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柱抗震加固在中國(guó)建筑中，有“橫梁直柱”的說法，柱是建筑物中垂直的主結(jié)構(gòu)件，承托在它上方物件的重量。鑒于柱的重要性，在中一旦受到侵害，其對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響將不堪設(shè)想。

對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的作用力

1.地基基礎(chǔ)影響的破壞。房屋建筑物所在的地基土質(zhì)、下臥巖層的結(jié)構(gòu)與深度、基礎(chǔ)的類型和深度以及地表地形特征，都對(duì)房屋建筑物的破壞有影響。當(dāng)加速度較小時(shí)或地質(zhì)堅(jiān)實(shí)時(shí)，地表層或下墊層可能會(huì)先達(dá)到屈服點(diǎn)，巖石、土層將產(chǎn)生塑性變形，導(dǎo)致地基承載力下降甚至地基失效造成的破壞和強(qiáng)烈引起的振動(dòng)導(dǎo)致基底土質(zhì)液化引起房屋建筑物的下沉、傾斜和滑坡造成的破壞，在歷次災(zāi)害中并不少見。 　　

2.豎向力導(dǎo)致的破壞?？v波使房屋建筑物產(chǎn)生上下顛簸，若房屋建筑物的豎向穩(wěn)定性不是太好，而力較大時(shí)，會(huì)使底層柱子和墻體瞬間增加很大的動(dòng)荷載，疊加上部的自重，當(dāng)超出底層柱子和墻體的承載能力，底層墻柱會(huì)垮掉從而導(dǎo)致破壞。

3.橫向力導(dǎo)致的破壞。橫波是房屋建筑物損壞水平搖擺，破壞力很大。它相當(dāng)于給房屋建筑物施加水平方向來回反復(fù)的作用力，大小和引起的變形超出底部墻體和柱子的極限時(shí)，就會(huì)使整幢房屋建筑物傾斜或傾倒從而導(dǎo)致破壞。 　

4.旋轉(zhuǎn)力導(dǎo)致的破壞。各種原因引起的旋轉(zhuǎn)力，導(dǎo)致房屋建筑物圍繞水平軸或豎向軸扭轉(zhuǎn)，這種扭轉(zhuǎn)力對(duì)房屋建筑物的影響很大，因?yàn)榉课萁ㄖ镆话憧古つ芰^差，很容易扭壞。 

豎向力、橫向力和旋轉(zhuǎn)力在離震中較近的范圍內(nèi)，往往會(huì)交織作用，給房屋建筑物以毀滅性的破壞。

對(duì)柱呈現(xiàn)怎樣的破壞形式?

1.角柱破壞

當(dāng)房屋發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，角柱受剪大。同時(shí)又因雙向受彎，所以震害比內(nèi)柱重。

2.短柱破壞

短柱剛度大，分配到的剪力也大，常發(fā)生剪切破壞。

3.柱端彎剪破壞

因柱端彎矩、剪力、軸力都較大。

4.柱身剪力破壞

由剪力、扭矩復(fù)合作用引起。

5. 梁柱節(jié)點(diǎn)破壞

因箍筋不足，在剪壓作用下節(jié)點(diǎn)區(qū)破壞。

“強(qiáng)柱弱梁”概念

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求強(qiáng)柱弱梁，更強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)。意思就是，建筑物的柱子要比梁做的堅(jiān)固，梁柱節(jié)點(diǎn)要更堅(jiān)固。

這是為什么？

在強(qiáng)烈作用下，梁柱節(jié)點(diǎn)往往是多層框架破壞的主要部位。中節(jié)點(diǎn)的破壞多為柱端混凝土被壓碎、剝落，鋼筋壓屈外鼓，破壞首先發(fā)生在柱子上。這對(duì)整個(gè)框架很不利，因?yàn)槟硨幽骋恢税l(fā)生破壞，其他柱端也容易發(fā)生破壞，從而使建筑物倒塌。

反之，如果破壞發(fā)生在梁端，要待所有的梁或絕大部分的梁出現(xiàn)破壞時(shí)，整個(gè)建筑物才會(huì)倒塌。所以，在設(shè)計(jì)上有意加強(qiáng)柱子的抗震能力，在作用下形成“梁鉸型”破壞機(jī)制。

但在汶川中，框架柱的破壞明顯重于梁，柱端與節(jié)點(diǎn)的破壞較為突出，即所謂的“強(qiáng)梁弱柱”結(jié)構(gòu)很普遍。

哪一種加固方法適合柱抗震加固？

柱抗震加固方法很多種，碳纖維布是近年來被使用多的加固新材料之一，其對(duì)鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固十分有效。當(dāng)對(duì)柱粘貼碳纖維布抗震加固時(shí)，應(yīng)當(dāng)滿足以下幾點(diǎn)：

當(dāng)柱軸心受壓的正截面承載力不足時(shí)，可采用環(huán)向圍束法對(duì)齊進(jìn)行加固，即就是沿柱全長(zhǎng)進(jìn)行無間隔地環(huán)向連續(xù)粘貼碳纖維布來對(duì)其進(jìn)行加固；

當(dāng)柱斜截面受剪承載力不足時(shí)，可將碳纖維布粘貼成環(huán)型箍，且纖維方向與柱的縱軸線垂直；當(dāng)加固大偏心受壓的鋼筋混凝土柱時(shí)，應(yīng)將碳纖維布粘貼于構(gòu)件受拉區(qū)邊緣混凝土表面，且纖維方向應(yīng)與柱的縱軸線方向一致。

當(dāng)對(duì)延性不足的柱進(jìn)行抗震加固時(shí)，可采用環(huán)向粘貼碳纖維布構(gòu)成的環(huán)向圍束作為附加箍筋。環(huán)向圍束的碳纖維布層數(shù)，對(duì)圓形截面不應(yīng)少于2層，對(duì)正方形和矩形截面柱不應(yīng)少于3層；環(huán)向圍束上下層之間的搭接寬度不應(yīng)小于50mm，環(huán)向截?cái)帱c(diǎn)的延伸長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm，且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯(cuò)開。

碳纖維布抗震加固柱子效果佳，但應(yīng)選擇優(yōu)良的碳布碳膠材料，注意粘貼的方式方法，否則就達(dá)不到真正意義上的抗震加固。

鋼柱的加固

柱通常為軸壓構(gòu)件或壓彎構(gòu)件，結(jié)合其受力特點(diǎn)，應(yīng)采用以下加固方法。

1、柱子卸荷法

必須在卸荷狀態(tài)下加固或更換新柱時(shí)，采取“托梁換柱”方法。

當(dāng)僅需加固上部柱時(shí)，可以利用吊車梁橋架支托起屋蓋屋架，使柱子卸荷。當(dāng)下部柱需要加固或工藝需要截去下柱時(shí)，可在吊車梁下面設(shè)一永性托梁，將上部柱荷載（包括吊車梁荷載）分擔(dān)于鄰柱（必須驗(yàn)算鄰柱并加固之，也要驗(yàn)算基礎(chǔ)）上。采用此法應(yīng)考慮到用托梁代替下柱后，托梁將產(chǎn)生一定的撓度，迫使原屋架下沉，從而可能損傷與此屋架相連構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)。為此可預(yù)先在托梁上加臨時(shí)荷載，使托梁具有預(yù)先撓度。采用此法的順序是先加固鄰柱、焊接托梁與鄰柱、加臨時(shí)荷載!、焊接托梁與中柱、卸下臨時(shí)荷載!、加固或截去下部柱。

2、鋼柱加固法

（1）補(bǔ)強(qiáng)柱的截面。一般補(bǔ)強(qiáng)柱截面用鋼板或型鋼，采用焊接或高強(qiáng)螺栓與原柱連接成一個(gè)整體。

（2）增設(shè)支撐。增設(shè)支撐以減小柱自由長(zhǎng)度，提高承載能力。在截面尺寸不變的情況下提高了柱的穩(wěn)定性。

（3）改變計(jì)算簡(jiǎn)圖，減小柱外荷載或內(nèi)力。

（4）在鋼柱四周外包鋼筋混凝土進(jìn)行加固，可明顯提高承載能力。

3、柱腳加固法

（1）柱腳底板厚度不足加固方法

增設(shè)柱腳加勁肋，以達(dá)到減小底板計(jì)算彎矩的目的。

在柱腳型鋼間澆筑混凝土，使柱腳底板成為剛性塊體。為增加粘結(jié)力，柱腳表面油漆和銹蝕要清除干凈。

（2）柱腳錨固不足加固方法

增設(shè)附加錨栓。當(dāng)混凝土基礎(chǔ)較寬大時(shí)采用。在混凝土基礎(chǔ)上鉆出孔洞，插入附加錨栓，澆注環(huán)氧砂漿或硫磺砂漿（孔洞直徑為錨栓直徑"加20mm，深度大于30d）將整個(gè)柱腳包以鋼筋混凝土。新配鋼筋要伸入基礎(chǔ)內(nèi)，與基礎(chǔ)內(nèi)原鋼筋焊接。

4、 柱加固承載力驗(yàn)算法

負(fù)荷狀態(tài)下加固計(jì)算，重要的問題是加固后應(yīng)力能否重分配，即加固后原有截面能否將原有應(yīng)力分配到新補(bǔ)強(qiáng)的構(gòu)件截面上去，如能重分配，新老荷載之和，可以平均分配給新老截面上，否則原有荷載仍由原截面承擔(dān)，新增加荷載由新老截面（即加固后總截面）平均分擔(dān)。

到目前為止，加固后應(yīng)力重分配尚未為實(shí)驗(yàn)所完全證實(shí)（至少在彈性階段），可是對(duì)靜載結(jié)構(gòu)來說，當(dāng)截面一部分進(jìn)入塑性狀態(tài)，應(yīng)力終會(huì)重分配，所以計(jì)算中靜載結(jié)構(gòu)可以新老截面共同工作原則來計(jì)算；當(dāng)在動(dòng)載結(jié)構(gòu)情況下，塑性區(qū)很難形成，不考慮應(yīng)力重分配，計(jì)算時(shí)將加固前和加固后的情況分別計(jì)算，然后求其總和。在卸荷情況下加固，就不存在上述問題。

卸荷狀態(tài)下，截面驗(yàn)算按加固后總截面，并考慮加固折減系數(shù)，按現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算，即按負(fù)荷狀態(tài)下加固截面作用靜力荷載的驗(yàn)算公式計(jì)算，桿架桿件、梁也是如此。

芳綸纖維板加固技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著時(shí)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與進(jìn)步，許多舊時(shí)建造的建筑物的穩(wěn)定性和牢固性能都在慢慢地減弱。因此需要加固處理的項(xiàng)目也越來越多。本文將介紹芳綸纖維板材在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的現(xiàn)狀。

芳綸纖維板具有高強(qiáng)度、耐久性好、耐酸堿化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)、抗壓抗剪強(qiáng)度大這些優(yōu)異的性能，其力學(xué)性能與碳纖維板相似。本應(yīng)在工業(yè)與民用建筑物的梁、板、柱、墻，天路公路橋梁，隧道，煙囪，塔結(jié)構(gòu)等設(shè)施的加固補(bǔ)強(qiáng)得到廣泛應(yīng)用。然而粘貼芳綸纖維板材的加固實(shí)例不僅少之又少，其在鋼筋混凝土梁的抗彎性能研究也是鳳毛麟角。在國(guó)外，芳綸纖維板的研究與應(yīng)用雖已趨于成熟，相關(guān)學(xué)術(shù)研究成果較多，而國(guó)內(nèi)對(duì)于芳綸纖維板的研究尚剛起步，并且由于芳綸纖維價(jià)格較高，而其力學(xué)性能卻與碳纖維相近，綜上，芳綸纖維板的性價(jià)比不如碳纖維板，相關(guān)研究成果又少，使得芳綸纖維并未得到廣泛的應(yīng)用。