(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局區(qū)建干路12號申請人鄭州大學(xué)北京建筑大學(xué)(72)發(fā)明人于曉輝張穎代曠宇于振云范家俊侯煒航李偉王學(xué)振周洲事務(wù)所(普通合伙)11674E04G23/02(2006.01)基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)涉及一種基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的心區(qū)混凝土柱的軸向方向間隔箍設(shè)在核心區(qū)混21.基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系，其特征在于，包括：核心區(qū)混凝土柱(10),所述核心區(qū)混凝土柱(10)由所述銹蝕鋼筋混凝土柱去除失效的混凝土保護層形成；縱筋(20),設(shè)置于所述核心區(qū)混凝土柱(10)周側(cè)；四角星形箍筋(30),沿所述核心區(qū)混凝土柱(10)的軸向方向間隔箍設(shè)在所述核心區(qū)混凝土柱(10)外側(cè)，且與所述縱筋(20)固定；防應(yīng)力件，用于防止所述四角星形箍筋(30)的角端的應(yīng)力集中，所述防應(yīng)力件設(shè)置在所述核心區(qū)混凝土柱(10)的四角，且與所述四角星形箍筋(30)的四個角端固定連接；FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)(50),設(shè)置在所述核心區(qū)混凝土柱(10)外側(cè)；通過具有負泊松比效應(yīng)的四角星形箍筋(30)聯(lián)合具有主動約束機制和多裂縫控制機制的FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)(50),形成三重協(xié)同約束修復(fù)體系，以修復(fù)銹蝕鋼筋混凝土柱結(jié)構(gòu)性能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系，其特征在于，所述FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)(50)包括：ECC內(nèi)層(501),設(shè)置在所述核心區(qū)混凝土柱(10)外側(cè)，所述四角星形箍筋(30)和所述防應(yīng)力件位于所述ECC內(nèi)層(501);FRP網(wǎng)格層(502),纏繞在ECC內(nèi)層(501)外側(cè)；ECC外層(503),設(shè)置在所述FRP網(wǎng)格層(502)外側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系，其特征在于，所述防應(yīng)力件為弧形鋼板(40),所述弧形鋼板(40)的內(nèi)弧面朝向所述核心區(qū)混凝土柱(10)的中心，所述四角星形箍筋(30)的四個非閉合角端與所述弧形鋼板(40)的內(nèi)弧面焊接固定。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系，其特征在于，所述ECC內(nèi)層(501)的棱角進行圓角處理。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系，其特征在于，所述FRP網(wǎng)格層(502)至少為一層，且設(shè)置有搭接層(5021),所述搭接層(5021)長度為纏繞所述ECC內(nèi)層(501)的單層長度的1/2或1/3。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系，其特征在于，所述FRP網(wǎng)格層(502)采用CFRP或BFRP材質(zhì)，且網(wǎng)格形狀為方格。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系，其特征在于，所述核心區(qū)混凝土柱(10)為方形或矩形。8.如權(quán)利要求1-7任一所述基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：S1,將銹蝕鋼筋混凝土柱的裂縫區(qū)域和銹蝕箍筋鑿除，形成橫截面為方形或矩形的核心區(qū)混凝土柱(10),并對所述縱筋(20)進行預(yù)處理；S2,綁扎四角星形箍筋(30),將所述四角星形箍筋(30)與預(yù)處理后的所述縱筋(20)固定連接；S3,將所述防應(yīng)力件與所述四角星形箍筋(30)的四個未閉合的角端焊接固定形成整體結(jié)構(gòu)；S4,在所述四角星形箍筋(30)和所述防應(yīng)力件的外側(cè)設(shè)置模板，向模板與所述核心區(qū)3混凝土柱(10)間澆筑ECC,初凝后形成ECC內(nèi)層(501);S5,拆除模板，在所述ECC內(nèi)層(501)的外側(cè)單層或多層連續(xù)纏繞FRP網(wǎng)格形成FRP網(wǎng)格層(502),所述FRP網(wǎng)格裁斷前，預(yù)留有搭接層(5021);S6,在所述FRP網(wǎng)格層(502)外部設(shè)置模板，向模板與所述FRP網(wǎng)格層(502)間澆筑ECC,9.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系，其特征在于，所述銹蝕箍筋的質(zhì)量損失率≥20%。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系，其特征在于，4技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系及施工方法。背景技術(shù)[0002]鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因具備成本低、可模性好、耐久性強等優(yōu)點，在各類建筑中被廣泛應(yīng)用。鋼筋混凝土柱作為建筑結(jié)構(gòu)的核心承重單元，其安全性和穩(wěn)定性對整個建筑結(jié)構(gòu)起著決定性作用。然而，在沿海等高鹽霧地區(qū)，鋼筋混凝土柱長期處于干濕交替環(huán)境，并且可能遭受地震動影響。在這種復(fù)雜的服役條件下，鋼筋混凝土柱極易引發(fā)多種典型損傷模式。[0003]箍筋電化學(xué)腐蝕是其中最為突出的問題之一。高鹽霧環(huán)境中的氯離子會穿透混凝土保護層，破壞鋼筋表面的鈍化膜，引發(fā)鋼筋銹蝕。箍筋作為混凝土柱中約束核心混凝土、承擔(dān)剪力的重要部件，一旦發(fā)生銹蝕，其有效截面面積減小，導(dǎo)致對核心混凝土的約束作用減弱，進而降低混凝土柱的承載能力和延性。同時，鋼筋銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹會產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力，致使混凝土保護層應(yīng)力開裂。裂縫的出現(xiàn)不僅進一步加速了外界侵蝕性介質(zhì)向混凝土內(nèi)部的滲透，還降低了混凝土柱的耐久性。此外，在多種不利因素的長期作用下，混凝土柱的截面抗力會發(fā)生時變劣化，嚴重威脅建筑結(jié)構(gòu)的安全。[0004]針對鋼筋混凝土柱的加固問題，目前已發(fā)展出多種既有加固體系，包括截面增大術(shù)憑借比強度高、比模量優(yōu)以及施工便捷等優(yōu)勢，在工程實踐中得到了廣泛應(yīng)用。然而，該技術(shù)存在諸多難以克服的缺陷。其力學(xué)傳遞機制高度依賴環(huán)氧基界面膠粘劑的粘結(jié)完整性，而環(huán)氧樹脂膠粘劑對濕熱環(huán)境較為敏感，在濕度循環(huán)(-20℃-60℃)與相對濕度波動 (40%-95%RH)耦合作用下，F(xiàn)RP-混凝土界面剝離強度呈現(xiàn)顯著的時變衰減，年均下降率約15%。這種衰減不僅降低了加固效果，還存在因界面應(yīng)力集中引發(fā)Ⅱ型斷裂的風(fēng)險。當將該技術(shù)應(yīng)用于沿海嚴重銹蝕柱體時，由于箍筋有效約束力喪失，核心混凝土處于非約束狀態(tài)，單一FRP加固極易引發(fā)脆性剝離破壞，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)突然失效。數(shù)據(jù)模擬結(jié)果表明，在箍筋銹蝕率>25%的工況下，傳統(tǒng)加固體系的延性改善率不足20%,且存在二次銹蝕激活風(fēng)險，嚴重影響了加固后結(jié)構(gòu)的長期安全性。[0005]此外，傳統(tǒng)FRP網(wǎng)格-ECC加固體系在解決銹蝕鋼筋混凝土柱軸壓承載力退化問題時，也面臨著一系列技術(shù)瓶頸。該體系常依賴截面擴大法提升剛度，通常要求截面增幅≥20%,但在建筑空間受限，如柱網(wǎng)密距等工況下，這種方法難以實施。采用超高強ECC材料雖層FRP網(wǎng)格疊加增強約束效應(yīng)時，容易引發(fā)界面剪切滑移及應(yīng)力重分布失衡，影響加固效果的可靠性。[0006]綜上所述，現(xiàn)有的鋼筋混凝土柱加固技術(shù)在應(yīng)對沿海高鹽霧干濕交替及地震動耦合作用下的結(jié)構(gòu)損傷時，存在諸多不足，難以滿足實際工程對結(jié)構(gòu)安全性、耐久性和經(jīng)濟性的要求。5發(fā)明內(nèi)容[0007]為了解決上述至少一個技術(shù)問題，本發(fā)明提出基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系及施工方法，以實現(xiàn)修復(fù)后的混凝土柱在軸壓-彎剪耦合承載力重構(gòu)、界面耐久性提升與二次腐蝕抑制等多目標協(xié)同優(yōu)化的目的。[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：[0009]本發(fā)明第一方面提供了基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系，包括：[0010]核心區(qū)混凝土柱，所述核心區(qū)混凝土柱由所述銹蝕鋼筋混凝土柱去除失效的混凝土保護層形成；[0011]縱筋，設(shè)置于所述核心區(qū)混凝土柱周側(cè)；[0012]四角星形箍筋，沿所述核心區(qū)混凝土柱的軸向方向間隔箍設(shè)在所述核心區(qū)混凝土[0013]防應(yīng)力件，用于防止所述四角星形箍筋的角端的應(yīng)力集中，所述防應(yīng)力件設(shè)置在所述核心區(qū)混凝土柱的四角，且與所述四角星形箍筋的四個角端固定連接；[0014]FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述核[0015]通過具有負泊松比效應(yīng)的四角星形箍筋聯(lián)合具有主動約束機制和多裂縫控制機制的FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)，形成三重協(xié)同約束修復(fù)體系，以修復(fù)銹蝕鋼筋混凝土柱結(jié)構(gòu)性能。[0017]ECC內(nèi)層，設(shè)置在所述核心區(qū)混凝土柱外側(cè)，所述四角星形箍筋和所述防應(yīng)力件位[0020]優(yōu)選地，所述防應(yīng)力件為弧形鋼板，所述弧形鋼板的內(nèi)弧面朝向所述核心區(qū)混凝土柱的中心，所述四角星形箍筋的四個非閉合角端與所述弧形鋼板的內(nèi)弧面焊接固定。[0021]優(yōu)選地，所述ECC內(nèi)層的棱角進行圓角處理。[0022]優(yōu)選地，所述FRP網(wǎng)格層至少為一層，且設(shè)置有搭接層，所述搭接層長度為纏繞所述ECC內(nèi)層的單層長度的1/2或1/3。[0025]本發(fā)明第二方面提供了如第一方面所述基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修[0026]S1,將銹蝕鋼筋混凝土柱的裂縫區(qū)域和銹蝕箍筋鑿除，形成橫截面為方形或矩形的核心區(qū)混凝土柱，并對所述縱筋進行預(yù)處理；[0027]S2,綁扎四角星形箍筋，將所述四角星形箍筋與預(yù)處理后的所述縱筋固定連接；[0028]S3,將所述防應(yīng)力件與所述四角星形箍筋的四個未閉合的角端焊接固定形成整體結(jié)構(gòu)；[0029]S4,在所述四角星形箍筋和所述防應(yīng)力件的外側(cè)設(shè)置模板，向模板與所述核心區(qū)混凝土柱間澆筑ECC,初凝后形成ECC內(nèi)層；[0030]S5,拆除模板，在所述ECC內(nèi)層的外側(cè)單層或多層連續(xù)纏繞FRP網(wǎng)格形成FRP網(wǎng)格6層，所述FRP網(wǎng)格裁斷前，預(yù)留有搭接層；[0031]S6,在所述FRP網(wǎng)格層外部設(shè)置模板，向模板與所述FRP網(wǎng)格層間澆筑ECC,形成ECC外層。[0032]優(yōu)選地，所述銹蝕箍筋的質(zhì)量損失率≥20%。[0033]優(yōu)選地，所述ECC中添加聚乙烯醇纖維、鋼纖維、聚丙烯纖維、碳纖維中的一種或多[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：[0035]本發(fā)明通過具有負泊松比效應(yīng)的四角星形箍筋的應(yīng)變硬化效應(yīng)聯(lián)合具有主動約束機制和多裂縫控制機制的FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)，形成三重協(xié)同約束修復(fù)體系，在保持原混凝土柱截面尺寸和常規(guī)材料等級條件下，利用材料性能互補和界面應(yīng)力協(xié)調(diào)機制，發(fā)揮材料效能的最大化利用，實現(xiàn)了銹蝕鋼筋混凝土柱的軸壓-彎剪耦合承載力重構(gòu)與結(jié)構(gòu)性能的系統(tǒng)恢復(fù)。附圖說明[0036]圖1為一種基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系的結(jié)構(gòu)示意圖；[0037]圖2為一種基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系的側(cè)視圖；[0038]圖3為一種基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系的俯視圖；[0039]圖4為本發(fā)明中四角星形箍筋、縱筋以及弧形鋼板連接示意圖；[0040]圖5為本發(fā)明中四角星形箍筋、縱筋以及弧形鋼板連接狀態(tài)的俯視圖；[0041]圖6為本發(fā)明中FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)的立體圖；[0042]圖7為本發(fā)明中FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)的透視圖；[0043]圖8為本發(fā)明中FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)的俯視圖；[0044]圖9為本發(fā)明中FRP網(wǎng)格層的搭接示意圖；[0045]圖10為本發(fā)明中基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系的施工方法流程具體實施方式[0047]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好的理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，很顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明中的一部分實施例，而非本發(fā)明的全部實施例。[0048]實施例一[0049]請參照圖1-圖8所示，基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系，包括：[0050]核心區(qū)混凝土柱10,核心區(qū)混凝土柱10由銹蝕鋼筋混凝土柱去除失效的混凝土保護層形成；[0051]縱筋20,設(shè)置于核心區(qū)混凝土柱10周側(cè)；[0052]四角星形箍筋30,沿核心區(qū)混凝土柱10的軸向方向間隔箍設(shè)在核心區(qū)混凝土柱10外側(cè)，且與縱筋20固定；7[0053]防應(yīng)力件，用于防止四角星形箍筋30的角端的應(yīng)力集中，防應(yīng)力件設(shè)置在核心區(qū)混凝土柱10的四角，且與四角星形箍筋30的四個角端固定連接；[0054]FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)50,設(shè)置在核心區(qū)混凝土柱10外側(cè)。[0055]本實施例通過具有負泊松比效應(yīng)的四角星形箍筋30的應(yīng)變硬化效應(yīng)聯(lián)合具有主動約束機制和多裂縫控制機制的FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)50,形成三重協(xié)同約束修復(fù)體系，在保持原混凝土柱截面尺寸和常規(guī)材料等級條件下，利用材料性能互補和界面應(yīng)力協(xié)調(diào)機制，發(fā)揮材料效能的最大化利用，實現(xiàn)了銹蝕鋼筋混凝土柱的軸壓-彎剪耦合承載力重構(gòu)與結(jié)構(gòu)性能的系統(tǒng)恢復(fù)。[0056]可以理解的是，負泊松比效應(yīng)是指一般材料在受到軸向拉伸時，橫向會收縮，表現(xiàn)為正泊松比。而具有負泊松比效應(yīng)的材料在受到軸向拉伸時，其橫向尺寸反而會增大；在受[0057]具體的，本實施例中具備負泊松比效應(yīng)的四角星形箍筋30,在混凝土柱受到軸向拉伸狀態(tài)下，混凝土柱呈現(xiàn)橫向膨脹，使得四角星形箍筋30與混凝土柱間的咬合作用增強；而在混凝土柱受到軸向壓力時，混凝土柱表現(xiàn)為橫向收縮，對混凝土柱提供有效的橫向約束，提高混凝土柱的抗壓強度和延性。本實施例中四角星形箍筋30通過其獨特的變形機制對核心區(qū)混凝土柱10提供更為有效的約束作用。[0058]需要說明的是，請參照圖1、圖4和圖5所示，本實施例中四角星形箍筋30采用四根箍肢首尾連接組成，但，由于本實施中的縱筋20采用的是現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，為了便于四角星形箍筋30的安裝固定，且四角星形箍筋30的四個角端均為未封閉狀態(tài)。[0059]具體來說，本實施例中核心區(qū)混凝土柱10外側(cè)均勻分布8根縱筋20,分別位于核心區(qū)混凝土柱10的四角的角縱筋20以及四邊的中點位置中心縱筋20。每根箍肢的中點位置與中心縱筋20靠近核心區(qū)混凝土柱10一側(cè)固定，箍肢的兩端分別經(jīng)位于角縱筋20與防應(yīng)力件固定，如此，形成了中心向內(nèi)凹的星形，從而形成了具有負泊松比效應(yīng)的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)，有效避免了混凝土柱在受力狀態(tài)下發(fā)生粘結(jié)滑移現(xiàn)象。[0061]ECC內(nèi)層501,設(shè)置在核心區(qū)混凝土柱10外側(cè)，四角星形箍筋30和防應(yīng)力件位于ECC[0062]需要說明的是，本實施例中復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)中ECC具有準應(yīng)變硬化特性、多裂紋開裂機制及超高拉伸延性(極限拉應(yīng)變>3%),可有效協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)變形，能讓整個復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)在受力時更均勻地分配應(yīng)力，減少因局部應(yīng)力集中導(dǎo)致的破壞。通過纖維橋接作用(如PVA纖維)在受拉時形成多縫開裂而非單一寬裂縫，微裂縫寬度通常小于100微米，顯著降低滲透性，降低氧氣和水分的擴散速率，有效阻隔氯離子等侵蝕性介質(zhì)的滲透路徑，增強結(jié)構(gòu)的耐久性。作為包裹材料，能將FRP網(wǎng)格和負泊松比星形箍筋完全包裹，實現(xiàn)三種材料的協(xié)同工[0063]同時，F(xiàn)RP網(wǎng)格通過三向應(yīng)力狀態(tài)對核心混凝土形成主動約束，顯著提升核心混凝土的軸向承載力和延展性，使內(nèi)部混凝土處于三向受壓狀態(tài)，增加核心混凝土的強度。其高抗拉強度可抑制混凝土因銹蝕膨脹所產(chǎn)生的橫向變形，減少裂縫寬度甚至避免開裂，降低擴散通道的連通性，進一步阻止外界侵蝕性介質(zhì)進入混凝土內(nèi)部，保護鋼筋不受銹蝕。[0064]基于上述的ECC和FRP網(wǎng)格的功能特點，本實施例中采用復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外依8次為ECC內(nèi)層501、FRP網(wǎng)格和ECC外層503,這種復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)有效提升混凝土柱的力學(xué)性能、耐久性等，能夠滿足沿海等惡劣環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的加固和修復(fù)需求。501和外層之間，能通過三向應(yīng)力狀態(tài)對核心混凝土形成主動約束。這種約束作用使內(nèi)部混凝土處于三向受壓狀態(tài)，顯著提升核心混凝土的軸向承載力和延展性。在承受壓力時，F(xiàn)RP網(wǎng)格限制混凝土的橫向變形，使混凝土能更好地發(fā)揮其抗壓性能，從而提高整個混凝土柱的承載能力。[0066]從控制裂縫與降低滲透性方面，F(xiàn)RP網(wǎng)格可抑制混凝土因銹蝕膨脹所產(chǎn)生的橫向作用在受拉時形成多縫開裂，微裂縫寬度通常小于100微米，顯著降低滲透性。FRP網(wǎng)格與內(nèi)外層ECC協(xié)同工作，進一步阻止氧氣、水分和氯離子等侵蝕性介質(zhì)的滲透，有效控制鋼筋銹力學(xué)特性，實現(xiàn)材料性能互補與界面應(yīng)力協(xié)調(diào)，提升結(jié)構(gòu)在受力性能、耐久性、耐火性及抗沖擊性等方面的綜合性能。[0068]基于上述負泊松比的四角星形箍筋30以及FRP網(wǎng)格-ECC復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)50的結(jié)構(gòu)特點，本發(fā)明創(chuàng)新將二者結(jié)合，形成了四角星形箍筋30-FRP網(wǎng)格-ECC三重協(xié)同約束的修復(fù)體系，利用修復(fù)體系修復(fù)后的混凝土柱的結(jié)構(gòu)性能顯著提升，實現(xiàn)了約束力重構(gòu)、界面耐久性提升與二次腐蝕抑制等多目標協(xié)同優(yōu)化的目的。[0069]具體來說，從力學(xué)性能提升方面，四角星形箍筋30具備負泊松比效應(yīng)，在拉伸時橫向膨脹、壓縮時橫向收縮。這種特性使其在混凝土柱受力時，能為核心區(qū)混凝土提供強大的側(cè)向約束，顯著提高混凝土柱的峰值荷載與抗彎能力，改變其破壞形式，從脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性破壞。復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)中的FRP網(wǎng)格通過三向應(yīng)力狀態(tài)對核心混凝土形成主動約束，進一步提升核心混凝土的軸向承載力和延展性；ECC材料憑借準應(yīng)變硬化特性、多裂紋開裂機制及超高拉伸延性，有效協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)變形。三者協(xié)同，增強了修復(fù)后混凝土柱的承載能力和變形性能，實現(xiàn)銹蝕柱軸壓-彎剪耦合承載力重構(gòu)，提升率≥40%,修復(fù)后構(gòu)件軸壓承載力恢復(fù)系數(shù)達1.18,位移延性系數(shù)μ≥5.2。[0070]從約束機制互補協(xié)同方面，四角星形箍筋30在受力時產(chǎn)生徑向擴張效應(yīng)，形成自緊式約束，對核心區(qū)混凝土進行初步約束加固。復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)RP網(wǎng)格從外部為混凝土提供額外的約束，與四角星形箍筋30的約束作用相互補充，使內(nèi)部混凝土處于更有利的三保各部分之間協(xié)同工作，讓約束效果更穩(wěn)定持久。[0071]從耐久性增強協(xié)同方面，四角星形箍筋30的特殊變形機制，能降低氧氣和水分的擴散速率，對抑制鋼筋銹蝕有一定作用。復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)中外層ECC基體與FRP網(wǎng)格形成的連續(xù)包裹層構(gòu)成物理屏障，有效阻隔氯離子等侵蝕性介質(zhì)的滲透路徑。二者協(xié)同，構(gòu)建起雙重防護機制，經(jīng)試驗驗證，可使結(jié)構(gòu)耐久性提升60%以上，有效控制鋼筋銹蝕速率，滿足沿海惡劣環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的長壽命維護需求。9[0072]請參照圖1、圖3和圖5所示，考慮到四角星形箍筋30的四個角端相對于整體結(jié)構(gòu)來說是突出部分，為避免角端在受力后產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，本實施例中防應(yīng)力件為弧形鋼板40,弧形鋼板40的內(nèi)弧面朝向核心區(qū)混凝土柱10的中心，四角星形箍筋30的四個非閉合角端與弧形鋼板40的內(nèi)弧面焊接固定。[0073]具體來說，本實施例中弧形鋼板40采用高強鋼板，例如，低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼(如Q345)、合金結(jié)構(gòu)鋼(如40Cr)或高強度不銹鋼(如316L)。本實施例中弧形鋼板40設(shè)置在ECC內(nèi)層501,利用弧形鋼板40自身的弧度，能夠?qū)⑺慕切切喂拷?0的角端產(chǎn)生的集中的應(yīng)力，通過其弧形面有效分散，使得角端的應(yīng)力分布均勻，避免混凝土柱局部被破壞，保證結(jié)構(gòu)的完整性。[0074]為了減緩嚴酷環(huán)境下的腐蝕現(xiàn)象，本實施例中的弧形鋼板40表面進行防腐處理，而有效防止焊縫因腐蝕而降低強度。[0075]請參照圖1和圖6所示，為避免核心區(qū)混凝土柱10和ECC內(nèi)層501的棱角處發(fā)生應(yīng)力集中，本實施例中對核心區(qū)混凝土柱10和ECC內(nèi)層501的棱角進行圓角處理。具體來說，在銹蝕鋼筋混凝土柱修復(fù)體系中，從應(yīng)力分布角度看，直角棱角在受力時易產(chǎn)生應(yīng)力集中，降低結(jié)構(gòu)承載能力與穩(wěn)定性，而圓角處理能改變棱角幾何形狀，使應(yīng)力分布更均勻，有效分散應(yīng)[0076]在結(jié)構(gòu)整體性方面，圓角處理后的ECC內(nèi)層501與起弧鋼板形成穩(wěn)固整體，提高應(yīng)力傳遞效率，避免因協(xié)同不佳降低結(jié)構(gòu)性能。[0077]考慮耐久性，直角棱角易受侵蝕性介質(zhì)影響，加速混凝土劣化和鋼筋銹蝕，圓角處理減少了介質(zhì)積聚點，降低滲透可能性，且圓角處ECC材料分布更均勻，能更好發(fā)揮阻隔侵[0078]施工操作上，ECC內(nèi)層501圓角處理比直角更便于施工，利于ECC材料流動和填充，[0079]請參照圖6、圖7和圖9所示，F(xiàn)RP網(wǎng)格層502至少為一層，且設(shè)置有搭接層5021,搭接層5021長度為纏繞ECC內(nèi)層501的單層長度的1/2或1/3。[0080]可以理解的是，上述FRP網(wǎng)格可以采用多個單層或連續(xù)多層纏繞，上述搭接層5021使得FRP網(wǎng)格的尾端相對于頭端存在重疊區(qū)域，增強了FRP網(wǎng)格整體連接強度，在混凝土柱受到動態(tài)荷載時，搭接層5021使得FRP網(wǎng)格不會因受力過大而脫節(jié)，維持與ECC層的緊密結(jié)合，避免出現(xiàn)FRP網(wǎng)格層502與ECC層分離、滑移等情況，保證了修復(fù)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。[0081]需要說明的是，本實施例中FRP網(wǎng)格層502采用CFRP或BFRP材質(zhì)，且網(wǎng)格形狀為方格。周知，CFRP(碳纖維增強復(fù)合材料)具有極高的強度和彈性模量以及優(yōu)異的耐腐蝕性能，BFRP(玄武巖纖維增強復(fù)合材料)具有較高的強度和彈性性能以及優(yōu)異的耐高溫性能。利用上述材料制作FRP網(wǎng)格層502,能夠顯著修復(fù)后混凝土柱的軸向抗壓和抗彎能力，同時也能很好地適應(yīng)腐蝕性環(huán)境使用需求。[0083]請參照圖10,本實例提供一種基于三重協(xié)同約束的鋼筋混凝土柱的修復(fù)體系的施[0084]S1,將銹蝕鋼筋混凝土柱的裂縫區(qū)域和銹蝕箍筋鑿除，形成橫截面為方形或矩形的核心區(qū)混凝土柱10,并對縱筋20進行預(yù)處理。[0085]需要說明的是，由于沿海高鹽霧干濕交替及地震動耦合作用下易引發(fā)箍筋電化學(xué)腐蝕、保護層應(yīng)力開裂及截面抗力時變劣化等典型損傷，箍筋在混凝土柱中主要承擔(dān)著抗剪和約束縱筋20的作用。當箍筋銹蝕質(zhì)量損失率達到20%及以上時，其有效截面面積大幅減小，抗剪能力顯著降低，無法有效地將混凝土和縱筋20協(xié)同工作，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體承載能力下降。同時，銹蝕的箍筋對混凝土的約束作用減弱，混凝土柱在受壓時容易發(fā)生側(cè)向膨脹和開裂，進而使結(jié)構(gòu)的延性降低。混凝土柱的結(jié)構(gòu)在遭受地震等動力荷載作用時，難以通過塑性變形來耗散能量，增加了結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞的風(fēng)險，降低了結(jié)構(gòu)的抗震性能。此外，箍筋銹蝕會導(dǎo)致鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹壓力，使混凝土保護層開裂、剝落，進一步加速外界侵蝕性介質(zhì)如空氣、水分、氯離子等對混凝土內(nèi)部鋼筋的侵蝕，惡性循環(huán)下，結(jié)構(gòu)的耐久性嚴重受損，縮短了結(jié)構(gòu)的使用壽命。因此，當箍筋銹蝕質(zhì)量損失率達到≥20%,需要對混凝土柱進行修復(fù)。[0086]S2,綁扎四角星形箍筋30,將四角星形箍筋30與預(yù)處理后的縱筋20固定連接。[0087]需要說明的是，上述縱筋20的表面存在鐵銹，本實施例中采用機械打磨或化學(xué)除銹處理，將鐵銹及其他附著物進行去除，以便于將四角星形箍筋30與縱筋20焊接固定。[0088]S3,將防應(yīng)力件與四角星形箍筋30的四個未閉合的角端焊接固定形成整體結(jié)構(gòu)。[0089]可以理解的是，如上所述，防應(yīng)力件可以采用弧形鋼板40,通過將四角星形箍筋30的未閉合的角端與弧形鋼板40的內(nèi)弧面固定，從而將四角星形箍筋30、弧形鋼板40以及縱筋20連接為一個整體結(jié)構(gòu)，提高混凝土柱整體結(jié)構(gòu)承載能力和抗變形能力的同時，能夠有效分散和傳遞應(yīng)力，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。[0090]S4,在四角星形箍筋30和防應(yīng)力件的外側(cè)設(shè)置模板