工程结构加固技术

工程结构诊治技术第5章工程结构的加固技术5.1概述5.2混凝土结构加固5.3砌体结构加固5.4钢结构加固5.5地基基础加固5.6建筑抗震加固规范既有建筑地基基础加固技术规范 JGJ123-2000混凝土结构加固技术规范 GB50367-2006混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2004砌体结构加固技术规范钢结构加固技术规范 CECS77:96砖混结构房屋加层技术规范 CECS78:96建筑抗震加固技术规程 JGJ116-2009古建筑木结构维护与加固技术规范 GB50165-92碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程

CECS146:2003第5章工程结构的加固技术5.1概述5.1概述一、结构加固工作程序二、结构加固的特点三、结构加固基本原则四、加固结构受力特征五、结构加固方法及其选择第5章工程结构的加固技术5.1概述一、结构加固工作程序加固工作应按图5-1-1所示程序进行。图5-1-1加固工作程序第5章工程结构的加固技术5.1概述

根据可靠性鉴定的等级、存在的问题，对结构安全的要求及破坏后可能造成后果的严重程度，业主方应对委托加固方提出具体要求，加固方根据鉴定情况及业主委托加固范围、要求综合考虑提出加固方案，征得业主同意后再进行加固设计。加固设计应与施工方法紧密结合，并应采取有效措施，保证新浇混凝土与原结构连接可靠，协同工作。按照加固设计进行施工组织设计，并制定确保加固质量和安全的有效措施。施工中应遵照加固规范及有关规范要求作业，完工后参照有关标准进行验收。第5章工程结构的加固技术5.1概述二、结构加固的特点结构加固设计和施工与新建工程不尽相同，加固工程主要有以下特点：1．加固工程是针对已建的工程，受客观条件所约束，针对具体现存条件进行加固设计与施工；2．加固工程往往在不停产或尽量少停产的条件下施工，要求施工速度快、工期短；3．施工现场狭窄、拥挤，常受生产设备、管道和原有结构、构件的制约，大型施工机械难以发挥作用；4．施工往往对原有的结构、构件有不良影响；5．施工常分段、分期进行，还会因各种干扰而中断；6．清理、拆除工作量往往较大，工程较繁琐复杂，并常常存在许多不安全因素； 7．设计包括原结构的验算和加固结构设计计算，要求考虑新、旧结构强度、刚度、使用寿命的均衡，以及新、旧结构的协调工作。第5章工程结构的加固技术5.1概述三、结构加固基本原则结构构件加固方法有多种且各不相同，但是却共同遵守下述原则：1.先鉴定后加固的原则2.结构体系总体效应原则3.加固方案的优化原则4.尽量利用的原则5.与抗震设防结合的原则6.材料的选用和取值原则7.荷载取值原则8.承载力验算原则9.其它原则第5章工程结构的加固技术5.1概述总体效应原则在制定加固方案时，除考虑可靠性鉴定结论和加固内容及项目外，还应考虑加固后建筑物的总体效应。例如，对房屋的某一层柱子或墙体的加固，有时会改变整个结构的动力特性，从而产生薄弱层，对抗震带来很不利的影响。因此，在制定加固方案时，应全面详细分析整个建筑结构的受力情况，不能采用"头痛医头，脚痛医脚"的办法。第5章工程结构的加固技术5.1概述与抗震设防结合的原则我国是一个多地震的国家，6度以上地震区几乎遍及全国各地。1976年以前建造的建筑物，大多没有考虑抗震设防，1989年以前的抗震规范也只规定了7度以上地震区的设防。为了使这些建筑物遇地震时具有相应的安全储备，在对它们作承载能力和耐久性加固、处理方案时，应按照现行的抗震规范与抗震加固方案综合考虑。第5章工工程结结构的加加固技术术5.1概概述材料的强强度取值值及选用用原则（1）加加固设计计时，原原结构的的材料强强度按如如下规定定取用：：如原结构构的材料料种类和和性能与与原设计计一致，，按原设设计（或或规范））值取用用；当原原结构无无材料强强度资料料时，应应按实测测材料强强度等级级根据现现行规范范取值。。（2））加固材材料的选选用：加固材料料应尽量量选用轻轻质高强强，且与与原结构构材料共共同工作作性能好好的材料料。加固用钢钢材一般般选用I级或ⅡⅡ级钢；；加固用水水泥宜选选取普通通硅酸盐盐水泥，，标号不不应低于于425；加固用混混凝土，，应比原原结构的的混凝土土强度等等级提高高一级，，加固混混凝土中中不应掺掺入粉煤煤灰、高高炉矿渣渣等混合合材料粘粘结材材料及化化学灌浆浆材料的的粘结强强度，应应高于被被粘结构构混凝土土的抗拉拉强度和和抗剪强强度。粘粘结材料料及化学学灌浆材材料一般般宜采用用成品或或半成品品。当自自行配制制时，应应进行试试配，并并检验其其与被粘粘结材料料间的粘粘结强度度。第5章章工工程结结构的的加固固技术术5.1概概述荷载计计算原原则对加固固结构构承受受的荷荷载，，应作作实地地调查查和取取值。。一般般情况况下，，当原原结构构系按按《工工业与与民用用建筑筑结构构荷载载规范范》荷荷载规规范取取值者者，在在鉴定定阶段段，对对结构构验算算仍按按原规规范取取值；；当需需加固固时，，则加加固验验算应应按新新《建建筑结结构荷荷载规规范》》规定定取值值。对于现现行荷荷载规规范中中未作作规定定的永永久荷荷载，，可根根据情情况进进行抽抽样实实测确确定。。抽样样数不不得少少于5个，，以其其平均均值的的1.1倍倍作为为其荷荷载标标准值值。工艺荷荷载和和吊车车荷载载等，，应根根据使使用单单位提提供的的数据据取值值。第5章章工工程结结构的的加固固技术术5.1概概述结构加加固设设计使使用年年限结构设设计使使用年年限——设计计规定定的结结构或或结构构构件件在进进行正正常的的维修修而不不需要要进行行大修修的条条件下下即可可满足足预定定功能能使用用的年年限。。加固结结构设设计使使用年年限——加固固结构构在正正常维维护条条件下下能满满足预预定功功能使使用的的年限限。老老龄建建筑后后续使使用年年限不不可能能太长长，一一般5～10年年；一一般工工程20～～30年；；新建建工程程应满满足原原设计计要求求—50、、100年年。不同后后续使使用年年限在在加固固设计计中的的意义义设计使用年限103050100与50年的相对比值0.70.91.01.1地震影影响系系数最最大值值的相相对关关系设计使用年限20304050相对比值0.590.750.881.00抗震加加固三三种设设防标标准设计标准后续设计使用年限地震作用重现期年限抗震构造规范版本高50502001中404089低303095抗震鉴定标准风、雪雪荷载载不同同重现现期的的相对对取值值第5章章工工程结结构的的加固固技术术5.1概概述加固结结构耐耐久性性年限限估算算（仅仅供参参考））加固方法及防腐措施耐久性年限加大截面法，外包型钢法且有效防腐时，置换混凝土法，绕丝法外粉水泥砂浆时，体外预应力法有效防腐时，结构体系加固法，增设支点加固法等。与普通结构相同化学植筋采用无机胶粘锚或“有机胶+锚栓”双重锚固时与普通结构相同有机胶锚固30～40粘贴纤维复合材料加固法，粘贴钢板加固法采用无机胶粘贴或“有机胶+锚栓（或射钉）”双重保险时40～50有机胶粘贴时10～30第5章章工工程结结构的的加固固技术术5.1概概述第5章章工工程结结构的的加固固技术术5.1概概述承载力力验算算原则则进行承承载力力验算算时，，结构构的计计算简简图应应根据据结构构的实实际受受力状状况和和结构构的实实际尺尺寸确确定。。构件件的截截面面面积应应采用用实际际有效效截面面面积积，即即应考考虑结结构的的损伤伤、缺缺陷、、锈蚀蚀等不不利影影响。。验算算时，，应考考虑结结构在在加固固时的的实际际受力力程度度及加加固部部分的的应力力滞后后特点点，以以及加加固部部分与与原结结构协协同工工作的的程度度。对对加固固部分分的材材料强强度设设计值值进行行适当当的折折减；；还应应考虑虑实际际荷载载偏心心、结结构变变形、、局部部损伤伤、温温度作作用等等造成成的附附加内内力。。当加加固后后使结结构的的重量量增大大时，，尚应应对相相关结结构及及建筑筑物的的基础础进行行验算算。第5章工工程结构的的加固技术术5.1概概述其他原则对于由高温温、腐蚀、、冻融、振振动、地基基不均匀沉沉降等原因因造成的结结构损坏，，应在加固固设计中提提出相应的的处理对策策，随后再再进行加固固。结构的加固固应综合考考虑其经济济性，尽量量不损伤原原结构，并并保留其有有利用价值值的结构构构件，避兔兔不必要的的构件拆除除或更换。。第5章工工程结构的的加固技术术5.1概概述四、加固结结构受力特特征加固结构工工作中的受受力特征与与一次建成成的普通结结构有较大大的差异，，主要表现现在二次受受力和共同同整体工作作两方面。。1、加固结构属属二次受力力结构及二二次组合结结构二次组合结结构—加固结构构由原有部部分与新加加部分在不不同时段组组合而成，，故称为二二次组合结结构。加固固结构新旧旧部分连接接及结合面面是其薄弱弱环节，与与整浇结构构相比,存存在整体工工作共同受受力问题。。二次受力结结构—加固结构构中的原结结构，在加加固前已经经载荷受力力（称为第第一次受力力），而且且应力、应应变水平都都很高，而而新加部分分，只要荷荷载不变，，并不受力力，即始终终处在零应应力状态，，只有在新新增荷载下下，即第二二次加荷情情况下，才才开始受力力。因此，，新加部分分的应力-应变始终终滞后于原原结构的累累计应力-应变，原原结构的累累计应力-应变始终终高于新加加部分。原原结构达极极限状态时时，新加部部分尚未达达到极限状状态，其抗抗力得不到到充分利用用。这种结构称称为二次受受力结构。。第5章工工程结构的的加固技术术5.1概概述2、加固部分分与原结构构部分整体体共同受力力问题主要取决于于加固时原原结构卸荷荷的程度和和结合面的的构造处理理措施。①加固前进进行卸荷卸荷可使新新加部分应应力-应变变滞后现象象减轻乃至至消除，结结构破坏时时，新旧两两部分就可可各自进入入极限状态态，从而提提高了结构构整体承载载力。卸荷荷对加固结结构承载力力提高的影影响，主要要是表现在在第一次荷荷载的应力力水平指标标，通常用用加固原结结构的应力水水平指标β=S(作作用)/R(抗力)来反映，，β愈小小愈优。为为了保证结结构加固的的实际效果果，不得超超过表5-1-1的的限值，，即。。第5章工工程结构的的加固技术术5.1概概述表5-1-1原结结构应力水水平指标限限值第5章工工程结构的的加固技术术5.1概概述②加固结构构新旧结合合面处理新旧两部分分共同整体体工作主要要在于结合合面能否有有效地传递递和承担有有关应力，，而且变形形不能过大大。结合面面传递压力力，一般不不存在问题题，主要是是剪力和拉拉力。混凝凝土结合面面所具有的的粘结抗剪剪和抗拉能能力，有时时远不能满满足受剪和和受拉承载载力要求，，还需配置置一定数量量的贯通结结合面的剪剪切-摩擦筋(充分利用箍箍筋，也可可加插筋抗抗剪），利利用钢筋所所产生的被被动剪切-摩擦力来抵抵抗因结合合而出现的的剪力和拉拉力。第5章工工程结构的的加固技术术5.1概概述五、结构加加固方法及及其选择R≥S按加固对象象分直接加固法法(或被动动加固法)—又称构件加加固法，是是直接针对对结构构件件或节点承承载力提高高的加固，，方法很多多，主要的的有增大截截面法、置置换砼法、、外包型钢钢法、外粘粘钢板法、、外粘纤维维复合材料料法、绕丝丝法及钢丝丝绳网片——聚合砂浆浆面层加固固法等。间接加固法法（或主动动加固法））—间接加固法法是针对结结构体系的的和理性或或完整性，，用新增部部分构件或或设施来改改变结构总总体布局和和传力途径径，达到减减小结构内内力、增大大结构刚度度和延性的的目的。方方法很多，，主要有新新增剪力墙墙及侧向支支撑法、增增设阻尼器器法、增设设支点法、、增设拉结结连系法、、以及预应应力加固法法等。综合加固法法第5章工工程结构的的加固技术术5.1概概述五、结构加加固方法及及其选择按加固目的的分承载力加固固刚度加固延性加固整体性加固固耐久性加固固第5章工工程结构的的加固技术术5.1概概述五、结构加加固方法及及其选择加固方法选选用准则应根据当地地条件，进进行多方案案比较，按按技术先进进可靠，经经济合理原原则，择优优选用。体系加固与与构件加固固并存时，，应优先考考虑体系，，其次才是是构件。不同类型构构件加固时时，应优先先考虑重要要结构及关关键构件。。单一方法法有效性较较差时，应应优先考虑虑综合法。。第5章章工工程程结结构构的的加加固固技技术术5.1概概述述五、、结结构构加加固固方方法法及及其其选选择择加大大截截面面加加固固法法，即即采采取取增增大大混混凝凝土土结结构构或或构构筑筑物物的的截截面面面面积积，，以以提提高高其其承承载载力力和和满满足足正正常常使使用用的的一一种种加加固固方方法法。。可可广广泛泛用用于于混混凝凝土土结结构构的的梁梁、、板板、、柱柱等等构构件件和和一一般般构构筑筑物物的的加加固固。。外包包钢钢加加固固法法，即即在在混混凝凝土土构构件件四四周周包包以以型型钢钢的的加加固固方方法法（（分分干干式式、、湿湿式式两两种种形形式式））。。适适用用于于使使用用上上不不允允许许增增大大混混凝凝土土截截面面尺尺寸寸，，而而又又需需要要大大幅幅度度地地提提高高承承载载力力的的混混凝凝土土结结构构的的加加固固。。当当采采用用化化学学灌灌浆浆外外包包钢钢加加固固时时，，型型钢钢表表面面温温度度不不应应高高于于６６００℃℃；；当当环环境境具具有有腐腐蚀蚀性性介介质质时时，，应应有有可可靠靠的的防防护护措措施施。。第5章工工程结结构的加加固技术术5.1概概述五、结构构加固方方法及其其选择预应力加加固法，即采用用外加预预应力的的钢拉杆杆（分水水平拉杆杆、下撑撑式拉杆杆和组合合式拉杆杆三种））或撑杆杆，对结结构进行行加固的的方法。。适适用于于要求提提高承载载力、刚刚度和抗抗裂性及及加固后后占用空空间小的的混凝土土承重结结构。此此法不宜宜用于处处在温度度高于６６０℃环环境下的的混凝土土结构，，否则应应进行防防护处理理；也不不适用于于混凝土土收缩徐徐变大的的混凝土土结构。。第5章工工程结结构的加加固技术术5.1概概述五、结构构加固方方法及其其选择改变结构构传力途途径加固固法。主要可可分为两两种：１１．增增设支点点法：该该法是以以减小结结构的计计算跨度度和变形形，提高高其承载载力的加加固方法法。按支支承结构构的受力力性能分分为刚性性支点和和弹性支支点两种种。２．．托梁拔拔柱法：：该法是是在不拆拆或少拆拆上部结结构的情情况下拆拆除、更更换、接接长柱子子的一种种加固方方法。按按其施工工方法的的不同可可分为有有支撑托托梁拔柱柱、无支支撑托梁梁拔柱及及双托梁梁反牛腿腿托梁拔拔柱等方方案，适适用于要要求厂房房使用功功能改变变、增大大空间的的老厂改改造的结结构加固固。第5章工工程结结构的加加固技术术5.1概概述五、结构构加固方方法及其其选择外部粘钢钢加固法法，即在混混凝土构构件外部部粘贴钢钢板，以以提高其其承载力力和满足足正常使使用的一一种加固固方法。。适用于于承受静静力作用用的一般般受弯、、受拉构构件；且且环境温温度不大大于６００℃，相相对湿度度不大于于７０％％，以及及无化学学腐蚀影影响，否否则应采采取防护护措施。。粘贴碳纤纤维加固固法，是一项项新型的的应用外外粘高性性能复合合材料加加固结构构的技术术，即在在混凝土土构件外外部粘贴贴碳纤维维片材，，以提高高其承载载力和满满足正常常使用的的一种加加固方法法。适用用于承受受静力作作用的一一般受弯弯、受拉拉构件，，也可用用于柱的的抗震加加固；长长期使用用环境温温度不应应高于60℃。。第5章工工程结结构的加加固技术术5.1概概述五、结构构加固方方法及其其选择其他加固固方法，如增设设支撑体体系和剪剪力墙等等，以增增加结构构的整体体刚度，，改变构构件的刚刚度比值值，调整整原结构构内力，，改善结结构和构构件的受受力状况况，多用用于增强强单层厂厂房和多多层框架架结构的的空间刚刚度，以以提高其其抗水平平力的能能力，可可按现行行有关规规范的规规定进行行设计。。裂缝修补补技术，即采用用化学灌灌浆的方方法，恢恢复结构构整体性性、耐久久性、防防水性和和外观等等，灌浆浆材料可可采用环环氧树脂脂、甲基基丙烯酸酸脂和微微膨胀水水泥浆等等。第5章工工程结结构的加加固技术术5.1概概述第5章工工程结结构的加加固技术术5.1概概述第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件补充:叠合式构构件第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件一、叠合合式构件件的分类类水平叠合合式构件件(叠合合式受弯弯构件)竖向叠合合式构件件(叠合合式受压压构件)叠合式构构件的特特点是两两阶段成成形，两两阶段受受力。第第一阶段段可为预预制构件件，也可可为既有有结构；；第二阶阶段则为为后配筋筋浇筑的的混凝士士构件。。其兼有有预制装装配和整整体现浇浇的优点点，对于于水平的的受弯构构件及竖竖向的受受压构件件均适用用。基于于上述原原因，近近年国内内外叠合合结构发发展很快快，是一一种有前前途的结结构形式式。叠合式构构件：由预制混混凝土构构件（或或既有混混凝土结结构构件件）和现现浇混凝凝土组成成，以两两阶段成成型的整整体受力力结构构构件。第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件二、水平平叠合式式构件设设计要点点1.二阶段成成形的水水平叠合合式受弯弯构件，，当预制制构件高高度不足足全截面面高度的的0.4倍时，，施工阶阶段应有有可靠的的支撑。。施工阶段段有可靠靠支撑的的叠合式式受弯构构件，可可按整体体受弯构构件设计计计算，，但其斜斜截面抗抗剪承载载力和叠叠合面受受剪承载载力应按按混凝土土结构设设计规范范附录H计算。。施工阶段段无支撑撑的叠合合式受弯弯构件，，应对底底部预制制构件及及浇筑混混凝土后后的整体体叠合构构件按二二阶段受受力分别别进行设设计计算算，详见见混凝土土结构设设计规范范附录H的有关关规定。。2.叠合式混混凝土梁梁、板应应符合下下列规定定。(1)叠合梁的的叠合层层混凝土土厚度不不宜小于于100mm，，混凝土土强度等等级不宜宜低于C30。。预制梁梁的箍筋筋应全部部伸入叠叠合层，，且各肢肢伸入叠叠合层的的直线段段长度不不宜小于于10d，d为箍筋直直径。预预制梁的的顶面应应做成凹凹凸差不不小于6mm的的粗糙面面；(2)叠合板的的叠合层层混凝土土厚度不不宜小于于50mm，混混凝土强强度等级级不宜低低于C25。预预制板表表面应做做成凹凸凸差不小小于4mm的粗粗糙面。。承受较较大荷载载的叠合合板，宜宜在预制制底板上上设置伸伸入叠合合层的构构造钢筋筋。3.在既有结结构的楼楼板、屋屋盖上浇浇筑混凝凝土叠合合层的受受弯构件件，应符符合上述述2的构构造规定定，并按按施工阶阶段和使使用阶段段分别进进行计算算。第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件三、竖向叠合合式构件件设计要要点1.由预制构构件及后后浇混凝凝土成形形的叠合合式柱和和墙，应应考虑施施工及使使用阶段段分别进进行验算算和计算算。使用用阶段的的叠合式式柱和墙墙应按整整体构件件进行设设计。2.在既有柱柱周边或或墙侧浇浇筑混凝凝土成形形的竖向向叠合式式构件，，除应进进行施工工阶段的的承载力力验算外外，并应应考虑既既有构件件的承载载历史以以及施工工支顶的的情况，，与后浇浇部分之之间合理理分配承承载力，，乘以不不同的承承载力分分配系数数。既有柱、、墙的承承载力分分配系数数可取1.0；；后浇混混凝土部部分的承承载力分分配系数数，考虑虑施工时时支顶的的实际情情况确定定，对一一般情况况可取0.8；；钢筋和和混凝土土材料的的强度设设计值应应乘协调调工作系系数0.9。3.柱外二次次浇筑混混凝士层层的厚度度不应小小于60mm，，混凝土土强度等等级不应应低于既既有柱的的强度。。结合面面粗糙的的凹凸差差不应小小于6mm，或或通过植植筋、焊焊接等方方法设置置界面构构造钢筋筋。后浇浇层中纵纵向受力力钢筋不不应小于于φ14，箍筋筋不应小小于φ8，且不不小于柱柱内相应应箍筋的的直径。。墙外外二二次次浇浇筑筑混混凝凝土土层层的的厚厚度度不不小小于于50mm，，混混凝凝土土强强度度等等级级不不应应低低于于预预制制墙墙或或既既有有墙墙的的强强度度。。结结合合面面粗粗糙糙的的凹凹凸凸差差应应不不小小于于4mm，，或或通通过过植植筋筋、、焊焊接接等等方方法法设设置置界界面面构构造造钢钢筋筋。。后后浇浇层层中中竖竖向向、、水水平平钢钢筋筋不不宜宜小小于于φφ8，，且且不不小小于于墙墙中中相相应应钢钢筋筋的的直直径径。。第5章章工工程程结结构构的的加加固固技技术术补充充:叠合合式式构构件件四、、无无支支撑撑叠叠合合梁梁板板(1)1.施施工工阶阶段段不不加加支支撑撑的的叠叠合合式式受受弯弯构构件件，，内内力力应应分分别别按按下下列列两两个个阶阶段段计计算算：：(1)第第一一阶阶段段后后浇浇的的叠叠合合层层混混凝凝土土未未达达到到强强度度设设计计值值之之前前的的阶阶段段。。荷荷载载由由预预制制构构件件承承担担，，预预制制构构件件按按简简支支构构件件计计算算（（既既有有结结构构？）；；荷荷载载包包括括预预制制构构件件自自重重、、预预制制楼楼板板自自重重、、叠叠合合层层自自重重以以及及本本阶阶段段的的施施工工活活荷荷载载。。(2)第第二二阶阶段段叠叠合合层层混混凝凝土土达达到到设设计计规规定定的的强强度度值值之之后后的的阶阶段段。。叠叠合合构构件件按按整整体体结结构构计计算算；；荷荷载载考考虑虑下下列列两两种种情情况况并并取取较较大大值值：：施工工阶阶段段考考虑虑叠叠合合构构件件自自重重、、预预制制楼楼板板自自重重、、面面层层、、吊吊顶顶等等自自重重以以及及本本阶阶段段的的施施工工活活荷荷载载；；使用用阶阶段段考考虑虑叠叠合合构构件件自自重重、、预预制制楼楼板板自自重重、、面面层层、、吊吊顶顶等等自自重重以以及及使使用用阶阶段段的的可可变变荷荷载载。。第5章章工工程程结结构构的的加加固固技技术术补充充:叠合合式式构构件件四、、无无支支撑撑叠叠合合梁梁板板(2)预制制构构件件（2-1））叠合合构构件件的的正正弯弯矩矩区区段段叠合合构构件件的的负负弯弯矩矩区区段段（2-2））（2-3））式中中：：———式式中中预预制制构构件件自自重重、、预预制制楼楼板板自自重重和和叠叠合合层层自自重重在在计计算算截截面面产产生生的的弯弯矩矩设设计计值值；；———第第二二阶阶段段面面层层、、吊吊顶顶等等自自重重在在计计算算截截面面产产生生的的弯弯矩矩设设计计值值；；———第第一一阶阶段段施施工工活活荷荷载载在在计计算算截截面面产产生生的的弯弯矩矩设设计计值值；；———第第二二阶阶段段可可变变荷荷载载在在计计算算截截面面产产生生的的弯弯矩矩设设计计值值，，取取本本阶阶段段施施工工活活荷荷载载和和使使用用阶阶段段可可变变荷荷载载在在计计算算截截面面产产生生的的弯弯矩矩设设计计值值中中的的较较大大值值。。2.预制制构构件件和和叠叠合合构构件件的的正正截截面面受受弯弯承承载载力力同同一一般般受受弯弯构构件件按按混混凝凝土土结结构构设设计计规规范范规规定定计计算算。。其其中中，，弯弯矩矩设设计计值值应应按按下下列列规规定定取取用用：：在计算中中，正弯弯矩区段段的混凝凝土强度度等级，按叠合合层取用用；负弯弯矩区段段的混凝凝土强度度等级，，按计算算截面受受压区的的实际情情况取用用。第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件四、无支支撑叠合合梁板(3)预制构件件(3-1)叠合构件件(3-2)——预制制构件自自重、预预制楼板板自重和和叠合层层自重在在计算截截面产生生的剪力力设计值值；——第二二阶段面面层、吊吊顶等自自重在计计算截面面产生的的剪力设设计值；；——第一一阶段施施工活荷荷载在计计算截面面产生的的剪力设设计值；；——第二二阶段可可变荷载载产生的的剪力设设计值，，取本阶阶段施工工活荷载载和使用用阶段可可变荷载载在计算算截面产产生的剪剪力设计计值中的的较大值值。式中：3.预制构件件和叠合合构件的的斜截面面受剪承承载力按按规范公公式计算算。其中中，剪力力设计值值应按下下列规定定取用：：在计算中中，叠合合构件斜斜截面上上混凝土土和箍筋筋的受剪剪承载力力设计值值应应取叠叠合层和和预制构构件中较较低的混混凝土强强度等级级进行计计算，且且不低于于预制构构件的受受剪承载载力设计计值；对对预应力力混凝土土叠合构构件，不不考虑预预应力对对受剪承承载力的的有利影影响，取取。。第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件四、无支支撑叠合合梁板(4)4.当叠合梁梁符合各各项构造造要求时时，其叠叠合面的的受剪承承载力应应符合下下列规定定：(4-1)此处，混混凝土的的抗拉强强度设计计值取取叠叠合层和和预制构构件中的的较低值值。对不配箍箍筋的叠叠合板，，当符合合本规范范叠合界界面粗糙糙度的构构造规定定时，其其叠合面面的受剪剪强度应应符合下下列公式式的要求求：(N/mm2)(4-2)第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件四、无支支撑叠合合梁板(5)5.预应力混混凝土叠叠合式受受弯构件件，其预预制构件件和叠合合构件应应进行正正截面抗抗裂验算算。此时时，在荷荷载的标标准组合合下，抗抗裂验算算边缘混混凝土的的拉应力力不应大大于预制制构件的的混凝土土抗拉强强度标准准值。。抗裂验验算边缘缘混凝土土的法向向应力应应按下列列公式计计算：预制构件件叠合构件件(5-1)(5-2)式中：——预制制构件自自重、预预制楼板板自重和和叠合层层自重标标准值在在计算截截面产生生的弯矩矩值；——第一一阶段荷荷载标准准组合下下在计算算截面产产生的弯弯矩值，，取此此处，，为为第一阶阶段施工工活荷载载标准值值在计算算截面产产生的弯弯矩值；；——第二二阶段荷荷载标准准组合下下在计算算截面上上产生的的弯矩值值,取，，此此处为为面面层、吊吊顶等自自重标准准值在计计算截面面产生的的弯矩值值；为为使用用阶段可可变荷载载标准值值在计算算截面产产生的弯弯矩值；；——预制制构件换换算截面面受拉边边缘的弹弹性抵抗抗矩；——叠合合构件换换算截面面受拉边边缘的弹弹性抵抗抗矩，此此时，叠叠合层的的混凝土土截面面面积应按按弹性模模量比换换算成预预制构件件混凝土土的截面面面积。。第5章章工工程程结结构构的的加加固固技技术术补充充:叠合合式式构构件件四、、无无支支撑撑叠叠合合梁梁板板(6)6.预应应力力混混凝凝土土叠叠合合构构件件，，应应按按规规范范规规定定进进行行斜斜截截面面抗抗裂裂验验算算.7.由于于叠叠合合构构件件在在施施工工阶阶段段先先以以截截面面高高度度小小的的预预制制构构件件承承担担该该阶阶段段全全部部荷荷载载，，使使得得受受拉拉钢钢筋筋中中的的应应力力比比假假定定用用叠叠合合构构件件全全截截面面承承担担同同样样荷荷载载时时大大。。这这一一现现象象通通常常称称为为““受受拉拉钢钢筋筋应应力力超超前前””。。当叠叠合合层层混混凝凝土土达达到到强强度度从从而而形形成成叠叠合合构构件件后后，，整整个个截截面面在在使使用用阶阶段段荷荷载载作作用用下下除除去去在在受受拉拉钢钢筋筋中中产产生生应应力力增增量量和和在在受受压压区区混混凝凝土土中中首首次次产产生生压压应应力力外外，，还还会会由由于于抵抵消消预预制制构构件件受受压压区区原原有有的的压压应应力力而而在在该该部部位位形形成成附附加加拉拉力力。。该该附附加加拉拉力力虽虽然然会会在在一一定定程程度度上上减减小小受受力力钢钢筋筋中中的的应应力力超超前前现现象象，，但但仍仍使使叠叠合合构构件件与与同同样样截截面面普普通通受受弯弯构构件件相相比比钢钢筋筋拉拉应应力力及及曲曲率率偏偏大大，，并并有有可可能能使使受受拉拉钢钢筋筋在在弯弯矩矩准准永永久久值值作作用用下下过过早早达达到到屈屈服服。。这这种种情情况况在在设设计计中中应应予予防防止止。。为此，，根据据试验验结果果给出出了公公式计计算的的受拉拉钢筋筋应力力控制制条件件。该该条件件属叠叠合式式受弯弯构件件正常常使用用极限限状态态的附附加验验算条条件。。该验验算条条件与与裂缝缝宽度度控制制条件件和变变形控控制条条件不不能相相互取取代。。第5章章工工程结结构的的加固固技术术补充:叠合式式构件件四、无无支撑撑叠合合梁板板(7)钢筋混混凝土土叠合合式受受弯构构件在在荷载载效应应的准准永久久组合合下，，其纵纵向受受拉钢钢筋的的应力力应应符符合下下列规规定：：(7-1)(7-2)在弯矩矩作作用用下，，预制制构件件纵向向受拉拉钢筋筋的应应力可可按下下列公公式计计算：：(7-3)式中：：——预预制构构件截截面有有效高高度。。在荷载效效应准永永久组合合相应的的弯矩作作用下下，叠合合构件纵纵向受拉拉钢筋中中的应力力增量可可按下下列公式式计算：：第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件四、无支支撑叠合合梁板(8)(7-4)当时时，公式式(7-4)中中的值应应取等于1.0；此此处，为为预制制构件正正截面受受弯承载载力设计计值。8.混凝土叠叠合构件件应验算算裂缝宽宽度，按按荷载效效应的准准永久组组合或标标准组合合并考虑虑长期作作用影响响所计算算的最大大裂缝宽宽度，，不应应超过规规范规定定的最大大裂缝宽宽度限值值。按荷载效效应的准准永久组组合或标标准组合合并考虑虑长期作作用影响响的最大大裂缝宽宽度可可按下下列公式式计算：：第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件四、无支支撑叠合合梁板(9)钢筋混凝凝土构件件预应力混混凝土构构件(8-4)(8-3)(8-2)(8-1)第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件四、无支支撑叠合合梁板(10)式中：———受拉拉区纵向向钢筋的的等效直直径；、———按按预制构构件、叠叠合构件件的有效效受拉混混凝土截截面面积积计算的的纵向受受拉钢筋筋配筋率率；——预制制构件的的混凝土土抗拉强强度标准准值。9.叠合构件件应按规规范的规规定进行行正常使使用极限限状态下下的挠度度验算。。其中，，叠合式式受弯构构件按荷荷载效应应准永久久组合或或标准组组合并考考虑长期期作用影影响的刚刚度可按按下列公公式计算算：第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件四、无支支撑叠合合梁板(11)钢筋混凝凝土构件件预应力混混凝土构构件(9-1)(9-2)(9-3)(9-4)第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件四、无支支撑叠合合梁板(12)式中：——考虑虑荷载长长期作用用对挠度度增大的的影响系系数；——叠合合构件按按荷载效效应的标标准组合合计算的的弯矩值值；——叠合合构件按按荷载效效应的准准永久组组合计算算的弯矩矩值；——预制制构件的的短期刚刚度；——叠合合构件第第二阶段段的短期期刚度；；——第二二阶段可可变荷载载的准永永久值系系数。第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件四、无支支撑叠合合梁板(13)式中：———钢钢筋弹性性模量与与叠合层层混凝土土弹性模模量的比比值：。。(10-1)10.荷载效应应准永久久组合或或标准组组合下叠叠合式受受弯构件件正弯矩矩区段内内的短期期刚度，，可按下下列规定定计算：：1.钢筋混凝凝土叠合合构件1)预预制构件件的短期期刚度可可按一般般受弯构构件计算算；2)叠叠合构件件第二阶阶段的短短期刚度度可按下下列公式式计算：：第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件四、无支支撑叠合合梁板(14)(10-2)2预应力混混凝土叠叠合构件件1)预预制构件件的短期期刚度可可按一般般受弯构构件计算算；2)叠叠合构件件第二阶阶段的短短期刚度度可按下下列公式式计算：：式中：————预制构构件的混混凝土弹弹性模量量；——叠合合构件换换算截面面的惯性性矩，此此时，叠叠合层的的混凝土土截面面面积应按按弹性模模量比换换算成预预制构件件混凝土土的截面面面积。。11.荷载效应应准永久久组合或或标准组组合下叠叠合式受受弯构件件负弯矩矩区段内内第二阶阶段的短短期刚度度可可按按一般受受弯构件件计算，，其中，，弹性模模量的比比值取。。第5章工工程结结构的加加固技术术补充:叠合式构构件四、无支支撑叠合合梁板(15)5.2混混凝土土结构的的加固主要内容容5.2.1混混凝土结结构加固固概述；；5.2.2增增大截面面加固法法5.2.3置置换混凝凝土加固固法；5.2.4预预应力加加固法；；5.2.5外外粘型钢钢加固法法；5.2.6粘粘贴纤维维复合材材料加固固法；5.2.7粘粘贴钢板板加固法法(外粘粘型钢加加固法类类似)混凝土结结构加固固设计规规范GB50367－－20065.2.1混混凝土结结构加固固概述加固一般般规定(八点)1加固固前必须须由专业业技术人人员进行行可靠性鉴鉴定和加加固设计计；加固范围围可小(一一个构件件)可大大(整栋栋建筑)，但必必须考虑虑结构整整体性；；2加固固后结构安全全等级由委托和和设计方方共同确确定；3加固固设计与与施工应应紧密配配合，并并保证新老老构件共共同工作作；4加固固设计应应考虑经济效果果，避免免不必要要的拆除除或更换换；5加固固施工时时应采取取必要的的临时安全全措施；6加固固后结构使用用年限由设计和和业主协协商确定定，一般般宜按30年考考虑；7使用用粘结方方法或聚聚合物加加固的结结构应定期检查查其工作状状态(10年)；9未经经鉴定或或设计许许可，不不得改变变加固后后结构用途途和使用用环境。加固设计计计算原原则(13点)1结构构分析方方法一般采用用线弹性性分析方方法；2应进进行规定定的承载力极极限状态态和正常常使用极极限状态态设计和和验算；3结构构上作用用应调查和和检测核核实(可引用用可靠性性鉴定结结论)；；4结构构上作用用效应计算简图图应符合实实际；5作用用效应组组合、组组合值系系数、分分项系数数应按荷荷载规范范确定，，并应考考虑荷载载偏心、、结构变变形、温温度作用用等附加内力力；6结构构构件尺尺寸对原有部部分采用用实测值值，设计计部分采采用名义义值；7原砼砼强度等等级和钢钢筋强度度标准值值一般应采采用现场场检测结结果推定定的标准准值(砼砼强度等等级可采采用钻芯芯或回弹弹法，并并应进行行龄期修修正)；；加固设计计计算原原则(13点)8加固固材料质质量和性性能(标准值值和设计计值)应应符合相相关规定定9承载载力验算算应考虑虑应变滞后后特点及及新老结结构共同同工作的程度10相相关构件件及地基基基础必必要验算算(结构构质量量增大大、荷荷载传传递路路线变变化)11地地震震区结结构构构件加加固尚应符符合抗抗震设设计规规范和和抗震震加固固规范范(质质量和和刚度度变化化)12使使用用胶粘粘剂或或参有有聚合合物(改性性沥青青、聚聚合物物砂浆浆等)加固固设计计尚应应进行行原结构构验算算(确保保偶然然事件件发生生后，，防止止加固固结构构的加加固部部分失失效，，要求求原结结构构构件具具有一一定的的安全全保证证；要要求原原结构构构件件能承承担n倍恒恒载标标准值值作用用)可变荷荷载标标准值值/永永久荷荷载标标准值值≤1，n=1.2；可变荷荷载标标准值值/永永久荷荷载标标准值值≥2，n=1.5;1<可可变荷荷载标标准值值/永永久荷荷载标标准值值<2，n按线线性内内插法法确定定加固材材料标标准值值的确确定(抽样样检查查)加固材料标准值材料强度平均值材料强度标准差材料强度标准值计算系数nα＝0.05时的k值nα＝0.05时的k值c=0.99c=0.95c=0.90c=0.75c=0.99c=0.95c=0.90c=0.754－5.1453.9572.680153.1022.5662.3291.9915－4.2023.4002.463202.8072.3962.2081.93365.4093.7073.0922.336252.6322.2922.1321.89574.7303.3992.8942.250302.5162.2202.0801.869103.7392.9112.5682.103502.2962.0651.9651.811抽样试试样数数置信水水平(度)正态分分布分分位值值结构荷荷载标标准值值的确确定荷载标准值一般按现行荷载设计规范确定自重标准值＝单位自重标准值×实际尺寸(或结构详图尺寸)按现行荷载规范采用现场抽样确定荷载规范无规定自重变异较大的怀疑原设计值与实际有显著差异屋面加固施工荷载低于现行规范的采用现行规范高于现行规范的采用实际荷载施工荷载过大的宜采取措施降低雪(风)载和楼面活载标准值＝规范规定值×考虑目标使用年限的修正系数φa下一目标使用年限10年20年30－50年雪载或风载0.850.951.0楼面活载0.850.901.0现场抽抽样确确定自自重标标准值值方法法试样数数量不不少于于5个个。其效应对结构不利时自重标准值试样平均值试样标准差试样数量抽样数量影响系数其效应对结构有利时ntntntnt52.1381.89151.76301.7062.0291.86201.73401.6871.94101.80251.71≥601.67对于非非结构构的购购配件件，或或对制制作沉沉降有有影响响的构构件若若其自自重效效应对对结构构有利利时应应取其其自重重标准准值gk,sup＝0。。加固方方法及及配合合技术术直接加固法间接加固法增大截面法置换砼加固法外粘型钢加固法外粘钢板加固法粘贴纤维复合材加固法绕丝加固法高强钢丝绳－聚合物砂浆外层加固法外加预应力加固法增设支点加固法混凝土结构加固法裂缝修补技术锚固技术阻锈技术加固配合技术5.2.2增增大截截面加加固法法设计规规定适用范范围：钢筋筋混凝凝土受受弯(梁板板)和和受压压构件件的加加固原砼要要求：不应应低于于C10(现场场检测测结果果)(无法法提供供足够够的粘粘结力力)新砼要要求：高于于原砼砼一个个等级级且不不低于于C20界面处处理和和粘结结质量量要求求：符合合规定定可按按整体体截面面处理理基本假假定：同《《混凝凝土结结构设设计规规范》》GB50010优点：：工艺艺简单单、经经验丰丰富、、受力力可靠靠、加加固费费用低低缺点：：湿作作业工工作量量大、、养护护期长长、占占用建建筑空空间多多增大截截面加加固法法的优优缺点点加固形形式砼构件加固形式四周外包单侧加厚三侧外包双侧加厚柱四面加固四面加固单面加固双面加固梁四面加加固压区加加固拉区加加固双侧加加固三侧加加固受弯构构件正正截面面加固固(压区加加固)拉区加固加固方法压区加固现行混凝土结构设计规范叠合式受弯构件抗裂度验算承载力计算裂缝宽度验算挠度验算验算结果表明，仅需增设混凝土叠合层即可满足承载力要求时，也应按照构造要求配置受压钢筋和分布钢筋受弯构构件正正截面面加固固(拉区加加固)原受压钢筋受压屈服新增受拉钢筋受拉屈服知识点点：增增大截截面后后的相相对界界限受受压区区高度度新增钢筋位置处按平截面假定确定的初始应变值，当新增钢筋与原钢筋采用短钢筋焊接时，可近似取h01=h0，εs1=εs0初始弯矩标准值M0k作用下原受拉钢筋的应变值推导增增大截截面后后的相相对界界限受受压区区高度度原截面初始荷载作用引用苏联标准推导增增大截截面后后的相相对界界限受受压区区高度度受弯构构件正正截面面加固固(拉区加加固)原受拉拉钢筋筋不屈屈服，，应重重新验验算新增钢钢筋强强度利利用系系数，，取0.9受弯构构件斜斜截面面加固固截面最最小尺尺寸验验算条条件（（同砼砼设计计规范范）受弯构构件斜斜截面面加固固当拉区区增设设配筋筋混凝凝土层层，并并采用用U形形箍与与原箍箍筋逐逐个焊焊接时时焊于原箍筋上新增U形箍单面焊≥10d双面焊≥5d新增U形箍新增箍筋植箍筋用结构胶锚固植筋方式埋设U形箍≥10d≥3d新增混混凝土土强度度利用用系数数，取取0.7受弯构构件斜斜截面面加固固当增设设钢筋筋混凝凝土三三面围围套，，并采采用加加锚式式或胶胶锚式式箍筋筋时孔中用结构胶锚固胶锚式箍筋胶锚式箍筋螺栓(螺帽拧紧后加点焊)钢板加锚式箍筋加锚式箍筋≥120mm新增混混凝土土强度度利用用系数数，取取0.7解释：：应力力滞后后和应应变滞滞后概概念加大截截面法法加固固受压压构件件是二二次受受力构构件。。被加加固柱柱在加加固前前已经经承受受荷载载(一一次受受力)，截截面内内产生生了应应力和和应变变。新新增部部分在在加固固后并并不能能立即即分担担原已已支撑撑被加加固柱柱上的的荷载载，而而在新新增荷荷载作作用下下，才才开始始与被被加固固柱共共同工工作，，承担担荷载载（二二次受受力））。当当被加加固柱柱达到到极限限状态态时，，新增增部分分砼和和钢筋筋一般般不能能充分分发挥挥作用用，其其利用用程度度与加加固前前被加加固构构件的的受力力程度度有关关。因因此，，加固固后轴轴心受受力构构件截截面受受压承承载力力与加加固时时被加加固构构件的的应力力水平平有关关，不不能取取两部部分承承载力力简单单叠加加。以轴心心受压压构件件为例例说明明混凝土土强度度利用用系数数原构件砼原构件钢筋新增钢筋新增砼加固前原构件应变β－应应力水水平指指标注：ββ在0-1之间间变化化，ββ越越小ααc越大，，表示示新增增砼利利用率率越高高。钢筋强强度利利用系系数新增钢筋极极限状态时时的应力注：β在0-1间变变化，ββ越小αs越大，表示示新增钢筋筋利用率越越高。原构件砼原构件钢筋新增钢筋新增砼加固前原构件应变混凝土和钢钢筋强度利利用系数应力水平指标强度利用系数β＝1，新增砼和钢筋完全不能发挥作用；β＝0，新增砼和钢筋能完全发挥作用，可当作新构件计算；应力水平指标反映应变滞后程度加大截面法法加固轴压压构件新增截面原柱截面新增纵向受力钢筋原纵向受力钢筋新增箍筋综合考虑新新增砼和新新增钢筋强强度利用程程度的修正正系数，取取0.8为什么综合合修正系数数取0.8?应力水平指标强度利用系数应力水平指标反映应变滞后程度加大截面法法加固偏压压构件新旧混凝土组合截面的混凝土轴压设计值加大截面法法加固偏压压构件偏心距e应应按混凝土土结构设计计规范计算算，但增大大系数尚应应乘以下列列修正系数数Φη对于围套或或其他对称称形式的加加固当e0/h≥0.3时，ΦΦη＝1.1；；当e0/h<0.3时，ΦΦη＝1.2；；对于非对称称形式的加加固当e0/h≥0.3时，ΦΦη＝1.2；；当e0/h<0.3时，ΦΦη＝1.3；；相关构造要要求新增砼层最最小厚度，板≥40mm，梁梁柱采用人人工浇注时时≥60mm，采用用喷射砼施施工时≥50mm。。加固用的钢钢筋应采用热轧轧钢筋。板板受力筋直直径≥8mm；梁受受力筋直径径≥12mm；柱受受力筋直径径≥14mm，加锚锚式箍筋直直径≥8mm；U形形箍筋直径径与原箍筋筋相同；分分布钢筋直直径≥6mm.连接短筋d≥20mm连接短筋原钢筋新增钢筋Φ6联系钢筋连接短筋l1≥5d，短短筋中距l2≤500mm，新增增钢筋与原原钢筋净距距≥20mm【例题】某某单筋矩矩形截面梁梁，C30砼，截面面尺寸及配配筋情况如如图。现因因楼面使用用功能改变变，楼面活活载由原2.0KN/m2增至6.0KN/m2。经计算框框架梁跨中中最大弯矩矩由原标准准值950.10KN.m增增至1232KN.m（设计计值1540.01KN.m）。请用用加大截面面法对跨中中截面进行行加固设计计。解:1、按梁原原设计条件件验算梁承承载力2、计算加加固所需钢钢筋量原截面加固后截面面锚入梁两端端柱新增箍筋与与原箍筋焊焊接【例题】某某轴心受压压柱，截面面尺寸b××h=400×400,计算算高度h0=