分類號 密級 U D C 編號 士學位論文 論文題目 自密實混凝土增大截面法加固 軸心受壓柱的研究與應用 學科、專業(yè) 結(jié) 構 工 程 研究生姓名 何 紅 霞 導師姓名及 專業(yè)技術職務 余 志 武 教 授 二七年五月 I 摘 要 當今國內(nèi)外建筑物加固改造業(yè)發(fā)展非常迅速， 自密實混凝土增大截面加固法是既廣泛使用又經(jīng)濟有效的加固方法。 本文采用后張無粘結(jié)預應力鋼絞線模擬柱上已有荷載， 對該加固技術進行試驗研究和理論分析，主要研究內(nèi)容如下: 進行五根鋼筋混凝土軸心受壓柱試驗，其中一根為對比柱，未加固。 其余四根采用自密實混凝土增大截面法加固鋼筋混凝土軸心受壓柱。通過試驗研究，分析柱的二次受力引起的應力超前和應變滯后現(xiàn)象對柱的破壞形態(tài)、強度、剛度等的影響，重點討論了初始應力水平指標對加固柱性能的影響以及新增混凝土對核心混凝土的約束作用，得出如下結(jié)論： 其正截面承載力提高十分顯著。 其極限承載力不是新、舊混凝土承載力的簡單疊加，而是隨著應力水平指標的增加而降低。 提出增大截面法加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的正截面承載力計算公式，與試驗結(jié)果吻合較好。 加固效果顯著。 關鍵詞： 自密實混凝土，增大截面，二次受力，應力水平指標 t is in of is of is an is In is by to of as is is by on of of of of by is as in as C by C by is it of by to a of is a by in an of 錄 第一章 緒論 .述 . 結(jié)構加固的工作背景 . 引起結(jié)構加固與修復的原因 . 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述 .凝土結(jié)構加固工作程序及加固方法選擇 . 混凝土結(jié)構加固工作程序 . 混凝土結(jié)構加固方法選擇 .密實混凝土增大截面法加固的發(fā)展和現(xiàn)狀 .在的問題及本文研究的內(nèi)容 . 有關研究存在的問題 . 本文研究的內(nèi)容 .二章 增大截面法加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的試驗研究 .言 .件的設計及制作 . 原材料及混凝土配合比 . 材料的力學性能 . 加固的操作流程 .載方案及加載裝置 .驗結(jié)果及分析 . 受力特征和破壞現(xiàn)象 . 縱向鋼筋應力 . 混凝土應變 . 核心柱應力水平指標的影響 .結(jié) .三章 增大截面法加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的理論分析 .言 .凝土結(jié)構加固基本原理 . 加固結(jié)構受力特征 . 加固結(jié)構共同工作問題 . 加固結(jié)構基本計算假定 . 加固結(jié)構承載力極限狀態(tài)設計表達式 .V 凝土結(jié)構加固材料的要求 . 卸載對加固結(jié)構承載力的影響 .響軸心受壓加固柱承載力的主要因素 .心受壓構件承載力分析 . 極限狀態(tài)的確定 . 加固時混凝土的應力狀態(tài) . 加固后構件的受力狀態(tài) .混凝土壓應變達到.包混凝土對內(nèi)核混凝土的約束作用 .小配箍率 . 軸心受壓加固柱的正截面承載力 .結(jié) .四章 工程應用 .程概況 .測評估 .固設計 . 加固方案的確定 . 柱子的加固方案 . 加固柱軸心受壓承載力計算 .固施工 . 結(jié)構卸荷 . 自密實混凝土加固柱施工的特點 . 加固工藝 .固效果 .結(jié) .五章 結(jié)論與展望 .論 .后研究的方向 .考文獻 . 謝 .讀碩士論文期間發(fā)表的論文及科研情況 .士學位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒論 述 構加固的工作背景 建筑物的加固改造，雖是人類有建筑史以來便已出現(xiàn)的一個傳統(tǒng)專業(yè)，但因受建筑業(yè)以及科學技術發(fā)展的限制，致使它僅在近幾十年才初具規(guī)模，隨著加固技術、加固理論、加固設計、加固施工等方面研究的蓬勃發(fā)展，建筑物加固改造業(yè)逐漸成為結(jié)構工程專業(yè)的一門分支學科。 據(jù)有關部門統(tǒng)計，我國現(xiàn)有城鎮(zhèn)房屋建筑面積 50 億平方米，按照設計基準期50年計算，相當多的房屋已進入“中老年期”1;另外，建筑物在使用過程中，由于自然 (如大氣、地震、地 基沉降，風火，水災等)、 電化學、機械作用等諸多因素引起的破損(如開裂、失穩(wěn)、鋼筋銹蝕、混凝土剝落、酥松等)，以及由于設計或施工錯誤，材料性能未達要求，新工藝的特殊要求等，引起結(jié)構的強度、剛度或耐久性不足，至使不少建筑物過早地出現(xiàn)缺陷形成“早衰”從而步入“正常退役”之列。此現(xiàn)象在工業(yè)建筑中尤為突出。因為五十年代曾是我國工業(yè)大發(fā)展與大建設時期， 基本建設在國內(nèi)各條戰(zhàn)線上蓬勃發(fā)展， 新建與擴建了大批廠房，這些廠房在建國后的經(jīng)濟復蘇與發(fā)展中曾發(fā)揮過重大作用。然而，逆溯到 50 年代“蜂擁而上”的大建設時期，缺乏先進的設計經(jīng)驗以及施工技術而建造的廠房占了相當大的比例。經(jīng)過幾十年的使用，不少廠房在材料與結(jié)構方面呈現(xiàn)出嚴重的損傷及破壞;但因我國現(xiàn)階段經(jīng)濟實力尚不雄厚， 仍然有不少50年代所建的廠房仍在繼續(xù)使用。必須指出:其中不少廠房，由于損傷程度相當嚴重，己劃入危險房屋之列，直接影響生產(chǎn)，危及職工生命安全。如 199 0年3月酒 泉鋼廠高爐發(fā)生崩塌，死 19 人，傷 10 人；199 2年2月 大連重型機器廠屋頂突然塌下，死亡 42 人，受傷 130 人。從中顯見對已有建筑物進行評估、加固維修技術的研究已勢在必行。 從國外來看，近幾年一些發(fā)達國家對舊建筑物評估、國外建筑物的維修改造己形成一個完整的體系(一般稱為建筑物維修改造業(yè))，與新建筑業(yè)并行成為建筑業(yè)的重要力量。因為世界上經(jīng)濟發(fā)達國家建設大體上經(jīng)歷了以下三個階段:即戰(zhàn)后恢復的大規(guī)模新建時期，新建與維修改造并重時期以及目前強調(diào)的維修與現(xiàn)代化改造為主時期。以美國為例，建筑業(yè)曾是美國三大經(jīng)濟支柱之一，現(xiàn)在新建的建筑業(yè)開始呈現(xiàn)蕭條跡象，而建筑改造業(yè)開始興旺乃至膨脹發(fā)展，據(jù)美國勞工部對 2000 年以后的熱門行業(yè)預測，認為碩士學位論文 第一章 緒論 2 舊房維修改造業(yè)是最受歡迎的新行業(yè)之一;西歐不少國家也非常重視舊房維修加固，一些發(fā)達國家加固改造投資已占建筑業(yè)總投資的50%左右2。 由于以上種種原因，舊建筑物的可靠性評價、加固理論的研究已成為建筑工程學科的一個研究新熱點，建設部九五科技發(fā)展綱要中已把該課題重點提出，作為一個攻關的目標。從 1991 年至今已召開共八屆“全國建筑物鑒定與加固改造的學術會議”。專家學者云集各次大會，針對國內(nèi)建筑物改造與加固的嚴峻形式進行學術研討與交流。 建筑物的加固改造所涉及的結(jié)構(或構件)加固有其自身的特點:首先，相對于新建結(jié)構的設計，它的自由度要小得多，因為現(xiàn)有建筑結(jié)構的型式、跨度、高度、結(jié)構(或構件)截面尺寸等因素都在一定程度上限定了設計者的思路，設計者不得不根據(jù)現(xiàn)場條件來分析， 提出合乎于實際情況的加固方案和技術措施。 其次，加固結(jié)構與普通結(jié)構有著本質(zhì)的區(qū)別。加固結(jié)構屬于二次受力結(jié)構，新、舊兩部分存在著應變滯后和應力超前現(xiàn)象， 新加部分材料的潛力一般不能得到充分利用;又如加固結(jié)構多半屬于新舊材料組成的組合結(jié)構或組合截面， 原有結(jié)構的破損程度、新舊材料的結(jié)合情況、應力水平、具體的施工措施等等，都對加固結(jié)構的受力性能有相當大的影響;再次，加固結(jié)構必須立足于整個結(jié)構性能的考慮，不能僅采用局部破壞就只加固局部的處理方法。 例如天津某廠在唐山地震主震作用下第二層柱子破損嚴重，加固時主要針對該層柱子加固(外包6000后研究認為，倒塌的主要原因在于加固第二層柱子后把薄弱層轉(zhuǎn)移到底層， 使底層在地震作用下出現(xiàn)了很大的彈塑性變形而導致該建筑結(jié)構倒塌。 總之，建筑物加固是一門研究使受損建筑重新恢復作用，即使失去部分抗力的結(jié)構重新獲得原有的構件抗力甚至超過原有抗力的學科3。該學科所涉及的內(nèi)容十分廣泛，包含了結(jié)構損傷學、檢測學、加固理論和加固技術、設計方法、施工方法以及加固方案選擇與投資效益的優(yōu)化等等。從實質(zhì)上講，它是一門研究結(jié)構服役期間的動態(tài)可靠度及其維修理論的綜合學科， 現(xiàn)已成為建筑工程學科的一個新領域。 我國現(xiàn)有的加固方法雖很多(如增大截面法、外包鋼加固法、預應力加固法、改變結(jié)構受力體系加固法，粘鋼加固法，外粘纖維增加塑料（固法等等)，但這些方法的現(xiàn)有加固技術多是建立在實踐經(jīng)驗的基礎上， 缺乏系統(tǒng)的試驗研究和理論分析，還沒有建立一套完整的加固設計計算方法，因此進行現(xiàn)有結(jié)構的加固理論和加固技術的研究具有重要的理論意義和實用價值。近年來，國內(nèi)外對加固混凝土構件的基本性能及設計計算方法進行了許多研究，但由于加固結(jié)構(或構件)模擬試驗手段未能解決，多數(shù)試驗是在一次受力情況下進行的試驗研究，碩士學位論文 第一章 緒論 3 而對加固結(jié)構(或構件)二次受力性能的試驗研究較少。 因此對現(xiàn)有結(jié)構二次受力性能(如加固理論、加固技術)的研究尤為重要. 起結(jié)構加固與修復的原因 按照極限狀態(tài)設計的鋼筋混凝土結(jié)構或砌體結(jié)構，必須滿足強度、剛度和耐久性的要求。但由于各種原因，結(jié)構往往需要進行加固。以下是常見的幾種結(jié)構加固原因4。（1）由于使用不當、年久失修、結(jié)構受 到損傷破壞、不能滿足日前使用要求而需要加固。 （2）改變建筑物使用要求而引起的結(jié)構加固。 例如，將民用房屋改造為工業(yè)廠房，或是其他要求的加層，使原有房屋結(jié)構產(chǎn)生各種增加負荷的情況。 （3）因為設計、施工的失誤而引起的結(jié)構加固。 （4）由于災害性事件(如地震、臺風、火災、水災、冰災等)的發(fā)生使結(jié)構產(chǎn)生開裂和破壞，需要對結(jié)構進行加固與修復。 （5）對一些重要的歷史性建筑、有紀念意義的建筑進行保護性的加固。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述 建筑物加固維修技術在我國正處于迅速發(fā)展階段，近年來取得了很大的進步。在建筑物加固改造與修補技術方面，除了傳統(tǒng)的增大截面法、外包鋼法外，國內(nèi)使用廣泛的技術還有噴射混凝土加固法、 鋼絲網(wǎng)外噴高強砂漿加固法5預應力加固法7、粘鋼板加固法8等。此外，一些高校及研究單位也在研究并試用了如粘貼玻璃鋼板加固技術9、纏繞鋼絲法加固技術，碳纖維加固技術10等等并取得了一定成效。 但總的來說， 不論從其研究歷史還是從其目前研究現(xiàn)狀來看，我國落后于一些發(fā)達國家，諸如美、日、英等國。 前蘇聯(lián)早在 30 年代末中央建筑科學研究院等單位就從事黑色與有色冶金廠房的診斷、鑒定及加固工作11。50 年代初，一些發(fā)達國家采用灌漿加固修補技術，印度洛基大學土木工程系和地震研究院于 60 年代初期開始鋼筋混凝土構造柱的加固技術研究。到了 70 年代，前蘇聯(lián)、墨西哥、加拿大等國家也進行了大量的類似試驗，并把此法運用于實際工程;美、蘇、日等國于60年代便廣泛采用粘鋼加固技術并用此技術對公路、橋梁、水工建筑等進行加固修復。進入 70 年代，粘鋼加固法開始運用于房屋建筑結(jié)構加固;關于碳纖維混凝土的性能研究，一些發(fā)達國家自70年代便開始12。 隨著日益繁重的建筑物加固任務和加固工程實例的增多， 各國在積累工程實碩士學位論文 第一章 緒論 4 踐經(jīng)驗、完善原有加固技術的同時，還在不斷研究新的加固方法。如自 70 年代后期日本學者 人提出的運用粘滯阻尼器13進行抗震加固觀點后，隔震加固法應運而生，具有 90 多年歷史的 府大樓在不改變原有建筑物風貌的基礎上成功地運用此法進行加固修復。70 年代，日本便在工程中采用鋼支撐體系進行抗震加固;到了 80 年代末一種新的結(jié)構加固技術 碳纖維混凝土加固修補技術已普及于日、美、歐洲等國家和地區(qū)，使用范圍廣泛深入到土木工程中的眾多領域14。90 年代歐洲喜利得(司還研制出 與其相比，我國加固維修技術研究的歷史 較短(主要是從解放后逐漸開展起來的)，如灌漿技術 70 年代初才開始研究。粘鋼加固技術直至 80 年代初中國科學院、大連化物所等單位 建筑結(jié)構膠15的研制成功，該技術的研究與應用才得以迅速發(fā)展起來，碳纖維混凝土的研究僅僅是近幾年的事。 盡管我國在加固理論和加固技術等方面的研究起步較晚，但自唐山地震后，該領域的研究有了長足的發(fā)展，某些領域現(xiàn)已步入世界先進行列(如多層磚混結(jié)構的加固)，先后對多種常用的加固方法(如增大截面法、外包鋼加固法、預應力加固法等)進行一系列研究， 四川省建筑科學研究院和中國建筑科學研究院結(jié)構所則對外包混凝土軸心受壓構件和外包鋼軸心受壓構件分別進行了試驗研究114,西安建筑科技大學和冶金部建筑研究總院等單位對外包鋼板箍混凝土柱進行了大量的試驗研究。 為了迎接世界上新的加固技術的挑戰(zhàn)，我國有關高校、科研部門正在對一些新的加固技術進行試驗研究。 如中國建筑科學研究院已開展了混凝土結(jié)構后裝錨固技術的研究，清華大學、哈爾濱建筑大學、西安建筑科技大學、中國建筑科學研究院等單位先后對隔震抗震加固方法進行試驗研究16冶金部建筑研究總院近兩年正在進行碳纖維應用技術的研究。 總之，我國雖在建筑物加固維修方面有了較大的發(fā)展和提高，但仍尚處于起步階段，可以說主體還是建立在工程實踐經(jīng)驗基礎上，缺乏系統(tǒng)的試驗研究，理論上還有待于進一步系統(tǒng)和深化，與國外相比，不僅在技術上有一定差距，而且在研究方向的把握上還有一些問題。 凝土結(jié)構加固工作程序及加固方法選擇 凝土結(jié)構加固工作程序 混凝土結(jié)構加固一般應遵循以下工作程序18： 碩士學位論文 第一章 緒論 5 圖 1固工作程序 結(jié)構可靠性鑒定，它好比醫(yī)生看病一樣，主要是對病態(tài)結(jié)構的病情診斷。加固方案好比處方，處方有好有壞，受主客觀等多方面因素所制約。加固設計是按現(xiàn)行加固規(guī)范及相關標準對加固方案的深化過程。 加固施工是對被加固結(jié)構按加固設計進行加固的實施過程；對于大型結(jié)構加固，為確保質(zhì)量和安全，施工前應編制施工組織設計。 凝土結(jié)構加固方法選擇 混凝土結(jié)構補強加固方法很多，常用的有加大截面法、外包鋼加固法、外部粘鋼加固法、碳纖維（固法、預應力加固法、增設支點加固法、托梁拔柱技術、增設支撐體系和剪力墻加固法，以及各種裂縫補技術等，分別適用于不同的情況見表1加固方法的選擇，應根據(jù)可靠性鑒定結(jié)果、結(jié)構功能型降低及加固原因（如完好情況下的加固及受損狀態(tài)下的加固） ，結(jié)合結(jié)構特點、當?shù)鼐唧w條件、新的功能要求等因素，并按加固效果可靠、施工簡便、經(jīng)濟合理原則，綜合分析確定。注意， 靜力加固必須考慮結(jié)構二次受力問題， 加固重點側(cè)重于結(jié)構承載力的提高?？拐鸺庸桃话悴豢紤]結(jié)構二次受力，加固重點側(cè)重于結(jié)構的延性和整體性18。 密實混凝土增大截面法加固的發(fā)展和現(xiàn)狀 增大截面法,是工程中常用的一種加固方法，它通過增加結(jié)構構件的截面面積及配筋量， 提高構件的承載能力， 同時降低柱的長細比， 提高構件的整體剛度，減少構件的變形。增大截面法施工工藝簡單、適用性強，適用于梁、板、柱、墻和一般構造物的混凝土加固。在采用增大截面法加固時，模板和原有構件之間的空隙很小，而且其間還分布有鋼筋，普通混凝土很難實現(xiàn)密實填充，混凝土質(zhì)量 結(jié) 構 調(diào) 查 和 質(zhì) 量 檢 驗 可靠性鑒定 加固方案選擇 加固設計 施工組織設計 施工 驗 收 碩士學位論文 第一章 緒論 6 表 1混凝土結(jié)構幾種常用的加固方法的特點和適用范圍18固方法 主要特點 適用范圍 加大截面法 傳統(tǒng)加固方法。 以同種材料增大構件截面面積，提高結(jié)構承載力和剛度 梁、板、柱、墻等一般結(jié)構 外包鋼加固法 截面尺寸和外觀影響很小， 承載能力提高較大，施工簡便，現(xiàn)場工作量較小，受力較可靠 大型結(jié)構及大跨結(jié)構 外部粘鋼加固法 國際上較先進的加固方法。簡單、快速，對生產(chǎn)和生活影響小。 正常環(huán)境下的一般受彎、受拉構件，及中輕級工作制吊車梁 預應力加固法 卸載、 加固及改變結(jié)構受力三者合而為一的加固方法。承載力、抗裂性及剛度可同時得以提高 大跨結(jié)構及大型結(jié)構 增設支點加固法 增設支承點，減小結(jié)構跨度和內(nèi)力，提高結(jié)構總體承載能力 梁、板及桁架等 托梁拔柱技術 不拆或少拆上部結(jié)構情況下，拆除、更換、接長柱子的技術 改變適用功能及增大室內(nèi)空間的舊房改造 增設支撐體系及剪力墻加固法 增強結(jié)構抗水平荷載能力和側(cè)向剛度及穩(wěn)定性 抗側(cè)力加固及抗震加固 增設拉結(jié)連系加固法 于房屋周邊、縱向、橫向、豎向增設相應拉結(jié)連系，增強結(jié)構穩(wěn)定性，防止偶然事故下發(fā)生連續(xù)倒塌 裝配式結(jié)構抗連續(xù)倒塌及抗震加固 裂縫修補技術 恢復或部分恢復結(jié)構因裂縫所喪失的承載能力、耐久性、防水性及美觀等 各種混凝土結(jié)構 得不到充分的保證。而自密實混凝土恰恰可以彌補這方面的缺陷。 自密實混凝土增大截面法加固柱時，無需振搗，僅依靠混凝土的自重作用，就可通過稠密鋼筋，自行填充模板內(nèi)的空間并保持自身的均勻性和密實性，形成密實的混凝土結(jié)構，且能滿足結(jié)構設計所要求的力學性能和耐久性能20 自密實混凝土( 簡稱可以定義為:混凝土能夠保持不離析和均勻性,不需要外加振動，完全依靠重力作用充滿模板每一個角落、達到充分密實和獲得最佳的性能。在20世紀80 年代早期,挪威建造混碩士學位論文 第一章 緒論 7 凝土結(jié)構海上石油平臺,由于 配筋密集且結(jié)構龐大,無法 對混凝土振搗,所配制使用的混凝土實際上是依靠重力密實。20 世紀 80 年代后期,日本學者首先提出自密實混凝土的概念,當時所面 臨的情況:混凝土耐久性在 日本受到高度重視,但由于缺乏熟練工人進行混凝土澆筑施工,不能保證混凝土完全密實成為導致耐久性不良的重要原因之一29,因此就需要一種非常容易實現(xiàn)密實的混凝土自密實混凝土。 于是， 日本東京大學岡村甫教授開發(fā)了 “不振搗的高耐久性混凝土” , 稱之為高性能混凝土(1996 年在美國泰克薩斯大學講學中, 岡村甫教授稱該混凝土為自密實高性能混凝土30(以下簡稱自密實混凝土之所以稱為高性能, 是因為具有很高的施工性能, 能保證混凝土在不利的澆筑條件下也能密實成型, 同時因使用大量礦物細摻料而降低混凝土的溫升,并提高其抗劣化的 能力, 而可提高混凝土的耐久性。 自密實混凝土綜合效益顯著, 特別是用于難以澆筑甚至無法澆筑的部位, 可避免出現(xiàn)因振搗不足而造成的空洞、蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷。自密實混凝土配制的關鍵是滿足良好的流變性能要求。 至1994年底, 日本已有28 個建筑公司掌握了自密實混凝土的技術。從日本19921993年各學會、 技術刊物等發(fā)表的自密實的高性能混凝土在土木工程中應用實例來看, 自密實高性能混凝土特別適合于澆筑量大、澆筑高度大、鋼筋密 集、有特殊形狀等的工程。在西方也有不振搗的混凝土的應用, 如美國西雅圖65 層的雙聯(lián)廣場鋼管混凝土柱, 28d 抗壓強度115M 混凝土從底層逐層泵送, 無振搗。 在美國為了保證混凝土的澆筑質(zhì)量以保證鋼筋和混凝土的整體性, 在密筋的鋼筋混凝土和幾何形狀復雜的結(jié)構中, 也使用高坍落度而能自流平的混凝土, 但強調(diào)仍需要適當?shù)恼駬v以確?；炷恋淖銐蛎軐?。 近年來由于在日本不斷有采用自密實混凝土成功的工程實例,美國也開始注意該項技術31。我國有關部委及研究機構也相繼進行了開發(fā)研究，起步較早的有北京城建集團總公司構件廠和中南大學等單位。在我國北京、深圳、濟南、長沙等城市開始使用自密實混凝土。 從1995 年開始, 澆筑量已超過4 萬要用于地下暗挖、密筋、形狀復雜等無法澆筑或澆筑困難的部位、解決擾民問題、縮短工期等32。自密實混凝土被稱為“近幾十年中混凝土建筑技術最具革命性的發(fā)展”33,因為自密實混凝土擁有眾多優(yōu)點: （1）保證混凝土良好的密實。 （2） 提高生產(chǎn)效率。由于不需要振搗,混凝土澆筑需要的時間大幅度縮短,工人勞動強度大幅度降低,需要工人數(shù)量減少。 （3）改善工作環(huán)境和安全性。沒有振搗噪音,避免工人長時間手持振動器導碩士學位論文 第一章 緒論 8 致的“手臂振動綜合癥” 。 （4）改善混凝土的表面質(zhì)量。不會出現(xiàn)表面氣泡或蜂窩麻面,不需要進行表面修補;能夠逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或造型。 （5）增加了結(jié)構設計的自由度。不需要振搗,可以澆筑成型形狀復雜、薄壁和密集配筋的結(jié)構。在此之前,這類結(jié)構往往因為混凝土澆筑施工的困難而限制采用。 （6）避免了振搗對模板產(chǎn)生的磨損。 （7）減少混凝土對攪拌機的磨損。 （8）可能降低工程整體造價。從提高施工速度、環(huán)境對噪音限制、減少人工和保證質(zhì)量等諸多方面降低成本。 在“自密實”概念出現(xiàn)以前,借助高效減水劑性能的改善,配制生產(chǎn)高流動性混凝土已不再困難。然而,僅僅具備“高流動性”還遠遠不夠,因為流動性越高,混凝土產(chǎn)生離析的趨勢就越大。完全依靠自身重力充滿模型并達到密實,自密實混凝土工作性的內(nèi)涵有所擴大,包括下列三個基本性能: （1）高流動性。保證混凝土能夠繞過障礙物,充分填充模型內(nèi)每個角落。 （2）高穩(wěn)定性。保證混凝土質(zhì)量均勻一致,即不泌水,骨料不離析。 （3）通過鋼筋間隙能力。保證混凝土穿越鋼筋間隙時不發(fā)生阻塞。 由于自密實混凝土具有以上這些特點， 因此自密實混凝土增大截面法在國內(nèi)外加固行業(yè)中越來越受到重視34。 在的問題及本文研究的內(nèi)容 關研究存在的問題 增大截面法是一種常用的行之有效的加固方法， 它主要是依靠增加構件的截面面積， 使新、 舊混凝土共同工作， 同時減小構件的相對偏心距來提高其承載力。由于在實際加固過程中，原柱一般不可能在完全卸載的情況下進行施工，因此，加固構件與普通構件有著本質(zhì)的區(qū)別。加固構件屬于二次受力構件，新、舊兩部分之間存在著應變滯后和應力超前等問題。 近年來，國內(nèi)雖有許多高校和科研部門對增大截面法進行研究，但多數(shù)都存在一定的問題。 如東南大學加固中心采用的外包混凝土偏心受壓短柱的試驗研究35以及同濟大學對鋼筋混凝士框架柱加固的試驗研究36都是在一次受力情況下進行的，既未考慮二次受力，又未考慮應力水平指標對新增混凝土和縱向鋼筋強度利用系數(shù)的影響。 四川省建筑科學研究院和陜西省建筑科學研究院等單位雖從理論上探討了應力水平指標與加固柱極限承載力的關系37但未做試驗研碩士學位論文 第一章 緒論 9 究進行比較;一些資料，如東南大學在考慮二次受力的情況下對外包混凝土偏心受壓柱的試驗研究39以及四川省建筑科學研究院在考慮二次受力情況下對外包混凝土軸心受壓柱的試驗研究41， 雖然從理論上探討了應力水平指標對加固柱承載力的影響并進行試驗對比， 但它們所提出的計算公式都未考慮外包混凝土對核心混凝土的約束作用。 文研究的內(nèi)容 本文擬通過自密實混凝土增大截面法加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的試驗研究，在分析加固機理及影響加固效果因素的基礎上，提出加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的計算方法，為加固設計提供技術上的支持。 由于加固構件屬二次受力構件， 在采用增大截面法加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的試驗中， 為了施加作用在柱上的荷載， 采用后張無粘結(jié)預應力鋼絞線的方法，來模擬柱上已有荷載，用以反映加固構件的真實受力情況。因此，本文研究的內(nèi)容有： 中一根為對比柱，未加固。其余四根采用自密實混凝土增大截面法加固鋼筋混凝土軸心受壓柱。 提出增大截面法加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的正截面承載力計算公式。 碩士學位論文 第二章 增大截面法加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的試驗研究 10 第二章 增大截面法加固鋼筋混凝土軸心受壓柱的試驗研究 言 本試驗以自密實混凝土增大截面法加固鋼筋混凝土柱為研究對象， 通過試驗研究鋼筋混凝土柱在荷載作用下的加固機理， 討論外包混凝土柱在二次受力作用下的受力性能（如強度、變形、破壞特征等） ，提出考慮新、舊混凝土之間的應力超前和應變滯后且共同工作的設計