同济大学预应力研究所 熊学玉 吴学淑 贺宪成
安徽省淮北市建筑设计研究院 贺宪成
一、引言
预应力框架顶层梁柱节点采用刚结的时候，在竖向荷载作用下，顶层边柱的设计弯矩很大，一般采用预应力柱，既可以节省普通钢筋，又可以防止柱子偏心过大。实际工程由于设计、施工质量低劣、偶然的自然灾害侵害或使用功能的改变等原因，预应力混凝土柱需要加固，因此有必要研究预应力混凝土柱的加固，以满足实际工程的需要。框架中的预应力柱的预应力筋的布置形式一般用接近于竖向荷载作用下的弯矩图的形状，本文研究的目的是碳纤维布加固预应力柱的效果，因此采用直线形预应力筋的预应力柱。
传统的加固柱的方法有增大截面法、外包钢加固法等。增大截面法无疑会增大柱截面的尺寸，外包钢加固法虽然增加柱子截面尺寸不多，柱承载力也可较大幅度的提高，但钢易锈蚀，不适于腐蚀严重的环境。近年来，随着 FRP 复合材料的发展，采用外贴封闭的 FRP 复合材料约束混凝土进行加固以提高混凝土柱的承载力成为一种新的加固方法。 FRP 复合材料具有高强、轻质、抗腐蚀、耐疲劳和温度作用下稳定性能好等特点。 FRP 材料加固混凝土柱，对柱子尺寸影响不大，此外用该加固修补方法，不仅不需要定期防锈维护，而且本身可以对内部混凝土结构起到保护作用，达到双重加固修补的能力，适用于腐蚀环境中混凝土柱的加固。目前常用的 FRP 复合材料包括 CFRP （碳纤维复合材料）、 GFRP （玻璃纤维复合材料）和 AFRP （芳纶纤维复合材料）。
对于 FRP 复合材料加固普通混凝土柱，国内学者已做了一些试验和研究，而对于 FRP 加固预应力混凝土柱，国内研究尚未见报道。对于普通混凝土柱的加固，大多数研究都未考虑加固前柱子的轴压比对加固后柱子承载力提高程度的影响，忽略了纤维布的滞后应变，因而无法满足实际建筑中初始预应力较大的预应力混凝土柱子加固的需要。本文将以碳纤维布加固预应力混凝土柱为研究对象，通过试验分析，研究纤维布的包裹层数、初始预应力等参数对承载力提高的影响因素，以期为实际建筑中的预应力混凝土柱的加固提供初步研究基础……