采用KM軟件進行結構加固設計

采用PKPM軟件進行結構加固設計任思澤【摘要】現(xiàn)有建筑加固應遵循的原則是：結構安全、經(jīng)濟、有效、實用。合理利用PKPM結構計算軟件對建筑結構加固進行有效分析并完成加固設計是這一原則的體現(xiàn)，本文中分別以單個構件加固、局部新增構件加固為例，結合本人的設計分析經(jīng)驗以供參考。單個構件加固由于現(xiàn)有建筑局部使用功能發(fā)生改變，導致現(xiàn)有建筑僅某個或某幾個結構構件設計承載力不滿足后續(xù)使用要求，同時又在結構的整體承載能力和抗震能力范圍之內(nèi)。對于這種情況則只需對單個構件進行結構加固即可。設計步驟：收集該建筑結構施工圖。根據(jù)施工圖中結構構件數(shù)據(jù)建立PKPM簡易（一個結構層）結構分析模型。為分析局部使用功能改變對同層相鄰結構構件的影響，分析模型應包含使用功能改變區(qū)域相鄰至少1個結構跨度范圍內(nèi)的結構構件。輸入該區(qū)域原建筑使用結構荷載，完善各項計算參數(shù)（材料強度參數(shù)設置同施工圖說明；由于是局部加固計算，從偏安全考慮，各項參數(shù)原則上不應考慮折減）。然后在SATWE計算模塊中進行第一次計算，得出計算結果。最后將模型中所有正截面受彎構件計算梁配筋面積與原結構施工圖中梁實際配筋面積進行對比：如＞，則應考慮計算中是否有荷載參數(shù)出錯，或該區(qū)域原使用荷載已經(jīng)超出設計承載力要求。說明不再屬于單個構件加固，應將其按結構區(qū)段加固另行考慮。如0.9≤≤，則可將本次計算模型直接作為參考模型，進行下一步計算。如≤0.9，則應考慮計算中是否有荷載參數(shù)出錯。如已確認各項計算計算荷載參數(shù)正確。方可將本次計算模型作為參考模型，進行下一步計算。其中：——為原梁正截面受彎抗拉實際配筋面積；——為第一次參考模型計算時，梁正截面受彎抗拉鋼筋計算面積。BA保留參考模型計算結果，然后在參考模型中將原結構荷載改為建筑使用功能改變后的結構使用荷載。在不改變其余參數(shù)設置的情況下進行第二次SATWE計算，得出計算結果。將計算模型中框架柱軸壓比與參考模型中對應框架柱軸壓比進行對比分析。如，可不考慮使用功能改變對建筑結構豎向作用力的影響；否則應建立多個結構層分析對下層結構的影響。BA將模型中所有正截面受彎構件計算梁配筋面積與原結構施工圖中梁實際配筋面積進行對比，再結合結構構件特性選取加固方法：如所有構件≤，則表示該構件使用荷載在原構件設計承載力范圍之內(nèi)，不需加固。如模型中邊跨梁構件≤，則說明本次使用功能改變對相鄰區(qū)域構件影響較大，則應擴大結構分析模型范圍。如≤≤，該梁跨高比大于4，且長期使用的環(huán)境溫度不高于60℃，不處于特殊環(huán)境(如高溫、高濕、介質(zhì)侵蝕、放射等)時，采用碳纖維布的方法對其進行加固。首先，采用差值法初步計算加固碳纖維布有效截面面積。飯其次，采用鑒,胡計算出梁加固財后混凝土受壓臺區(qū)高度眾。勺然后，驗算升加載后該梁最慨大正截面彎矩絞作用力陜。撤最后，形將包帶入《混凝土叫結構加固設計姿規(guī)范》（喂GB5036時7-2006邪）中第集9.2.匆4剝條計算實際應女粘貼碳纖維布主截面面積瓦，并根據(jù)梁截褲面尺寸和市場平材料提供信息愈選擇碳纖維布峰加固寬度和層育數(shù)。辟其中金：弄——嚼為考慮二次受擾力碳纖維布強目度折減系數(shù)；丟陡涌——掀為加固碳纖維刮布有效截面面黑積；竿幅猴——靠為原鋼筋強度鑼設計值；觀睛奴——結為加載后第二弟次計算時，梁椅正截面受彎抗云拉鋼筋計算面撐積；拌字——肯、浴為原梁正截面凡受彎抗拉、抗雕壓實際配筋面腎積；廢炊跑——黎為碳纖維布抗觸拉強度設計值味；動呢襯——讀為加載后第二毛次計算時，梁企正截面最大彎胞矩值；藝灌襯——產(chǎn)為原梁混凝土熔抗壓強度設計凳值；耳鳥親——容、孤分別為矩形截卡面梁的寬度和劃高度；笛賞貌——區(qū)為加固前截面丈有效高度；廳蠢燥——蛛為縱向受壓鋼把筋合力點至截皆面近邊的距離茄。盯如雖≤飼≤狀，聾長期使用的環(huán)垮境溫度不高勞于疑6吩0風℃拌，不浪處于特殊環(huán)殊境踐(房如高溫、高濕伸、介質(zhì)侵蝕、寇放射寄等貞)健，且不宜采用漸碳纖維布加固搖時，采用可粘封貼鋼板的方法冊對其進行加固刻。光首先，采用差糧值法新初步計算加固兄鋼板有效截面蔬面積呀。虛其次，采用貌,鴨計算出梁加固忽后混凝土受壓充區(qū)高度撞。頃然后，驗算爬加載后該梁最片大正截面彎矩捷作用力坑。辦最后，根據(jù)如、梁截面尺寸再和市場材料供租應情況選取加淘固鋼板厚度及僑寬度。繞其中緒：督——鏡為考慮二次受誠力鋼板強度折巾減系數(shù)；稱靠眼——老為加固鋼板截撥面面積；蒜墓認——弱為原鋼筋強度保設計值；歷軟凈——計為加載后第二觀次計算時，梁債正截面受彎抗豎拉鋼筋計算面對積；雷煩——灘、些為原梁正截面允受彎抗拉、抗宇壓實際配筋面吵積；需貴舊——遙為加固鋼板抗兇拉強度設計值民；淋扭界——玉為加載后第二射次計算時，梁池正截面最大彎卵矩值；庭拜拆——稈為原梁混凝土并抗壓強度設計鈴值；去特大——嚼、餅分別為矩形截塵面梁的寬度和胳高度；邀儉埋——臭為加固前截面撞有效高度；辯棵繭——俊為縱向受壓鋼儀筋合力點至截戶面近邊的距離墳。習如念≤槐≤著，且不宜采用御粘貼碳纖維和未鋼板的方法加肅固；或鉗≤名。則該梁宜采恭用梁底加大截劃面的方法進行蹲加固處理（新間增混凝土強度裙比原構件強度漂提高一個等級斧）。泡首先，采用差戰(zhàn)值法簽初步計算新增欠鋼筋有效截面桌面積領。每其次，采用嘆，計算出梁計執(zhí)算出梁加固后笑混凝土受壓區(qū)浩高度嘴。樣然后，驗算麻加載后該梁最寧大正截面彎矩酒作用力會。親最后，根據(jù)蓄、梁截面尺寸廈和市場材料供惡應情況選取加禮固梁截面配筋礦。勇其中類：研——奏為新增鋼筋強降度利用折減系鵲數(shù)；午憤邊——騎為新增受拉鋼寄筋截面面積；獄源卷——嫌為原鋼筋強度釣設計值；巾頂六——睡為加載后第二調(diào)次計算時，梁字正截面受彎抗膝拉鋼筋計算面蹄積；賠逮——廟、李為原梁正截面直受彎抗拉、抗表壓實際配筋面踢積；柿農(nóng)卡——碰為新增鋼筋強材度設計值；餐帖概——印為加載后第二揮次計算時，梁撞正截面最大彎止矩值；職茂奸——汪為原梁混凝土臣抗壓強度設計建值；漢鏈煙——許、監(jiān)分別為加固前倚矩形截面梁的而寬度和有效截湖面高度；瘡聲運——盆為加固后梁截姐面有效高度；運道俗——鎖為縱向受壓鋼止筋合力點至截咐面近邊的距離購。妹通如果在第二高次汗SATW倦E艷計算結果出現(xiàn)神超配筋現(xiàn)行，士則需在第二次糾計算模型中將誼該構件截面尺蛾寸加大。然后滾再其余計算參葉數(shù)不變的情況勉下鏈在令SATW亭E廳計算模塊中進虹行第三次計算垮。奮【睬實例勵】：城成都某購物中賄心財務辦公室果重要設備放置股位置結構加固菌工程概況兵：該購物中心脂為地貌下冷1禽層，地音上哈6伙+1層層框架結構，顏建箭于舌200舉1跨年，建筑面積孫達使26煙00吐0喚平方米。現(xiàn)需憶在原結構五層豈某兩根主梁（請圖沃1溝中厭梁叼A饒、運梁詞B錘）上分別放惜置愁1院個饒和鴉9狠個重要設備，樹單個設備最大殼使用荷載療達索20k鄙N叼（設備自禽重炕10k然N傘，最大使用活登載著10k喉N嘴）。由于缺乏護原結構設計計斥算數(shù)據(jù)，受設惰備加載直接影陡響的結構構件纖為一般構件且悉占整個建筑中畢同類結構構件朋的比例非常小俊，因此不便于主也沒必要對整訓個建筑結構進具行抗震鑒定分串析。本次加固扣亦屬于構件加刮固，同時，不逼改變現(xiàn)有建筑垃結構的抗震設股防等級、構造稱以及后續(xù)使用嚷年限等。奮題設計步驟魔：矛根據(jù)施工圖中津結構構件數(shù)據(jù)手建綠立卻PKP套M難簡易結構分析棗模型。失都圖而1擦某購物中心集結構加載區(qū)域旗簡易優(yōu)分析模型啄根據(jù)建筑該區(qū)基域原使用功能津，輸入結構使袖用荷載，并完蘆善各項計算參畢數(shù)后，在騙然后弦在臺SATW葬E遞計算模塊中進峰行第一次計算桶，得出計算結驅(qū)果。喝然后遞將心各梁正截面受要彎泄構件計算梁配悔筋面積鳴與填對應伴原結構施工圖鐮中梁實際配筋脫面積存進行對比框。得出椅0.9蜘≤盲≤器，故可將本次逐計算模型作為現(xiàn)參考模型。絞圖巨2.晃做某購物中心參襪考模型中梁、紐樓面荷載平面富圖親在曲參考換模型中藥輸入新增重要雙設備使用荷載殿。在不改變其赴余參數(shù)設置的辣情況下進行第侮二冶次陽SATW騾E圈計算，得出計狗算結果。最后役將茅正截面受彎林構件計算梁配緒筋面積映與原結構施工密圖中梁實際配柿筋面積莊進行對比污。發(fā)現(xiàn)除梁俘B極以外，其余梁感配筋信息滿足憲≤績，不需加固。勵圖俱3相渠某購物中心新剪增設備荷載平態(tài)面圖粗梁舌B墾的加固計算：斗已知條件：梁竊寬崗b=45虎0弊，梁前高顛h=70醫(yī)0悠，梁樂跨笛l=8200陸m湊m么，原梁混凝土召抗壓強度設計燙值什，原梁鋼筋強穩(wěn)度設計值敬，原梁底實際賭配筋癥，原梁頂實際揀配筋胳，加固計算梁濁底配筋揀。由于姿且處于盤長期溫度不應哨高某于政6具0買℃辟的謎正常使用環(huán)境朋，故選擇采用兔梁底粘貼碳纖足維布（取裹）的方法對其狀進行加固處理宜。厲野坑首先，采用差別值法求的加固傳碳纖維布有效回截面面積：扭其次，計算梁刃加固后混凝土漸受壓區(qū)高度：疼漂跡克然后，驗算缺加載后該梁最嘆大正截面彎矩邪作用力：腹腎，滿足要求。盒最后，根據(jù)碳估纖維單層厚度鉤，碳纖維彈性恩模量專，假設梁底粘憑貼碳纖維布層狀數(shù)唇。冷毅晃計算碳纖維布異厚度折減系膠數(shù)技:身叨睜前益計算粘貼碳纖鈔維布寬度：鋼脂自，取碳布粘貼勝寬蹲度季b=45桃0柜。中結構偷局部新增構件鑰加固閥鋒由于旬現(xiàn)有建筑平、徒立面發(fā)生改變脾，在現(xiàn)有建筑皮結構中新增部禁分結構構件，懶導致現(xiàn)有建筑僻結構局部區(qū)域斑構件荷載效應姻發(fā)生變化。對芒于此種情況應描對建筑結構進返行整體承載能宰力和抗震能力研進行驗算分析撈，并確定具體微加固方案。設計步驟：切收集雞該建筑致原香結構施工圖。豆根據(jù)施工圖中搜結構構件數(shù)據(jù)蓄，封建哀立舍PKPM疊整體萬分析模型嬌（模型中材料燭強度等參數(shù)等遼應參考該建筑宋原結構施工圖屯說明）糊。斷為滿足建筑平綠、立面發(fā)生改他變需求，呼在橋PKPM循整體模型中對倒應位置輸入新須增結構構件。肌根據(jù)建筑使用秀功能要求，在盒模型中輸入結旺構使用荷載。愿在葬SATW漸E職計算模塊中進帝行計算，并得熟出計算結果。釋根據(jù)計算結果覆進行分析如下籌：采常根據(jù)文本文件守輸出數(shù)據(jù)，分冤析結構局部新礎增構件后，建將筑整體抗震能庭力是否滿足抗刮震規(guī)范要求。深若滿足抗震要諷求，則進行下福一步分析；若對不滿足，則通乘過調(diào)整模型中層的構件尺寸或忠改變新增構件燙布局等方式解疊決。摸在結構整體滿鏈足抗震要求的笨基礎上，查看鋤構件配筋驗算手簡圖中是否有按超配筋現(xiàn)象。逢若無超配筋現(xiàn)違象直接進行下澇一步分析；若忘有超配筋現(xiàn)象媽則應通過調(diào)整靜模型中的構件軟尺寸或改變新防增構件布局等弱方式解決。啦查看構件配筋凡驗算簡圖中新姐增構件與原結祖構構件連接處已結構配筋。如軌配筋合理，便位于通過植筋達皺到配筋要求，拘則以此次計算證結果為依據(jù)選漲擇選擇新增構率件結構配筋；味如配筋較大，鐵不易通過植筋墾達到配筋要求幕時，則減小模邀型中該處節(jié)點悼負彎矩調(diào)幅系灶數(shù)甚至將該處歪節(jié)點設為鉸連箭接，然后再次緊計算得出結論皮并對其進行重洪新分析。仙新增構件與原累構件連接處植側(cè)筋計算。芬本界藏已知連接處設祥計配筋計算面艷積屯朋，連接處設計碰配置鋼筋直徑談和根數(shù)辯。竊法圾述根據(jù)《混凝土姥結構加固設計摔規(guī)范》貌（轎GB5036鳴7-2006怎）中第護12.2.蜘3處條計算植筋基旱本錨固深度：半半努裂計算鋼筋最小挽植筋深度：密速解堡參考單個構件屑加固步驟丙第悲1.熱4價步