建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)

第三章混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)

《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》

一般規(guī)定設(shè)計(jì)原則計(jì)算3.1概述一、一般規(guī)定1.經(jīng)可靠性鑒定需要加固時(shí)，則必須進(jìn)行加固；

2.加固內(nèi)容及范圍（鑒定結(jié)論和委托方的要求）；3.驗(yàn)算：計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算截面積附加內(nèi)力基礎(chǔ)驗(yàn)算4.設(shè)計(jì)與施工方法緊密結(jié)合（例圖）確保新澆混凝土與原結(jié)構(gòu)連接可靠，協(xié)同工作；5.對(duì)于地基不均勻沉降、振動(dòng)、高溫等造成的結(jié)構(gòu)損壞應(yīng)在加固設(shè)計(jì)中提出相應(yīng)的處理對(duì)策后再進(jìn)行加固。

例：確保新澆混凝土與原結(jié)構(gòu)連接可靠的措施

例：結(jié)構(gòu)加固施工總說(shuō)明

………

（8）為確保加固工程施工質(zhì)量，新、老混凝土交接面處必須按如下步驟施工：

1）老混凝土界面必須鑿毛，凹凸不小于6mm。

2）用鋼刷將混凝土碎塊，浮渣灰清除干凈。

3）將原混凝土表面沖洗干凈，再用新鮮425號(hào)水泥漿或界面劑涂刷表面。另外，施工中必須輕敲輕鑿，不得損傷原結(jié)構(gòu)。

二、加固設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（與新設(shè)計(jì)的區(qū)別）設(shè)計(jì)修改圖較多（技術(shù)核定單）；非唯一性；受到一定的制約。應(yīng)考慮：安全，經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)際受力情況；構(gòu)造要求；施工的可行性，施工方法。三、加固方法（介紹3種）

增大截面加固法；

外粘型鋼加固法；

外加預(yù)應(yīng)力加固法；置換混凝土加固法；

粘貼鋼板加固法；

粘貼纖維復(fù)合材加固法等

四、材料水泥混凝土鋼材及焊接材料膠粘劑

纖維和纖維復(fù)合材裂縫修補(bǔ)材料阻銹劑例：1.混凝土強(qiáng)度等級(jí)：應(yīng)比原設(shè)計(jì)提高一級(jí)且不得低于C20。2.選用微膨脹、鋼纖維、噴射混凝土等時(shí)，施工前應(yīng)試配，檢驗(yàn)其性能，符合要求后方可使用。不得使用鋁粉作為混凝土的膨脹劑。3.混凝土中所摻的粉煤灰應(yīng)為Ⅰ級(jí)灰，且燒失量不應(yīng)大于5﹪。

……………

3.2混凝土梁、板、柱的加固3.2.1混凝土梁、板、柱承載力不足的原因及表現(xiàn)一、承載力不足？二、承載力不足的外觀表現(xiàn)：

壓區(qū)混凝土壓碎；撓度偏大；鋼筋嚴(yán)重銹蝕（照片）；裂縫過(guò)長(zhǎng)、過(guò)寬（受力裂縫的判別）。三、承載力不足的原因施工，設(shè)計(jì)，使用，其他。

3.2.2加固方法（形式計(jì)算方法構(gòu)造施工要求）一、增大截面加固法

（一）形式

a）梁、板

板加厚梁加高拉區(qū)加筋澆混凝土b）柱a.b.c.d.(壓區(qū))e.(拉區(qū))f.(雙面)增大截面法加固鋼筋混凝土柱式中—加固后的軸向壓力設(shè)計(jì)值；

、—加固前、加固后新增部分

混凝土截面面積；

、—新增縱向鋼筋和原縱向鋼筋的

抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

—構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，按加固后的

截面，按現(xiàn)行《規(guī)范》取值；

—新增縱向受壓鋼筋截面面積；

—綜合考慮新增混凝土和鋼筋

強(qiáng)度利用程度的修正系數(shù)，

取=0.8。（二）計(jì)算方法

（考慮新混凝土與原結(jié)構(gòu)協(xié)同工作）

2.1軸心受壓構(gòu)件：

2.2偏心受壓構(gòu)件矩形截面正截面承載力計(jì)算公式式中—新舊混凝土組合截面的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,

可按確定；

、—分別為新舊混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

—原構(gòu)件受拉邊或受壓較小邊縱向鋼筋應(yīng)力；

當(dāng)算得時(shí)，?。?/p>

—受拉邊或受壓較小邊新增縱向鋼筋應(yīng)力；

當(dāng)算得時(shí)，?。?/p>

—原構(gòu)件受拉邊或受壓較小邊縱向鋼筋截面面積；

—原構(gòu)件受壓較大邊縱向鋼筋截面面積；

—原構(gòu)件受拉邊或受壓較小邊縱向鋼筋合力點(diǎn)到

加固后截面近邊的距離；—原構(gòu)件受壓較大邊縱向鋼筋合力點(diǎn)到加固后截面近邊的距離；

—受拉邊或受壓較小邊新增縱向鋼筋合力點(diǎn)至

加固后截面近邊的距離；

—受受壓較大邊新增縱向鋼筋合力點(diǎn)至加固后截面近邊的距離；

—受拉邊或受壓較小邊新增縱向鋼筋合力點(diǎn)至

加固后截面受壓較大邊緣的距離；

—原構(gòu)件截面有效高度；

—偏心距，為軸向壓力設(shè)計(jì)值N的作用點(diǎn)至新增受拉鋼筋

合力點(diǎn)的距離。

按規(guī)范計(jì)算時(shí)，其增大系數(shù)應(yīng)乘以下列修正系數(shù)：

1

對(duì)圍套或其他對(duì)稱形式的加固：

當(dāng)時(shí)：；當(dāng)時(shí)：。

2

對(duì)非對(duì)稱形式的加固：

當(dāng)時(shí)：；當(dāng)時(shí)：。

2.3受彎構(gòu)件按實(shí)際情況，采用受壓區(qū)、受拉區(qū)兩種形式

（1）受壓區(qū)加固的受彎構(gòu)件《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》

關(guān)于疊合構(gòu)件的設(shè)計(jì)。（2）受拉區(qū)加固的受彎構(gòu)件《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》

新增鋼筋強(qiáng)度利用系數(shù)。

正截面受彎承載力應(yīng)按下式確定：

（5.2.3-1）（5.2.3-2）（5.2.3-3）

—構(gòu)件加固后彎矩設(shè)計(jì)值；

—新增鋼筋強(qiáng)度利用系數(shù)；取0.9；

—新增鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

—新增受拉鋼筋的截面面積；

—構(gòu)件加固后和加固前的截面有效高度；

—混凝土受壓區(qū)高度；

—原鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；—原受拉、受壓鋼筋的截面面積；

—縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至混凝土受壓邊緣的距離；

—受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值；

當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50時(shí)，取=1.0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，取=0.94；其間按線性內(nèi)插法確定；

—原構(gòu)件混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

—矩形截面寬度；

—增大截面加固后的相對(duì)界限受壓區(qū)高度。增大截面后的相對(duì)界限受壓區(qū)高度

－計(jì)算系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≤C50，取0.8；－混凝土極限壓應(yīng)變，取0.0033；－新增鋼筋位置處，按平截面假設(shè)確定的初始應(yīng)變值；當(dāng)新增主筋與原主筋的連接采用短筋焊接時(shí)，可近似取－加固前受彎構(gòu)件驗(yàn)算截面上原作用的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值；－加固前在初始彎矩作用下原受拉筋的應(yīng)變值。

（三）構(gòu)造要求（各方法均有其構(gòu)造要求）1.新澆混凝土的最小厚度板：不應(yīng)小于40mm梁、柱：不應(yīng)小于60mm

用噴射混凝土?xí)r不應(yīng)小于50mm2.石子宜用堅(jiān)硬耐久的卵石或碎石，最大粒徑不宜大于20mm3.梁的縱向加固受力鋼筋的兩端應(yīng)可靠錨固。4.板的受力鋼筋直徑宜用6～8mm；梁、柱的縱向受力鋼筋宜用變形鋼筋；梁、柱鋼筋最小（大）直徑：梁：不宜小于12mm（不宜大于25mm）；柱：不宜小于14mm（不宜大于25mm）；封閉式箍筋直徑不宜小于8mm；

U型箍筋直徑宜與原箍筋直徑相同5.新、老受力鋼筋間的凈距不應(yīng)小于20mm（圖），并采用短筋焊接連接；6.應(yīng)采用封閉或U型箍筋，并按規(guī)范構(gòu)造要求設(shè)置(圖）

abc

de

增大截面配置新增箍筋的連接構(gòu)造注：d為箍筋直徑

（四）施工要求（1）符合施工驗(yàn)收規(guī)范的要求（2）新、老受力鋼筋應(yīng)除銹處理，受力鋼筋施焊前應(yīng)采取卸荷或支撐措施，并分段分層焊接。（3）新、老混凝土交接面處理：

棱角打掉對(duì)原構(gòu)件混凝土存在的缺陷清理至密實(shí)處，表面鑿毛（或打成溝槽，溝槽深度>6mm），除去浮渣，表面沖洗干凈，原混凝土表面應(yīng)以水泥漿等界面劑進(jìn)行處理。a）加大截面加固柱

b）加大截面加固梁：（4）模板搭設(shè)；鋼筋安置；新混凝土澆注和養(yǎng)護(hù)等應(yīng)符合《混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》要求。注:采用外粘型鋼加固時(shí)，

應(yīng)采用改性環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑進(jìn)行灌注。

（以前：濕式、干式兩種）二、外粘型鋼加固法

適用于需要大幅度提高截面承載能力和抗震能力

（一）形式

（二）計(jì)算方法

1.截面剛度

采用外粘型鋼加固時(shí)，其加固后的承載力和截面剛度可按整截面計(jì)算；其截面剛度EI的近似值按下式計(jì)算：

和—分別為原構(gòu)件混凝土和加固型鋼的彈性模量

—原構(gòu)件截面慣性矩；

—加固構(gòu)件一側(cè)外粘型鋼截面面積；

—受拉與受壓兩側(cè)型鋼截面形心間的距離。

2.軸心受壓構(gòu)件正截面承載力3.偏心受壓構(gòu)件正截面承載力

－新增型鋼強(qiáng)度利用系數(shù)，抗震設(shè)計(jì)時(shí)取1.0，其他取0.9。（三）構(gòu)造要求1.…應(yīng)優(yōu)先選用角鋼，角鋼的厚度：不應(yīng)小于5mm，角鋼的邊長(zhǎng)：柱不應(yīng)小于75mm；梁不應(yīng)小于50mm…2.外粘型鋼的兩端應(yīng)有可靠的連接和錨固柱：角鋼下端應(yīng)錨固于基礎(chǔ)中；中間應(yīng)穿過(guò)樓板；上端…

梁：梁角鋼應(yīng)與柱角鋼相互焊接…3.排架柱：應(yīng)將加固的型鋼與原柱頭頂部的承壓鋼板相互焊接；（二階柱）上下柱連接處及牛腿處的連接構(gòu)造應(yīng)予加強(qiáng)。

4.梁、柱原構(gòu)件截面的棱角打磨成半經(jīng)大于7mm的圓角。5.型鋼表面（混凝土表面）宜抹厚度不小于25mm的高強(qiáng)度等級(jí)水泥砂漿作防護(hù)層，亦可采用其他防腐材料加以保護(hù)?！?/p>

三、粘貼鋼板加固法（一）概述

1.形式用膠粘劑將鋼板貼在構(gòu)件外部的一種加固方法。

膠粘劑是以環(huán)氧樹(shù)脂為基料，再加入適量的固化劑、增韌劑、增塑劑配制而成的“結(jié)構(gòu)膠”。

2.優(yōu)點(diǎn)1）膠粘劑硬化時(shí)間快，施工周期短，不（少）停產(chǎn)。2）工藝簡(jiǎn)單，施工方便，可不動(dòng)明火，對(duì)防火要求高的房屋特別適用。3）粘結(jié)劑的強(qiáng)度高于混凝土本體強(qiáng)度，可使加固體與原構(gòu)件形成一個(gè)整體，受力較均勻。4）不影響房屋的凈空，不改變構(gòu)件的外形。（粘貼鋼板所占的空間小，幾乎不增加被加固構(gòu)件的截面尺寸、重量）。（二）結(jié)構(gòu)膠性能1