梁增大截面加固法及工程計(jì)算案例

梁增大截面加固法及工程計(jì)算案例根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下稱(chēng)混加規(guī)）梁受彎正截面加固應(yīng)根據(jù)原結(jié)構(gòu)構(gòu)造和受力的實(shí)際情況，選用在受壓區(qū)或受拉區(qū)增設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土外加層的加固方式。以下介紹梁在受拉區(qū)增大截面加固法。一、規(guī)范條文5．2．3當(dāng)在受拉區(qū)加固矩形截面受彎構(gòu)件時(shí)(圖5．2．3)，其正截面受彎承載力應(yīng)按下列公式確定：式中：M--構(gòu)件加固后彎矩設(shè)計(jì)值(kN?m)；αs--新增鋼筋強(qiáng)度利用系數(shù)，取αs＝0．9；?y--新增鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)；As--新增受拉鋼筋的截面面積(mm2)；h0、h01--構(gòu)件加固后和加固前的截面有效高度(mm)；χ--混凝土受壓區(qū)高度(mm)；?y0、?′y0--原鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)；As0、A′s0--原受拉鋼筋和原受壓鋼筋的截面面積(mm2)；a′--縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至混凝土受壓區(qū)邊緣的距離(mm)；α1--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α1＝1．0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，取α1＝0．94；其間按線性內(nèi)插法確定；?c0--原構(gòu)件混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)；b--矩形截面寬度(mm)；ξb--構(gòu)件增大截面加固后的相對(duì)界限受壓區(qū)高度，按本規(guī)范第5．2．4條的規(guī)定計(jì)算。5．2．4受彎構(gòu)件增大截面加固后的相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb，應(yīng)按下列公式確定：式中：β1--計(jì)算系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50時(shí)，β1值取為0．80；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，β1值取為0．74，其間按線性內(nèi)插法確定；εcu--混凝土極限壓應(yīng)變，取εcu＝0．0033；εs1--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鋼筋焊接時(shí)，可近似取h01＝h0，εs1＝εs0；M0k--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；εs0--加固前，在初始彎矩M0k作用下原受拉鋼筋的應(yīng)變值。

5．2．5當(dāng)按公式(5．2．3-1)及(5．2．3-2)算得的加固后混凝土受壓區(qū)高度χ與加固前原截面有效高度h01之比χ/h01大于原截面相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb0時(shí)，應(yīng)考慮原縱向受拉鋼筋應(yīng)力σs0尚達(dá)不到?y0的情況。此時(shí)，應(yīng)將上述兩公式中的?y0改為σs0，并重新進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算時(shí)，σs0值可按下式確定：梁正截面加固實(shí)例基本資料：某處于一類(lèi)環(huán)境的鋼筋混凝土原設(shè)計(jì)梁截面為300×600，采用C30混凝土，鋼筋為HRB335，箍筋為HPB235，a=a′=35mm，彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為240KN*m，受壓區(qū)鋼筋為4跟16，受拉區(qū)鋼筋為4根25。由于業(yè)主改變房間使用功能，導(dǎo)致荷載增加，梁彎矩設(shè)計(jì)值增大為560KN*m，擬采用梁底增加截面加固，新增部分混凝土采用C35，新增受拉鋼筋采用HRB400，直徑為25，初步估算加固層厚度為100mm，問(wèn)需要新增多少受拉鋼筋才能滿足使用要求？解答過(guò)程：（1）已知信息：a=a′=35mm，As0=1963mm2，A′s0=804mm2Es=Es0=2.0×105mm2,?y0=?′y0=300N/mm2,fy=360N/mm2,M0k=240KN·m截面混凝土受拉鋼筋彎矩設(shè)計(jì)值原設(shè)計(jì)300×600C30HRB335240KN·m加固后300×700C35HRB400560KN·m（2）有效高度計(jì)算查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下稱(chēng)混規(guī)）第8.2.1條一類(lèi)環(huán)境類(lèi)別梁保護(hù)層厚度c=20mmh0=700-20-8-25/2=659.5mm由題意a=a′=35mmh01=600-35=565mm計(jì)算相對(duì)界限受壓區(qū)高度由《混規(guī)》6.2.1條及6.2.7條，對(duì)于有屈服點(diǎn)普通鋼筋故取0.0033由《混加規(guī)》5.2.4條（4）計(jì)算As及χ由《混加規(guī)》5.2.3條聯(lián)立式一、式二解方程可得As=1475mm2χ=192.4mm（5）比較x/h01與由《混加規(guī)》5.2.5條不考慮原縱向受拉鋼筋應(yīng)力σs0尚達(dá)不到?y0的情況。（6）實(shí)配鋼筋為4根25As