何為“柱”?
在中國建築中,有“橫梁直柱”的說法,柱是建築物中垂直的主(zhǔ)結(jié)構件,承(chéng)托在它上方物件的重量。鑒於柱的重要性,在地震中一旦受到侵害,其對(duì)整(zhěng)體結構的影響將不堪設想。今天,施邦實業小編就係統地談(tán)一談柱的抗震加固。
地(dì)震對房屋(wū)結構的作(zuò)用力
1.地基基礎(chǔ)影響的破壞。
房屋建築物所在的地基(jī)土(tǔ)質、下臥岩(yán)層的結構與深(shēn)度(dù)、基礎的類型和深度以及地表地形特征,都對房屋(wū)建築物的地震破壞有影響。當加速度較小時或地質堅實時,地表層或下墊層可能會先達到屈服點,岩石、土層(céng)將(jiāng)產生塑性(xìng)變形(xíng),導致地基(jī)承載(zǎi)力下(xià)降甚至地基失效造成的破壞和(hé)強烈地震(zhèn)引起的振動導致基底土質液化(huà)引起房屋建築物的下沉、傾斜和滑坡造成的破壞,在曆次地(dì)震災害中並不少(shǎo)見。
2.豎(shù)向地震力導致的破壞。
縱波使房屋建築物產生上下顛(diān)簸,若房屋建築物的豎向穩定(dìng)性不是太好(hǎo),而地震力較大時,會使底層柱子和牆體瞬間增加很大的動荷載,疊加上部(bù)的自重,當(dāng)超出底層柱(zhù)子和牆體的承載能力,底(dǐ)層牆柱會(huì)垮(kuǎ)掉(diào)從而導(dǎo)致破壞。
3.橫向地震力導致的破壞。
橫波是(shì)房屋建築物損(sǔn)壞水平搖(yáo)擺,破壞力很(hěn)大。它相當於給房屋建築物施加水平方向來回反複的作(zuò)用力,大小和引(yǐn)起的變形超出底部牆體和柱子的極(jí)限時,就會使整幢房屋建築物(wù)傾(qīng)斜或傾倒從而導致破壞。
4.旋轉地震力導致的破壞。
各種原因引起的旋轉地震力,導致房(fáng)屋(wū)建築物圍繞水平軸或豎向軸扭轉,這種扭轉(zhuǎn)力對房屋建築物的影響很大,因為房屋建築物一般抗扭能力較(jiào)差,很容易扭(niǔ)壞。 豎向地(dì)震力、橫(héng)向地震力和旋轉地震力在離震中較近的範圍內,往往(wǎng)會交織作(zuò)用,給(gěi)房屋建(jiàn)築(zhù)物以毀滅性的破壞。
地震對柱呈現怎樣的破壞形(xíng)式?
1.角柱破(pò)壞
當房屋發(fā)生扭轉時,角柱受剪最大。同(tóng)時又因雙向受彎,所以震害(hài)比內柱重。
2.短柱破壞
短(duǎn)柱剛度大(dà),分配到的地震剪力也大(dà),常發生剪切破壞。
3.柱端彎剪破壞
因柱端彎矩(jǔ)、剪力、軸力都較大。
4.柱(zhù)身剪(jiǎn)力(lì)破壞
由剪力、扭矩複合作用(yòng)引起。
5. 梁柱節點破(pò)壞
因(yīn)箍筋不(bú)足,在剪壓作用下節(jiē)點區破壞(huài)。
“強柱弱梁”概念
《建築抗震設計規範》要求強柱弱梁(liáng),更強的節點。意思就是,建築物的柱子要比梁做的堅固,梁柱節點要更堅固。
這(zhè)是為(wéi)什麽?
在(zài)強烈地(dì)震作用(yòng)下,梁柱節點(diǎn)往往是多(duō)層框架破壞的主(zhǔ)要部位。地震中節(jiē)點的破壞多為柱端混凝土被壓碎、剝落,鋼筋壓屈外鼓,破(pò)壞首(shǒu)先發生在(zài)柱(zhù)子上。這對整個框架很不利,因為某層某一柱端發生破壞,其他柱端也容易發生破壞,從而使建築物倒塌。
反之,如果破(pò)壞發生在梁端,要待所有的(de)梁或絕大部分的梁出現破壞時,整個建築物才會倒塌。所以,在設(shè)計上有意加強柱子的抗(kàng)震能(néng)力,在地震作用下形成“梁鉸型”破壞機製(zhì)。但在汶川地震中,框(kuàng)架柱的破壞明顯重於梁,柱端與節點的破壞較為突出,即所謂的“強梁弱柱”結(jié)構很普遍。
哪一種加固方法適合柱抗震加固?
柱抗震加固方法很多(duō)種,碳纖維布是近(jìn)年來(lái)被使用最多的加固新材(cái)料(liào)之一,其對鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構件(jiàn)的加固十分有效(xiào)。當對柱粘貼碳纖維布抗震
加固時,應當滿足以下幾點:
當柱軸心受壓(yā)的正截麵承載力不足時,可(kě)采用環(huán)向圍束法對齊進行加固,即就是沿柱全長(zhǎng)進行無間(jiān)隔地(dì)環向連續粘貼碳纖(xiān)維布來對其進行加固;
當柱斜截(jié)麵受(shòu)剪(jiǎn)承載力不足時,可將碳(tàn)纖維布粘貼(tiē)成環型箍,且纖維(wéi)方向與(yǔ)柱的縱軸線垂直(zhí);當加固大偏心受壓的鋼筋混凝土柱(zhù)時,應將碳(tàn)纖維布粘貼(tiē)於構件受拉區(qū)邊緣混凝土表麵,且纖維方向應與柱的縱(zòng)軸線方向一致。
當對延性不足的柱進行抗震加固(gù)時,可采用環向粘貼碳(tàn)纖維布構成的環向圍束作為附加(jiā)箍(gū)筋。環向圍束的碳纖維布層數,對圓形截麵不應少(shǎo)於2層,對正方形(xíng)和矩形截麵柱不(bú)應少於3層;環向圍束上下層之間的搭接寬度不應小於50mm,環向截斷點的(de)延伸長度(dù)不應小於200mm,且各條帶搭接位置應相互錯開。
上(shàng)海(hǎi)施邦實業碳纖維布抗震加固柱子效果極佳,但應選擇優良的碳布碳膠材料,注意粘貼(tiē)的方式方法,否則就達不到真正意義上的抗震加固。