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外包型钢加固砌体柱的受力分析

砖柱在采用湿式外包钢加固时，由于受到结构形式、荷载位置和使用要求等因素的限制，一般不能将砖柱完全地卸载，因此原柱已处于一种应力-应变水平，需考虑二次受力的影响。

新外包的角钢可以和原结构共同承担新增加的外荷载，但是新增加外荷载施加到结构之前，角钢处于零应力应变状志，即存在着应力超前和应变滞后的现象。

外包钢在参与受荷时，不仅承担竖向荷载，同时也对砌体的横向变形有一定的约束作用，阻止了砌体的侧向膨胀，砖砌体处于竖向压应力和外包钢约束产生的侧向压应力作用下的三向应力状态。

而外包角钢和扁钢箍约束砖砌体的变形而受到挤压，同时，承受竖向压应力的作用，因而处于一种复杂应力状态。

加固设计方案

砌体柱加固设计常用的外包型钢加固方式，宜设计成以角钢为组合构件四肢，以钢缀板围束砌体的钢构架加固方式。

角钢与砌体间应贴紧，角钢上顶大梁，下抵基础，缀板间距不宜过大，以保证角钢有效地承担分配的荷载，且使砌体强度得以提高。

加固计算

01 当采用外包角钢(或其他型钢)加固砌体承重柱时，其加固后承受的轴向压力设计值N和弯矩设计值M，应按刚度比分配给原柱和钢构架。无论是干式还是湿式，不论角钢与砌体柱接触面处涂布或灌注任何粘结材料，计算中均不能考虑其粘结作用。

02 对已有腐蚀、裂缝或其他严重缺陷的原柱，原柱强度和刚度均受到削弱，因此应引入刚度降低系数。同时，应先剔除腐蚀层并修补后再进行加固，并根据缺陷情况选取原砌体的刚度降低系数。

03 当采用外包型钢加固轴心受压砌体构件时，其加固后原柱和外增钢构架的承载力应按下列规定验算：

柱的承载力，应根据其所承受的轴向压力值Nm，按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB50003的有关规定验算。验算时，其砌体抗压强度设计值，应根据可靠性鉴定结果确定。若验算结果不符合使用要求，应加大钢构架截面，并重新进行外力分配和截面验算。

钢构架的承载力，应根据其所承受的轴向压力设计值Na，按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定进行设计计算。计算钢构架承载力时，型钢的抗压强度设计值，对仅承受静力荷载或间接承受动力作用的结构，应分别乘以强度折减系数0.95和0.90。对直接承受动力荷载或振动作用的结构，应乘以强度折减系数0.85。

构造要求

01 当采用外包型钢加固砌体承重柱时，钢构架应采用3号钢制作;钢构架中的受力角钢和钢缀板的最小截面尺寸应分别为L60mmx60mmx6mm和60mmx6mm。

02 钢构架的四肢角钢，应采用封闭式缀板作为横向连接件，以焊接固定。缀板的间距不应大于500mm。

03 为使角钢及其缀板紧贴砌体柱表面，应采用水泥砂浆填塞角钢及缀板，也可采用灌浆料进行压注。

04 钢构架两端应有可靠的连接和锚固。其下端应锚固于基础内，上端应抵紧在该加固柱上部构件的底面，并与锚固于梁、板、柱帽或梁垫的短角钢相焊接。在钢构架(从地面标高向上量起)的2h和上端的1.5h(h为原柱截面高度)节点区内，缀板的间距不应大于250mm。与此同时，还应在柱顶部位设置角钢箍予以加强。

05 在多层砌体结构中，若不止一层承重柱需增设钢构架加固，其角钢应通过开洞连续穿过各层现浇楼板;若为预制楼板，宜局部改为现浇，使角钢保持通长。

06 采用外包型钢加固砌体柱时，型钢表面宜包裹钢丝网并抹厚度不小于25mm的1:3水泥砂浆作防护层。否则，应对型钢进行防锈处理。

外包型钢加固砌体柱，除了其外包钢与加固的旧砖柱能整体受力共同工作提高柱的承载力外，外包钢柱形成整体的紧箍，对原砖柱起到一定的约束作用，使砖砌体处于三向压应力状态，提高了砖砌体的抗压强度和变形，从而提高了砖砌体的极限承载力。

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