高性能复合砂浆规程061128y.doc

CECS 2007 中国工程建设标准化协会标准 高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土 结结构构技技术术规规 程程 征求意见稿 2006 11 25 1 前 言 随着我国大量老旧建筑物加固修复的需要以及新型建筑材料的飞速发展 采 用新型的无机材料加固混凝土结构已成为可能 相对于有机材料加固方法而言 无机材料加固的混凝土结构具有相对较好的 耐火性能 抗老化性能和环保性能 高性能水泥复合砂浆是一种新型的无机材料 具有强度高 收缩小 与混凝 土黏结性能好等一系列优点 将其与钢筋网结合形成的加固薄层能与被加固的混 凝土构件很好地共同工作 且对原构件的尺寸加大很少 采用高性能水泥复合砂 浆钢筋网薄层加固混凝土构件能有效提高构件的承载力 刚度 抗裂性和延性 课题组通过大量的试验研究编制了这本规程 希望能给广大工程技术人员在 加固工程应用中提供参考和帮助 同时 由于时间仓促 规程编制难免有不完善 之处 敬请广大工程技术人员在使用过程中发现问题 及时指正 编者 2006 11 25 目 次 2 1 总 则 4 2 术语 符号 5 2 1 术语 5 2 2 符号 6 3 基本规定 8 3 1 一般规定 8 3 2 设计计算原则 9 4 加固材料 11 4 1 水泥 11 4 2 外加剂 11 4 3 纤维 12 4 4 界面处理剂 12 4 5 高性能复合砂浆 12 4 6 钢材及焊接材料 13 5 高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土结构构件设计与计算 15 5 1 设计计算的一般规定 15 5 2 正截面受弯承载力计算 15 5 3 正截面受压承载力计算 18 5 4 斜截面承载力计算 24 5 5 剪切销钉增强加固界面设计计算 26 5 6 裂缝宽度验算 27 5 7 受弯构件挠度计算 29 6 高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土构件的构造规定 32 6 1 钢筋网的构造要求 32 6 2 剪切销钉的构造要求 32 3 6 3 水泥复合砂浆层厚度规定 33 6 4 钢筋混凝土板 33 6 5 钢筋混凝土梁柱节点 34 6 6 钢筋混凝土剪力墙 35 7 高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土结构构件施工工艺 37 7 1 一般规定 37 7 2 施工准备 37 7 3 钢筋加固 38 7 4 原混凝土构件表面处理 38 7 5 植入混凝土构件表面销钉 38 7 6 绑扎安装钢筋网 39 7 7 抹复合砂浆 39 7 8 养护 40 8 检验及验收 41 8 1 基本规定 41 8 2 钢筋分项工程 41 8 3 销钉与结合面分项工程 43 8 4 复合砂浆分项工程 45 8 5 加固结构分项工程 46 条文说明 49 1 总 则 4 1 01 为使高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土结构做到技术可靠 经济合理 施工简便和确保质量 特制定本规程 1 02 本规程适用于房屋建筑和一般构筑物混凝土结构的加固改造设计 施工及验 收 1 03 混凝土结构加固改造前 应根据建筑物的种类 分别按国家现行标准 民用 建筑可靠性鉴定标准 GB50292 和 工业厂房可靠性鉴定标准 GB50144 进行结构可靠性鉴定 当与结构抗震加固结合进行时 尚应按国家现行标准 建 筑抗震设计规范 GB5001 或 建筑抗震鉴定标准 GB50023 进行抗震能力 鉴定 1 04 混凝土结构采用高性能水泥复合砂浆钢筋网进行加固设计时 除应遵守本规 程规定外 尚应符合下列国家现行标准的规定 1 建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50068 2001 2 建筑结构荷载规范 GB 50009 2001 3 混凝土结构设计规范 GB 50010 2002 4 混凝土结构加固设计规范 GB 50367 2007 5 建筑抗震设计规范 GB 50011 2001 6 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204 2002 2 术语 符号 5 2 1 术语 2 1 1 结构加固 对可靠度不足的承重结构或构件进行加固 以恢复或提高其承载能力 刚度 及抗裂性 保证其满足承载力和可靠度要求 2 1 2 原构件 实施加固前的原有构件 一般有梁 柱 板 墙 基础等构件 2 1 3 高性能水泥复合砂浆 以硅酸盐水泥和高性能混凝土掺合料为主要成分及外加剂和少量有机纤维 加水和砂 粒径 D 2 5mm 拌合而成的一种具有良好工作度的砂浆 硬化养护至 设计强度后 具有高强度 低收缩 高抗裂性 密实性好 并与原构件混凝土表 面有较高的粘结强度 对于底部单面加固 防火要求次要的构件 如楼板 可采用粘结强度较好 有机掺合料较多的聚合物渗透性复合砂浆 2 1 4 界面剂 以硅酸盐水泥和外加剂加水拌合而成的一种低稠度浆剂 用于涂刷至原构件 表面 以增强高性能水泥复合砂浆和原构件的粘结性能 2 1 5 钢筋网 用普通热轧钢筋或冷拔 冷轧钢筋焊接或绑扎形成的网片 其钢筋直径一般 为 2 8mm 构件应力较大处的钢筋网直径可适当加大 网片可做成形或矩形 圆 形等适用于原构件截面的形状 2 1 6 加固层 通过人工压抹或喷射高性能水泥复合砂浆在原构件表面与钢筋网共同形成的 薄层 一般为 20 40mm 厚 2 1 7 剪切销钉 用有机或无机植筋胶凝材料植入原构件的带有直钩或弯钩的短钢筋 膨胀螺 6 栓等 其作用主要为增强加固层与原构件之间的抗剪切剥离能力 2 1 8 初始应力 加固前原构件在初始荷载 一般为不可卸除的荷载 作用下产生的应力 2 1 9 二次受力加固设计 考虑原构件初始应力和加固后加载在加固层中产生应力滞后效应的设计方法 2 1 10 一次受力加固设计 当原构件初始应力很小 不考虑加固层应力滞后效应的设计方法 2 2 符号 2 2 1 材料性能 原构件钢筋弹性模量 s E 钢筋网片的弹性模量 sm E 水泥复合砂浆弹性模量 cm E 原构件混凝土弹性模量 c E 原构件钢筋抗拉 抗压强度设计值 yy f f 钢筋网片钢筋抗拉 抗压强度设计值 ymym f f 原构件混凝土轴心抗压 抗拉强度设计值 ct ff 水泥复合砂浆轴心抗压 抗拉强度设计值 cmtm ff 钢筋网片钢筋和水泥复合砂浆拉应变设计值 smtm 2 2 2 作用效应及承载力 构件加固后的轴向力设计值 N 构件加固后的弯矩设计值 M 构件加固后的剪力设计值 V 加固前受弯构件验算截面上原作用的初始弯矩标准值 0k M 7 加固前受弯构件验算截面上原作用的初始轴力标准值 0k N 加固前受弯构件验算截面上原作用的初始剪力标准值 0k V 原构件纵向受拉钢筋或受压较小边钢筋的应力 s 加固后钢筋网片中纵向受拉钢筋或受压较小边纵向钢筋的应力 sm 钢筋网片钢筋滞后应变 sm0 原构件 加固后构件考虑长期作用影响的最大裂缝宽度 maxmax m ww 原构件 加固后构件的受弯短期刚度 ssm B B 2 2 3 几何参数 原构件 加固后构件的截面有效高度 00m h h 原构件中纵向受拉 受压钢筋截面积 ss A A 钢筋网片中纵向受拉 受压钢筋截面积 smsm A A 原构件截面宽度 b 加固后构件截面宽度 1 b 原构件截面高度 h 加固后构件高度 1 h 侧面钢筋网面积 sm1 A 底部加固层厚度 t 侧面加固层厚度 1 t 3 基本规定 8 3 1 一般规定 3 1 1 混凝土结构经可靠性鉴定确认需要加固时 应根据鉴定结论和委托方提出 的要求 按本规程进行加固设计 加固设计的范围 可以是结构的整体或其中某 区段 也可以是指定的结构构件 3 1 2 加固后混凝土结构的安全等级 应根据结构破坏后果的严重性 结构的重 要性和使用要求 按实际情况确定 3 1 3 采用高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土结构的设计 应保证新增加固 层与原构件粘结牢固 形成共同工作的整体 并应避免对未加固部分 以及相关 的结构 构件和地基基础造成不利的影响 3 1 4 对高温 冻融 风化 腐蚀 振动 温度应力 地基不均匀沉降等因素引 起的原结构损坏 应在加固设计中提出相应有效的措施 施工时应按设计规定的 工艺进行加固 3 1 5 对加固过程中可能出现倾斜 失稳 过大变形或坍塌的混凝土结构 应在 加固设计文件中提出相应的临时支撑措施 3 1 6 采用高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土结构的加固设计使用年限 应 由业主和设计单位共同商定 一般不应超过 40 年 到期后 若重新进行可靠性 鉴定认为该结构工作正常 可继续延长其使用年限 3 1 7 对采用高性能水泥复合砂浆钢筋网加固的混凝土结构应定期检查其工作状态 检查的时间间隔可由设计单位确定 但第一次检查应不多于 10 年 3 1 8 施工单位必须按照加固设计进行施工组织设计 施工时应采取确保质量和 安全的有效措施 并遵照本规程及有关现行规范进行施工和验收 3 1 9 未经技术鉴定或设计许可 不得改变加固后结构的用途和使用环境 3 2 设计计算原则 9 3 2 1 采用高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土结构 加固设计时采用的结构 分析方法应遵守国家现行标准 混凝土结构设计规范 GB50010 以下简称现行设 计规范 GB 50010 规定的结构分析基本原则 3 2 2 采用高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土结构 应按下列规定进行承载 能力极限状态和正常使用极限状态的验算和设计 1 结构上的作用 应经调查或检测核实 若此项工作已在可靠性鉴定中完 成 宜加以引用 2 被加固结构 构件的作用效应 应按下列要求确定 1 结构的计算简图 应符合其实际受力和构造状况 2 作用效应组合和组合值系数以及作用的分项系数 应按国家现行标准 建 筑结构荷载规范 和 建筑抗震设计规范 确定 并应考虑由于实际荷载偏心 结构变形 温度作用 地基不均匀沉降等造成的附加内力 3 结构 构件的尺寸 对原有部分采用实测值 对新增部分 可采用加固设 计文件给出的名义值 4 原构件的混凝土强度等级和受力钢筋抗拉强度标准值应按下列规定取值 1 当可靠性鉴定认为 原结构材料没有产生性能退化并满足原设计要求时 可采用原设计的标准值 2 当结构可靠性鉴定认为原结构材料存在性能退化 如遭遇火灾后 时或不 符合原设计要求时 应采用检测结果推定的标准值 5 加固材料的性能和质量 应按本规程第 4 章的规定检验合格 其强度的标 准值 设计值应按本规程各相关章节的规定采用 6 验算结构 构件承载力时 应考虑原结构在加固时的实际受力状况 即原 构件的应力超前和加固部分的应力滞后特点 以及加固部分与原结构共同工作程 度 7 加固后改变结构受力状态或使结构质量增大时 应对相关结构 构件及地 10 基基础进行必要的验算 8 地震区结构 构件的加固 除应满足承载力要求外 尚应复核其抗震能力 本规程的加固方法 原则上可用于结构的抗震加固 但尚应在设计 计算和构造 上满足国家现行标准 建筑抗震设计规范 和 建筑抗震加固技术规范 的规定 和要求 不应存在因局部加强或刚度突变而形成的新薄弱部位 同时 还应考虑 结构刚度增大而导致地震作用效应增大的影响 3 2 3 采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层对钢筋混凝土构件进行加固时 加固 后构件的承载力提高幅度对于 钢筋混凝土轴心受压或 M N h 6 的小偏心受压构件承载力提高幅度不宜超过 30 轴压比大于 0 5 的钢筋混凝土大偏心受压构件 承载力提高幅度不宜超过 20 轴压比小于 0 5 的钢筋混凝土大偏心受压构件 承载力提高幅度不宜超过 10 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力提高幅度不宜超过 40 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力提高幅度不宜超过 60 钢筋混凝土剪力墙斜截面抗剪承载力提高幅度不宜超过 50 4 加固材料 4 1 水泥 11 4 1 1 加固用的水泥应优先采用强度等级不低于 32 5 级的硅酸盐水泥和普通硅酸 盐水泥 也可采用矿渣硅酸盐水泥 但其强度等级不应低于 42 5 级 必要时 还 可采用快硬硅酸盐水泥 4 1 2 水泥的性能和质量应分别符合国家现行标准 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水 泥 GB175 快硬硅酸盐水泥 GB199 和 矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐 水泥和粉煤灰硅酸盐水泥 GB1344 的规定 4 1 3 加固工程中 水泥的细度宜小于 380m2 kg 严禁使用过期水泥 受潮水泥 以及无出厂合格证和未经进场检验合格的水泥 4 2 外加剂 4 2 1 加固用外加剂可采用矿物外加剂 膨胀剂 化学外加剂 聚合物乳液和可 再分散聚合物胶粉 4 2 2 加固用矿物外加剂应符合 高强高性能混凝土用矿物外加剂 GB T18736 的 规定 可采用 级磨细矿渣 级磨细粉煤灰和硅灰 4 2 3 加固用膨胀剂应符合 混凝土膨胀剂 JC476 标准的规定 膨胀剂使用前应 进行限制膨胀率检测 合格后方可使用 4 2 4 长期环境温度为 80 以上的工程中不得使用含硫铝酸钙类 硫铝酸钙一氧化 钙类膨胀剂 4 2 5 海水或有侵蚀性的工程中 不得使用含氧化钙类膨胀剂 4 2 6 加固用化学外加剂应符合 混凝土外加剂 GB8076 的规定 可采用高效减 水剂 引气减水剂和缓凝高效减水剂 4 2 7 加固用聚合物乳液可采用聚醋酸 乙烯共聚乳液和聚丙烯酸酯乳液 可再分 散聚合物胶粉可采用乙烯基类和丙烯酸类 4 3 纤维 4 3 1 加固用纤维可采用钢纤维和聚合物纤维 钢纤维和聚合物纤维应符合 纤维 12 混凝土结构技术规程 CECS38 的规定 4 3 2 加固用钢纤维宜采用长度为 20 35mm 直径为 0 3 0 6 长径比为 30 80 的 钢纤维 钢纤维的抗拉强度宜为 600 级 4 3 3 加固用聚合物纤维的抗拉强度应不低于 300N mm2 可选用聚丙烯腈纤维 聚丙烯纤维 聚酰胺纤维和改性聚脂纤维 宜用直径为 10 100 长度为m 4 20mm 的细纤维 4 4 界面处理剂 4 4 1 加固用界面处理剂 应采用水泥基界面处理剂 采用的水泥应为普通硅酸盐 水泥或硅酸盐水泥 4 4 2 界面处理剂按组成成分为两种类别 P 类 由水泥 矿物外加剂 膨胀剂 填料和化学外加剂等组成的产品 D 类 含有聚合物乳液或可再分散聚合物胶粉的产品 4 4 3 界面处理的物理力学性能应符合表 4 4 1 的规定 表 4 4 1 界面处理剂的物理力学性能 粘结抗剪强度 MPa粘结拉伸强度 MPa 项目 7d28d未处理浸水处理热处理冻融循环处理 指标 1 0 1 6 0 65 0 55 4 4 4 对于有防火要求工程的加固 宜优先采用 P 类界面处理剂 4 5 高性能复合砂浆 4 5 1 结构加固用的砂浆 其强度等级应比原结构 构件提高二级 且不得低于 M30 级 4 5 2 配制结构加固用的砂浆 其细骨料应选用中砂 对于喷射砂浆 其细度模数 不宜小于 2 5 细骨料的质量应符合 普通混凝土用砂质量标准及检验方法 13 JGJ52 的规定 4 5 3 砂浆拌合用水应采用饮用水或水质符合 混凝土拌合用水标准 JGJ63 规定 的天然洁净水 4 5 4 结构加固用砂浆中 一般应掺加矿物外加剂 膨胀剂 化学外加剂和纤维 其性能和品种应符合本规程 4 2 和 4 3 的规定 4 5 5 结构加固用砂浆的水胶比应不大于 0 4 掺入磨细矿渣和磨细粉煤灰时 掺 量不宜大于 20 掺入硅灰时 掺量不宜大于 10 4 5 6 结构加固用砂浆应掺入纤维 掺钢纤维时 钢纤维体积率不应小于 0 5 掺 聚合物纤维时 聚合物纤维体积率不应小于 0 16 4 5 7 结构加固用砂浆宜掺入膨胀剂 砂浆的 7d 浸水膨胀率应大于 0 02 28d 的 膨胀率应不大于 0 04 4 6 钢材及焊接材料 4 6 1 混凝土结构加固用的钢筋 其品种 质量和性能应符合下列要求 1 应优先选用 HRB335 级热轧带肋钢筋或 HPB235 级 Q235 级 的热轧钢 筋 当有工程经验时 尚允许使用 HRB400 级或 RRB400 级的热轧带肋钢筋 2 钢筋的质量应分别符合国家现行标准 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋 GB1499 钢筋混凝土用热轧光圆钢筋 GB13013 和 钢筋混凝土用余热处理钢 筋 GB13014 的规定 3 钢筋的性能设计值应按现行设计规范 GB50010 的规定采用 4 不得使用无出厂合格证 无标志或未经进场检验的钢筋以及再生钢筋 4 6 2 混凝土结构加固用的钢筋板 型钢 扁钢和钢管 其品种 质量和性能应 符合下列要求 1 采用 Q235 级 3 号钢 或 Q345 级 16Mn 钢 钢材 对重要结构的焊接 构件 若采用 Q235 级钢 应选用 Q235 B 级钢 14 2 钢材质量应分别符合国家现行标准 碳素结构钢 GB T700 和 低合金 高强结构钢 GB T1591 的规定 3 钢材的性能设计值应按国家现行标准 钢结构设计规范 GB50017 的规 定采用 4 不得使用无出厂合格证 无标志或未经进场检验的钢材 4 6 3 混凝土结构加固用的焊接材料 其型号和质量应符合下列要求 1 焊条型号应与被焊接钢材的强度相适应 2 焊条的质量符合国家现行标准 碳钢焊条 GB5117 和 低合金钢焊条 GB5118 的规定 3 焊接工艺应符合现行行业标准 钢筋焊接及验收规程 JGJ18 或 建筑钢 结构焊接规程 JGJ81 的规定 4 焊缝连接的设计原则及计算指标应符合国家现行标准 钢结构设计规范 GB50017 的规定 5 高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土结构构件设计与计算 5 1 设计计算的一般规定 15 5 1 1 当初始荷载设计值作用下的效应超过原构件承载力设计值的 20 时 应考 虑二次受力影响的计算 5 2 正截面受弯承载力计算 5 2 1 当初始荷载产生的弯矩小于原构件设计弯矩的 20 时 可按一次受力计算构 件的正截面受弯承载力 图 5 2 1 图 5 2 1 受弯构件一次受力正截面承载力计算简图 ys0ymsm0mym1sm1ys 0 8 0 60 1 222 xxhxx Mf A hfAhfAhxf Aa h 5 2 1 1 混凝土受压区高度应按下式确定 5 2 1 2 1c1cm 1ysymsmym1sm1ys 0 8 2 hx f bxf t xf AfAfAf A h 混凝土受压区高度尚应符合下列条件 5 2 1 3 b 2axh 式中 按受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值之 1 a 比确定的系数 当混凝土强度等级不超过 C50 时 取 1 0 当 1 a 混凝土强度等级为 C80 时 取 0 94 其间按线性内插法确定 1 a 一次受力构件加固后相对界限受压区高度系数 按本规范第 5 2 4 条 b M 0 8 h x x 1cm 1 2f t x 1c f bx ys f A ymsm fA ymsm1 0 8 hx fA h ys f A 16 的规定计算 5 2 2 当初始荷载产生的弯矩大于原构件设计弯矩的 20 时 应按二次受力计算构 件的正截面受弯承载力 图 5 2 2 图 5 2 2 受弯构件二次受力正截面承载力计算简图 5 2 ys0ymsm0mymsm1ys 0 4 2 20 7 2232 xxhxhxx Mf A hfAhfAf Aa h A 2 1 混凝土受压区高度 x 按下式确定 5 2 2 2 1c1cm 1ysymsmym1sm1ys 0 4 2 hx f bxf t xf AfAfAf A h 混凝土受压区高度尚应符合下列条件 5 2 2 3 b 2axh 式中 二次受力构件加固后相对界限受压区高度系数 按本规范第 5 2 4 条 b 的规定计算 5 2 3 当按式 5 2 2 1 及 5 2 2 2 算得加固后混凝土受压区高度与加固前x 原截面有效高度的比值大于原截面相对界限受压区高度系数时 应考虑底 0 h 0 x h 部钢筋网未屈服 按下列式计算二次受力构件的正截面受弯承载力 图 5 2 3 ymsm fA 1cm 1 2 ft x M 1c f bx ymym1 0 8 2 hx fA h ys f A ys f A 17 图 5 2 3 受弯构件二次受力底部加固钢筋网未屈服正截面承载力计算简图 ys0smsm1sm0msm1sm1sm1ys 0 4 2 20 7 2232 xxhxhxx Mf A hEAhEAf Aa h 5 2 3 1 受压区高度 x 按下式计算 5 2 3 2 1c1cm 1yssmsm1smsm1sm1sm1ys 0 4 2 hx f bxf t xf AEAEAf A h 5 2 3 3 sm1cusm0 0 8hx x 式中 底部钢筋网应变 sm1 混凝土极限压应变 取 0 0033 cu cu 5 2 4 受弯构件加固后相对界限受压区高度系数 应按下列式确定 b 1 b 5 2 4 1 1 b ym cusm 1 f E 5 2 4 2 1 1 b ym sm0 cusmcu 1 f E 5 2 4 3 sm0s0 0 1 60 6 h h 1cm 1 2 ft x M 1c f bx smsm1sm1 0 8 2 hx EA h ys f A smsm1sm EA ys f A 18 5 2 4 4 0 0 0 0 87 k s ss M E A h 式中 计算系数 当混凝土强度等级不超过 C50 时 取 0 8 当混凝土 1 1 强度等级为 C80 时 取 0 74 其间按线性内插法确定 1 混凝土极限压应变 取 0 0033 cu cu 加固前 在初始弯矩作用下原受拉钢筋的应变值 s0 0k M 5 2 5 当加固钢筋混凝土板时 因为仅板底或板顶面有复合砂浆钢筋网加固层 故 取 Asm1 0 仍按第 5 2 1 5 2 4 节计算 5 3 正截面受压承载力计算 5 3 1 加固层滞后应力按以下规定确定 为二次受力加固柱的第一次受力的应力水平指标 定义为 式 10 NN 中为第一阶段加载末原柱所承担的轴压力设计值 为原柱的轴压力承载力 1 N 0 N 设计值 当二次受力加固柱达到最大承载力时 加固层钢筋网强度利用系数与 有如下所示关系 当时 5 3 1 1 0 3 1 当时 5 3 1 2 0 30 9 5 0 9 3 当 5 3 1 3 0 9 0 5 3 2 轴心受压构件正截面承载力应符合下列规定 5 3 2 1 N cc f A 5 3 2 2 cccorjacr 4ffkf 5 3 2 3 ccys cor f AfA f A 19 圆柱 5 3 2 4 ylslm jac 20f Adf f A 或 矩形截面柱或方柱 5 3 2 5 ylylm jac 40 fAfbh f A 或 矩形截面柱或方柱加固成圆柱 5 3 2 6 2 ylylm jac 3 14 fAfRbh f A 式中 轴向压力设计值 N 被加固柱的抗压强度设计值 cc f 原柱横截面积 A 原混凝土柱的抗压强度设计值 cor f 纵向钢筋网和砂浆抗压强度设计值 jac f 加固层抗压强度有效利用系数 对于上下端横向钢筋网加密的柱取k 0 3 加固前原混凝土柱轴心抗压强度设计值及混凝土净截面面积 其中 cc fA 圆形截面柱 正方形和矩形截面 2 cs 4 d AA 倒角后的面积 2 cs 4 AbhrA 原混凝土柱纵筋抗压强度和总截面面积 y f s A 纵向钢筋网的抗压强度和横截面总面积 ylsl A f 原柱横截面直径 d 矩形截面柱或方柱加固成圆柱后的半径 R 矩形截面宽度 b 矩形截面高度 h 加固层砂浆的轴心抗压强度 m f 倒角圆弧半径 r 20 横向钢筋网的径向有效约束应力 确定方法见本规程 5 3 3 r 5 3 3 径向有效约束率和径向有效约束应力按下列规定确定 e K r 有效约束率按以下规定确定 e K 圆形截面柱及由矩形截面柱或方柱加固成的圆柱 5 3 3 1 e e c 1 A K A 正方形或矩形截面柱 5 3 3 2 e e c A K A 5 3 3 3 22 ec 2 2 3 brhr AA 式中 混凝土有效约束面积 e A 图 5 3 3 1 有效约束率计算简图 有效约束应力按以下规定确定 r 圆形截面柱 5 3 3 4 reyTw 1 4 Kf reyTw 1 2 Kf b bh 正方形或矩形截面柱以及由此加固成的圆柱 5 3 3 5 式中 横向钢筋网抗拉强度设计值 yT f 横向钢筋网的单肢截面面积 s1 A i ew A Aet b rxr h r y r h h b b w 21 横向钢筋网间距 T s 横向钢筋网体积配筋率 圆形截面柱 按式计算 正方 w s1 w T 4A s d 形或矩形截面柱 按式计算 由正方形或矩形截 s1 w T 2 A bh s bh 面柱加固成的圆柱按式计算 s1 w T 2A s R 原柱混凝土强度影响系数 当取 2 0 当 cu k 50fMPa 时取 1 7 当50 80时 按直线内插法确定 cu k 80fMPa MPa cu k fMPa 图5 3 3 2 有效约束应力计算简图 5 3 4 被加固的矩形截面偏压柱的承载力按下列式计算 5 3 4 1 1ccyszwzwyszwzw Nf bxf AfAf AfA 5 3 4 2 1cc0ys0szwzw0 2 x MNef bx hfAhafAh 5 3 4 3 is 2 h eea 5 3 4 4 i0a eee 5 3 4 5 2 0 12 i0 1 1 1400 e ehh s1yT f A A T s1yT f b h r Af s1yT s1yT f A d r r 22 5 3 4 6 i 1 0 0 22 7 e h 5 3 4 7 0 2 1 150 01 e h 当或时 用和替换 5 3 4 1 5 3 4 2 中的和 b xx b s zw y f zw f 且与分别按下列式计算 s zw 5 3 4 8 sy b 0 8 0 8 f 5 3 4 9 zw zw b 0 8 0 8 f 式中 混凝土弯曲抗压强度修正系数 其取值同 混凝土结构设计规范 1 考虑约束效应的混凝土强度设计值 按下式确定 cc f cccr 4ff 的确定方法同轴心受压 r 分别为受拉侧纵向钢筋网的抗拉强度设计值及其总面积 zwzw fA 分别为受压侧纵向钢筋网的抗压强度设计值及其总面积 zwzw fA 受拉侧纵向钢筋网的拉应力或压应力 小于其抗拉强及或抗压强度 zw 设计值 等效受压区高度 x 外加轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力作用点间的距离 e 初始偏心距 i e 外加轴力对截面重心的偏心距 0 e 0 eMN 附加偏心距 a e 偏心距增大系数 sa 1 ccf bx 1cc f zwzwA f syA f N e x h 2ei e as fzwAzwfyAs 23 图 5 3 4 加固偏压柱计算简图 5 3 5 计算加固柱的承载力及进行加固施工时 应注意下列事项 1 对于轴心受压柱的加固 当柱加固后长细比或时 1 12 50d 1 14 50b 不应考虑横向钢筋网的影响 即取 2 当将轴心受压的方柱或矩形截面柱加固成圆柱时 应先将四棱角的混凝土 保护层全部倒掉 且呈圆弧状 加固层砂浆应通过所支圆模的侧孔压力灌入 对 于圆柱或由方柱和矩形截面柱加固成的圆柱 其圆形加固层的横向钢筋网可螺旋 式布置 3 纵向 横向钢筋网宜采用同种类型 同规格的钢筋 纵向钢筋网间距不 L s 宜小于横向钢筋网间距 也不宜过大 一般可取 T s TLT 4sss 4 为了避免剥离破坏 除了柱身凿毛 冲刷 界面剂及水泥复合砂浆的使用 满足相应的操作规程外 在柱加固层的上 下端的或柱高范围内 横向1 5h1 5d 钢筋网间距应降至其在柱跨中间距的一半 T s 5 3 6 在平行于墙面的水平荷载和竖向荷载作用下 用高性能水泥复合砂浆钢筋 网加固的钢筋混凝土剪力墙宜根据结构分析所得的内力和本规程第 5 3 1 5 3 5 24 节的有关规定 按偏心受压进行正截面承载力计算 当用双面夹心加固 且用拉 筋对两面加固层进行可靠拉结时 约束系数 Ke可取为 1 00 当用单面加固时 Ke取为 0 00 5 4 斜截面承载力计算 5 4 1 受弯构件加固后的斜截面及加固钢筋网的间距与直径应符合下列规定 当时 w1 4hb 5 4 1 1 cc 1 0m 0 25Vf bh 当时 w1 6hb 5 4 1 2 cc 1 0m 0 20Vf bh 当时 按线性内插法确定 w1 46hb 5 4 1 3 10s d 式中 构件加固后剪力设计值 V 混凝土强度系数 按国家现行标准 混凝土结构设计规范 c GB50010 的规定采用 截面的腹板高度 按国家现行标准 混凝土结构设计规范 w h GB50010 的规定采用 加固筋的间距 s 加固筋的直径 d 5 4 2 加固后受弯构件的斜截面抗剪承载力应符合下列规定 5 4 2 1 ucm VVV 5 4 2 2 svsh cm2cm2yv0m2yh0m vh 0 141 251 25 AA Vf thfhfh ss 5 4 2 3 0k u 1 0 3V V 25 式中 原构件的抗剪承载力 计算方法同现行国家标准 混凝土 u V 结构设计规范 GB50010 竖向 横向加固筋的屈服强度 yv f yh f 配置在同一截面内竖向 横向加固筋的面积 取法同国家现 sv A sh A 行标准 混凝土结构设计规范 中的箍筋 竖向 横向加固筋的间距 v s h s 加固层单侧的厚度 t 加固筋抗剪承载力的影响系数 取 2 2 0 8 加固水泥复合砂浆抗剪承载力的影响系数 取 0 5 2 2 二次受力影响系数 为剪跨比影响系数 当时 当时 1 5 1 1 5 1 5 横向钢筋网的作用系数 取 0 2 对集中荷载作用下 包括作用有多种荷载 其中集中荷载对支座截面或节点 边缘所产生的剪力值占总剪力值的 75 以上的情况 的独立梁 当按式 5 4 2 1 计算时 Vcm应按下式计算 5 4 2 4 svsh cm2cm2yv0m2yh vh 0 4 1 5 AA Vf thfhfh ss 式中 计算截面的剪跨比 计算方法同国家现行标准 混凝土结构设计规 范 GB50010 5 4 3 加固后偏心受压构件的斜截面抗剪承载力应符合下列规定 5 4 3 1 ucm VVV 5 4 3 2 svsh cm2cm2yv0m2yh vh 0 4 0 07 1 5 AA Vf thfhfhN ss 式中 偏心受压构件计算截面的剪跨比 计算方法同国家现行标准 混凝 26 土结构设计规范 GB50010 按本规程计算 偏心受压构件增加的受压承载力 N 5 5 剪切销钉增强加固界面设计计算 5 5 1 植有剪切销钉的水泥复合砂浆加固界面剪切承载力 Fcb设计值按下式计算 Fcb k1 k2 fc Ac n Fb 5 5 1 1 Fb f Wx Lb 5 5 2 2 式中 Fcb 单侧极限粘结抵抗力 fc 混凝土轴心抗压强度 k1 混凝土强度影响系数 取 k1 0 04 k2 界面销钉分布影响系数 k2 1 25 加固界面上销钉均匀对称 分布 k2 1 00 其余情况下 加固层与混凝土单侧接触面积 对于梁 柱端加固界面抗剪复 c A 核时可取 h 为梁 柱截面高度 2 c Ah n 单侧界面销钉根数 Fb 单根销钉抗弯承载力 截面塑性发展系数 取为 1 2 Wx 单根销钉净截面抗弯模量 f 钢材的抗弯强度设计值 Lb 销钉的外露长度 5 6 裂缝宽度验算裂缝宽度验算 5 6 1 在三面或四面粘钢筋网加固的矩形和 T 形截面的钢筋混凝土轴心受拉和受 弯构件中 按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度 mm 可 按下列式计算 27 5 6 1 1 eq sk maxcr ste 1 90 05 d wc E 5 6 1 2 tk tesk 0 65 1 1 f 5 6 1 3 2 eq i i i i i d n d n v d 5 6 1 4 s te te A A 5 6 1 5 sm sssmsm s0 0 5 0 68 Ehd AAAA Eh 5 6 1 6 k sk 0s 0 87 M h A 式中 cr 构件受力特征系数 对受弯构件取 2 1 对轴心受拉构件取 2 7 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 当1时 取 1 对直接承受重复荷载的构件 取 1 加固用砂浆轴心抗拉强度标准值 tk f 按荷载效应的标准组合计算的被加固钢筋混凝土构件中 加固用纵 sk 向受拉钢筋的应力 原梁纵向钢筋弹性模量 s E c 加固用最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离 mm 当c65时 取c 65 按加固后有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 在 te 最大裂缝宽度计算中 当 te 0 01时 取 te 0 01 h 原梁梁高 原梁有效高度 0 h 28 有效受拉混凝土截面面积 对轴心受拉构件 取加固后构件截面面 te A 积 加固后截面的换算钢筋面积 s A deq 受拉区纵向钢筋的等效直径 mm 梁底纵向加固钢筋的截面面积 sm A 梁侧纵向加固钢筋的截面面积 sm A 梁底纵向加固钢筋直径d 受拉区第i种纵向钢筋的公称直径 mm i d 受拉区第i种纵向钢筋的根数 i n 受拉区第i种纵向钢筋的相对粘结特性系数 对光面钢筋取0 7 对带 i v 肋钢筋取1 0 5 6 2 在荷载效应的标准组合下 加固后钢筋混凝土构件受拉区加固用纵向钢筋 的应力可按下列式计算 1 轴心受拉构件 5 6 2 1 kk0 sk NN A 2 受弯构件 5 6 2 2 kk0 sk os 0 87 MM h A 式中 Nk 按荷载效应的标准组合计算的加固后构件的轴向力值 Nk0 按加固前实际静荷载计算的加固前构件的轴向力值 加固后截面的换算钢筋面积 s A Mk 按荷载效应的标准组合计算的加固后构件的弯矩值 29 Mk0 按加固前实际静荷载计算的加固前构件的弯矩值 h0s 加固后构件的截面有效高度 5 6 3 在荷载效应的标准组合和准永久组合下 抗裂验算加固后边缘修补砂浆的 法向应力应按下列式计算 1 轴心受拉构件 ck Nk Nk0 Act 5 6 3 1 cq Nq Nk0 Act 5 6 3 2 2 受弯构件 ck Mk Mk0 Wct 5 6 3 3 cq Mq Nk0 Wct 5 6 3 4 式中 Nq Mq 按荷载效应的准永久组合计算的加固后构件的轴向力值 弯矩 值 Act 加固构件用砂浆换算截面面积 Wct 加固构件用砂浆换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩 5 7 受弯构件挠度计算受弯构件挠度计算 5 7 1 从三面或四面加固后钢筋混凝土受弯构件在正常使用极限状态下的挠度 由两部分组成 第一部分为原构件在实际静荷载中产生的挠度 可根据 混凝土 结构设计规范 GB50010 2002第8 2条计算 第二部分可根据本标准给出的加固 后构件的刚度用结构力学方法计算 在等截面构件中 可假定各同号弯矩区段内的刚度相等 并取用该区段内最 大弯矩处的刚度 当计算跨度内的支座截面刚度不大于跨中截面刚度的两倍或不 小于跨中截面刚度的二分之一时 该跨也可按等刚度构件进行计算 其构件刚度 可取跨中最大弯矩截面的刚度 30 加固后受弯构件的挠度应按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响的刚 度B进行计算 所求得的挠度计算值不应超过 混凝土结构设计规范 GB50010 2002中表3 3 2规定的限值 5 7 2 加固后矩形和T形截面受弯构件的刚度B 可按下列式计算 5 7 2 1 kk0 s qk0kk0 1 MM BB MMMM 式中 按荷载效应的标准组合计算的弯矩 取计算区段内的最大弯矩值 k M 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩 取计算区段内的最大弯矩值 q M 0 按加固前实际静荷载计算的加固前构件的弯矩值 取计算区段内的 k0 M 最大弯矩值 荷载效应的标准组合作用下加固后构件的短期刚度 按本标准第5 7 3 s B 条的式计算 考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数 考虑荷载长期作用对挠度 增大的影响系数可按下列规定取用 当 0时 取 2 0 当 时 取 1 6 当为中间数值时 按线性内插法取用 此处 按本标准第5 7 3条确定 s0s Abh 5 7 3 水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土受弯构件的短期刚度可按下式计算 5 7 3 1 2 ss0 s E f 6 1 150 2 1 3 5 E Ah B 5 7 3 2 s 0 A bh 5 7 3 3 s E c E E 式中 原梁纵筋弹性模量 s E 31 原梁混凝土弹性模量 c E 加固后梁的截面宽度 b 加固梁截面刚度折减系数 随着原梁一次受力的荷载幅度不同的变 化规律见表 5 7 3 表 5 7 3 加固梁截面刚度折减系数 0y MM 50 75 85 90 95 0 66 0 56 0 45 0 39 0 32 注 表示加固时梁承受的初始荷载 表示原梁纵筋屈服时的荷载 为其它值 0 M y M 0y MM 时的取值按插值法计算 6高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土构件的构造规定 6 1 钢筋网的构造要求 6 1 1 当加固后的受弯构件应承受的剪力设计值 V 0 1bh0fc时 应采用四面口形水泥复 合砂浆钢筋网薄层加固 且钢筋网搭接应采用焊接 6 1 2 当采用冷加工钢筋制作钢筋网时 不宜采用电焊 氧焊等热加工焊接 否 则 冷加工钢筋的设计强度只能按 HPB235 取用 6 1 3 承受动力疲劳荷载的加固构件 钢筋网不应采用焊接冷加工钢筋 6 2 剪切销钉的构造要求 6 2 1 剪切销钉一般应采用表面变形钢筋 剪切销钉植筋可采用有机材料植筋或 无机材料植筋 当有防火要求时宜优先采用无机材料植筋 6 2 2 被加固构件一般均应采用剪切销钉增强加固界面的抗剪强度 剪切销钉的直 径和间距按第 5 5 条计算确定 6 2 3 剪切销钉植入深度 1 用有机结构胶植剪切销钉 植入深度应不小于 5d d 为销钉直径 且不 应小于 40mm 2 用无机材料植剪切销钉 植入深度应不小于 8d d 为销钉直径 且不应 小于 60mm 3 钢筋混凝土板底加固时 剪切销钉植入深度应在上述规定的基础上增加 3d d 为销钉直径 6 2 4 剪切销钉的间距应不小于销钉植入深度的两倍 销钉与试件边缘的距离应 不小于 60mm 6 2 5 当按构造 不需按计算 设置剪切销钉时 其间距不应大于钢筋网同方向 间距的 3 倍 销钉直径不小于 6mm 6 3 水泥复合砂浆层厚度的规定 33 6 3 1 水泥复合砂浆层最小厚度应为钢筋网的厚度加上 15mm 钢筋网的砂浆保 护层厚度不宜超过 25mm 6 3 2 当钢筋网的砂浆保护层厚度为 15mm 被加固构件的耐火极限要求分别为 1 5h 2 0h 2 5h 时 应在水泥复合砂浆层表面分别加抹不少于 2mm 5mm 10mm 厚的石膏或石灰砂浆面层 6 4 钢筋混凝土板 6 4 1 钢筋混凝土板的板底加固应采用粘结力强的聚合物渗透性复合砂浆 且剪切 销钉的植入深度须满足 6 2 3 条的要求 6 4 2 钢筋混凝土板的板顶负弯矩区加固 钢筋网应穿过墙体 图 6 4 1 或植入板边 梁体 图 6 4 1 加固钢筋混凝土板构造 6 5 钢筋混凝土梁柱节点 6 5 1 钢筋混凝土框架节点处的梁 柱表面复合砂浆钢筋网的钢筋一般应植入梁端 的柱子或柱端的梁体 图 6 5 1 植入长度应满足受拉或受压锚固要求 不被梁 34 阻隔的柱角处钢筋网可穿过楼板不截断 图 6 5 1 节点处的梁 柱复合砂浆钢筋网构造 6 5 2 当柱截面边长小于 400mm 时 节点处的梁 柱表面复合砂浆钢筋网的钢筋 可弯折锚固于端部的柱 梁表面复合砂浆层内 并用梁 柱端加密箍筋约束弯折 的纵向钢筋 图 6 5 2 加密箍筋搭接头应采用焊接 35 图 6 5 2 柱截面边长小于 400mm 时节点处的梁 柱复合砂浆钢筋网构造 6 6 钢筋混凝土剪力墙 6 6 1 钢筋混凝土剪力墙的加固一般应采用双面复合砂浆钢筋网加固 当用单面复 合砂浆钢筋网加固时 不应考虑加固层参与受压和对原墙体的约束作用 6 6 2 端部有明柱的钢筋混凝土剪力墙的加固应按图 6 6 1 所示的构造 6 6 3 端部无明柱的钢筋混凝土剪力墙的加固应按图 6 6 2 所示的构造 图 6 6 1 端部有明柱的钢筋混凝土剪力墙的加固 36 图 6 6 2 端部无明柱的钢筋混凝土剪力墙的加固 37 7 高性能水泥复合砂浆钢筋网加固混凝土结构构件施工工艺 7 1 一般规定 7 1 1 采用高性能复合砂浆钢筋网加固混凝土结构构件 应由熟悉专业施工队伍承 担 并应有加固方案和施工技术措施 7 1 2 施工必须按下列工序进行 1 施工准备 2 钢筋加工 3 混凝土构件表面处理 4 植入混凝土构件表面销钉 5 绑扎安装钢筋网 6 抹复合砂浆 7 养护 7 1 3 钢筋的品种 规格 性能和复合砂浆的性能均应满足设计要求 7 1 4 在进行混凝土表面处理后 应对被加固表面往返浇水湿润 并应对面层稍干 后再进行面层施工 7 1 5 植入混凝土表面销钉前 应按加固设计部位放线定位 7 2 施工准备 7 2 1 应认真阅读设计施工图 复核被加固构件的尺寸 7 2 2 应根据施工现场和被加固混凝土结构构件的实际情况拟订施工方案和施工计 划 7 2 3 应对所使用的界面剂 销钉 钢筋 复合砂浆材料及机具等做好施工前的准 备工作 38 7 3 钢筋加工 7 3 1 钢筋的调直应符合GB 50204 2002中5 3 3的规定 7 3 2 钢筋网焊接时应采用电阻电焊工艺制作 焊接工艺应符合JGJ 18的有关规 定 7 3 3 钢筋网的搭接位置和长度应符合本规程6 4的规定 7 3 4 加工好的钢筋或钢筋网宜按被加固按构件并作对应的编号分批存放 7 4 原混凝土构件表面处理 7 4 1 应清除被加固构件表面的抹灰层 并清理剥落 疏松 蜂窝 腐蚀等劣化混 凝土 露出混凝土结构层 7 4 2 应按设计要求对裂缝进行灌浆或封闭处理 7 4 3 被加固混凝土表面应除去表面浮浆 油污等杂质并做凿毛处理 直至完全露 出混凝土结构新面 7 4 4 当发现原构件露筋部分已经出现颗粒状或片状老锈 应进行除锈处理 7 4 5 混凝土表面应用压力水冲洗干净 然后在须涂抺复合砂浆部分的表面均 匀的涂一层界面剂 7 5 植入混凝土构件表面销钉 7 5 1 应按设计要求 制作销钉 包括销钉直径 长度 钢筋等级 形状 7 5 2 采用机械钻孔 其孔径及孔深应符合设计要求 7 5 3 销钉的植筋质量 应符合植筋工程相关规范的规定 7 5 4 植入销钉时 销钉的植入深度与外露长度均应满足设计要求 7 5 5 宜在植入销钉 24 小时后进行下一道工序 39 7 6 绑扎安装钢筋网 7 6 1 钢筋的品种 性能应符合 设计要求 钢筋进场时 应按国家现行标准规定 抽取试件作力学性能复验 质量必须符合标准要求 7 6 2 应按设计要求的尺寸截断钢筋 7 6 3 按照设计要求放线定位后 在原构件表面进行钢筋网的绑扎 对于绑扎网应 先用铁丝交叉绑扎 将钢筋固定于销钉上 再绑扎其它位置的钢筋 靠近外围的 两行应全部扎牢 中间部分可交错间隔固定