[实用新型]一种基于延性纤维界面的加固增强钢筋混凝土柱结构

说明书

本实用新型提供了一种基于延性纤维界面的加固增强钢筋混凝土柱结构。该结构从内到外依次包括钢筋混凝土柱、纤维布、纤维毡、砂粒和后浇混凝土。纤维布沿环向包覆在钢筋混凝土柱上被加固区域的周围，纤维毡沿环向粘附于最外层的所述纤维布，砂粒沿环向覆盖在所述纤维毡的外表面，后浇混凝土沿环向包覆在纤维毡和砂粒的外表面。在纤维布和纤维毡之间设置树脂浸渍胶。在纤维毡和砂粒之间设置树脂浸渍胶。本实用新型提出的基于延性纤维界面的加固增强钢筋混凝土柱结构不但比原钢筋混凝土柱结构具有更高的承载能力和更好的变形能力，而且相比传统的加固钢筋混凝土柱结构具有更好的长期耐久性和抗火灾能力，显示出了广阔的工程应用前景。

技术领域

本实用新型涉及土木工程结构技术领域，尤其涉及一种基于延性纤维界面的加固增强钢筋混凝土柱结构。

背景技术

FRP(Fiber Reinforced Polymer,纤维增强复合材料)是一种由纤维材料和基体材料按一定的比例进行复合形成的高性能新型材料。其中，常用的纤维材料包括碳纤维、玄武岩纤维以及玻璃纤维等。作为一种非金属复合材料，FRP具有较高的比强度、良好的耐腐蚀性以及可设计性高等优点。

自上世纪九十年代起，FRP在土木工程领域的应用逐渐增多，尤其在钢筋混凝土加固补强领域，FRP展现出了独特的优势，获得了科研人员和工程师们的青睐。FRP加固应用的典型场景之一是利用FRP布缠绕加固钢筋混凝土柱，其原理是将FRP布(后称纤维布)缠绕包覆于被加固构件外围，依靠纤维布良好的抗拉能力为受压混凝土提供环向约束，从而显著提升构件的压弯承载力、变形能力以及抗震性能。纤维布发挥良好加固效果的前提是纤维布与柱牢固粘结，然而，大量工程实例表明，纤维布加固钢筋混凝土柱在户外经长期风吹日晒后存在界面剥离情况，即高分子树脂胶因受到水分侵蚀和紫外线照射等环境作用而发生了显著的老化现象，这使得纤维布的加固效果大打折扣。除此以外，纤维布防火性能很差，因此纤维布外围加固钢筋混凝土柱还面临不耐火问题。

纤维布的上述问题已经对FRP在加固领域的应用构成了严重挑战。为解决上述问题，目前常采用的措施是在纤维布表面喷涂砂浆或涂料。这不但增大了加固成本，而且纤维布防护层在柱子受力时还存在剥落的问题，其长期防护效果并不理想。因此，如何经济有效地保证纤维布加固钢筋混凝土柱的长期效果是本领域急需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种基于延性纤维界面的加固增强钢筋混凝土柱结构，相比原钢筋混凝土柱结构以及传统的加固增强钢筋混凝土柱结构，这一结构不但具有更为优良的力学性能，还隔绝了户外环境中紫外线、雨水等对加固部位的侵蚀，保证了加固效果的长期耐久性。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

一种基于延性纤维界面的加固增强钢筋混凝土柱结构，从内到外依次包括钢筋混凝土柱、纤维布、纤维毡、砂粒和后浇混凝土；

所述纤维布沿环向包覆在所述钢筋混凝土柱上被加固区域的周围，所述纤维毡沿环向粘附于最外层的所述纤维布，所述砂粒沿环向覆盖在所述纤维毡的外表面，所述后浇混凝土沿环向包覆在所述纤维毡和所述砂粒的外表面。

优选地，在所述纤维布和所述纤维毡之间设置树脂浸渍胶。

优选地，在所述纤维毡和所述砂粒之间设置树脂浸渍胶。

优选地，所述纤维毡由碳纤维布、弹力针织布以及垂直于碳纤维布的U型纤维组成。

优选地，所述碳纤维布为单轴向或多轴向碳纤维布，层数为一层或多层。

优选地，所述钢筋混凝土柱的横截面为圆形、矩形或方形。

优选地，所述纤维布为单轴向或多轴向的碳纤维布、玻璃纤维布或玄武岩纤维布。

优选地，所述树脂浸渍胶的拉伸强度不低于30MPa、拉伸剪切强度不低于10MPa。