角钢加固混凝土组合柱偏压试验与建议.pdf
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1、计静等 : 角钢加固混凝土组合柱偏压试验与建议 4 1 圜 角 钢 加 固 混 凝 土 组 合 柱 偏 压 试 验 与 建 议 计静, 邢菲, 张文福, 李冰, 任亚文 ( 黑龙江省防灾减灾工程及防护T程高校重点 实验室 。 东北石油大学土木建筑工程学院 , 黑龙江大庆1 6 3 3 1 8) 【 摘要】 结合某一工程框架柱的加固需要 , 采用角钢约束原混凝土柱的设计方案。鉴于对角钢约束混凝 土加固柱基本力学性能的研究尚少, 文中开展角钢约束混凝土偏心受压柱力学性能试验, 获得荷载 一变形曲线, 考察偏压柱的承载性能与偏心率的关系, 验证理论计算公式的正确性。从而确定本工程加固后偏压柱的承载力
2、, 进一步确定桁架信号塔的设计高度, 为实际工程提供技术支撑, 同时为工程加固技术规程提供可靠的依据。 【 关键词】 角钢约束混凝土柱; 偏心受压; 偏心率; 承载力 【 中图分类号】 T U 3 7 5 3 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) 1 2 0 0 4 1 0 3 1 工程简介 哈大高速公路是大庆和哈尔滨之间的交通枢纽, 随着高清摄像头 、 探视 器等新设 备在 高速公路 上 的安 装使用, 许多图像和数据需要无线传递 回公路管理 中 心做进一步的处理 , 因此需建造与之相配套的信号塔 体系。投资方决定采用重量轻、 经济性好
3、、 设计成熟的 分段式轻钢空间桁架体系。高速公路管理中心为 2层 的钢筋混凝土框架结构 , 始建于 1 9 9 6年, 层高为 3 m, 顶层框架柱伸出屋面 6 0 0 n l n l , 柱距为 3 6 0 0 m m, 框架中 混凝土等级为 C A 0 , 纵向钢筋为 H R B 3 3 5级 , 如图 1所 示 , 采用预制桩基础。 (军 ) I 塑I l I I l j 图 1 高 速 公路 管 理 中 心示 意 图 该中心坐落在龙凤湿地高速人 口旁 , 地势低洼 , 多年的湿地沉积造成较深 的软 土 , 无法作为浅地基 , 只 能采用较深的桩基础。若在管理中心附近建信号塔, 势必重新
4、 做桩基 础 , 无 疑基础 造价将 占投 资 的很 大 比 重。基于上述考虑, 为节省资金, 充分利用现有建筑的 形式 , 经过论证原桩基础可承担增加的荷载, 决定在原 建筑上构建信号塔, 不但可方便快捷地将信号传递到 室 内 , 而且在 高度上也可大大提高 , 信号塔四角支撑在 框架柱上布置如图 2 所示。信号塔的重量全部施加在 框架柱上 , 大大增加原框架柱的受力, 因此对原框架柱 需进行加 固补强。这样设计思路由原来的新建改成对 原建筑的加固改造。为增加柱的承载力 , 采用角钢约 束混凝土的外包钢加 固法 。 图2 钢结构信号塔布置 角钢约束混凝土是指在柱的四角布置角钢, 角钢 之间焊
5、接缀板 , 通过建筑专用的粘结剂将角钢和缀板 与原框 架柱粘结在一起形成组合柱。角钢和缀板构成 的四肢格构钢柱约束内部混凝土, 核心混凝土在续加 外荷载 下能与格构钢 柱协 同工作 , 因此外包 角钢 约束 混凝 土柱具有更好 的抗压性 能 以及 变形性 能 。目 前对角钢约束混凝土加 固柱基本力学性能的研究 尚 少 , 尤其是加固后偏压柱试验数据不够全面系统, 理论尚有待进一步完善。本文结合框架柱的受力特 点, 开展角钢约束混凝土偏心受压柱力学性能试验, 获 得试件的 荷载 一位移曲线, 考察偏压柱的承载性能与 偏心率的关系, 确定本工程实际尺寸的偏压柱的极限 承载力, 通过与内力对比可进一
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