钢筋混凝土结构加固方法课件

1、钢筋混凝土结构加固方法1.概述2.破坏特征3.加固方法1.概述钢筋混凝土结构是目前使用最为广泛的结构形式。在我国建造了一批钢筋混凝土结构的办公楼、住宅、商场等。由于房屋的设计不当、使用维修不当、建造质量以及地震等自然灾害等原因，许多房子就存在这样或那样的问题，有些问题还相当严重，危及结构安全。或是由于新的使用要求，房屋需要改变用途或是进行加层等，都需要对原结构进行加固。地震后，当房屋经可靠性鉴定需要加固时，则必须进行加固。加固设计的内容及范围应根据可靠性鉴定结论和委托方提出的要求确定，可以包括整体房屋，亦可以是指定的区段或特定的构件。加固后的房屋建筑安全等级应根据结构破坏后果的严重程度及使用单

2、位的具体要求由设计者按实际情况确定。 钢筋混凝土结构加固方案可根据房屋的实际情况，分别采用主要提高框架抗震能力、主要增强框架变形能力或改变结构体系而不加固框架的方案。并且在加固后中应避免形成短柱、短梁或强梁弱柱。加固结构可按下列原则进行承载力验算：（1）结构的计算简图应根据结构上的作用或实际受力状况确定；（2）结构的计算截面积应采用实际有效截面积，并考虑结构在加固时的实际受力程度及加固部分的应变滞后特点，以及加固部分与原结构协同工作的程度； （3）进行结构承载力验算时，应考虑实际荷载偏心、结构变形、温度作用等造成的附加内力；（4）加固后使结构重量增大时，尚应对被加固的结相关构及建筑物基础进行验

3、算。 结构的加固应综合考虑其经济效果，尽量不损伤原结构并保留具有利用价值的结构构件避免不必要的拆除或更换。 在加固施工过程中，若发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时，应立即停止施工，会同加固设计者采取有效措施进行处理后方能继续施工。 对于可能出现倾斜、开裂或倒塌等不安全因素的房屋建筑，在加固施工前应采取临时措施以防止发生安全事故。2.加固方法及选用准则2.1 混凝土结构加固方法主要有： 加大截面加固法； 采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积，以提高其承载力和满足正常使用的一种加固方法。可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固； 外包钢加固法； 在混凝土构件四周包以型钢

4、的加固方法（分干式和湿式两种形式）。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的加固。当采用化学灌浆外包钢加固时。型钢表面温度不应高于60 ；当环境具有腐蚀性介质时，应有可靠的防护措施； 预应力加固法； 采用外加预应力的钢拉杆（分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种）或撑杆，对结构进行加固的方法。适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占用空间小的混凝土承重结构。此法不宜用于处在温度高于环境下的混凝土结构，否则应进行防护处理；也不适用于混凝土收缩徐变大的混凝土结构。 粘贴碳纤维片材法； 在混凝土构件外部粘贴钢板，以提高其承载力和满足正常使用的一种加固方法。适

5、用于承受静力作用的一般受弯构件；采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时，应由对该加固修复方法有经验的设计人员进行设计，并应由专业施工队伍进行施工。 改变结构传力途径加固法； 可分为两种： （1）增设支点法，该法是以减小结构的计算跨度和变形提高其承载力的加固方法。按支承结构的受力性能分为刚性支点和弹性支点两种。刚性支点法是通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其他承重结构的一种加固方法。弹性支点法是以支承结构的受弯或桁架作用来间接传递荷载的一种加固方法。上述方法适用于房屋净空不受限制的大跨度结构的加固。 （2）托梁拔柱法，该法是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。

6、按其施工方法的不同可分为有支撑托梁拔柱、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿托梁拔柱等方案。适用于要求厂房使用功能改变增大空间的老厂改造的结构加固，其中双托梁反牛腿托梁拔柱则适用于保留上柱的型钢结构的加固。 关于其他加固方法，如增设支撑体系和剪力墙等以增加结构的整体刚度，改变构件的刚度比值，调整原结构内力，改善结构和构件的受力状况。多用于增强单层厂房、底框结构和多层框架结构的空间刚度以提高其抗水平力的能力，可按现行有关规范的规定进行设计，并满足相应尺寸及最小配筋要求。 7）砌体墙和柱、梁连接不符合要求，可采取增设拉结钢筋、钢夹套等措施予以加强；8）原墙体或各类平台布置所形成的短柱或柱子附加内力过大时，

7、可采取剔缝、分开、改变布置或加强相应柱子的处理方案；钢筋混凝土框架和框架-抗震墙结构的抗震加固是通过加固后构件提高的抗震承载力来获得结构的加固效果；单层钢筋混凝土柱厂房的抗震加固效果，宜主要以满足构造要求来衡量。对框架梁的上部钢筋不满足承载力要求时，可考虑现浇钢筋混凝土楼板参与作用；对高层剪力墙结构的连梁承载力不满足要求时，可考虑连梁出现塑性铰后剪力墙的内力重分布。钢筋混凝土结构抗震加固后的楼层抗震承载能力应满足要求，且不应显著超过下一楼层的抗震能力，当相差较大时也应同时增强下一楼层的抗震能力。对贴砌在框架柱平面外的围护墙体，当缺少构造柱和圈梁的约束且已损坏时，应予拆除并更换为嵌砌在框架柱平面

8、内的轻质墙体，轻质墙体应与主体结构可靠拉结，并应能适应主体结构的不同方向的位移。对设置抗震缝因碰撞造成损伤的建筑，应局部削减女儿墙顶部厚度及围护墙的厚度，并宜对防震缝顶部相对应的结构构件粘结弹性材料。2.3 增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙 在房屋适当部位增设纵向、横向钢筋混凝土剪力墙，能有效的提高房屋的整体抗震性能。 当增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙时，应符合下列要求： （1）抗震墙宜设置在框架的轴线位置，翼墙宜在柱两侧对称布置； （2）抗震墙和墙体的材料和构造应符合下列要求： a、混凝土等级不宜小于C20，且不应低于原框架柱混凝土的强度等级； b、墙厚不宜小于200mm；竖向和横向分布筋的最小配筋率

9、，均不应小于0.25；以双排布置且之间的拉结筋间距不宜大于700mm； c、墙与原有框架可才采用锚筋或后浇混凝土连接；锚筋可采用直径为10mm或12mm的钢筋。钢筋的一端应采用高强胶锚入梁柱的钻孔中，另一端与墙体的分布筋焊接； （3）增设抗震墙后可按框架剪力墙结构今昔抗震分析，翼墙与柱形成的构件可按整体偏心受压构件计算；增设的混凝土和钢筋的强度均应乘以折减系数0.85； （4）施工时，原有的 梁柱表面应凿毛，浇筑混凝土钱应清洗并保持湿润，浇筑后应加强养护；锚孔应钻孔成型，孔内空气采用压缩空气吹净并用水冲洗，浆液应饱满并使锚筋固定牢靠。 2.4 外包钢法 当用外包钢加固梁时，应在梁的阳角外贴角钢

10、，角钢并应穿过梁板的型钢缀板和梁底钢缀板焊接；角钢两端应与柱连接。 当外包钢加固柱时，应在柱四角外贴角钢，角钢并应与外围的钢缀板焊接，角钢到楼板处应凿洞穿过上下焊接；顶层的角钢应与屋面板可靠连接，底层的角钢应与基础锚固。 角钢的构造要求： a、角钢不宜小于L506，钢缀板截面不宜小于40mm4mm，其间距不应大于单肢角钢的截面回转半径的40倍，且不应大于400mm； b、外包型钢应有可靠的连接和锚固，对外包型钢柱，角钢下端应根据柱脚弯矩大小延伸到上层基础顶面或锚固于基础，中间穿过各层楼板，上端伸至加固层的上层上端板底面或屋顶板底面；对外包框架梁和，梁角钢应与柱角钢相互焊接，或用扁钢带绕柱外包焊

11、接；对桁架，角钢应伸过该杆件两端的节点，或设置节点板将角钢焊接于节点板上。 c、外包钢与梁柱混凝土之间应采用粘结料粘结。 加固后，梁柱箍筋构造的体系影响系数可取1.0，梁柱的抗震验算应符合下列要求： a、梁加固后，角钢可按纵向钢筋，钢缀板可按箍筋进行计算，其材料强度应乘以折减系数0.8； b、柱加固后的初始刚度可按下式计算； 式中 K-加固后的初始刚度 K0-原柱截面的弯曲刚度 En-角钢的弹性模量 In-外角钢对截面形心的惯性矩 c、柱加固后的现有截面受弯承载力可按下式计算： M yo-原柱现有正截面受弯承载力 An-柱一侧外包钢的截面面积 h-验算方向柱截面高度 f-原构件震损修复后承载力

12、折减系数。破坏严重或中等时取0.70.9；破坏轻微和基本完好是，无需修复的取1.0； f ny-角钢抗拉屈服强度 柱加固后的现有斜截面受剪承载力可按下式计算 ： V y-柱加固后的现有斜截面受剪承载力 Vy0-原柱现有斜截面受剪承载力 fny-扁钢抗拉屈服强度 s-扁钢缀板的间距 外包钢施工时，应满足以下要求： a、原有梁柱表面应清洗干净，缺陷应修补，脚步应磨出圆角； b、楼板凿洞应避免损伤原有钢筋； c、角钢应粘贴于原构件，并应采用家具在两个方向夹紧，缀板应待粘结料凝固后分段焊接。 d、钢材表面应涂刷防锈漆，或在构架外围抹25mm厚1：3水泥砂浆保护层。 外包钢法大样一外包钢法大样二 （4）

13、钢筋混凝土增大截面加固法的构造应符合下列要求： a、新增混凝土的最小厚度，加固板时不应小于40 mm，加固梁、柱时不应小于60 mm,用喷射混凝土施工时不应小于50 mm. b、加固板的受力钢筋直径宜用6-8 mm;加固梁、柱的纵向受力钢筋宜用变形钢筋，钢筋最小直径对于梁不宜小于12 mm;对于柱不宜小于14 mm;最大直径不宜大于25 mm；封闭式箍筋直径不宜小于8 mm, U型箍筋直径宜与原有箍筋直径相同。c、加固的受力钢筋与原构件的受力钢筋间的净距不应小于20 mm，并应采用短筋焊接连接，箍筋应采用封闭箍筋或U型箍筋，并按照现行国家标准混凝土结构设计规范对箍筋的构造要求进行设置。 加固计

14、算 加固设计以柱的正截面受压计算为例如下: 采用增大截面法加固钢筋混凝土偏心受压构件时，其矩形截面正截面承载力应按下列公式确定: 受弯构件正截面加固计算、受弯构件斜截面加固计算参见混凝土结构加固设计规范GB 50367。构件进行抗震验算时，应按相关规定执行。6.粘贴碳纤维片材法采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时，应通过配套粘结材料将碳纤维片材粘贴于构件表面，使碳纤维片材承受拉力，并与混凝土变形协调，共同受力。 碳纤维片材可采用下列方式对混凝土结构构件进行加固： 1） 在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固，纤维方向与加固处的受拉方向一致。 2 ）采用封闭式粘贴、U 形粘贴或侧面粘贴对梁

15、、柱构件进行受剪加固，纤维方向宜与构件轴向垂直。 3 ）采用封闭式粘贴对柱进行抗震加固，纤维方向与柱轴向垂直。 4） 当有可靠依据时，碳纤维片材也可用于其它形式和其它受力状况的混凝土结构构件的加固。 构造措施：当碳纤维布沿其纤维方向需绕构件转角粘贴时，构件转角处外表面的曲率半径不应小于20mm。 碳纤维布沿纤维受力方向的搭接长度不应小于100mm。当采用多条或多层碳纤维布加固时，各条或各层碳纤维布的搭接位置宜相互错开。 为保证碳纤维片材可靠地与混凝土共同工作，必要时应采取附加锚固措施。受弯加固方式受剪加固方式受剪加固方式7.混凝土裂缝修补技术 修补采用的细石混凝土，强度等级宜比原构件混凝土的强

16、度等级高一级，且不应低于C20;修补前，损伤处松散的混凝土和杂物应剔除，钢筋应除锈，并采取措施使新、旧混凝土可靠结合。裂缝修补方法主要有以下四种:（1）表面封闭法利用混凝土表层微细独立裂缝(裂缝宽度 0.2 mm)或网状裂纹的毛细作用吸收低粘度且具有良好渗透性的修补胶液，封闭裂缝通道。对楼板和其他需要防渗的部位，尚应在混凝土表面粘贴纤维符合材料以增强封护作用。（2）注射法 以一定的压力将低粘度、高强度的裂缝修补胶液注入裂缝腔内；此法适用于0.2mm 0.5 mm的活动裂缝和静止裂缝。填充完毕后，其表面应做防护层。注:当为活动裂缝时，梢宽应按不小于15 mm+5t确定(t为裂缝最大宽度)。裂缝修补材料主要有以下四类:（1）合成树脂类 主要是改性环氧树脂类、改性丙烯酸酯类、改性聚氨酯类等制成的修补胶液(包括配套的打底胶