隨著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固理論研究方面的不斷深入,各種新型建筑材料不斷涌現(xiàn),建筑物改造與病害處理應(yīng)用越來越廣泛,F(xiàn)就建筑工程加固補(bǔ)強(qiáng)中卸荷對(duì)加固受壓混凝土結(jié)構(gòu)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(yīng)變值εc1,新增部分鋼筋及混凝土隨后才參與受力。當(dāng)原柱混凝土應(yīng)變值由εc1增至峰值應(yīng)變?chǔ)與0=0.002時(shí),原混凝土被壓碎,其所承擔(dān)的力由新增部分混凝土來承擔(dān),新增部分混凝土應(yīng)力水平突然增大致使結(jié)構(gòu)破壞。其抗壓極限承載力公式:
Nu=Φ(Ac1fc1+As1fy1+Ac2σc2+As2σs2)—— ①
Φ——軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);
Ac1、Ac2——原柱及新加混凝土截面面積;
As1、As2——原柱及新加鋼筋截面面積;
fc1、fy1——原柱混凝土、鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
σc2、σs2——新加混凝土、鋼筋壓應(yīng)力值;
σc2和σs2量值取決于原結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)變值εc1與混凝土峰值應(yīng)變?chǔ)與0的差值Δεc1=εc0-εc1.
混凝土應(yīng)力、應(yīng)變模型
σc= fc[2×εc/εc0-(εc/εc0)2] (當(dāng)εc≤εc0時(shí))
= fc[1-(εc/εc0 -1)2]
令新加混凝土強(qiáng)度利用系數(shù)
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(yīng)力水平指標(biāo)
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(yīng)力,當(dāng)原混凝土應(yīng)變達(dá)到εc0時(shí)
σs2=Δεc1ES=(1-εc1/εc0)εc0ES
=(1-β)1/2εc0ES
令新加鋼筋強(qiáng)度利用系數(shù)
αs=σs2/ fy2= ESεc0(1-β)1/2/ fy2
= ES(1-β)1/2/ (500×fy2)——⑤
當(dāng)αs>1時(shí),鋼筋進(jìn)入塑性區(qū),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(jié)構(gòu)軸心受壓承載力的公式。加固結(jié)構(gòu)工程中新加混凝土部分,因其應(yīng)力、應(yīng)變滯后而不能充分發(fā)揮其效能,尤其是當(dāng)原結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)力、應(yīng)變值較高時(shí),對(duì)于受壓構(gòu)件往往原混凝土已達(dá)極限狀態(tài),后加部分基本不起作用,致使達(dá)不到加固的效果。反之,加固時(shí)若對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行卸荷,尤其當(dāng)原結(jié)構(gòu)工作應(yīng)力值較高時(shí),由于應(yīng)力、應(yīng)變滯后現(xiàn)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(jié)約不少材料。