混凝土結(jié)構(gòu)梁板加固設(shè)計

1、混凝土結(jié)構(gòu)梁板加固設(shè)計加大截面加固法加大截面加固法 增補受拉筋加固法增補受拉筋加固法 預(yù)應(yīng)力加固法預(yù)應(yīng)力加固法 粘貼鋼加固法粘貼鋼加固法 碳纖維加固法碳纖維加固法n適用情況：適用情況：梁板承載力相差較大且剛度也不滿足要求時。加大截面加固法n加固方式：加固方式：三面加厚、兩面加厚、單面加厚等n加固效果：加固效果：拉區(qū)補澆混凝土，能對補加鋼筋起到粘結(jié)和保護作用；壓區(qū)補澆混凝土，增加構(gòu)件的有效高度，提高構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力，增強構(gòu)件的剛度。加大截面加固法n加固計算方法加固計算方法加大截面加固法3、承載力計算1、受力特征分析2、使用階段鋼筋應(yīng)力的計算與控制n疊合構(gòu)件受力特征疊合構(gòu)件受力特征加大截面加

2、固法n混凝土應(yīng)變滯后，鋼筋應(yīng)力超前混凝土應(yīng)變滯后，鋼筋應(yīng)力超前n承載力計算承載力計算: :按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)范的基本規(guī)定，考慮新舊協(xié)同工作進行。的基本規(guī)定，考慮新舊協(xié)同工作進行。加大截面加固法混凝土加固結(jié)構(gòu)計算的基本假定：a、截面變形保持平面； b、不考慮混凝土的抗拉強度 ；c、混凝土軸心受壓的應(yīng)力c與應(yīng)變c關(guān)系為拋物線 ；d、混凝土軸心非均勻受壓時的壓力c與應(yīng)變c關(guān)系為拋物線和水平之間組合曲線， e、鋼筋應(yīng)力s與應(yīng)變s關(guān)系為直線和水平線之組合折線； f、加固結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)，是以截面變形達下列情況之一時：當(dāng)原混凝土或新加混凝土壓應(yīng)變達混凝土極限

3、變形值c0或cu時；當(dāng)原鋼筋或新加鋼筋拉應(yīng)變達鋼筋的極限變形值su時；當(dāng)混凝土達cu及鋼筋達su時。 g、受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形可簡化為等效的矩形應(yīng)力圖；f、相對界限受壓區(qū)高度b n構(gòu)造規(guī)定構(gòu)造規(guī)定加大截面加固法n施工要求施工要求適用范圍：適用范圍：適用于當(dāng)梁的截面尺寸能滿足剛度要求且其抗剪承載力也滿足要求，而僅是彎曲抗拉強度不能滿足要求，且抗拉鋼筋的增補數(shù)量不是很大時。加固方法：加固方法： 全焊接法全焊接法增補受拉筋加固法：概述半焊接法半焊接法粘結(jié)法粘結(jié)法n焊接點處產(chǎn)生局部彎曲變形：焊接點處產(chǎn)生局部彎曲變形：增大增補筋應(yīng)力滯后，降低原筋的利用率增補受拉筋加固法：受力特征試驗證明，增補筋相對于

4、梁內(nèi)原筋存在著應(yīng)力滯后現(xiàn)象，它會使增補筋的屈服遲于梁內(nèi)原筋，并且當(dāng)增補筋屈服時梁內(nèi)出現(xiàn)較大的變形和裂縫。引起增補筋應(yīng)力滯后的原因較多，其中主要的是在增補筋受力之前，恒載和未卸除的荷載已在原筋中產(chǎn)生了一定的應(yīng)力。此外，焊接點處的局部彎曲變形、增補筋的初始平直度、后補混凝土與原梁表面之間的剪切滑移變形，以及扁鋼套箍與梁面間的縫隙、錨固處的變形等對增補筋的應(yīng)力滯后現(xiàn)象都有一定的影響。增補受拉筋加固法：受力特征n承載力計算承載力計算增補受拉筋加固法：截面設(shè)計利用已有表格計算時：n使用階段鋼筋應(yīng)力的計算與控制使用階段鋼筋應(yīng)力的計算與控制增補受拉筋加固法：截面設(shè)計n構(gòu)造要求構(gòu)造要求預(yù)應(yīng)力加固法：概述特點：

5、施工簡便，而且在基本不增加梁、板截面高度和不影響結(jié)構(gòu)使用空間的條件下，可提高梁、板的抗彎、抗剪承載力和改善其在使用階段的性能。 優(yōu)點：由于預(yù)應(yīng)力所產(chǎn)生的負彎矩抵消了一部分荷載彎矩，致使梁板的彎矩減小，裂縫寬度縮小甚至完全閉合。 基本工藝：在需加固的受拉區(qū)段外面補加預(yù)應(yīng)力筋；張拉預(yù)應(yīng)力筋，并將其錨固在梁（板）的端部。 預(yù)應(yīng)力加固法：預(yù)應(yīng)力筋張拉n千斤頂張拉法千斤頂張拉法n橫向收緊法橫向收緊法n豎向張拉法：豎向張拉法：人工豎向、千斤頂豎向n電熱張拉法電熱張拉法預(yù)應(yīng)力加固法：預(yù)應(yīng)力筋錨固na a、U U型鋼板型鋼板錨固錨固nb b、高強螺、高強螺栓摩擦栓摩擦- -粘結(jié)粘結(jié)錨固錨固nc c、焊接粘、焊

6、接粘結(jié)錨固結(jié)錨固nd d、扁擔(dān)式、扁擔(dān)式錨固錨固ne e、套箍錨固、套箍錨固預(yù)應(yīng)力加固法：內(nèi)力分析sincos11XhAMapppxsin11pppAVcos11pppAN在在L1梁段上產(chǎn)生的有效預(yù)應(yīng)力內(nèi)力梁段上產(chǎn)生的有效預(yù)應(yīng)力內(nèi)力 在兩個支撐點間的在兩個支撐點間的L2梁段上，預(yù)應(yīng)梁段上，預(yù)應(yīng)力筋所產(chǎn)生的有效預(yù)應(yīng)力內(nèi)力為：力筋所產(chǎn)生的有效預(yù)應(yīng)力內(nèi)力為： pbpppahAM220pVpppAN22預(yù)應(yīng)力加固法：內(nèi)力分析截面上所受的內(nèi)力為外荷載引起的內(nèi)力與預(yù)應(yīng)力引起的內(nèi)力之差 ：pMMM0pVVV0pNN 1、正截面承載力計算、正截面承載力計算 ：加固梁截面承載力計算采用等效外荷載法 ?？v向預(yù)應(yīng)力

7、的存在，使原來的受彎受彎構(gòu)件構(gòu)件變?yōu)槠氖軌簶?gòu)件偏心受壓構(gòu)件(多為大偏心受壓構(gòu)件大偏心受壓構(gòu)件)?？砂船F(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的大偏心受壓公式驗算加固梁的承載力。等效外荷載等效外荷載：指預(yù)應(yīng)力對原梁的作用可用相應(yīng)的外荷載代替，它們兩者對原梁產(chǎn)生的內(nèi)力（彎矩、剪力及軸力）是等效的。 預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)力：預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)力：直接按 計算 。con預(yù)應(yīng)力加固法：加固梁承載力計算預(yù)應(yīng)力加固法：加固梁承載力計算1fc sysycAfAfbxfN10012ssycahAfxhbxfNe預(yù)應(yīng)力加固法：加固梁承載力計算2、斜截面承載力計算：、斜截面承載力計算：預(yù)應(yīng)力筋外露的加固梁受力特征如同偏心受壓構(gòu)件，因此加固梁的抗剪

8、承載力較原梁有所提高 。元寶式預(yù)應(yīng)力筋元寶式預(yù)應(yīng)力筋puNVV05. 0ppconuNAVV05. 0sin1直線預(yù)應(yīng)力筋直線預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力加固法：反拱與撓度計算由于預(yù)應(yīng)力使加固梁產(chǎn)反拱，所以預(yù)應(yīng)力加固可以減小由于預(yù)應(yīng)力使加固梁產(chǎn)反拱，所以預(yù)應(yīng)力加固可以減小梁的撓度梁的撓度。 21ffffpa、 的計算在張拉前梁上作用著未卸除的荷載，它引起的撓度為 1f1f121485BMLaf b、 的計算 pfccpIEB75. 0c、 的計算 2f B2 = (0.7 0.8) EcIc B1 = (0.35 0.5) EcIc 預(yù)應(yīng)力加固法：張拉量的計算（1）裂縫閉合引起縮短變形影響因素：（2）張拉方

9、法：千斤頂張拉 、橫向收緊張拉、豎向張拉、電熱法張拉 預(yù)應(yīng)力加固法：張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力取值依據(jù)張拉控制應(yīng)力取值依據(jù)：宜高不宜太高（1）加固梁的受拉鋼筋應(yīng)力都較高，所以在加固結(jié)束后預(yù)應(yīng)力筋與梁中原受拉鋼筋的應(yīng)力差要較一般預(yù)應(yīng)力混凝土梁中兩種鋼筋的應(yīng)力差小得多。（2）需加固的梁撓度較大、裂縫較寬，因此對加固筋施加的預(yù)應(yīng)力值越高，就可以更多地改善被加固梁的受力狀態(tài)。取值取值：建議張拉控制力按表3.4取用預(yù)應(yīng)力加固法：預(yù)應(yīng)力損失(1) 錨固損失 (2) 折點摩擦損失:當(dāng)采用下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力筋時，在下?lián)吸c會產(chǎn)生摩擦阻力使下?lián)吸c另一端加固筋的內(nèi)力小于張拉端的內(nèi)力，即經(jīng)折點后，預(yù)應(yīng)力將因折點處的摩擦而降低

10、。 (3) 鋼筋松弛損失(4) 混凝土徐變損失：由于加固構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力筋只是受拉鋼筋中的一部分，其作用不致抵消與預(yù)應(yīng)力同時作用的外載產(chǎn)生的拉應(yīng)力。因此可以忽略不計。 a、分別繪制在剩余荷載和全部荷載作用下的內(nèi)力圖。預(yù)應(yīng)力加固法：設(shè)計步驟b、根據(jù)總彎矩M，先按受彎構(gòu)件核算受壓區(qū)高度x值，再由x值求出梁跨中截面處須加固筋承擔(dān)的彎矩M，并用M估計加固筋的截面面積Ap。c、確定張拉控制應(yīng)力，并計算預(yù)應(yīng)力損失值。d、以張拉控制應(yīng)力為依據(jù)，計算預(yù)應(yīng)力內(nèi)力。e、將預(yù)應(yīng)力作為外力作用在原梁上，按偏心受壓構(gòu)件驗算原梁的正截面承載力。若驗算結(jié)果不能滿足要求，可加大預(yù)應(yīng)力筋的面積重新計算。f、驗算梁的斜截面承載力。g

11、、進行預(yù)應(yīng)力效應(yīng)計算和張拉量計算。預(yù)應(yīng)力加固法：設(shè)計步驟粘貼鋼板加固法：概述粘貼鋼板加固法粘貼鋼板加固法：用膠粘劑將鋼板貼在構(gòu)件外部的一種加固方法。膠粘劑：膠粘劑：通常是以環(huán)氧樹脂為基料，再加入適量的固化劑、增韌劑、增塑劑配制而成的所謂“結(jié)構(gòu)膠”。粘貼鋼板加固法：優(yōu)勢1、膠粘劑硬化的時間快，施工周期短，施工時不必停產(chǎn)或少停產(chǎn)。2、工藝簡單，可以不動明火，對防火要求高的車間特別適用。3、粘結(jié)劑的強度高于混凝土本體強度，可以使加固與原構(gòu)件形成一個整體，受力較均勻，不會在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象4、粘貼鋼板所占的空間小，幾乎不增加被加固構(gòu)件的斷面尺寸和重量，不影響房屋的使用凈空，不改變構(gòu)件的外形。5

12、、經(jīng)粘貼鋼板加固梁的開裂荷載可得到較大幅度的提高，對提高梁的抗裂性遠比原梁內(nèi)的鋼筋有效。6、粘貼鋼板加固的梁的抗彎剛度得到提高，撓度減小。7、加固梁的截面承載力得到提高。粘貼鋼板加固法：破壞特征破壞特征破壞特征：試驗表明，粘貼鋼板加固梁破壞時，粘貼在梁底的鋼板可以達到屈服強度。在適筋范圍內(nèi)，隨著荷載的增加，加固梁在鋼板和梁中原筋屈服后因混凝土被壓碎而破壞。注意注意：若鋼板端部與混凝土撕脫，則此類加固梁破壞時，粘貼于梁底的鋼板未達到屈服強度，沒有明顯的預(yù)兆，端頭鋼板突然被撕脫，致使梁中原筋應(yīng)力突增，很快進入強化階段而脆性破壞。粘貼鋼板加固法：鋼板撕脫原因粘結(jié)鋼板與埋在混凝土中的鋼筋相比，受力較為

13、不利。鋼板的拉力僅靠單面的粘結(jié)應(yīng)力來平衡。鋼板的合力與粘結(jié)應(yīng)力不在一條線上，它們形成一個力偶，有使鋼板產(chǎn)生與梁的彎曲方向相反的變形，起著剝離鋼板的作用。粘結(jié)層處于不利的剪拉復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下工作。鋼板端頭缺少與混凝土的錨固措施。膠粘劑質(zhì)量和施工工藝影響粘結(jié)效果。 粘貼鋼板加固法：粘貼鋼板應(yīng)力滯后粘貼鋼板在以后的受力過程中存在著應(yīng)力滯后現(xiàn)象，因為一般是在不卸載的情況下進行加固的，原梁中的鋼筋中已有一定的應(yīng)力存在，而所粘貼的鋼板僅在后加荷載作用下產(chǎn)生應(yīng)力。因此，當(dāng)原筋屈服時鋼板往往尚未屈服，而當(dāng)鋼板屈服時加固梁的撓度及裂縫會發(fā)展得很快。 粘貼鋼板加固法：受彎構(gòu)件正截面加固計算當(dāng)考慮二次受力影響時，應(yīng)按

14、構(gòu)件加固前的初始受力情況，確定粘貼鋼板的滯后應(yīng)變在達到受彎承載能力極限狀態(tài)前，外貼鋼板與混凝土之間不致出現(xiàn)粘結(jié)剝離破壞一、計算假定：鋼板應(yīng)力 取等于拉應(yīng)變 與彈性模量 的乘積sppspE構(gòu)件達到受彎承載能力極限狀態(tài)時，外貼鋼板的拉應(yīng)變應(yīng) 按截面應(yīng)變保持平面的假設(shè)確定；sp粘貼鋼板加固法：受彎構(gòu)件正截面加固計算二、加固后相對界限受壓區(qū)高度確定：粘貼鋼板加固法：受彎構(gòu)件正截面加固計算二、承載力計算受力圖：粘貼鋼板加固法：受彎構(gòu)件正截面加固計算三、計算公式：)()()2(0000001hhAfhAfahAfxhbxfMsyspspsycusp000001spspsysyspspcAfAfAfAfbx

15、fspspspcucuspEfxh/8 . 00,2ax 錨固粘結(jié)長度計算錨固粘結(jié)長度計算：錨固粘結(jié)長度，是指原梁在不需要加固的截面以外粘貼鋼板延伸長度。若鋼板粘結(jié)長度無法滿足上式要求，可在鋼板的端部錨固區(qū)粘結(jié)U形箍板，也可在鋼板端錨固區(qū)增設(shè)膨脹螺栓的辦法加強錨固。 spbdspspsptftfl170/粘貼鋼板加固法：受彎構(gòu)件正截面加固計算粘貼鋼板加固法：受彎構(gòu)件斜截面加固計算一、加固相關(guān)規(guī)定：粘貼鋼板加固法：受彎構(gòu)件斜截面加固計算二 斜截面計算公式粘貼鋼板加固法：施工工藝流程圖碳纖維加固法：適用范圍1、本方法適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固。本方法不適用于素混凝土

16、構(gòu)件，包括縱向受力鋼筋配筋率低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB 50010規(guī)定的最小配筋率的構(gòu)件加固。 2、被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強度不得低于1.5MPa。 3、外貼纖維復(fù)合材加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，應(yīng)將纖維受力方式設(shè)計成僅承受拉應(yīng)力拉應(yīng)力作用。 碳纖維加固法：設(shè)計計算指標(biāo)碳纖維加固法：設(shè)計計算指標(biāo)碳纖維加固法：計算假定碳纖維加固法：相對界限受壓區(qū)高度的限定限定纖維的限定纖維的“最大加固量最大加固量” 碳纖維加固法：計算公式碳纖維加固法：斜截面加固示意圖碳纖維加固法1 表面處理：去除多余附屬物以及油漬，處理凹凸表面，將直角部分打磨成圓?。≧20mm） 2