適用于截面長(zhǎng)度600mm以上的矩形柱，以解決鋼筋矩形柱磨倒角困難，和由于倒角應(yīng)力集中導(dǎo)致的FRP布過早被拉斷的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新型大截面矩形鋼筋混凝土柱的加固方法，即：先在所述矩形鋼筋混凝土柱截面的四個(gè)轉(zhuǎn)角處沿水平方向各粘貼一條第一FRP角部條帶，在水平方向上相鄰所述第一FRP角部條帶之間的空隙用環(huán)氧樹脂填平，然后在第一FRP角部條帶外側(cè)粘貼一層FRP側(cè)面條帶，且在同一側(cè)面上所述FRP側(cè)面條帶將相鄰兩條第一FRP角部條帶覆蓋，在水平方向上將相鄰所述FRP側(cè)面條帶之間的空隙用環(huán)氧樹脂填平，最后在四個(gè)轉(zhuǎn)角端部沿水平方向各粘貼一條第二FRP角部條帶，所述第一FRP角部條帶和第二FRP角部條帶中的纖維均為水平方向；所述矩形鋼筋混凝土柱截面的邊長(zhǎng)在600mm以上。

對(duì)于本發(fā)明所述的截面邊長(zhǎng)說明如下：若所述截面的四條邊等長(zhǎng)，則所述邊長(zhǎng)即指每條邊的長(zhǎng)度；若所述截面的四條邊不等長(zhǎng)，則所述邊長(zhǎng)即指較短邊的長(zhǎng)度。

進(jìn)一步的，在所述矩形鋼筋混凝土柱上端部塑性鉸區(qū)和下端部塑性鉸區(qū)內(nèi)，上下相鄰的第一FRP角部條帶、上下相鄰的FRP側(cè)面條帶以及上下相鄰的第二FRP角部條帶均無縫銜接；在所述上端部塑性鉸區(qū)和下端部塑性鉸區(qū)之間的區(qū)域內(nèi)，上下相鄰的第一FRP角部條帶之間、上下相鄰的FRP側(cè)面條帶之間以及上下相鄰的第二FRP角部條帶之間均等間隔。

進(jìn)一步的，用于所述粘貼的粘接劑為：環(huán)氧樹脂膠。

進(jìn)一步的，在水平截面上，所述第一FRP角部條帶中段位于所述矩形鋼筋混凝土柱的角部。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有以下有益效果：

1、本發(fā)明提供的新型大截面矩形鋼筋混凝土柱的加固方法，可以減小矩形柱端部應(yīng)力集中，防止端部FRP布過早發(fā)生剪切破壞，大幅度提高了矩形柱的承載能力和變形能力，同時(shí)使FRP布材料的性能得到充分發(fā)揮。

2、本發(fā)明所述方法適用于截面邊長(zhǎng)在600mm以上的矩形柱，其可以將端部剪切應(yīng)力轉(zhuǎn)化為FRP布條上的拉應(yīng)力，使得約束應(yīng)力均勻分布，從而消除應(yīng)力集中的影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述鋼筋混凝土矩形柱的俯視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述鋼筋混凝土矩形柱的側(cè)視圖；

其中，1、矩形鋼筋混凝土柱；2、第一FRP角部條帶；3、環(huán)氧樹脂；4、FRP側(cè)面條帶；5、第二FRP角部條帶；6、上端部塑性鉸區(qū)；7、下端部塑性鉸區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多層”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

如圖1、2所示，本實(shí)施例提供了一種新型大截面矩形鋼筋混凝土柱的加固方法，即：先在所述矩形鋼筋混凝土柱1截面的四個(gè)轉(zhuǎn)角處沿水平方向各粘貼一條第一FRP角部條帶2，第一FRP角部條帶2中的纖維為水平方向，在水平方向上相鄰所述第一FRP角部條帶2之間的空隙用環(huán)氧樹脂3填平，然后在第一FRP角部條帶2外側(cè)粘貼一層FRP側(cè)面條帶4，且在同一側(cè)面上所述FRP側(cè)面條帶4將相鄰兩條第一FRP角部條帶2覆蓋，在水平方向上將相鄰所述FRP側(cè)面條帶4之間的空隙用環(huán)氧樹脂3填平，最后在四個(gè)轉(zhuǎn)角端部沿水平方向各粘貼一條第二FRP角部條帶5，第二FRP角部條帶5中的纖維為水平方向；所述矩形鋼筋混凝土柱1截面的邊長(zhǎng)在600mm以上。

其中，在所述矩形鋼筋混凝土柱1上端部塑性鉸區(qū)6和下端部塑性鉸區(qū)7內(nèi)，上下相鄰的第一FRP角部條帶2、上下相鄰的FRP側(cè)面條帶4以及上下相鄰的第二FRP角部條帶5均無縫銜接；在所述上端部塑性鉸區(qū)6和下端部塑性鉸區(qū)7之間的區(qū)域內(nèi)，上下相鄰的第一FRP角部條帶2之間、上下相鄰的FRP側(cè)面條帶4之間以及上下相鄰的第二FRP角部條帶5之間均等間隔。在水平截面上，所述第一FRP角部條帶2的中段位于矩形鋼筋混凝土柱1的角部。本實(shí)施例中，用于所述粘貼的粘接劑為：環(huán)氧樹脂膠。

本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。