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何為“柱”？

在中國建筑中，有“橫梁直柱”的說法，柱是建筑物中垂直的主結構件，承托在它上方物件的重量。鑒于柱的重要性，在地震中一旦受到侵害，其對整體結構的影響將不堪設想。今天，重慶建筑加固小悍就系統地談(tan)一談(tan)柱的抗震(zhen)加固。

▋ 地震對房屋結(jie)構的作用力

1.地(di)基(ji)(ji)基(ji)(ji)礎(chu)(chu)影(ying)響的破(po)壞。房(fang)屋(wu)建(jian)筑(zhu)物所在的地(di)基(ji)(ji)土(tu)(tu)質(zhi)、下臥巖層(ceng)的結構與深(shen)度(du)、基(ji)(ji)礎(chu)(chu)的類型和深(shen)度(du)以及地(di)表地(di)形特(te)征(zheng)，都對房(fang)屋(wu)建(jian)筑(zhu)物的地(di)震(zhen)破(po)壞有影(ying)響。當加速度(du)較小(xiao)時或地(di)質(zhi)堅(jian)實(shi)時，地(di)表層(ceng)或下墊層(ceng)可(ke)能(neng)會先達(da)到屈服點，巖石、土(tu)(tu)層(ceng)將產生塑(su)性變形，導(dao)致地(di)基(ji)(ji)承(cheng)載力下降甚至地(di)基(ji)(ji)失效造成的破(po)壞和強烈地(di)震(zhen)引起的振動導(dao)致基(ji)(ji)底土(tu)(tu)質(zhi)液(ye)化引起房(fang)屋(wu)建(jian)筑(zhu)物的下沉、傾斜(xie)和滑坡造成的破(po)壞，在歷(li)次地(di)震(zhen)災害中(zhong)并(bing)不(bu)少見(jian)。

2.橫向(xiang)地震力(li)導(dao)致(zhi)的破(po)壞。橫波是房(fang)屋(wu)建筑物(wu)損(sun)壞水平(ping)搖擺，破(po)壞力(li)很(hen)大。它相當于給(gei)房(fang)屋(wu)建筑物(wu)施加水平(ping)方(fang)向(xiang)來回反(fan)復的作用(yong)力(li)，大小和引起的變形(xing)超出底部墻體和柱子的極限時，就會使整幢房(fang)屋(wu)建筑物(wu)傾(qing)斜或傾(qing)倒從而導(dao)致(zhi)破(po)壞。

3.豎向(xiang)地震力導致的破壞。縱波使(shi)房屋(wu)(wu)建筑物(wu)產生上下顛簸(bo)，若(ruo)房屋(wu)(wu)建筑物(wu)的豎向(xiang)穩定性不是太(tai)好，而地震力較大(da)(da)時(shi)，會(hui)使(shi)底層柱子(zi)和墻體(ti)瞬間增加很大(da)(da)的動(dong)荷載，疊(die)加上部的自重，當超出底層柱子(zi)和墻體(ti)的承(cheng)載能力，底層墻柱會(hui)垮掉(diao)從而導致破壞。

4.旋轉地震力導(dao)致的(de)破壞。各種原因(yin)(yin)引起的(de)旋轉地震力，導(dao)致房屋建筑(zhu)物(wu)圍(wei)繞水(shui)平軸或豎(shu)向軸扭(niu)轉，這種扭(niu)轉力對房屋建筑(zhu)物(wu)的(de)影(ying)響很(hen)大，因(yin)(yin)為房屋建筑(zhu)物(wu)一般抗(kang)扭(niu)能(neng)力較(jiao)差，很(hen)容易扭(niu)壞。

豎向地震(zhen)力(li)、橫向地震(zhen)力(li)和(he)旋轉地震(zhen)力(li)在離震(zhen)中較近的范(fan)圍內，往(wang)往(wang)會交織作用，給房屋建筑物以毀滅(mie)性的破(po)壞。

地震對(dui)柱(zhu)呈現怎樣(yang)的破(po)壞形式?

1.角柱破壞

當(dang)房屋(wu)發生(sheng)扭轉時，角柱受(shou)剪(jian)最大。同時又因雙向(xiang)受(shou)彎，所以震害(hai)比內柱重。

2.短柱破壞

短柱剛度大，分配到的地震剪力也大，常發生剪切破(po)壞。

3.柱身剪力破壞

由剪力、扭(niu)矩(ju)復合作(zuo)用引起。

4.柱端(duan)彎剪(jian)破壞

因柱端(duan)彎矩、剪(jian)力(li)(li)、軸力(li)(li)都較大。

5. 梁(liang)柱節點破壞

因箍筋(jin)不足(zu)，在剪壓(ya)作(zuo)用下節點區破壞。

 “強柱弱梁(liang)”概(gai)念

《建筑抗(kang)震設計規范》要求強(qiang)柱弱梁(liang)，更強(qiang)的節(jie)點。意思(si)就(jiu)是，建筑物的柱子要比梁(liang)做的堅(jian)固(gu)，梁(liang)柱節(jie)點要更堅(jian)固(gu)。

這是為什么？

在強(qiang)烈地(di)震作用下(xia)，梁柱(zhu)節(jie)點往往是多層框架破(po)壞(huai)(huai)的(de)主要部位。地(di)震中節(jie)點的(de)破(po)壞(huai)(huai)多為柱(zhu)端混凝(ning)土被壓碎、剝(bo)落，鋼筋壓屈外鼓(gu)，破(po)壞(huai)(huai)首先發生(sheng)在柱(zhu)子上(shang)。這對整個框架很不利，因為某層某一柱(zhu)端發生(sheng)破(po)壞(huai)(huai)，其(qi)他柱(zhu)端也(ye)容易發生(sheng)破(po)壞(huai)(huai)，從而使建筑物倒塌。

反之，如果破(po)壞發(fa)生在梁端，要待所有的梁或(huo)絕大部(bu)分(fen)的梁出現破(po)壞時，整個建筑物才(cai)會倒塌。所以(yi)，在設(she)計上有意加(jia)強(qiang)柱子的抗震能力，在地震作用下形成“梁鉸型”破(po)壞機制。

但在(zai)汶(wen)川(chuan)地震(zhen)中，框架(jia)柱的(de)破(po)壞(huai)明顯重(zhong)于梁，柱端與節(jie)點的(de)破(po)壞(huai)較為突(tu)出，即所謂的(de)“強梁弱柱”結構很(hen)普遍(bian)。

哪一種加固方法適合(he)柱抗震加固？

當(dang)柱軸心受壓的正(zheng)截面承(cheng)載力不足(zu)時，可(ke)采用環(huan)向(xiang)圍束法對(dui)齊進行加固，即就是沿柱全長進行無間隔地環(huan)向(xiang)連續(xu)粘貼碳纖維布來對(dui)其進行加固；

柱(zhu)抗震加(jia)(jia)固方法很多種，碳(tan)纖維布是近(jin)年(nian)來被使(shi)用最多的(de)加(jia)(jia)固新材料之(zhi)一，其對鋼筋混凝土受(shou)彎、軸心(xin)受(shou)壓(ya)、大偏心(xin)受(shou)壓(ya)及受(shou)拉(la)構件(jian)的(de)加(jia)(jia)固十分有效。當(dang)對柱(zhu)粘貼碳(tan)纖維布抗震加(jia)(jia)固時，應當(dang)滿(man)足(zu)以下(xia)幾點(dian)：

當柱(zhu)(zhu)斜截面(mian)受剪(jian)承(cheng)載力不(bu)足時，可將碳纖維布(bu)粘(zhan)貼(tie)成環型箍(gu)，且(qie)(qie)纖維方向與(yu)柱(zhu)(zhu)的縱(zong)軸(zhou)線垂直；當加固(gu)大(da)偏(pian)心受壓的鋼(gang)筋混凝土柱(zhu)(zhu)時，應將碳纖維布(bu)粘(zhan)貼(tie)于構件受拉區邊(bian)緣混凝土表面(mian)，且(qie)(qie)纖維方向應與(yu)柱(zhu)(zhu)的縱(zong)軸(zhou)線方向一致。

當對(dui)延性不足的(de)柱進行抗震加固時，可(ke)采用環(huan)向(xiang)(xiang)粘(zhan)貼碳纖維布構成的(de)環(huan)向(xiang)(xiang)圍(wei)(wei)束作為(wei)附加箍(gu)筋。環(huan)向(xiang)(xiang)圍(wei)(wei)束的(de)碳纖維布層(ceng)數，對(dui)圓形(xing)截面(mian)不應(ying)(ying)少于(yu)2層(ceng)，對(dui)正方(fang)形(xing)和矩形(xing)截面(mian)柱不應(ying)(ying)少于(yu)3層(ceng)；環(huan)向(xiang)(xiang)圍(wei)(wei)束上下(xia)層(ceng)之間(jian)的(de)搭接寬(kuan)度不應(ying)(ying)小于(yu)50mm，環(huan)向(xiang)(xiang)截斷點(dian)的(de)延伸長(chang)度不應(ying)(ying)小于(yu)200mm，且各條(tiao)帶搭接位置應(ying)(ying)相互(hu)錯(cuo)開。

碳(tan)纖維布(bu)抗(kang)震(zhen)加固柱子效(xiao)果極佳，但應(ying)選擇優良的(de)(de)碳(tan)布(bu)碳(tan)膠材料(liao)，注意粘(zhan)貼的(de)(de)方式方法，否則就達不到真(zhen)正意義上的(de)(de)抗(kang)震(zhen)加固。