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框架柱结构抗震加固方法讨论

  框架结构凭借其布置灵活、实用性强的优点,而在现代建筑中有着较普遍的应用,我们所见到的大多数建筑都属于框架结构。近年来,地震的频发,严重的威胁到人们生命财产安全,致使人们意识到建筑物抗震加固的重要性,对于最常见的框架结构来说尤为如此。

  

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  我们都知道,框架结构中,墙体不承重,只起到围护与隔离的作用,柱是承重的主要构件,承担着整个结构的竖向荷载与水平力引起的附加荷载。框架柱一旦发生破坏,后果往往不堪设想,因此在抗震加固中,更应重视框架柱的抗震加固。地震中框架柱的破坏形式主要有以下几种:

  弯曲破坏

  弯曲破坏是地震中框架柱常见的破坏形式,通常发生在柱顶或柱底处,并伴随着较大的变形。发生破坏时混凝土发生压碎、剥落,并伴随钢筋弯曲,钢筋可能达到屈服强度。

  剪切破坏

  剪切破坏是指框架柱在反复荷载的作用下,混凝土表面出现斜裂缝,接着发生钢筋拉断或者箍筋张开,然后纵向钢筋屈曲,最终导致突然的脆性破坏。根据破坏形式具体又可分为剪切受压破坏、剪切受拉破坏、剪切斜拉破坏。

  粘结开裂破坏

  粘结破坏有两种类型,一是由于钢筋与混凝土间握裹力不足被拔出而破坏;另一种是在框架柱出现裂缝后,在反复荷载作用下,出现新的粘结裂缝,最终导致混凝土发生剥离破坏。

  以上三种破坏模式,都会引起框架结构的破坏。若想提高框架柱的抗震性能,还需要从三中破坏机理入手,提高柱的承载能力与变形能力。目前应用较为广泛的是增大截面加固法、外粘型钢加固法和碳纤维加固法。

  

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  增大截面加固法是一种适用范围很广的加固方法,对于原有框架柱尺寸偏小或者轴压比明显偏高的构件能够起到明显的抗震加固效果。这种方法的缺点也较为明显,对原有构件的增大会导致建筑空间变小,同时影响其他构件的受力性能。

  

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  外粘型钢加固法利用结构胶将型钢构架与混凝土粘接在一起,共同受力。外粘型钢能显著改善结构性能,对使用空间影响相对较小,但对于外露的钢构件额外的防火、防腐要求较高。

  

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  碳纤维加固法能够有效提高框架柱的轴心受压承载力、斜截面承载力与位移延性。利用碳纤维布对框架柱进行加固,对原结构扰动最小,基本不增加重量同时不影响结构的外形,具有轻质高强、施工简便、抗震性能提高明显的优点。

  

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  虽然抗震加固的方法不同,但所有方法中都离不开材料质量对加固效果的影响。这几种方法都需要用到结构胶粘剂来进行施工,由于技术、制作工艺等方面的问题,不同厂家的结构胶往往会有较大的不同,采用强度低的结构胶很容易让人产生加固效果不明显,无法提高抗震性能的错误观念。因此,出于结构安全角度考虑,不惧任何检测的卡本,毫无疑问是较好的选择。

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