砌体结构加固-钢筋混凝土面层加固法-董硕

1、钢筋混凝土面层加固法 硕研硕研2014-22014-2班班 董硕董硕 加固结构属于二次受力结构二次受力结构，加固前原结构已经载荷受 力（即第一次受力第一次受力），尤其是当结构因承载能力不足而 进行加固时，截面应力、应变水平一般都很高。 而新加部分在加固后并不立即分担荷载，而是在新增荷 载，即第二次加载第二次加载时，才开始受力。这样，整个加固结 构在其后的第二次载荷受力过程中，新加部分的应力应新加部分的应力应 变始终滞后于原结构的累积应力应变值变始终滞后于原结构的累积应力应变值，原结构达极限 状态时新加部分的应力应变可能还很低，破坏时，新加 部分可能还达不到自身的极限状态，其潜力得不到充分 发挥

2、。以原构件应变达极限应变作为构件极限状态以原构件应变达极限应变作为构件极限状态。确 定极限状态时新加部分的应变是计算承载力的关键。 1 u y s c c fff , 2 2 uu f 2 0 1 0 1 2 c c f yy s f 1 加固结构属于二次组合结构二次组合结构，新旧两部分结构存 在整体工作共同受力问题。整体工作的关键主 要取决于结合面的构造处理及施工作法结合面的构造处理及施工作法。由于 结合面混凝土的粘结强度一般远远低于混凝土 本身强度，因此，在总体承载力上二次组合结 构一般比一次整浇结构要低。 1.加固材料的强度利用系数与加固前应力水平加固前应力水平相关，应 力水平越高，新加

3、材料强度利用越低。因此在加固时 应尽量卸载。但有时无法卸载，而且应力较高，则纯 粹采用增大截面法并不是有效加固方法，宜增加对原 砌体的约束，例如形成套层等。 2.荷载特性荷载特性对强度利用系数也有影响。偏心受压柱更能 发挥作用，此外还与新加部分的支撑方式和新旧部分 交接面连接有关。 1.41.4砌体加固方法砌体加固方法 1.1.直接加固法直接加固法，是不改变原结构的承重体系和平面布置， 对强度不足或不满足要求的部位进行加固或修复。 钢筋 混凝土外加层加固法、钢筋水泥砂浆外加层加固法、增设 扶壁柱加固法。 2.2.改变荷载传递加固法改变荷载传递加固法，是指改变结构布置及荷载传递途 径的加固方法，

4、这种方法需要增设承重墙柱及相应的基础。 3.3.外套结构加固法外套结构加固法：在原结构外增设混凝土结构或钢结构， 使原结构的部分荷载及加层结构的荷载通过外套结构及基 础直接传至地基的方法。这种方法主要用于加层改建工程。 2.12.1钢筋混凝土面层加固法钢筋混凝土面层加固法 适用于砌体墙、柱 h b 砖柱加固砖柱加固 b h / 2s 1.柱采用围套加固围套加固的形式。 / 2s 2.墙和带壁柱墙宜采用 有拉结的双侧加固形式有拉结的双侧加固形式 加固后砌体柱的计算截面按 宽度为b的矩形截面采用。 砌体墙计算截 面宽度取为 b+s。 新增混凝新增混凝 土的宽度土的宽度 b /3H /3H h 加固

5、后的带壁柱砌体墙的计加固后的带壁柱砌体墙的计 算宽度取算宽度取窗间墙宽度窗间墙宽度；但当；但当 窗间墙宽度大于窗间墙宽度大于 (H为墙高为墙高)时，仍取其作为时，仍取其作为 计算截面的宽度。计算截面的宽度。 2 3 bH 2.12.1钢筋混凝土面层加固法钢筋混凝土面层加固法 砌体结构受压构件承载力的计算，考虑了轴向力偏心和构件长细比的 影响。 规范采用一个系数 来综合考虑高厚比的 和轴向力偏心对受压构件的影响。 NfA N轴向力设计值； T e ee hh 构件高厚比 和轴向力的偏心距 对受压构件承载力的影响。 由 和或查表， 需要进行修正。 A截面面积。 f 砌体的抗压强度设计值； 2.2.

6、12.2.1砌体受压加固砌体受压加固- -轴心受压轴心受压(masonry)(masonry) 1.轴心受压的砌体构件，其正截面受压承载力验算： 00commmcccsys Nf Af Af A 新增混凝土面层新增混凝土面层 新增钢筋新增钢筋 com 轴心受压构件的稳定系数，可根据加固后截面的高厚比 及配筋率，按下表采用； 0m f原构件砌体抗压强度设计值； 0m A 原构件截面面积； N构件加固后的轴心压力设计值； 原砌体结构原砌体结构 =0.8 =0.7 cc c 混凝土利用系数，对砖砌体，取；对混凝土 小型空心砌块砌体，取。 c f 混凝土轴心抗压强度设计值； c A 新增混凝土面层的截

7、面面积； =0.85 =0.75 ss s 钢筋强度利用系数，对砖砌体，取；对混 凝土小型空心砌块砌体，取； s A新增受压区竖向钢筋截面面积。 y f 新增竖向钢筋抗压强度设计值； 2.2.12.2.1砌体受压加固砌体受压加固- -轴心受压轴心受压 2.2.12.2.1砌体受压加固砌体受压加固- -轴心受压轴心受压 2.2.22.2.2砌体受压加固砌体受压加固偏心受压偏心受压 当采用钢筋混凝土面层加固偏心受压的砌体构件时，其 正截面承载力应按下列公式计算： 0mmcccsysss Nf Af Af AA m A 砌体受压区的截面面积； =0.9=0.80 c cc 偏心受压构件混凝土强度利用

8、系数，对砖砌体， 取；对混凝土小型空心砌块砌体，取； 原砌体结构原砌体结构 新增混凝土面层新增混凝土面层 新增钢筋新增钢筋 （1 1） =1.0=0.95 s ss 偏心受压构件钢筋强度利用系数，对砖砌体，取 ；对混凝土小型空心砌块砌体，取； c A混凝土面层受压区的截面面积； 截面受压区相对高度 Ns eAN钢筋 的合力点至轴向力 作用点的距离； mss SA砌体受压区的截面面积对钢筋重心的面积矩； css SA混凝土面层受压区的截面面积对钢筋重心的面积炬； 2.2.22.2.2砌体受压加固砌体受压加固偏心受压偏心受压 00Nmmscccssys N efSf Sf Aha （2 2） s

9、A N eN e N s a s A s a h s A N e N e N s A h s as a s A对 取距 () b 当即小偏心受压时650 800 s ysy ff () b 当即大偏心受压时 sy f 0 /x h 其中截面受压区高度x,可由下式解得： 0 0 mmNcccNsysNssN fSf Sf A eA e +/ 2 Na ee eha +/ 2 Na ee eha 2 1 0.022 2200 a h e 2.2.22.2.2砌体受压加固砌体受压加固偏心受压偏心受压 , s As 钢筋的应力 （正值为拉应力，负值为压应力），应根据截面 受压区相对高度按下述规定确定：

10、 3000,575 3353350,550 b HRB HRBHBRF 加固后截面受压区相对高度的界限值，对级钢筋配筋，取； 对和级钢筋配筋，取； 2.2.22.2.2砌体受压加固偏心受压 a e 加固后的构件在轴向力作用下的附加偏心距； 0.05=0.05 ; e eheh 轴向力对加固后截面的初始偏心距，按荷载设计值计算， 当时，取 mN SN砌体受压区的截面面积对轴向力 作用点的面积矩； 0 h 加固后的截面有效高度； Ns eAN钢筋重心至轴向力 作用点的距离； h加固后的截面高度； 加固后的构件高厚比； s AN距轴向力 较远一侧钢筋的截面面积； cN SN混凝土外加面层受压区的截面

11、面积对轴向力 作用点的面积矩； ss aaAA和 分别为钢筋和 的合力点至截面较近边的距离； s AN距轴向力 较近一侧钢筋的截面面积； 2.2.32.2.3砌体抗剪加固砌体抗剪加固 钢筋混凝土面层对砌体加固的受剪承载力应符合下列条件： mcs VVV V砌体墙面内剪力设计值； m V 原砌体受剪承载力，按现行国家标准砌体结构设计 规范GB50003计算确定； cs V 采用钢筋混凝土面层加固后提高的受剪承载力。 钢筋混凝土面层加固后提高的受剪承载力Vcs应按下列规 定计算： 0.440.8/ csctsys Vfbhf A h s t f 混凝土轴心抗拉强度设计值； =0.8 =0.7 cc

12、 c 砂浆强度利用系数，对于砖砌体，取；对混凝土小型 空心砌块，取； b混凝土面层厚度（双面时，取其厚度之后）； h墙体水平方向长度； y f 水平向钢筋的设计强度值； s A 水平向单排钢筋截面面积； s水平向钢筋的间距。 2.2.32.2.3砌体抗剪加固砌体抗剪加固 2.2.42.2.4砌体抗震加固砌体抗震加固 钢筋混凝土面层对砌体结构进行抗震加固，宜采用双面加 固形式增强砌体结构的整体性。 cs ME RE V VV 钢筋混凝土面层加固砌体墙的抗震受剪承载力应按下列 公式计算： V考虑地震组合的墙体剪力设计值； ME V原砌体截面抗震受剪承载力，按现行国家标准砌 体结构设计规范GB500

13、03计算确定； cs V 采用钢筋混凝土面层加固后提高的抗震受剪承载力； 0.85 RERE 承载力抗震调整系数，取为。 / ; MEvERE vENvv N Vf A fff 普通砖、多孔砖墙体的截面抗震受剪承载力 为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值； 为砖砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数 3.3.构造规定构造规定 （1）钢筋混凝土面层的截面厚度不应小于60mm；当用喷射 混凝土施工时，不应小于50mm。 （2）加固用的混凝土，其强度等级应比原构件混凝土高一 级，且不应低于C20级；当采用HRB335级（或采用HRBF335级） 钢筋或受有振动作用时，混凝土强度等级尚不应低于C25级。 在配制

14、墙、柱加固用的混凝土时，不应采用膨胀剂；必要时， 可掺入适量减缩剂。 （3）加固用的竖向受力钢筋，宜采用HRB335级或HRBF335 级钢筋。竖向受力钢筋直径不应小于12mm，其净间距不应 小于30mm。纵向钢筋的上下端均应有可靠的锚固；上端应 锚入有配镜的混凝土梁垫、梁、板或牛腿内；下端应锚入 基础内。纵向钢筋的接头应为焊接。 （4）当采用围套式的钢筋 混凝土面层加固砌体柱时， 应采用封闭式箍筋；箍筋 直径不应小于6mm。箍筋 的间距不应大于150mm。 柱的两端各500mm范围内， 箍筋应加密，其间距不应 大于100mm。若加固后的 构件截面高度 ， 尚应在截面两侧加设竖向 构造钢筋，并

15、相应设置拉 结钢筋作为箍筋。 500mmh 新增竖向受力钢筋新增竖向受力钢筋 竖向构造钢筋竖向构造钢筋 原柱截面原柱截面 新增截面新增截面 新加钢筋新加钢筋 3.3.构造规定构造规定 （5）当采用两对面增设钢筋混凝土面层加固带壁柱墙或窗间 墙时： 应沿砌体高度每隔250mm交替设置不等肢U形箍和等肢U形箍。 不等肢U U形箍在穿过墙上预钻孔后，应弯折成封闭式箍筋， 并在封口处焊牢。 U形筋直径6mm；预钻孔的直径可取U形筋直径的2倍；穿筋 时应采用植筋专用的结构胶将孔洞填实。 对带壁柱墙带壁柱墙，尚应在其拐角部位增设竖向构造钢筋与U形 箍筋焊牢。 3.3.构造规定构造规定 22 11 砌体墙砌

16、体墙 开口箍开口箍 闭合箍闭合箍 （拉结筋）（拉结筋） 纵向纵向 钢筋钢筋 闭合箍闭合箍 2 - 2 1 - 1 开口箍开口箍 3.3.构造规定构造规定 竖向构造筋竖向构造筋 11 水平钢筋水平钢筋 开口箍开口箍 闭合箍闭合箍 （拉结筋）（拉结筋） 窗间墙的加固构造窗间墙的加固构造 窗间墙窗间墙 1 - 1 窗间墙窗间墙 纵向纵向 钢筋钢筋 门窗洞口门窗洞口 3.3.构造规定构造规定 （6）当砌体构件截面任一边的竖向钢筋多于3根时，应通 过预钻孔增设复合箍筋或拉结钢筋，并采用植筋专用结构 胶将孔洞填实。 钢筋混凝土面层的构造，除应符合本节的规定外尚应符合 现行国家标准混凝土结构设计规范GB50

17、010的有关规 定（包括抗震设计要求）。 3.3.构造规定构造规定 4.4.计算实例计算实例- -轴心受压轴心受压 0 mm =7m= 1500k N N 截面为490620的砖柱，采用强度等级为MU15的蒸压 灰砂砖和M5砂浆砌筑，柱的计算长度H，承受轴心压力设计值 。试验算柱截面是否安全？若不安全 【轴心受压】 如何加固？ 32 22 0 232 a=k =m0.3m _1. 7000 =1.217.2_=0.69 490 0.69 0.3038m1.83 10 k/ m =383.6k1500k a f H h AfNNN 查表得砌体抗压强度设计值 =1.83MPa（1MP1 10N/m

18、 ）。 A 0.49 0.62 0.3038 求 值： 【砌体计算部分】 查表得 验算：_ 4.4.计算实例计算实例- -轴心受压轴心受压 mm mmmmmm 根据构造要求确定其加固截面，混凝土的 加固厚度最小为60，由此确定加固后截面尺寸为 610740，截面尺寸大于500，需设置4根 HRB335的竖向构造钢筋。竖向受力钢筋采用4根 12 的HRB335钢筋。采用C25的混 【加 凝 固部分】 土加固。 00commmcccsys NfAf Af A 3 00 1.83 100.303855.94 m fAkN 490 620 60 60 6060 0.9 11.9 (610 740490

19、 620)1580.79 ccc f AkN 0.85 300 904230.52 sys f AkN 00 =0.72555.95+=k commmcccsys fAf Af A 1580.79 230.52） 1704.24 N 00 00 com 904 1000.217.2=0.72 740 610 由和查表得 4.4.计算实例计算实例- -偏心受压偏心受压 0 mm =5.2m=1000kNN 截面为500500的混凝土空心砌块柱，采用强度等级 为MU15的砌块和M7.5砂浆砌筑，设截面在两个主轴方向的柱计算高度 相同，即H，该柱承受的荷载设计值。在一边方向的 偏心距e=100mm。

20、试验算柱截面是否安全？若不安全 【 如 偏心受压】 何加固？ 0 2 32 232 0.15.2 0.2,1.111.44= 0.50.5 0.5 0.50.25 a=k 0.72.53 0.44 0.25m2.53 10 k/ m =278.3k1000k He hh Am f f AfNNN 验算偏心方向压力承载力 ，查表得0.44 查表得砌体抗压强度设计值 =3.61MPa（1MP1 10N/m ） 因为是独立柱，还应乘以，则MPa 【砌体计算部分】 则 4.4.计算实例计算实例- -偏心受压偏心受压 mm mmmmmm 根据构造要求确定其加固截面，混凝土的 加固厚度最小为60，由此确定

21、加固后截面尺寸为 720720，截面尺寸大于500，需设置4根 HRB335的竖向构造钢筋。竖向受力钢筋采用4根 12 的HRB335钢筋。采用C25的混 【加 凝 固部分】 土加固。 0mmcccsysss Nf Af Af AA （1 1） 500 60 60 6060500 N eN eN AsAs asas h A ss b x ys f A 0 =,() - bsyb b fxh 令此时受压区高度 ， 加固后截面受压区相对高度的界限值， 此例题中选用HRB335级钢筋，取0.550 0 0.55 680374 b xhmm 40 ss aamm 0 72040680 s hhamm 0 33 636 =3.61 100.157+0.8 11.9 100.07488 +0.95 300 226 10 -300 10226 10 566.77 712.86 64.41 67.8 1276.241000 mmcccsysys f Af Af Af A kNkN 4.4.计算实例计算实例- -偏心受压偏心受压 22232 =0.80=11.9/,0.95,300/(1 /1 10/) ccsy fN mmfN mmN mmkN m ， 22 =500-=15700mm =