摘要： 近些年來

，隨著經濟建設的迅猛發展
，建築工程科學技術已有了飛速發展。同時，隨著鋼筋混凝土結構加固lilunyanjiufangmiandebuduanshenru，gezhongxinxingjianzhucailiaobuduanyongxian
，jianzhuwugaizaoyubinghaichuliyingyongyuelaiyueguangfan。xianjiujianzhugongchengjiagubuqiangzhongxieheduijiagushouya混凝土結構承載力影響效果做以分析。 


　　關鍵詞： 加固 混凝土 結構承載力 探討 

　　近些年來，隨著經濟建設的迅猛發展，建築工程科學技術已有了飛速發展。同時，隨著鋼筋混凝土結構加固lilunyanjiufangmiandebuduanshenru，gezhongxinxingjianzhucailiaobuduanyongxian，jianzhuwugaizaoyubinghaichuliyingyongyuelaiyueguangfan。xianjiujianzhugongchengjiagubuqiangzhongxieheduijiagushouya混凝土結構承載力影響效果做以分析。 

　　在軸向荷載作用下中心受壓柱，原有鋼筋混凝土已有應變值εc1，新增部分鋼筋及混凝土隨後才參與受力。當原柱混凝土應變值由εc1增至峰值應變εc0=0.002時(shi)
，原(yuan)混(hun)凝(ning)土(tu)被(bei)壓(ya)碎(sui)，其(qi)所(suo)承(cheng)擔(dan)的(de)力(li)由(you)新(xin)增(zeng)部(bu)分(fen)混(hun)凝(ning)土(tu)來(lai)承(cheng)擔(dan)，新(xin)增(zeng)部(bu)分(fen)混(hun)凝(ning)土(tu)應(ying)力(li)水(shui)平(ping)突(tu)然(ran)增(zeng)大(da)致(zhi)使(shi)結(jie)構(gou)破(po)壞(huai)。其(qi)抗(kang)壓(ya)極(ji)限(xian)承(cheng)載(zai)力(li)公(gong)式(shi)： 

　　Nu=Φ（Ac1fc1+As1fy1+Ac2σc2+As2σs2）―― ① 
　　Φ――軸心受壓構件的穩定係數； 
　　Ac1、Ac2――原柱及新加混凝土截麵麵積
； 
　　As1、As2――原柱及新加鋼筋截麵麵積； 
　　fc1
、fy1――原柱混凝土、鋼筋抗壓強度設計值； 
　　σc2
、σs2――新加混凝土、鋼筋壓應力值； 
　　σc2和σs2量值取決於原結構混凝土應變值εc1與混凝土峰值應變εc0的差值Δεc1=εc0-εc1. 

　　根據美國E.Hognestad建議的混凝土應力
、應變模型 
　　σc= fc[2×εc/εc0-（εc/εc0）2] （當εc≤εc0時） 
　　= fc[1-（εc/εc0 -1）2] 

　　令新加混凝土強度利用係數 
　　αc=σc2/fc2 =1-（Δεc1/εc0 -1）2=1-[（εc0-εc1 ）/εc0 -1]2 
　　=1-（εc1/εc0）2――② 

　　令原柱混凝土應力水平指標 
　　β=σc1/ fc1=N1K/ （Ac1×fck1）= 1-（εc1/εc0 -1）2 
　　解之得εc1/εc0 =1-（1-β）1/2――③ 
　　將③回代入②中 
　　αc=1-[1-（1-β）1/2]2 
　　= 2×（1-β）1/2+β-1――④ 

　　新加鋼筋的應力，當原混凝土應變達到εc0時 
　　σs2=Δεc1ES=（1-εc1/εc0）εc0ES 
　　=（1-β）1/2εc0ES 

　　令新加鋼筋強度利用係數 
　　αs=σs2/ fy2= ESεc0（1-β）1/2/ fy2 
　　= ES（1-β）1/2/ （500×fy2）――⑤ 


　　當αs＞1時

，鋼筋進入塑性區，取αs=1. 
　　將σc2
、σs2回代入式①中得 
　　Nu=Φ（Ac1fc1+As1fy1+αc Ac2 fc2+αs As2 fy2）――⑥ 

　　此式即為加固結構軸心受壓承載力的公式。 
　　例：某中心受壓柱

，高H=5m，截麵500mm×500mm
，原結構混凝土強度設計等級C40
，共配8Ф18，承受軸向荷載標準值恒載Gk=600KN
，活載Qk=2400KN
，由於施工質量問題，經檢測結構檢測柱混凝土強度等級為C20，要求對該柱進行加固。 

　　（1）原柱承載力驗算 
　　C20 fc1=9.6N/mm2

， fck1=13.4N/ mm2 
　　HRB335鋼筋 fy1=300 N/ mm2 
， ES=2.0×105 N/ mm2 
　　L0=5m， L0/b=5000/500=10 ， Φ=0.98 
　　Ac1=500×500=250000mm2 
　　As1=2036 mm2 
　　承載力設計值Nu=Φ（Ac1fc1+As1fy1） 
　　=0.98×（9.6×250000+300×2036）/1000 
　　=2950.6KN 
　　軸向力設計值N1=1.2×Gk+1.4×Qk 
　　=1.2×600+1.4×2400 
　　=4080KN 
　　因為Nu＜N1，所以承載力不滿足
，必須加固處理。 

　　（2）在不卸載情況下加固柱驗算 
　　采用混凝土圍套加固，每邊增厚80mm，混凝土等級C30
，加配8Ф16鋼筋。 
　　C30 fc2=14.3N/mm2； HRB335鋼筋 fy2=300 N/ mm2 ； 
　　Ac2=660×660-250000=185600mm2 
　　As2=1608 mm2 
　　G2k=25×185600×5000×10-9=23.2KN 
　　原柱應力水平指標 
　　β= N1K/ （Ac1×fck1）=（600+2400）×103/（250000×13.4）=0.896 


　　αc= 2×（1-β）1/2+β-1=2×（1-0.896）1/2+0.896-1 
　　=0.541 
　　αs= ES（1-β）1/2/ （500×fy2） 
　　=2.0×105×（1-0.896）1/2/（500×300） 
　　=0.43 
　　N=1.2×（600+23.2）+1.4×2400=4107.8KN 
　　L0/b=5000/660=7.58 ， Φ=1 
　　Nu=Φ（Ac1fc1+As1fy1+αc Ac2 fc2+αs As2 fy2） 
　　=1×（250000×9.6+2036×300+0.541×185600×14.3+0.43×1608×300）/1000 
　　=4654KN＞N 
　　滿足要求。 

　　（3）在卸去載荷下加固柱驗算 
　　設加固前卸除50%的可變荷載，圍套厚度每邊增厚60mm，C25混凝土，配置8Ф14鋼筋。 
　　C25 fc2=11.9N/mm2； HRB335鋼筋 fy2=300 N/ mm2 ； 
　　Ac2=620×620-250000=134400mm2 
　　As2=1231 mm2 
　　G2k=25×134400×5000×10-9=16.8KN 
　　β= N1K/ （Ac1×fck1）=（600+2400×50%）×103/（250000×13.4）=0.537 
　　αc= 2×（1-β）1/2+β-1=2×（1-0.537）1/2+0.537-1 =0.898 
　　αs= ES（1-β）1/2/ （500×fy2） 
　　=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 
， Φ≈1 
　　Nu=Φ（Ac1fc1+As1fy1+αc Ac2 fc2+αs As2 fy2） 
　　=1×（250000×9.6+2036×300+0.898×134400×11.9+0.907×1231×300）/1000 
　　=4782KN＞N=4100KN 

　　由此可見，加固結構工程中新加混凝土部分，因其應力、應變滯後而不能充分發揮其效能，尤其是當原結構混凝土應力、應(ying)變(bian)值(zhi)較(jiao)高(gao)時(shi)，對(dui)於(yu)受(shou)壓(ya)構(gou)件(jian)往(wang)往(wang)原(yuan)混(hun)凝(ning)土(tu)已(yi)達(da)極(ji)限(xian)狀(zhuang)態(tai)
，後(hou)加(jia)部(bu)分(fen)基(ji)本(ben)不(bu)起(qi)作(zuo)用(yong)，致(zhi)使(shi)達(da)不(bu)到(dao)加(jia)固(gu)的(de)效(xiao)果(guo)。反(fan)之(zhi)，加(jia)固(gu)時(shi)若(ruo)對(dui)原(yuan)結(jie)構(gou)進(jin)行(xing)卸(xie)荷(he)，尤(you)其(qi)當(dang)原(yuan)結(jie)構(gou)工(gong)作(zuo)應(ying)力(li)值(zhi)較(jiao)高(gao)時(shi)，由(you)於(yu)應(ying)力(li)、應變滯後現象得以緩和
，新加部分承載力得以更好利用
，不僅加固效果較好，而且也節約不少材料。