预应力钢铰线-外包钢复合加固混凝土柱轴心受压试验研究
实验四在轴心受压荷载作用下钢结构柱整体压杆稳定试验
实验四 在轴心受压荷载作用下钢结构
柱整体压柱的轴心受压试验，加 深对受压杆件由于受长细比影响，而不 是由强度控制，而是随受压荷载的增加， 逐步弯曲失稳而失去承载力的认识。 2.验证钢柱轴心受压整体抗压稳定计算 公式。
二、试验内容和要求
1.量测在各级荷载下的钢柱中间断面的 应力—应变值； 2.量测在各级荷载下钢柱中间挠度值； 3.观察钢柱由于弯曲失稳而丧失承载力 的过程和特征； 4.记下钢柱失稳破坏荷载，并将试验值 与理论值进行比较。
四、试验方法
2.试验方法与试验步骤 1)试件安装：严格几何对中，试件初弯曲，初 偏心不大于3mm； 2)分级加载：按设计承载力的10%为一级，加 至80%时，减至5%为一级加荷； 3)每级荷载下测量其杆件中间挠度和应力—应 变值； 4)观察压杆整体失稳过程，记录失稳荷载。
五、注意事项
• 认真阅读试验指导书及相关参考资料， 明确本次试验的目的和要求。熟悉加载 装置和试件安装方法，了解试验方法和 测试内容。
三、试件和材料力学性能试验
1.采用圆形无缝钢管制 作，壁厚为4.5mm，总 高度为2.8m，如图所示。
2.钢材为Q235B.F。
3.设计整体失稳承载力 为165—195kN范围内。
四、试验方法
1.加载设备； 1)5000kN或2000kN压力试验机，直接加载试 验。 2)钢结构反力架，320kN油压千斤顶加载。 3)电阻应变仪，测量钢柱中间应力—应变值。 4)百分表或位移传感器测量中间挠度。
双向预应力法加固高轴压比混凝土柱研究的开题报告
双向预应力法加固高轴压比混凝土柱研究的开题报告一、选题背景高轴压比混凝土结构在国内得到了广泛应用，它的优点在于抗震性能好，强度高等。
但是，随着使用年限的增加，由于自重和外界作用，高轴压比混凝土柱可能会出现裂缝、变形等问题。
为了延长混凝土结构的使用寿命、提高结构的安全性能，需要进行加固和修复措施。
现在，双向预应力加固技术被广泛应用于高轴压比混凝土柱的加固中。
通过双向预应力技术，可以有效地修复混凝土柱的裂缝和变形，提高结构的承载力和抗震性能。
二、研究目的本研究旨在探究双向预应力技术对高轴压比混凝土柱加固的效果，对其力学性能进行分析和试验探究，为混凝土结构加固提供一定的理论和实践基础。
三、研究内容1. 研究双向预应力技术的理论基础、加固原理及施工工艺；2. 设计高轴压比混凝土柱加固的实验方案，进行试验模拟；3. 对加固前和加固后的混凝土柱进行检测和测试，分析双向预应力技术对柱的力学性能的影响；4. 结合试验结果，对双向预应力法加固高轴压比混凝土柱的效果进行评估，并对优化加固方案进行探索。
四、研究意义通过本研究，可以更深入的了解双向预应力技术在混凝土结构加固中的应用，探索出一种全新的加固方法，提高结构的抗震性能和承载能力，为实际工程中混凝土结构的加固提供一定的参考价值。
五、研究方法本研究将采取实验研究方法，通过设计试验方案和实验模拟，对加固前和加固后的高轴压比混凝土柱进行测试和检测，分析加固效果及其对柱的力学性能的影响，探讨双向预应力技术在高轴压比混凝土柱加固中的应用。
六、预期成果本研究将通过对高轴压比混凝土柱双向预应力法加固的试验探究，得到一定的实验数据，揭示出双向预应力技术在混凝土结构加固中的优越性，提高了加固柱的力学性能，为相关工程加固提供参考和借鉴。
钢骨混凝土偏心受压长柱受力性能试验研究
２０ ０ ６年 １ ２月 第２ ５卷 第 ４ 期
包 头 钢 铁 学 院 学 报
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ａ ｔｕ Ｕ ｉｅｓ ｙ ｏ ｏ ｎ ｔ ｌ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｏｏ ｎｖ ｒｉ Ｉ ｎａ ｄ Ｓｅ ｃ ｎ ｌ ｏＢ ｔ ｆ ｒ ｅＴ ｇ
荷载与挠度曲线的特点 ．
Ｅ ｐ ｒ ｎ ｔｄ ｎｔ ｅｃ ｐ ｃｔ ｆ ＲＣ ｌｎ ｏｕ ｘ ｅｉ ｔｓ ｙｏ ａ ａ ｉ ｏ ｍｅ ｕ ｈ ｙ Ｓ ｇｃ ｌｍｎ ｏ
ｓ ｂ ｅ ｔｄ ｔ ｃ ｅ ｔｉ ｏ ｒ ｓｉｎ ｕ ｉｃｅ ｏ ｅｃ ｎｒｃｃ ｍｐ ｅｓｏ
ＺＨＡＯ ｎ ｔ ｎ 一 ， ＡＮＧ ｕ － ｕａ ， Ｇｅ ．ｉ Ｗ ａ Ｃｈ ｎ ｈ ＧＡＯ ｈ ｎ－ａ Ｗ ＡＮＧ ｅ ． ｉ Ｃ ｕ ｙｎ ， Ｃｈ ｎ ｘ ａ （ ． ｃ ｉ ｃｕｅ ａ ｄＣｖ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ｌＩｎ ｒＭｏ ｇｈ ｎｖｒｉ ｆＳｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ， ａ ｔｕ０ ４ １ Ｃ ａ ２． ｅ ａｔ ｎ ｆ １Ａｒｈｔ ｔｒ ｎ ｉｉ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｈｏ ，ｎ ｅ ｎ ｏ ａＵ ｉｅｓｔ ｏ ｃｅｃ ｅｈ ｏｏ Ｂ ｏｏ １０ ０， Ｍｎ ； Ｄ ｐｒ ｅ ｌ ｎ ｙ ｎ ｙ ｇ ｍｅ ｔ ｏ
钢骨混凝土结构是 以钢结构为骨架并外包钢筋混
件分 ５组 ， 主要 变 化 参数 为 试 件 长 细 比 ｌ ｈ＝ｌ ， ｏ ／ ８ ｌ ，５ １ １ ． ，３４和荷 载 作 用 偏 心距 ｅ ＝３ ，０ ８ １ ． ，８４ ２ ． ０ ０４ ，
５ ６ ９ １ ０。 ０， ０， ０， ５
凝土 的埋人 式组合结构 ， 兼有钢 和混凝 土两种结构 的
Ｃ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ａｇ ａ ｎｖｒｉ ，ｈ ｇ ａ ２ ０ ７ Ｃ ｉａ Ｍ１ ｇｎ ｅｉ ，ｈｎ ｈｉＵ ｅ ｔ Ｓａ ｈｉ ０ ０ ２， ｈｎ ） Ｅ ｎ ｉ ｓｙ ｎ
钢管高强混凝土柱轴向受压承载力试验研究_王力尚
ST CC-20 217.34 ×2.96 ×876 4 1 993 373 35 088 80 67.36 0.31 0.27 3 453
ST CC-21 219×3.8 ×876 4 2 568 325 35 082 66 53.86 0.44 0.45 3 073
ST CC-22 219×3.8 ×876 4 2 568 325 35 082 80 67.36 0.35 0.34 3 602
图 1 试验装置简图
试件的基本数据及轴向受压承载力试验值 表 1
试件 编号
D ×t × L (mm)
L As
f
t y
Ac
f cu
f
t c
D (mm2)(M Pa) (mm2) (MPa) (M Pa)
θt
θk
N
t 0
(kN )
STCC-1 114.3 ×2.56 ×456 4 898 329 9 357 66 53.86 0.59 0.59 926
confinement index
钢管高强 混凝土 柱有 许多优 点 , 已 用于我 国三十
多幢高层建筑 。钢管高强混凝土柱的轴 向受压承载力
是其基本受 力性能 , 国内 外对此 已有一 定的 研究[ 1-4] , 国内有关规程[ 5, 6] 也有计算公式 。下面给出了 22 根钢
管高强混凝土柱和 3 根空钢管柱的轴向 受压全过程试 验研究情况 , 结合已有的研究成果 , 提出 了钢管高强混
STCC-8 164.5 ×2.34 ×660 4 1 191 315 20 051 80 STCC-9 164.5 ×2.34 ×990 6 1 191 315 20 051 66
67.36 0.28 0.28 1 984 53.86 0.35 0.36 1 681
UHPC加固钢筋混凝土柱轴压模拟研究
交通与土木工程河南科技Henan Science and Technology总第807期第13期2023年7月收稿日期：2023-02-12作者简介：王中强(1974—)，男，博士，副教授，研究方向：结构工程防灾减灾、工程鉴定与加固；黄冠(1997—)，男，硕士生，研究方向：钢筋混凝土结构加固及抗震。
UHPC 加固钢筋混凝土柱轴压模拟研究王中强黄冠（长沙理工大学，湖南长沙410000）摘要：【目的】为研究超高性能混凝土（Ultra －High Performance Concrete ，简称UHPC)对钢筋混凝土柱的轴压性能的影响。
【方法】选取1个普通混凝土柱和3个UHPC 加固的钢筋混凝土柱进行竖向轴压模拟试验，研究不同加固材料、加固层厚度对钢筋混凝土柱轴心受压性能的影响情况。
【结果】研究结果表明：UHPC 加固的钢筋混凝土柱和普通钢筋混凝土柱的荷载—位移曲线趋势基本一致，但UHPC 加固的钢筋混凝土柱轴压承载力提升更为明显，并且随着加固层厚度的增加，承载不断提高。
本研究分别选取20mm 、30mm 、40mm 厚度的UHPC 加固层钢筋混凝土柱与普通钢筋混凝土柱进行承载力比较，加固后的钢筋混凝土柱承载力分别提高了154.6%、192.9%、264.1%。
【结论】对试验结果进行分析，为进行承载力试验提供了数据支持，也为工程实际提供理论依据。
关键词：钢筋混凝土柱；轴压性能；有限元分析；承载力中图分类号：TU375.3文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）13-0072-06DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.13.014Simulation Study on Axial Compression of UHPC ConsolidatedReinforced Concrete ColumnsWANG Zhongqiang HUANG Guan(Changsha University of Technology,Changsha 410000，China)Abstract:[Purposes ]This paper is to study the effect of ultra-high performance concrete (UHPC )onthe axial compression performance of reinforced concrete columns.[Methods ]Simulation experiments of vertical axis pressure were conducted for one ordinary concrete column and three reinforced concrete col⁃umns consolidated by UHPC.The effects of different reinforcing materials and thickness of reinforcinglayer on the axial pressure performance of reinforced concrete columns were examined.[Findings ]The results show that the load bearing curve and displacement curve of UHPC consolidated reinforced con⁃crete columns and ordinary reinforced concrete columns are basically the same,but the bearing capacity of the axis of the UHPC consolidated reinforced concrete columns is much better than conventional rein⁃forced concrete columns and is continuously improved with the increase in the thickness of the reinforc⁃ing layer.In this study,20mm,30mm and 40mm of the UHPC consolidated reinforced concrete col⁃umns were selected.They are compared with the conventional reinforced concrete columns in terms of the bearing capacity,and the bearing capacity of the consolidated reinforced concrete increased by 154.6%,192.9%and 264.1%respectively.[Conclusions ]The analysis of the test results provides datasupport for the bearing capacity test and also provides a theoretical basis for engineering practice.Keywords:reinforced concrete column;axial compression performance;finite element analysis;bearingcapacity引言根据最新统计，在我国城镇现有的150亿m 2建筑面积中，近45亿m 2的建筑因长时间运行而产生安全问题或已步入功能退化期［1］。
轴心受压下钢管混凝土加固锈蚀RC圆柱受力全过程分析
钢筋直径/mm 材质 屈服强度/MPa极限强度/MPa伸长率/%
6
HPB235
310
12
HRB335
458
356
25.0
615
21.9
轴压试验在武汉大学结构工程实验室500 t 试验机上进行，试验装置如图2所示。试件下端 设置5000 kN力传感器以适时准确测量施加的荷 载值。柱两侧对称布置了 2个轴向电测位移计, 以测量试件的轴向变形。试验加载依据国家标准 GB/T 50152-2012(混凝土结构试验方法标准》进 行。 试件详细参数和加载过程可参考文献［9］。
但目前多数研究集中于未受损的RC柱加 固，而在实际工程中RC柱常常受到锈蚀损伤影 响。随着防锈漆、阻锈剂等防锈方法和技术的不 断成熟发展，钢管抵抗锈蚀的能力不断增强，利用 钢管混凝土加固锈蚀RC柱成为可能。鉴于此, 本文在进行钢管混凝土加固锈蚀RC柱轴压性能 试验研究基础上,深入开展有限元仿真分析,对加 固柱各部分的荷载分配、应力分布发展情况和钢 管对核心混凝土的约束作用进行详细分析，进一 步揭示加固柱的受力机理。
本文通过试验测得的锈蚀钢筋混凝土柱承载
力反推nc( n)的数学关系式如下：
nc( n) = ｛：293n， n w 15.89%
(4)
n > 15.89%
根据试验结果拟合出的nc( n)的回归关系式
2有限元建模计算
2.1材料本构关系 钢管的本构关系采用较为广泛的二次塑流模
型[10],其本构关系表达式如下：
压力
应变片 位移计
力传感器
1试验概况
1.1试件设计与试验加载 本试验共设计16个试件，其中包括7根不同
锈蚀率RC圆柱和9根钢管混凝土加固柱，试验 参数为钢筋锈蚀率、钢管壁厚和后浇混凝土强度。
外包型钢法加固混凝土柱的设计要点
外包型钢法加固混凝土柱的设计要点摘要：我国既有房屋保有量约500亿m2。
增曾改造，可增大建筑面积，节省土地；抽柱改造、扒墙换梁改造和开洞改造，可提升建筑使用功能；加固改造与抗震加固，可是建筑“强筋健骨，延年益寿”。
我国建筑业已进入新建与改造加固并重的新阶段。
关键词：混凝土；加固；外包型钢法外包型钢加固混凝土柱是一种在钢筋混凝土柱角部外包型钢、扁钢焊成构架，并在型钢与混凝土构件之间灌注结构胶粘剂，以达到整体受力共同工作的加固方法。
外粘型钢加固法对构建尺度增加有限，对使用空间影响小，受力可靠，能显著改善原结构承载能力和抗震能力，对构件承载能力的提高幅度没有上限控制。
在实际应用过程中，仍需要注意一些问题，以确保加固效果和安全性。
本文将从背景条件、适用范围、计算方法、材料选用等方面进行探讨。
一、背景条件房屋结构和一般构筑物的钢筋混凝土柱应具有足够的强度、刚度、抗裂度以及局部和整体的稳定性，以满足安全性、耐久性和实用性的要求。
但是，在工程实践中，导致混凝土柱未能满足上述要求而需要进行加固补强的原因主要有以下几方面：1.勘察、设计和施工中的问题：由于勘察资料不准确、不齐全，设计不周，施工管理不严、施工质量欠佳以及建筑材料不符合要求等原因而造成的混凝土柱的承载能力或抗震性能不足。
2.使用功能改变：建筑物用途变更、工厂技术改造、设备更新以及厂房的改建、扩建，原有混凝土柱不能适应新的使用要求。
3.混凝土柱的使用年限过长：混凝土柱的使用年限过长，可能会出现混凝土老化、损伤或者裂缝等问题。
4.地震等自然灾害的影响：地震等自然灾害可能会对混凝土柱造成损伤，此时可以采用外包型钢加固法来加固混凝土柱，以提高其抗震性能。
外包型钢加固法适用于混凝土柱的使用荷载超过原设计值、使用年限过长、地震等自然灾害的影响以及建筑物改造或升级等情况。
在实际应用过程中，需要根据具体情况选择合适的加固方法，并严格按照设计要求和施工规范进行操作，以确保加固效果和安全性。
柱外包钢加固轴压比-10.3.24
表格编制说明：
外包钢加固柱轴压比公式为
U
N fc0 A * * 4 * fa * Aa
α ——新加外包钢材料强度利用系数，按《混凝土结构加固构造》图集（06SG311-1）表1.3.1条取为0.9； ψ ——共同工作系数，按《混凝土结构加固构造》图集（06SG311-1）表1.3.1条取为0.9； fa'——外高钢抗压强度设计值； Aa'——单根外包钢受压面积； A——混凝土柱截面面积； fc0——原混凝土柱混凝土强度。
JGKZ外包钢加固计算(轴压比加固)
柱的编号 图纸编号 位置 柱的宽度 柱的高度 柱混凝土强度 柱计算轴压比 柱截面面积 柱计算轴力 加固标高范围 外包钢规格 单根外包钢面积Aa 外包钢的设计抗压强度 外包钢加固后轴压比 混凝土柱轴压比限值 JGKZ1 附图－16 B H fc0 U A N=U*fc0*A R轴-2轴 500 500 9.6 1.15 250000 2760 基础顶面～ 3.870 Aa' fa' U'=N/(fc0A+0.9*0.9*4*fa'*Aa') [U] L80X7 1086.00 300 0.80 0.90 满足要求 mm*mm Mpa mm mm Mpa mm*mm KN
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预应力钢铰线-外包钢复合加固混凝土柱轴心受压试验研究
由于自然环境或者人为使用的影响,很多建筑构件都面临损伤和老化的现象,无法满足结构功能要求。
因此,对于受损老化构件的有效加固问题受到越来越多的关注,预应力加固技术作为一种新型的加固方式,改善了以往加固技术中构件被动约束的加固机理,而是采用预应力对构件提供主动约束,在优化构件受力性能的同时,也增加了约束装置的使用效率。
目前国内外对于预应力加固技术已经开展了相关研究,但是加固方式及预应力施加装置仍然有待改良,基于加固技术研究现状,本文提出预应力钢绞线-外包钢复合加固方法,并且为了能准确控制钢绞线预应力的施加,自主设计了一套钢绞线预应力施加装置。
本文开展了预应力钢绞线-外包钢复合加固钢筋混凝土柱轴心受压性能试验研究。
设计了5组钢筋混凝土柱,其中一组为钢筋混凝土标准柱,一组为水平绕丝加固构件,其余三组是钢绞线预应力分别为lkN、2kN、3kN时的复合加固构件。
试验结果表明,预应力钢绞线-外包钢复合加固后的钢筋混凝土柱承载力大幅提升,并且随着预应力的增加,承载力提高效果明显,表明复合加固的侧向约束可以有效延缓构件裂缝的出现及发展,极大程度上改善了构件的脆性破坏现象,并且构件破坏后荷载位移的下降段也比较平缓。
此外,还分析了箍筋、角钢及混凝土部分的应力、应变等,研究了构件的破坏机理。
采用有限元分析软件对试验过程进行建模分析,有限元结果与试验结果吻合较好。
分析了钢绞线、角钢和混凝土的应力变化,结果表明,预应力钢绞线在轴压初期处于弹性阶段,内力变化呈线性增长,与角钢共同作用,有效的限制了混凝土柱
的侧向变形,并且在复合加固的约束下,混凝土柱截面的核心混凝土区域随着预应力的增加而不断扩展,进而提高了原构件的承载力,改善了构件的受力性能。
本文对该复合加固进行了多参数优化分析,研究了不同角钢型号在不同预应力下的构件约束效果,结果说明,构件承载力的提高幅值随着角钢肢长的增加而增加,角钢对于承载力提高的影响越大,反之,钢绞线预应力的变化对构件承载力的影响减弱,角钢成为复合加固装置中主要受力部分,但是在实际工程中,由于考虑造价问题,角钢型号选取应根据工程实际进行选择。
通过预应力钢绞线外包钢复合加固混凝土柱的试验研究,提出了相适应的约束混凝土本构关系曲线,推导出了预应力钢绞线-外包钢复合加固混凝土柱的轴心受压承载力计算公式可为相关加固工程提供参考。