由一工程实例浅谈增大截面加固法.doc

由一工程实例浅谈增大截面加固法赵启贤（江门市金舟建筑工程有限公司）摘 要：本文根据本公司承建的新会华侨大厦改造加固工程，浅谈增大截面加固法。关键词：改造加固；增大截面加固法。引 言：为使旧有建筑物具有现行设计规范及业主所要求的安全性、耐久性和适用性，可通过对建筑物内部可靠性不足或业主要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施，其中增大截面是常用一种措施。增大截面加固法增大原构件截面面积或增配钢筋，以提高其承载力和刚度，或改变其自振频率的一种直接加固法。1 工程概述本工程为新会华侨大厦主楼及北楼首、二、三层改造。工程位于新会会城大新路，建造于上世纪60年代初，于1959年由新会建设委员会负责主持设计，本工程改造部分一直用作办公及旅业。原为三层框架结构，现浇钢筋混凝土楼盖，基础采用天然地基上的独立基础。本次改造是根据兴建单位实际使用要求，改造加固主要采用梁、柱钢筋混凝土加大截面法进行补强处理。加固范围包括：二、三层中轴轴的梁，一、二层中轴轴的KZ2、KZ3KZ7柱。2 加固设计 对二、三层中轴轴的梁及一、二层中轴轴的KZ2、KZ3KZ7柱主要采用四面包套补强。2.1 梁加大截面做法：梁底加高150mm，梁两侧分别加宽75mm，楼面加厚40mm。新加固混凝土用箍筋穿过楼板，配受力正、负筋以及腰筋，上下分别用M12膨胀螺丝与原结构锚固。2.2 柱加大截面做法:柱四边每侧各加宽75mm，用柱箍包套，配受力纵筋，四周分别用M12螺丝与原结构锚固。 梁、柱加大截面大样如下图1、2。3 梁、柱四面包套内力分析3.1 梁3.1.1 使用阶段钢筋应力由于叠合梁中钢筋应力的超前，有可能使梁的挠度和裂缝在使用阶段就超过允许值，也可能使构件的受拉钢筋在使用阶段就处在高应力阶段，甚至达到流限。为了防止二阶段受力叠合构件在使用阶段受拉钢筋应力过大，并在一定程度上改善二阶段受力叠合构件的受力性能，规范规定：钢筋混凝土叠合式受弯构件在荷载效应的标准组合下，其纵向受拉钢筋的应力应符合下列规定：（1）（2）其中，为第一阶段即后浇混凝土参与工作之前，在弯矩作用下的钢筋应力，可按式（3）计算；在弯矩作用下，叠合梁中的纵向受拉钢筋中的应力增量可按式（4）计算：（3）（4）式中：-受拉钢筋截面面积； -反映荷载预应力影响的叠合特征系数，计算时取：； -受拉钢筋的强度设计值； -原构件的截面高度； -分别为加固后截面的高度及有效高度。3.1.2 相对界限受压高度梁截面加大后，其相对界限受压区高度应按下式计算：双面加厚且不考虑上下侧厚度差异时：（5）式中：-新加纵向钢筋抗拉强度设计值； -新加纵向钢筋的弹性模量； -原构件受拉边或受压边应力较小边的钢筋在加固时的应力； -原构件纵向钢筋的弹性模量； -加厚层的厚度，当双面加固时，可取上、下加厚层的平均厚度进行计算； -加固后原构件截面的有效高度。3.2 柱就柱增大截面法而言，加固体系是二次受力结构，新加部分存在应力滞后的特征，因而加固设计时应考虑新旧混凝土的共同工作。按照加固构件所处的实际应力水平，同时考虑新加固混凝土与原构件的协同工作程度来进行合理的分析和计算。3.2.1 大、小偏压的平衡方程对于围套法加固的偏心受压构件，取加固用混凝土的抗压强度设计值等同于原构件混凝土的抗压强度设计值，大、小偏压状态的平衡方程可统一写成：（6）（7） 式中：-加固截面全部受拉钢筋的合力作用点至受压边缘间的距离； -原有、新加钢筋的设计抗拉强度设计值； -轴压力距受拉钢筋合力作用点的距离； -原有受拉钢筋的应力； -新加受拉钢筋的应力。3.2.2 的取值以及偏心距的计算 大偏心受压截面加固时,由于新加钢筋的弹性比例极限应变值为0.00100.0025，而原有钢筋的极限拉应变一般取0.01，因而大偏压破坏状态下新、旧钢筋都能达到其抗拉强度设计值，所以上述（6）、（7）式中原有和新增受拉钢筋的应力取值分别为和。小偏心受压构件可采用近似的安全算法，即在小偏压情况下取原有受拉钢筋和新加受拉钢筋的应力同为：（8）式中：-受压区高度系数，； -界限受压区高度，如对HRB335型钢筋则取为0.55； -钢筋的抗拉设计强度。轴向力至受拉钢筋合力作用点的距离的计算以加固后的截面尺寸为准：（9）式中，为加固截面的受拉钢筋合力作用点至截面受压边缘的距离，当围包加固时取。4 加固施工要点加固施工按以下工艺流程进行：原构件表面混凝土缺陷清理-表面凿毛装嵌膨胀螺丝用清水冲洗去除尘土、浮渣安置新增截面的钢筋骨架支模灌筑混凝土表面处理。施工要点：（1）加固混凝土设计为C30细石混凝土，塌落度应大于160mm，新增受力钢筋选用HRP335螺纹钢筋，箍筋选用HRB235光圆钢筋，强度应符合相关规范的要求。（2）原构件表面混凝土缺陷清理至密实部位，并将表面凿毛，沟槽深度应不小于6mm。用水冲洗，去除浮渣、粉尘。（3）安置新增截面的钢筋骨架。新增箍筋与埋设的膨胀螺丝焊接，受力钢筋伸入支座锚因长度大于等于15d。（4）模板表面应平直，所有模板应支撑稳定，以满足混凝土壁振需要，为了便于混凝土入模，在柱顶设置下料漏斗，在混凝土浇注和振捣过程中模板和支架均不能变形或失稳。（5）混凝土浇注。C30混凝土粗骨料最大粒径不应大于20mm，水灰比控制在0.40.6；新拌混凝土塌落度应满足160mm。考虑到柱新增截面较小，混凝土可分两次灌入，第一次支模至柱中部时，随即灌入混凝土，并用钢筋钎插使混凝土密实，随后立即支剩余模板至柱顶，在第一次混凝土水泥初凝前灌入剩余混凝土。为了便于混凝土浇注，将顶模板留有扩大断面，待混凝土具有70%强度以后，凿除多余混凝土。5 结束语在正确设计和精心施工的情况下，