混凝土柱子加固方案（柱外包钢加固法的案例分析）

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摘要：本文通过案例分析，详细探讨了混凝土柱子外包钢加固法的实际应用。该方案主要针对混凝土柱在长期使用中因荷载过大或材料老化导致的结构安全问题，采用外贴钢板进行加固。通过对比分析，展示了外包钢加固法相较于传统加固方法的优势，如提高承载力、改善抗震性能等。文章还讨论了施工过程中的技术要点，包括钢板的选择与布置、锚固技术的应用以及后期维护管理。通过对实际工程案例的深入分析，验证了外包钢加固法的有效性和可行性，为类似工程提供了参考和借鉴。

混凝土柱子加固的常见方案

加大截面加固法
- 原理：根据柱子的受力情况，在混凝土柱的单侧、两侧或四周外包混凝土，增加结构截面面积与配筋来提高结构承载力、增加柱的强度和刚度。
- 适用情况：适用于柱的承受力情况较差的情况，尤其适用于因柱体截面较小导致承载力不足的情况。当混凝土基材强度等级不能低于C13，加固用受力钢筋不应小于14mm时适用，同时种类、截面形式、受力情况不同的混凝土柱，需要采用不同的构造形式。
- 优点：施工工艺简单、适应性强，且有长期的使用经验。
- 缺点：施工湿作业时间长，在混凝土养护期间需限制荷载，且加固后结构自重加大、建筑使用空间减小。
碳纤维布加固法
- 原理：适用于轴向压力、大偏心压力和延性不够的混凝土柱加固。碳纤维布还可以粘贴成环箍，以提升混凝土柱斜截面的承载能力。通过环向围束，即无间隔的环向连续粘贴来改善混凝土柱正截面承载力与延性不足的情况；也可将碳纤维布粘贴成环形箍，以提高混凝土柱斜截面承载力。
- 适用情况：要求基材抗压强度不少于15.5MPa，适用于轴心受压与大偏心受压以及延性不足的混凝土柱加固，且正拉粘接强度不得低于1.5MPa，同时环向围束中碳纤维布搭接长度不应小于规定值。
- 优点：轻质高效，一般无需搭接，能适应曲面形状混凝土的粘贴要求，耐腐蚀、耐潮湿、施工便捷。
- 缺点：对使用环境的温度有限制，且需作专门的防护处理。若防护不当，易遭受火灾和人为损坏。
粘钢加固法
- 原理：通过外包粘角钢和粘钢板来增加新截面部分的承载能力，同时由于新钢箍的横向约束，原混凝土柱产生良好的三向应力状态，从而进一步提高柱的承载能力和抗变形能力。
- 适用情况：无特殊提及的特定适用情况，主要是通过外包粘角钢和钢板来加固柱子。
- 优点：在新增加截面的部分提高柱子承载力的同时，还因新增钢板箍的横向约束作用，使原混凝土柱产生良好的三向应力状态。
- 缺点：未提及明显缺点。
柱外包钢加固法
- 原理：将型钢外包在混凝土柱的两角或四角，角钢焊接在扁钢箍上，以提高弯曲刚度和应力性能。
- 适用情况：广泛用于框架柱的加固中。
- 优点：能有效提高柱子的弯曲刚度和应力性能。
- 缺点：未提及明显缺点。
绕丝法
- 原理：通过缠绕退火钢丝来约束加固受压构件的混凝土，从而提升混凝土构件的承载能力和延性。
- 适用情况：常用于保证混凝土柱的延性，若柱的截面为方形，其长边尺寸与短边尺寸之比不应大于1.5，且柱四角应采取钝化处理，其圆角直径不应小于30mm。
- 优点：可有效提高混凝土柱的延性。
- 缺点：未提及明显缺点。
柱植筋（柱加筋）
- 原理：在混凝土柱内部安装钢筋，目的是为了加强混凝土柱的承载力，提高柱的抗震性能，延长柱的使用寿命。
- 适用情况：未提及特殊适用情况，主要是为了加强柱子的承载和抗震等性能。
- 优点：有助于提升柱子的承载、抗震和使用寿命等性能。
- 缺点：未提及明显缺点。
改变结构传力途径加固法
- 原理：在梁的中间部位增设支点、托梁(架)或将多跨筒支梁变为连续梁等方法改变结构的传力途径，能大幅度地降低计算弯矩，提高结构构件的承载力，达到加强原结构的目的。
- 适用情况：可用于有需求降低计算弯矩、提高结构构件承载力的柱子加固情况。
- 优点：能有效提高结构构件的承载力。
- 缺点：未提及明显缺点。
预应力加固法
- 原理：利用柱角的加固角钢和箍板或预应力拉杆固定，通过加热箍板或张拉拉杆产生预应力，使构件在三轴受压情况下提高其承载力。
- 适用情况：未提及特殊适用情况，主要用于提高柱子在三轴受压情况下的承载力。
- 优点：可提高柱子在三轴受压下的承载力。
- 缺点：未提及明显缺点。