鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范_第1頁(yè)
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鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范_第5頁(yè)
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目次TOC\o"1-5"\h\z\u1總則 1292術(shù)語(yǔ)和符號(hào) 1302.1術(shù)語(yǔ) 1302.2符號(hào) 1303基本規(guī)定 1313.1一般規(guī)定 1313.2設(shè)計(jì)計(jì)算原則 1333.3加固方法及配合使用的技術(shù) 1344材料 1354.1原鋼材及其連接材料 1354.2加固用鋼材及焊接材料 1354.3螺栓、鉚釘、焊釘及錨栓 1364.4預(yù)應(yīng)力用鋼拉索 1364.5碳纖維復(fù)合材 1374.6結(jié)構(gòu)膠粘劑 1385改變結(jié)構(gòu)體系加固法 1395.1一般規(guī)定 1395.2改變結(jié)構(gòu)體系的一般方法 1405.3構(gòu)造規(guī)定 1405.4改變結(jié)構(gòu)體系的防屈曲加固法 1406增大構(gòu)件截面加固法 1426.1一般規(guī)定 1426.2受彎構(gòu)件的加固 1436.3軸心受力構(gòu)件的加固 1446.4拉彎、壓彎構(gòu)件加固計(jì)算 1456.5構(gòu)造規(guī)定 1467粘貼鋼板加固法 1477.1一般規(guī)定 1477.2受彎構(gòu)件加固計(jì)算 1477.3受拉構(gòu)件局部正截面加固計(jì)算 1487.5構(gòu)造規(guī)定 1488粘貼纖維復(fù)合材加固法 1498.1一般規(guī)定 1498.2受彎構(gòu)件加固計(jì)算 1508.3受拉構(gòu)件加固計(jì)算 1518.4構(gòu)造規(guī)定和施工要求 1519外包鋼筋混凝土加固法 1539.1一般規(guī)定 1539.2加固計(jì)算 1539.3構(gòu)造規(guī)定 15410鋼管構(gòu)件內(nèi)填混凝土加固法 15510.1一般規(guī)定 15510.2圓形鋼管構(gòu)件加固計(jì)算 15510.3正方形鋼管構(gòu)件加固計(jì)算 15610.4管內(nèi)混凝土施工 15611預(yù)應(yīng)力加固法 15711.1一般規(guī)定 15711.2構(gòu)件預(yù)應(yīng)力加固 15911.3結(jié)構(gòu)整體預(yù)應(yīng)力加固 15911.4構(gòu)造要求 16011.5對(duì)預(yù)應(yīng)力加固施工工藝的要求 16012連接和節(jié)點(diǎn)加固 16212.1一般規(guī)定 16212.2焊接連接的加固 16212.3螺栓和鉚釘連接的加固 16312.4加固件的連接 16412.5栓焊并用連接加固 16412.6節(jié)點(diǎn)的加固 16512.7構(gòu)造規(guī)定及設(shè)計(jì)對(duì)施工要求 16613鋼結(jié)構(gòu)的修復(fù)技術(shù) 16813.1一般規(guī)定 16813.2缺陷修復(fù) 16813.3變形修復(fù) 169附錄A既有建筑物結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定方法 170附錄B鋼構(gòu)件截面加固形式的選用 171附錄C膠粘層剝離的主應(yīng)力計(jì)算方法 172附錄D膠結(jié)層容許主應(yīng)力計(jì)算方法 173

1總則1.0.1本條規(guī)定了制訂本規(guī)范的目的和要求,這里應(yīng)說(shuō)明的是,本規(guī)范作為鋼結(jié)構(gòu)加固通用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),主要是針對(duì)為保障安全、質(zhì)量、衛(wèi)生、環(huán)保和維護(hù)公共利益所必需達(dá)到的最低指標(biāo)和要求作出統(tǒng)一的規(guī)定。至于以更高質(zhì)量要求和更能滿(mǎn)足社會(huì)生產(chǎn)、生活需求的標(biāo)準(zhǔn),則應(yīng)由其他層次的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,如專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、以新技術(shù)應(yīng)用為主的推薦性標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行充實(shí)和提高。然而,在前一段時(shí)間里,這一最基本的標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)系,由于種種原因而沒(méi)有得到遵循,出現(xiàn)了有些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)安全、質(zhì)量的要求反而低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的是保證加固結(jié)構(gòu)安全可以接受的最低標(biāo)準(zhǔn)這一基點(diǎn)出發(fā),若遇到上述情況,一定要從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)法和建設(shè)部第25號(hào)部令的規(guī)定來(lái)實(shí)施本規(guī)范,做好鋼結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)工作,以避免在加固工程中留下安全隱患。1.0.2本條規(guī)定的適用范圍,與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017相對(duì)應(yīng),以便于配套使用。1.0.3~1.0.4這兩條主要是對(duì)本規(guī)范在實(shí)施中與其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)配套使用的關(guān)系作出規(guī)定。

2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)2.1術(shù)語(yǔ)2.1.1~2.1.14本規(guī)范采用的術(shù)語(yǔ)及其涵義,是根據(jù)下列原則確定的:1凡現(xiàn)行工程建設(shè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已作規(guī)定的,一律加以引用,不再另行給出定義;2凡現(xiàn)行工程建設(shè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)尚未規(guī)定的,由本規(guī)范參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)給出其定義;3當(dāng)現(xiàn)行工程建設(shè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)雖已有該術(shù)語(yǔ),但定義不準(zhǔn)確或概括的內(nèi)容不全時(shí),由本規(guī)范完善其定義。2.2符號(hào)2.2.1~2.2.4本規(guī)范采用的符號(hào)及其意義,盡可能與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017及《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010相一致,以便于在加固設(shè)計(jì)、計(jì)算中引用其公式,只有在遇到公式中必需給出加固設(shè)計(jì)專(zhuān)用的符號(hào)時(shí),才另行制定,即使這樣,在制定過(guò)程中仍然遵循了下列原則:1對(duì)主體符號(hào)及其上、下標(biāo)的選取,應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本術(shù)語(yǔ)和通用符號(hào)》GB50132的符號(hào)用字及其構(gòu)成規(guī)則;2當(dāng)必須采用通用符號(hào),但又必須與新建工程使用的該符號(hào)有所區(qū)別時(shí),可在符號(hào)的釋義中加上定語(yǔ)。

3基本規(guī)定3.1一般規(guī)定3.1.1鋼結(jié)構(gòu)是否需要加固,應(yīng)經(jīng)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定確認(rèn)。我國(guó)已發(fā)布的現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50144和《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50292,是通過(guò)實(shí)測(cè)、驗(yàn)算并輔以專(zhuān)家評(píng)估才作出可靠性鑒定的結(jié)論,因而較為客觀、穩(wěn)健,可以作為鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的基本依據(jù);但須指出的是剛結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)所面臨的不確定因素遠(yuǎn)比新建工程多爾復(fù)雜,況且還要考慮業(yè)主的種種要求;因而本條作出了:“應(yīng)按本規(guī)范的規(guī)定并結(jié)合業(yè)主的要求進(jìn)行加固設(shè)計(jì)”的規(guī)定。此外,眾多的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,承重結(jié)構(gòu)的加固效果,除了與其所采用的方法有關(guān)外,還與該建筑物現(xiàn)狀有著密切的關(guān)系。一般而言,結(jié)構(gòu)經(jīng)局部加固后,雖然能提高被加固構(gòu)件的安全性,但這并不意味著該承重結(jié)構(gòu)的整體承載便一定是安全的。因?yàn)榫驼麄€(gè)結(jié)構(gòu)而言,其安全性還取決于原結(jié)構(gòu)方案及其布置是否合理,結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的支撐連接、拉結(jié)錨固是否系統(tǒng)而可靠,其原有的構(gòu)造措施是否得當(dāng)與其有效等等;而這些就是結(jié)構(gòu)整體牢固性(robustness)的內(nèi)涵;其所起到的綜合作用就是使結(jié)構(gòu)具有足夠的延性和冗余度。因此,本規(guī)范要求專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員在承擔(dān)結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)該承重結(jié)構(gòu)的整體牢固性進(jìn)行檢查與評(píng)估,以確定是否需作相應(yīng)的加強(qiáng)。3.1.2被加固的混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件,其加固前的服役時(shí)間各不相同,其加固后的結(jié)構(gòu)使用功能又可能有所改變,因此不能直接沿用原設(shè)計(jì)的安全等級(jí)作為加固后的安全等級(jí),而應(yīng)根據(jù)委托方對(duì)該結(jié)構(gòu)下一目標(biāo)使用期的要求,以及該房屋加固后的用途和重要性重新進(jìn)行定位,故有必要由委托方與設(shè)計(jì)單位共同商定。3.1.3有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指出:加固設(shè)計(jì)應(yīng)與施工單位密切配合,這是不言而喻的,本規(guī)范則進(jìn)一步作出了“應(yīng)避免對(duì)未加固部分以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和地基基礎(chǔ)造成不利的影響”的規(guī)定。因?yàn)樵诋?dāng)前的結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)領(lǐng)域中,經(jīng)驗(yàn)不足的設(shè)計(jì)人員占較大比重,致使加固工程出現(xiàn)“顧此失彼”的失誤案例時(shí)有發(fā)生,故有必要加以提示。3.1.4由高溫、高濕、凍融、冷脆、腐蝕、振動(dòng)、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞,在加固時(shí),應(yīng)采取有效的治理對(duì)策,從源頭上消除或限制其有害的作用。與此同時(shí),尚應(yīng)正確把握處理的時(shí)機(jī),使之不致對(duì)加固后的結(jié)構(gòu)重新造成損壞。就一般概念而言,通常應(yīng)先治理后加固,但也有一些防治措施可能需在加固后采取。因此,在加固設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)合理地安排好治理與加固的工作順序,以使這些有害因素不至于復(fù)萌。這樣才能保證加固后結(jié)構(gòu)的安全和正常使用。3.1.5本條是在編制組調(diào)研工作基礎(chǔ)上,根據(jù)征求意見(jiàn)過(guò)程中反饋的意見(jiàn)進(jìn)行修訂的。其主要點(diǎn)如下:結(jié)構(gòu)加固的設(shè)計(jì)使用年限,應(yīng)與結(jié)構(gòu)加固后的使用狀態(tài)及其維護(hù)制度相聯(lián)系,否則是無(wú)法確定的。因此,本規(guī)范給出的是在正常使用與定期維護(hù)條件下的設(shè)計(jì)使用年限,至于其他使用條件下的設(shè)計(jì)使用年限,應(yīng)由專(zhuān)門(mén)技術(shù)規(guī)程作出規(guī)定。當(dāng)結(jié)構(gòu)加固使用的是傳統(tǒng)材料(如型鋼、鋼板和混凝土等),且其設(shè)計(jì)計(jì)算和構(gòu)造符合本規(guī)范的規(guī)定時(shí),可按業(yè)主要求的年限,但不高于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068的規(guī)定進(jìn)行確定。當(dāng)使用的加固材料含有合成樹(shù)脂(如常用的結(jié)構(gòu)膠)或其他聚合物成分時(shí),其設(shè)計(jì)使用年限宜按30年確定。若業(yè)主要求結(jié)構(gòu)加固的設(shè)計(jì)使用年限為50年,其所使用的合成材料的粘結(jié)性能,應(yīng)通過(guò)耐長(zhǎng)期應(yīng)力作用能力的檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》GB50728的規(guī)定執(zhí)行。當(dāng)為局部加固時(shí),尚應(yīng)考慮原建筑物(或原結(jié)構(gòu))剩余設(shè)計(jì)使用年限對(duì)結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)使用年限的影響。結(jié)構(gòu)的定期檢查維護(hù)制度應(yīng)由設(shè)計(jì)單位制定,由物管單位執(zhí)行。此外,應(yīng)指出的是,對(duì)房屋建筑的修復(fù),還應(yīng)聽(tīng)取業(yè)主的意見(jiàn)。若業(yè)主認(rèn)為其房屋極具保存價(jià)值,而加固費(fèi)用也不成問(wèn)題,則可商定一個(gè)較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)使用年限;譬如,可參照歷史建筑的修復(fù),定一個(gè)較長(zhǎng)的使用年限,這在技術(shù)上都是能夠做到的,但畢竟很費(fèi)財(cái)力,不應(yīng)在業(yè)主無(wú)特殊要求的情況下,誤導(dǎo)他們這么做?;谝陨纤龅墓ぷ?,制定了本條確定設(shè)計(jì)使用年限的原則。3.1.6混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì),系以委托方提供的結(jié)構(gòu)用途、使用條件和使用環(huán)境為依據(jù)進(jìn)行的。倘若加固后任意改變其用途、使用條件或使用環(huán)境。將顯著影響結(jié)構(gòu)加固部分的安全性及耐久性。因此,改變前必須經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計(jì)許可,否則其后果將很?chē)?yán)重。本條為強(qiáng)制性條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行。3.2設(shè)計(jì)計(jì)算原則3.2.1本條為新增的內(nèi)容,彌補(bǔ)了原規(guī)范對(duì)加固結(jié)構(gòu)分析方法未作規(guī)定的不足。由于線彈性分析方法是最成熟的結(jié)構(gòu)加固分析方法,迄今為國(guó)外結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范和指南所廣泛采用。因此,本規(guī)范作出了“在一般情況下,應(yīng)采用線彈性分析方法計(jì)算被加固結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)”的規(guī)定。至于塑性?xún)?nèi)力重分布分析方法,由于到目前為止僅見(jiàn)在增大截面加固法中有所應(yīng)用,故未作具體規(guī)定。若設(shè)計(jì)人員認(rèn)為其所采用的加固法需按塑性?xún)?nèi)力重分布分析方法進(jìn)行計(jì)算時(shí),應(yīng)有可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù),以確保被加固結(jié)構(gòu)的安全。另外,還應(yīng)指出的是,即使是增大截面加固法,在考慮塑性?xún)?nèi)力重分布時(shí),也應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、規(guī)程對(duì)這種分析方法所作出的限制性規(guī)定。3.2.2本規(guī)定對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的加固驗(yàn)算作了詳細(xì)而明確的規(guī)定。這里僅指出一點(diǎn),即:其中大部分計(jì)算參數(shù)已在該結(jié)構(gòu)加固前可靠性鑒定中通過(guò)實(shí)測(cè)或驗(yàn)算予以確定。因此,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)時(shí),宜盡可能加以引用,這樣不僅節(jié)約時(shí)間和費(fèi)用,而且在被加固結(jié)構(gòu)日后萬(wàn)一出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),也便于分清責(zé)任。3.2.3本條是根據(jù)國(guó)內(nèi)外眾多震害教訓(xùn)作出的規(guī)定。對(duì)抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件單純進(jìn)行承載力加固,未必對(duì)抗震有利。因?yàn)榫植康募訌?qiáng)或剛度的突變,會(huì)形成新的薄弱部位,或?qū)е碌卣鹱饔眯?yīng)的增大,故必須在從事承載力加固的同時(shí),考慮其抗震能力是否需要加強(qiáng);同理,在從事抗震加固的同時(shí),也應(yīng)考慮其在重力荷載作用下的承載力是否需要提高。倘若忽略了這個(gè)問(wèn)題,將會(huì)因原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件承載力的不足,而使抗震加固無(wú)效。兩者相輔相成,在結(jié)構(gòu)、構(gòu)件加固問(wèn)題上,必須全面考慮周到,決不可就事論事,片面地采取加固措施,以致留下安全隱患。3.2.4對(duì)本條需要說(shuō)明的是,本規(guī)范給出的計(jì)算公式,當(dāng)用于抗震驗(yàn)算時(shí),僅需將計(jì)算的構(gòu)件承載力除以抗震承載力調(diào)整系數(shù),該系數(shù)一般由現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范給出,若對(duì)個(gè)別加固方法來(lái)給出,可暫按本規(guī)范給出的值采用。3.2.5為防止使用膠粘劑或其他聚合物的結(jié)構(gòu)加固部分意外失效(如火災(zāi)或人為破壞等)而導(dǎo)致的建筑物坍塌,國(guó)外有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)程和指南,如英國(guó)混凝土協(xié)會(huì)55號(hào)設(shè)計(jì)指南便要求設(shè)計(jì)者對(duì)原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件提供附加的安全保護(hù)。一般是要求原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件必須具有一定的承載力,以便在結(jié)構(gòu)加固部分意外失效時(shí)尚能繼續(xù)承受永久荷載和少量可變荷載的作用。為此,規(guī)范編制組出了按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值與永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值之比值的大小,分別給出驗(yàn)算用的荷載值,以供設(shè)計(jì)校核原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件在應(yīng)急狀態(tài)下的承載力使用。至于值取1.2和1.5,系參照上述國(guó)外資料和國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定的。3.3加固方法及配合使用的技術(shù)3.3.1根據(jù)結(jié)構(gòu)加固方法的受力特點(diǎn),本規(guī)范參照國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)將加固方法分為兩類(lèi)。就一般情況而言,直接加固法較為靈活,便于處理各類(lèi)加固問(wèn)題,間接加固法較為簡(jiǎn)便、可靠,且便于日后的拆卸、更換,因此在有些情況下,還可用于有逆性要求的歷史、文物建筑的搶險(xiǎn)加固。設(shè)計(jì)時(shí),可根據(jù)實(shí)際條件和使用要求進(jìn)行選擇。3.3.2~3.3.3本規(guī)范共納入8種加固方法和5種配合使用的修復(fù)、修補(bǔ)技術(shù),基本上滿(mǎn)足了當(dāng)前加固工程的需要。這里應(yīng)指出的是,每種方法和技術(shù),均有其適用范圍和應(yīng)用條件:選用時(shí),若無(wú)充分的科學(xué)試驗(yàn)和論證依據(jù),切勿隨意擴(kuò)大其使用范圍,或忽視其應(yīng)用條件,以免考慮不周而釀成安全質(zhì)量事故。3.3.4鋼結(jié)構(gòu)的連接對(duì)鋼結(jié)構(gòu)加固至關(guān)重要。在鋼結(jié)構(gòu)常用連接方法中,鋼結(jié)構(gòu)加固宜采用焊接連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接。摩擦型高強(qiáng)度螺栓與焊接混合連接,國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行了一些試驗(yàn)研究,但是考慮到由于使用經(jīng)驗(yàn)不足,計(jì)算方法也不夠成熟,為穩(wěn)妥計(jì),在鋼結(jié)構(gòu)加固工作中使用混合連接時(shí),一般只考慮一種連接承受全部荷載;當(dāng)有實(shí)際試驗(yàn)研究根據(jù)時(shí),才可考慮二者共同工作。

4材料4.1原鋼材及其連接材料4.1.1考慮到現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017已將大部分結(jié)構(gòu)用鋼的抗力分項(xiàng)系數(shù)調(diào)整為1.111,因此,對(duì)使用多年的原鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,當(dāng)按現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)得到的屈服強(qiáng)度推定值確定時(shí),其值取為1.2,還是合適的。如果是新建工程的加固,其原鋼材的值,仍可按現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定取用。4.1.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于氣相腐蝕,當(dāng)其截面積損失超過(guò)25%或其板件的剩余厚度小于5mm時(shí),材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)鋼材腐蝕程度的不同,乘以本規(guī)范給出的降低系數(shù)予以降低,且應(yīng)力仍應(yīng)按實(shí)際凈截面計(jì)算。條文中所指出的腐蝕類(lèi)別系按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50046的劃分確定。4.1.3這是考慮到連接的重要性而作出的規(guī)定,由于與原構(gòu)件匹配的連接,其材質(zhì)和設(shè)計(jì)指標(biāo)值看《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的多次修訂,已與當(dāng)年有顯著不同,在這種情況下,若檢測(cè)或?qū)<艺撟C結(jié)果較現(xiàn)行相應(yīng)指標(biāo)顯著偏低,只能按該推定值除以較大的分項(xiàng)系數(shù)確定其設(shè)計(jì)值,以保證連接不先于構(gòu)件破壞。4.2加固用鋼材及焊接材料4.2.1本條為選擇結(jié)構(gòu)加固用鋼材的最基本要求,執(zhí)行時(shí),應(yīng)以嚴(yán)格遵守現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50017的規(guī)定,并保證實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖為前提,采取各種有效措施,使新老截面、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)能良好地共同工作,并應(yīng)注意新老材料之間的強(qiáng)度、韌性及焊接性能的匹配,以充分利用材料潛能的發(fā)揮。為此,應(yīng)堅(jiān)決拒收來(lái)路不明和未經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證復(fù)驗(yàn)的鋼材,并堅(jiān)決拒用原始銹蝕等級(jí)為D級(jí)的鋼材,以確保結(jié)構(gòu)加固的安全性。4.2.2本條是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)加固用的焊接材料提出基本要求。主要說(shuō)明兩點(diǎn):1手工焊接時(shí)焊條型號(hào)中關(guān)于藥皮類(lèi)型的確定,應(yīng)按結(jié)構(gòu)的受力情況和重要性區(qū)別對(duì)待;對(duì)受動(dòng)力荷載需要驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu),為減少焊縫金屬中的含氫量防止冷裂紋,并使焊縫金屬脫硫減小形成熱裂紋的傾向,以綜合提高焊縫的質(zhì)量,故應(yīng)采用低氫型堿性焊條;對(duì)其他結(jié)構(gòu)可采用普通焊條。2自動(dòng)焊或半自動(dòng)焊所采用的焊絲和焊劑應(yīng)符合設(shè)計(jì)對(duì)焊縫金屬力學(xué)性能的要求。在焊接材料的選用中,由于我國(guó)已頒布了焊絲和焊劑的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《熔化焊用鋼絲》GB/T14957、《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/T8110、《碳鋼藥芯焊絲》GB/T10045、《低合金鋼藥芯焊絲》GB/T17493、《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》GB/T5293、《低合金鋼埋弧焊用焊劑》GB/T12470等。因此,只要按上述國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選用焊絲和焊劑的型號(hào)即可。4.3螺栓、鉚釘、焊釘及錨栓4.3.1對(duì)本條規(guī)定,需要說(shuō)明點(diǎn):1高強(qiáng)度螺栓。按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),大六角頭高強(qiáng)度螺栓的規(guī)格為M12~M30,其性能等級(jí)分為8.8級(jí)和10.9級(jí)。8.8級(jí)高強(qiáng)度螺栓推薦采用的鋼號(hào)為40B鋼、45號(hào)鋼和35號(hào)鋼,10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓推薦采用的鋼號(hào)為20MnTiB鋼和35VB鋼;扭剪型高強(qiáng)度螺栓的規(guī)格為M16~M24,其性能等級(jí)只有10.9級(jí),推薦采用的鋼號(hào)為20MnTiB鋼。2圓柱頭焊釘?shù)男阅艿燃?jí)相當(dāng)于碳素鋼的Q235鋼,屈服強(qiáng)度3鉚釘?shù)男阅芎唾|(zhì)量要求已很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有發(fā)布國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),只能借用標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定制,若訂制有困難,可采用高強(qiáng)度螺栓按本規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行替換或替代。4鋼結(jié)構(gòu)用的錨栓,其性能和質(zhì)量主要是執(zhí)行現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《優(yōu)質(zhì)碳素鋼鋼號(hào)和一般技術(shù)條件》GB/T699和《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.6的要求。目前國(guó)內(nèi)主要采用35號(hào)和36號(hào)鋼制作5.8級(jí)~8.8級(jí)的錨栓。4.4預(yù)應(yīng)力用鋼拉索4.4.1本條規(guī)定了可用于外加預(yù)應(yīng)力加固的剛拉索品種,但應(yīng)針對(duì)被加固構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的施力特點(diǎn)和要求進(jìn)行選擇。4.4.2結(jié)構(gòu)加固用的鋼絞線索,一般可選用無(wú)粘結(jié)鋼絞線,其規(guī)格以17結(jié)構(gòu)居多;其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線》GB/T5224的要求。這種鋼絞線摩擦力小,且耐腐性好,貨源也較充足,故應(yīng)用較多。近些年來(lái),還開(kāi)發(fā)了耐蝕性更好的環(huán)氧涂層鋼絞線和環(huán)氧涂層填充型鋼絞線,前者具有與母材相同的強(qiáng)度特性和粘結(jié)強(qiáng)度,且其柔軟性與噴漆前相同;后者還可以避免因鋼絲間存在毛細(xì)現(xiàn)象而導(dǎo)致內(nèi)部鋼絲銹蝕;同時(shí),由于鋼絲間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),還提高了抗疲勞性能。另外,設(shè)計(jì)者也可以習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)選用鍍鋅類(lèi)各種鋼絞線。這些鋼絞線雖然成本較低,但易銹蝕,只能用于干燥或有防護(hù)措施的場(chǎng)合。4.4.4加固用的鋼絲繩,其實(shí)與鋼絞線同屬一類(lèi),當(dāng)鋼絲繩為單股結(jié)構(gòu)時(shí),也稱(chēng)為鋼絞線,加固常用的鋼絲繩應(yīng)為67+IWS或619+IWS的鋼芯類(lèi)產(chǎn)品。4.5碳纖維復(fù)合材4.5.1對(duì)本條的規(guī)定需說(shuō)明以下兩點(diǎn):1碳纖維按其主要原料分為三類(lèi),即聚丙烯腈(PAN)基碳纖維、瀝青(PITCH)基碳纖維和粘膠(RAYON)基碳纖維。從結(jié)構(gòu)加固性能要求來(lái)考量,只有PAN基碳纖維最符合承重結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性要求;粘膠基碳纖維的性能和質(zhì)量差,不能用于承重結(jié)構(gòu)的加固;瀝青基碳纖維只有中、高模量的長(zhǎng)絲,可用于需要高剛性材料的加固場(chǎng)合,但在通常的建筑結(jié)構(gòu)加固中很少遇到這類(lèi)用途,況且在國(guó)內(nèi)尚無(wú)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn),因此,本規(guī)范規(guī)定:必須選用聚丙烯腈(PAN)基碳纖維。另外,應(yīng)指出的是最近市場(chǎng)新推出的玄武巖纖維,由于其強(qiáng)度和彈性模量很低,不能用于結(jié)構(gòu)加固。因此,在選材時(shí),切勿聽(tīng)信不實(shí)的宣傳。2當(dāng)采用聚丙烯腈基碳纖維時(shí),還應(yīng)首選12K或12K以下的小絲束;當(dāng)有使用經(jīng)驗(yàn)時(shí),還可使用15K的小絲束;嚴(yán)禁使用大絲束纖維;其所以作出這樣嚴(yán)格的規(guī)定,主要是因?yàn)樾〗z束的抗拉強(qiáng)度十分穩(wěn)定,離散性很小,其變異系數(shù)均在5%以下,容易在生產(chǎn)和使用過(guò)程中,對(duì)其性能和質(zhì)量進(jìn)行有效的控制;而大絲束則不然,其變異系數(shù)高達(dá)15%~18%,且在試驗(yàn)和試用中所表現(xiàn)出的可靠性較差,故不能作為承重結(jié)構(gòu)加固材料使用。另外,應(yīng)指出的是,K數(shù)大于15,但不大于24的碳纖維,雖仍屬小絲束的范圍,但由于我國(guó)工程結(jié)構(gòu)使用碳纖維的時(shí)間還很短,所積累的成功經(jīng)驗(yàn)是從12K及15K碳纖維的試驗(yàn)和工程中取得的;對(duì)大于15K的小絲束碳纖維所積累的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和工程使用經(jīng)驗(yàn)嫌不足。因此,在此次制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中,僅推薦使用12K及15K的碳纖維。這一點(diǎn)應(yīng)提請(qǐng)加固設(shè)計(jì)單位注意。本條規(guī)定是根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50068、《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》GB50728和《正態(tài)分布完全樣本可靠度單側(cè)置信下限》GB4885的有關(guān)規(guī)定,并參考國(guó)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)制定的。因此,能夠保證碳纖維復(fù)合材在鋼結(jié)構(gòu)加固中使用的安全性。表4.3.3的指標(biāo)是根據(jù)全國(guó)建筑物鑒定與加固標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)10多年來(lái)對(duì)進(jìn)入我國(guó)建設(shè)工程市場(chǎng)各種品牌和型號(hào)纖維復(fù)合材的抽檢結(jié)果,并參照國(guó)外有關(guān)規(guī)程和指南制定的。就每一品種和型號(hào)而言,其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,均具有95%的強(qiáng)度保證率和99%的置信水平。因而不僅具有承重結(jié)構(gòu)新要求的安全性,而且具有可靠性和包容性。4.6結(jié)構(gòu)膠粘劑4.6.1本條依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》對(duì)以鋼為基材的結(jié)構(gòu)膠的分類(lèi)、分級(jí)規(guī)定進(jìn)行制定的。其中,之所以不允許使用不飽和聚酯和醇酸樹(shù)脂為主成分配制結(jié)構(gòu)膠,是因?yàn)樗鼈儾荒退?、不耐潮濕,且耐久性很差,如果在鋼結(jié)構(gòu)加固工程上使用,將導(dǎo)致發(fā)生安全問(wèn)題。4.6.2本條規(guī)定是根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068、《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》GB50728和《正態(tài)分布安全樣本可靠度單側(cè)置信下限》GB4885的有關(guān)規(guī)定,并參考國(guó)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和指南制定的。

5改變結(jié)構(gòu)體系加固法5.1一般規(guī)定5.1.1通過(guò)改變結(jié)構(gòu)體系或計(jì)算圖形來(lái)達(dá)到加固的目的,通常是較為有效而經(jīng)濟(jì)的加固方法,本規(guī)范根據(jù)國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并參照國(guó)外資料,提出了幾種改變結(jié)構(gòu)體系的加固方法;主要是通過(guò)改變傳力途徑、荷載分布、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)、邊界條件;增設(shè)附加構(gòu)件或支撐;施加預(yù)應(yīng)力;考慮空間協(xié)同工作等手段,改變結(jié)構(gòu)體系或計(jì)算圖形,以調(diào)整原結(jié)構(gòu)內(nèi)力,使結(jié)構(gòu)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行內(nèi)力重分配,從而達(dá)到加固的目的。5.1.2本條指出改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形可能對(duì)相關(guān)的結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ)、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn))和支座的使用狀態(tài)和承載能力產(chǎn)生影響,因此加固設(shè)計(jì)時(shí),除應(yīng)對(duì)被直接加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載能力和正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算外,尚應(yīng)對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)進(jìn)行必要的補(bǔ)充驗(yàn)算,并采取切實(shí)可行的合理的構(gòu)造措施,保證其安全。5.1.3調(diào)整內(nèi)力可能影響結(jié)構(gòu)的承載能力、剛度和使用功能,因此,采用這種方法加固鋼結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)在加固設(shè)計(jì)中規(guī)定調(diào)整內(nèi)力(應(yīng)力)值或位移(應(yīng)變)值的允許幅度和偏差,以及其檢測(cè)位置和檢驗(yàn)方法。5.1.5采用附加支撐或鋼板墻加固時(shí),由于普通鋼支撐和鋼板墻存在失穩(wěn)問(wèn)題,在其發(fā)生失穩(wěn)時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的不平衡力,容易造成相鄰部件、構(gòu)件的破壞,需要采取措施防止此類(lèi)破壞。如果試圖簡(jiǎn)單地通過(guò)提高支撐或鋼板墻的承載力避免其失穩(wěn)來(lái)解決這一問(wèn)題,容易造成在相鄰重要部位、重要構(gòu)件、相鄰連接附加過(guò)大的作用力,特別是在地震作用下,由于地震作用的不確定性,容易造成結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞。這種情況較為典型的如承重構(gòu)件因過(guò)大的附加壓力而失穩(wěn),又如梁柱節(jié)點(diǎn)因過(guò)大的附加作用力而剪切破壞。防屈曲支撐或防屈曲鋼板墻可以有效地控制其承載力的下限值和上限值,因此可以用于解決上述問(wèn)題。5.1.6改變結(jié)構(gòu)體系所要達(dá)到的加固目的,在很大程度上需通過(guò)合適的施工程序和巧妙的施工方法來(lái)實(shí)現(xiàn),而且施工方法正確與否也影響結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。為了準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)加固設(shè)計(jì)的意圖及保證安全可靠,本條特別強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)與施工緊密配合,且未經(jīng)設(shè)計(jì)許可,不得擅自修改施工方法和施工程序。5.2改變結(jié)構(gòu)體系的一般方法5.2.1本條列舉了幾種增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件剛度的加固方法,其中包括加設(shè)支撐以增加廠房空間剛度或縱向剛度;增設(shè)輔助桿件以減少構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比;重點(diǎn)加強(qiáng)排架結(jié)構(gòu)中某一列柱的剛度以減輕其他列柱的負(fù)荷;以及在搭架結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或拉索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度和調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振率以提高抗振能力等等。但在具體的加固設(shè)計(jì)時(shí),必須根據(jù)工程的實(shí)際情況,進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,繪制施工圖,方可實(shí)施。條文中給出的圖5.2.1-1~圖5.2.1-4中的原結(jié)構(gòu)用細(xì)實(shí)踐,被加固部分或加固構(gòu)件用粗實(shí)踐,臨時(shí)支撐用細(xì)虛線,空間結(jié)構(gòu)加固或施加預(yù)應(yīng)力處用粗虛線表示。以下條文圖中線條的表示與此條的相同。5.2.3、5.2.4考慮到這兩種加固方法的每一計(jì)算步驟及其計(jì)算內(nèi)容,已寫(xiě)得很明白,且設(shè)計(jì)人員也很熟悉,只要按每一項(xiàng)目進(jìn)行計(jì)算,便可如同常規(guī)設(shè)計(jì)一樣去完成,因此,略去了具體的結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算和截面設(shè)計(jì)。5.3構(gòu)造規(guī)定5.3.1主要強(qiáng)調(diào)新增的構(gòu)件,其端部應(yīng)與被加固結(jié)構(gòu)、構(gòu)件可靠地連接,且連接的構(gòu)造應(yīng)設(shè)計(jì)得盡量不削弱原構(gòu)件的承載力。5.3.2型鋼套箍雖是首選的構(gòu)造方法,但在潮濕部位使用時(shí),應(yīng)仔細(xì)做好防潮、防腐蝕處理。5.4改變結(jié)構(gòu)體系的防屈曲加固法5.3.1~5.3.3本節(jié)針對(duì)增設(shè)普通支撐加固時(shí)可能遇到的難點(diǎn)問(wèn)題,給出了利用防屈曲支撐和防屈曲鋼板墻進(jìn)行加固的補(bǔ)充方法。普通鋼支撐受其穩(wěn)定承載力驗(yàn)算的限制,容易造成普通鋼支撐的剛度偏大或者外觀幾何尺寸偏大。前者使得在有些加固設(shè)計(jì)中可能難以實(shí)現(xiàn)合理的內(nèi)力重分布或二次受力過(guò)程,或者加大了相鄰重要部位、重要構(gòu)件脆性破壞的可能性,后者可能影響建筑空間的使用。采用防屈曲支撐或防屈曲鋼板墻,可以直接按照剛度需求值進(jìn)行設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)內(nèi)力重分布或二次受力的合理目標(biāo),同時(shí)可以取較小的外觀幾何尺寸。此外,防屈曲鋼板墻可以避免附加支撐常見(jiàn)的與門(mén)窗沖突的問(wèn)題。5.3.4~5.3.5防屈曲支撐是一種新型的高性能構(gòu)件,其最核心的技術(shù)是采用套筒防止芯板在受壓時(shí)發(fā)生屈曲。正因?yàn)槿绱耍@種構(gòu)件可以在各種復(fù)雜受力條件下提高結(jié)構(gòu)的性能,并不局限于其起源時(shí)的抗震需求。與普通支撐不同,防屈曲支撐的軸向剛度和軸向承載力沒(méi)有很強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系,這為通過(guò)設(shè)計(jì)控制或調(diào)整內(nèi)力重分布與二次受力過(guò)程成為可能,為復(fù)雜條件下的加固設(shè)計(jì)提供了便利。5.3.6~5.3.9防屈曲鋼板墻與防屈曲支撐在工作原理上相似,通過(guò)約束箱體可以防止芯板受剪時(shí)發(fā)生屈曲。與防屈曲支撐相比,防屈曲鋼板墻在相同承載力下的墻厚較小,可以避免對(duì)建筑空間的過(guò)多占用。防屈曲鋼板墻的芯板主要有工字形和開(kāi)縫兩種類(lèi)型。前者承載力和剛度較大,主要用在高寬比較小的情形;后者承載力和剛度較小,主要用在高寬比較大的情形。

6增大構(gòu)件截面加固法6.1一般規(guī)定6.1.1本章適用范圍涵蓋焊接加固、螺栓連接加固、鉚釘連接加固以及粘貼鋼板的增大截面法加固,在本章提出以上各加固類(lèi)型的計(jì)算方法。在第7章中僅列出對(duì)粘貼鋼板加固法的工藝要求,不再另述其設(shè)計(jì)方法。6.1.2采用增大構(gòu)件截面加固鋼結(jié)構(gòu)時(shí),會(huì)較大影響基本單元——構(gòu)件甚至結(jié)構(gòu)的受力工作性能,因而指出應(yīng)根據(jù)構(gòu)件缺陷、損傷狀況、加固要求,考慮施工可能,經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)比較選擇最有利的截面形式,本規(guī)范附錄A給出了各受力構(gòu)件的一些截面加固形式,可供參考。6.1.3非負(fù)荷下加固的鋼構(gòu)件的計(jì)算可按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-88)規(guī)定進(jìn)行,但考慮被加固部分材料性質(zhì)的變化,缺陷修補(bǔ)、截面和構(gòu)件幾何受力特征改變等,仍應(yīng)執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件。6.1.4增大構(gòu)件截面加固鋼結(jié)構(gòu),可能是在負(fù)荷、部分卸荷或全部卸荷狀況下進(jìn)行,加固前后結(jié)構(gòu)幾何特性和受力狀況會(huì)有很大不同,因而需要根據(jù)結(jié)構(gòu)加固期間及前后,分階段考慮結(jié)構(gòu)的截面幾何特性、損傷狀況、支撐條件和作用其上的荷載及不利組合,確定計(jì)算圖形,進(jìn)行受力分析,以期找出結(jié)構(gòu)的可能最不利受力。設(shè)計(jì)截面加固,以確保安全可靠。6.1.5考慮到鋼材硬化、韌性降低、疲勞和斷裂的可能,鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其所受荷載性質(zhì)(靜力、動(dòng)力或多次反復(fù))、環(huán)境狀況(溫度、濕度等)和結(jié)構(gòu)的連接方法(焊接或螺栓、鉚釘連接)即結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作條件,選擇截面以控制其最大名義應(yīng)變范圍(彈性、部分塑性或塑性發(fā)展),以保證結(jié)構(gòu)的耐久、安全和節(jié)約,并依此劃分了構(gòu)件的工作類(lèi)別,I類(lèi)結(jié)構(gòu)的使用條件最不利于結(jié)構(gòu)的工作。此條給出了四類(lèi)不同設(shè)計(jì)工作條件結(jié)構(gòu),負(fù)荷下焊接加固時(shí)的初始最大名義應(yīng)力的限制水平。根據(jù)清華大學(xué)近期完成的負(fù)載下焊接加固鋼梁的試驗(yàn)研究和有限元分析,發(fā)現(xiàn)可以保證承受初始應(yīng)力比為0.673的構(gòu)件在負(fù)載下焊接加固的安全性,并考慮近期實(shí)際工程應(yīng)用情況,故對(duì)Ⅳ類(lèi)構(gòu)件在原規(guī)范基礎(chǔ)上將應(yīng)力比限值提高到0.65。6.1.6加固后的I、II6.1.7考慮到螺栓連接或鉚釘連接加固對(duì)截面削弱,控制負(fù)載下加固應(yīng)力比限制不大于0.85。對(duì)于超過(guò)應(yīng)力限值時(shí)的高負(fù)荷下焊接連接、螺栓連接或鉚釘連接的增大截面加固應(yīng)采取其他方法,不在本章所述范圍。6.2受彎構(gòu)件的加固6.2.1給出了加固的受彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算的統(tǒng)一表達(dá)式及其塑性發(fā)展系數(shù)的取值。在表達(dá)形式上取與《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-88)的相一致,但考慮到新加固截面部分的應(yīng)力滯后及原有截面應(yīng)變的可能過(guò)多塑性發(fā)展,引入了受彎構(gòu)件強(qiáng)度折減系數(shù),并針對(duì)其不同設(shè)計(jì)工作條件類(lèi)別和不同加固方法進(jìn)行取值,以焊接加固方法的參數(shù)取值為基礎(chǔ),基本保持栓接加固和鉚接加固參數(shù)優(yōu)于焊接加固參數(shù)的取值原則。為保證結(jié)構(gòu)安全,還規(guī)定了其鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)取較低強(qiáng)度級(jí)別鋼材的值。6.2.2鋼材抗剪強(qiáng)度、局部承壓強(qiáng)度,對(duì)結(jié)構(gòu)韌性降低的影響一般較小,且都不是疲勞裂紋擴(kuò)展的主導(dǎo)性參量,為簡(jiǎn)便計(jì)仍采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-88)有關(guān)條文進(jìn)行核算。6.2.3實(shí)腹式受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算,仍采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-88)的有關(guān)規(guī)定及方法。穩(wěn)定系數(shù)φ應(yīng)按加固后截面計(jì)算(參見(jiàn)M.H.Лащенко《Усилениеметаллическихконструкций》,Ленинград:Государственноеиздательстволитературыпостроительствуиархитектуре,1954.),采用加固后整個(gè)截面的φ值對(duì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行折減以計(jì)算構(gòu)件穩(wěn)定承載力。強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取鋼材換算強(qiáng)度設(shè)計(jì)值并乘以折減系數(shù),其取值系根據(jù)有初始長(zhǎng)程殘余應(yīng)力構(gòu)件,由計(jì)算機(jī)模擬分析后得出的結(jié)果,并與強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的結(jié)果作了協(xié)調(diào)(參見(jiàn)《建筑結(jié)構(gòu)》1994.7)。6.2.4計(jì)算加固構(gòu)件整體穩(wěn)定性時(shí)所用鋼材換算強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,系引用了國(guó)外的表達(dá)式(參見(jiàn)《Проектированиеметаллическихконструкци》,1990,c,334)。一般加固不允許使用的鋼材,故未給出的f*取值6.2.5組合板梁的局部穩(wěn)定性,即板件的穩(wěn)定性計(jì)算和翼緣、腹板寬厚比限值和計(jì)算,仍按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ17-88)有關(guān)條文進(jìn)行,未作改動(dòng)。6.2.6加固后受彎構(gòu)件的總撓度ωT應(yīng)包括加固前負(fù)荷下的初始撓度ω0,焊接時(shí)因加熱、固化引起的焊接殘余撓度ωw及焊后新增荷載下的撓度增量Δω。ω0和Δω可按一般材料力學(xué)方法計(jì)算求得。6.2.7ωw的計(jì)算較為復(fù)雜,應(yīng)該根據(jù)構(gòu)件實(shí)際幾何尺寸特性和焊接條件研究確定,原96規(guī)范考慮到國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)研究不成熟,采用了國(guó)外的計(jì)算式(參見(jiàn)B.B.Bирюлев《роектированиеметаллическихконструкций》Стройизцат,п.,1990,c.329.)并經(jīng)計(jì)算在表達(dá)形式上做了一些修改簡(jiǎn)化。6.3軸心受力構(gòu)件的加固6.3.1軸心構(gòu)件原有截面一般是對(duì)稱(chēng)的,若其損傷的非對(duì)稱(chēng)性不大,可采用對(duì)稱(chēng)的加固截面形式;若其損傷的非對(duì)稱(chēng)性較大,則宜采用不改變截面形心位置的加固截面形式,以減小附加受力影響。給出的加固構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式中引入了軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度降低系數(shù),以考慮其加固后截面的應(yīng)力滯后的控制拉應(yīng)變過(guò)大,ηn表達(dá)式參照了國(guó)外資料(《Проектированиеметаллическихконструкци》,1990,c,331~334)。軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度降低系數(shù)仍需針對(duì)其不同設(shè)計(jì)工作條件類(lèi)別和不同加固方法進(jìn)行取值,并以焊接加固方法的參數(shù)取值為基礎(chǔ),基本保持栓接加固和鉚接加固參數(shù)優(yōu)于焊接加固參數(shù),粘貼鋼板加固參數(shù)取為焊接加固的0.8倍,并對(duì)此參數(shù)取為0.05的整數(shù)倍;

當(dāng)截面損傷非對(duì)稱(chēng)性較大和采用非對(duì)稱(chēng)或形心位置改變的加固截面時(shí),應(yīng)按偏心受力構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度。根據(jù)清華大學(xué)負(fù)載下焊接加固軸壓鋼柱和受彎鋼梁試驗(yàn)結(jié)果,加固后構(gòu)件的極限承載力和殘余變形受初始負(fù)載大小的影響。對(duì)于加固后發(fā)生整體失穩(wěn)的試件,初始負(fù)載對(duì)其極限承載能力不利。6.3.2截面加固的實(shí)腹式軸心受力構(gòu)件的穩(wěn)定性,其承載力與加固前后截面都有關(guān)系,由于穩(wěn)定系數(shù)是臨界應(yīng)力除以鋼材的屈服強(qiáng)度,當(dāng)加固截面的鋼材與原構(gòu)件鋼材屈服強(qiáng)度不一致時(shí),計(jì)算更為麻煩,此處參考國(guó)外加固標(biāo)準(zhǔn)的方法,在采用本規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算時(shí),除引入考慮應(yīng)力滯后等使承載力降低的折減系數(shù)ηn外,尚引入了換算強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,以考慮材料屈服強(qiáng)度的可能不同。6.3.3根據(jù)清華大學(xué)近期完成的負(fù)載下焊接加固鋼柱的試驗(yàn)研究和有限元分析,發(fā)現(xiàn)鋼柱在應(yīng)力比小于0.2時(shí),負(fù)載下加固對(duì)其極限承載力無(wú)明顯影響,可按全卸載焊接加固進(jìn)行設(shè)計(jì)。6.4拉彎、壓彎構(gòu)件加固計(jì)算6.4.1拉彎或壓彎構(gòu)件,即偏心受力構(gòu)件的截面加固比較復(fù)雜,應(yīng)根據(jù)原有構(gòu)件截面特征、損傷狀況、加固要求等綜合考慮選擇加固截面,可采取相關(guān)公式計(jì)算強(qiáng)度,計(jì)算中除考慮了加固前后構(gòu)件總撓度ωT可能引起的附加彎矩外,又引入了偏心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度降低系數(shù)ηEM,其值除由計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算分析簡(jiǎn)化取值外,尚與軸心受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件的作了對(duì)比、協(xié)調(diào)。偏心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度降低系數(shù)ηEM仍需針對(duì)其不同設(shè)計(jì)工作條件類(lèi)別和不同加固方法進(jìn)行取值。首先按照初始軸力比對(duì)系數(shù)的確定分為兩類(lèi),當(dāng)N/An>0.55fy時(shí),偏心受力構(gòu)件受力接近于軸心受力構(gòu)件,按n取值;當(dāng)N/An≤0.55fy時(shí),此系數(shù)應(yīng)介于受彎構(gòu)件與軸心受力構(gòu)件之間。確定其它加固方式的修正系數(shù)時(shí),以焊接加固方法的參數(shù)取值為基礎(chǔ),基本保持栓接加固和鉚接加固參數(shù)優(yōu)于焊接加固參數(shù),粘貼鋼板加固參數(shù)取為焊接加固的0.8倍,并對(duì)此參數(shù)取為0.05的整數(shù)倍。6.4.2截面加固的實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的計(jì)算,基本采用了《鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(CECS77:96)有關(guān)表達(dá)式的原理,但考慮加固鋼材與原構(gòu)件屈服強(qiáng)度的可能不同、應(yīng)力滯后等,以及加固構(gòu)件因負(fù)荷、焊接加固引起的撓度增加,在其計(jì)算表達(dá)式中分別引入了鋼材換算強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度折減系數(shù)ηEM,以及初始撓度ω0和焊接參與撓度ωw引起的附加彎矩Nωx(ωx=ω0+ωw)影響。6.4.3彎矩作用在兩主平面內(nèi)的加固的工字形或箱型截面構(gòu)件的整體穩(wěn)定性計(jì)算原理和表達(dá)式,除引入了上述、ηEM和Nωx、Nωy參量外,與《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ17—88)的有關(guān)條文相同。6.4.4~6.4.7截面加固的格構(gòu)式偏心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性計(jì)算采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的有關(guān)表達(dá)式,并引入、ηEM和Nωx、Nωy以分別考慮不同鋼材屈服強(qiáng)度、應(yīng)力滯后和附加彎矩影響,但格構(gòu)式構(gòu)件,因其受力、截面加固、損傷狀況等可能不相同,采用本規(guī)范的方法時(shí),應(yīng)很好分析研究其受力,并在整體穩(wěn)定、分肢穩(wěn)定計(jì)算中考慮。6.4.8上述各類(lèi)構(gòu)件加固后的局部穩(wěn)定驗(yàn)算應(yīng)根據(jù)新形成的幾何特征,按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。6.5構(gòu)造規(guī)定6.5.1增大截面加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),有新、舊兩種鋼材在同一構(gòu)件截面中共同參與受力工作,因而必須采取必要的構(gòu)造及工藝措施,以保證新、舊兩種鋼材能協(xié)同工作。同時(shí)還應(yīng)保證不致因加固、焊接順序不當(dāng)?shù)仁┕ぴ蚨斐刹粦?yīng)有的截面、構(gòu)件幾何形狀的彎扭畸變。此外,當(dāng)采用焊縫連接加固截面時(shí),常有較大焊接殘余應(yīng)力,它對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的受力及耐久性都有影響,因而在加固構(gòu)造及施工措施中,應(yīng)極力避免較大的應(yīng)力集中,以使構(gòu)件,尤其受動(dòng)荷載作用的構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下能處于彈性范圍內(nèi)工作。6.5.2負(fù)荷下進(jìn)行加固構(gòu)件時(shí),常需進(jìn)行焊接,開(kāi)、擴(kuò)螺栓孔洞,此時(shí)必須制定合理的施工工藝,保證構(gòu)件在施工過(guò)程中有足夠的承載力,以免加固施工中的工程事故發(fā)生。對(duì)于加固后不便于檢查質(zhì)量、并影響結(jié)構(gòu)承載能力的施工過(guò)程中的結(jié)構(gòu)狀況,尚應(yīng)詳細(xì)記錄并作為隱蔽工程進(jìn)行驗(yàn)收,以便對(duì)加固后結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)。6.5.3先點(diǎn)焊固定,以使構(gòu)件較初具一定的承載力;其后逐次施焊時(shí),盡可能采用使構(gòu)件能對(duì)稱(chēng)、自由變形的施焊順序,以減少殘余應(yīng)力和畸變。6.5.5該條特別強(qiáng)調(diào)了對(duì)有二個(gè)以上構(gòu)件組成的靜不定結(jié)構(gòu)(框架、連續(xù)梁等)進(jìn)行加固時(shí),應(yīng)先點(diǎn)焊定位,使結(jié)構(gòu)初成整體,再?gòu)氖芰偠茸畲蟮臉?gòu)件開(kāi)始,逐次焊接,以便結(jié)構(gòu)能較自由變形,減少焊接殘余應(yīng)力。

7粘貼鋼板加固法7.1一般規(guī)定7.1.1根據(jù)粘貼鋼板加閻鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特性,規(guī)定了這種方法儀適用于鋼結(jié)構(gòu)受彎、受拉實(shí)腹式構(gòu)件的加固。7.1.2粘鋼的承重構(gòu)件最忌在復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下工作,故本條強(qiáng)調(diào)了應(yīng)將鋼板受力方式設(shè)計(jì)成僅承受軸向應(yīng)力作用。7.1.3對(duì)粘貼在鋼結(jié)構(gòu)表面的鋼板之所以要進(jìn)行防護(hù)處理,主要是考慮加固的鋼板一般較薄,容易因銹蝕而顯著削弱截面,或引起粘合面剝離破壞,其后果必然影響使用安全。7.1.4本條規(guī)定了長(zhǎng)期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃7.1.5采用粘貼鋼板加固時(shí),應(yīng)采取措施卸除或大部卸除活荷載。其日的是減少二次受力的影響,也就是降低鋼板的滯后應(yīng)變,使得加固新增的鋼板能充分發(fā)揮強(qiáng)度。7.1.6粘貼鋼板的膠粘劑一般是可燃的,故應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016規(guī)定的耐火等級(jí)和耐火極限要求以及相關(guān)規(guī)范的防火構(gòu)造規(guī)定進(jìn)行防護(hù)。7.2受彎構(gòu)件加固計(jì)算7.2.1國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)研究表明,在受彎構(gòu)件的受拉面和受壓面粘貼鋼板進(jìn)行受彎加固時(shí),起截面應(yīng)變分布仍可采用平截面假定。7.2.2受彎構(gòu)件加固后,其截面特性將發(fā)生改變,需要重新計(jì)算加固后換算截面模量以及中和軸位置。7.2.3受彎構(gòu)件正截面加固計(jì)算,應(yīng)考慮不能卸載引起的原構(gòu)件應(yīng)力,該應(yīng)力應(yīng)按原截面模量進(jìn)行計(jì)算,受彎構(gòu)件粘鋼加固應(yīng)考慮針對(duì)不同類(lèi)構(gòu)件的強(qiáng)度折減系數(shù)。7.2.4受彎構(gòu)件斜截面抗剪加固計(jì)算,應(yīng)該考慮不能卸載引起的原構(gòu)件應(yīng)力,該應(yīng)力應(yīng)按原截面模量進(jìn)行計(jì)算,受彎構(gòu)件粘鋼加固應(yīng)考慮針對(duì)不同類(lèi)構(gòu)件的強(qiáng)度折減系數(shù)。7.2.6為了保證粘鋼加固的可靠性,規(guī)定其正截面受彎承載力以及斜截面的受剪承載力的提高幅度,均不應(yīng)超過(guò)40%。7.2.8粘貼延伸長(zhǎng)度取值系參照《混凝土加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367制定,是偏于安全、穩(wěn)健的。7.2.9在受彎構(gòu)件的受拉翼緣表面粘鋼加固后,雖然抗彎承載力是提高了,但其局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性驗(yàn)算也有可能不滿(mǎn)足,需要按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范)GB50017的相關(guān)規(guī)定。7.3受拉構(gòu)件局部正截面加固計(jì)算7.3.1軸心受拉情況下,只要端部結(jié)構(gòu)構(gòu)造合理,其計(jì)算截面能達(dá)到極限狀態(tài)時(shí),但應(yīng)考慮后加固的粘鋼與原構(gòu)件之間的協(xié)同工作系數(shù),并不應(yīng)比原構(gòu)件的承載力大40%。7.5構(gòu)造規(guī)定7.5.1當(dāng)工資型鋼梁的腹板局部穩(wěn)定不滿(mǎn)足規(guī)范要求可采用粘貼T型鋼構(gòu)件進(jìn)行加固,Y型鋼構(gòu)件的厚度不應(yīng)小于6mm。7.5.2要求在受彎構(gòu)件的受拉邊或受壓邊鋼構(gòu)件表面上粘鋼進(jìn)行加固時(shí),起端部應(yīng)設(shè)置連接螺栓2M12,以防止端部的膠體出現(xiàn)剝離破壞。

8粘貼纖維復(fù)合材加固法8.1一般規(guī)定8.1.1根據(jù)粘貼纖維復(fù)合材加固鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特性,規(guī)定了這種方法僅適用于鋼結(jié)構(gòu)受彎、受拉實(shí)腹式構(gòu)件的加固。8.1.2碳纖維復(fù)合材自重輕、力學(xué)性能優(yōu)越,比強(qiáng)度和比剛度高,在鋼結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域,一般采用單向纖維為主的碳纖維復(fù)合材片材,利用其高強(qiáng)受拉性能進(jìn)行加固。本條強(qiáng)調(diào)了纖維復(fù)合材料不能承受壓力,只能考慮其抗拉作用,因而要求將纖維受力方式設(shè)計(jì)成僅承受拉應(yīng)力作用。8.1.5本條規(guī)定粘貼在鋼結(jié)構(gòu)表面的纖維增強(qiáng)復(fù)合材不得直接暴露于陽(yáng)光或有害介質(zhì)中。為此,其表面應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理,以防止長(zhǎng)期受陽(yáng)光照射或介質(zhì)腐蝕,從而起到延緩材料老化、延長(zhǎng)使用壽命的作用。8.1.6本條規(guī)定了采用這種方法加固的結(jié)構(gòu),其長(zhǎng)期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60°8.1.7采用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固時(shí),應(yīng)采取措施盡可能地卸載。其目的是減少二次受力的影響,亦即降低纖維復(fù)合材的滯后應(yīng)變,使得加固后的結(jié)構(gòu)能充分利用纖維材料的強(qiáng)度。提高加固后的承載力,以獲得最好的加固效果。8.1.8粘貼纖維復(fù)合材的膠粘劑一般是可燃的,故應(yīng)按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016規(guī)定的耐火等級(jí)和剛火極限要求,對(duì)纖維復(fù)合材進(jìn)行防護(hù)。膠水的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比較低,碳纖維復(fù)合材加固鋼構(gòu)件復(fù)合構(gòu)件在火災(zāi)下的性能表現(xiàn)往往由膠結(jié)層來(lái)控制。一方面碳纖維復(fù)合材雖然能為膠結(jié)層提供保護(hù),但是鋼構(gòu)件卻能把熱傳給膠結(jié)層,導(dǎo)致膠水分解并釋放有毒氣體,另一方面碳纖維復(fù)合材內(nèi)的溫度梯度會(huì)產(chǎn)生不同的溫度效應(yīng),所產(chǎn)生的應(yīng)力分布將導(dǎo)致加固材料彎曲,剝離應(yīng)力增加,所以應(yīng)對(duì)加固構(gòu)件表面進(jìn)行防護(hù)。復(fù)合構(gòu)件宜采用膨脹型防火涂料,防火涂料的燃點(diǎn)應(yīng)低于膠水的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。加固構(gòu)件表面添加覆蓋層也可以起到防火效果,某些對(duì)防火要求較高的建筑,可以在覆蓋層和構(gòu)件表面之間再刷防火涂料和填充玻璃棉等,必要時(shí)尚需做防火試驗(yàn)。8.1.9~8.1.10本條對(duì)纖維復(fù)合材的抗拉強(qiáng)度、彈性模量及拉應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值的指標(biāo)作出了規(guī)定。雖然碳纖維復(fù)合材在鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件加固中的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值等同于鋼構(gòu)件本身強(qiáng)度,大約僅相對(duì)于纖維復(fù)合材強(qiáng)度值的1/3~1/7,但本規(guī)范仍然要求碳纖維的設(shè)計(jì)強(qiáng)度具有高性能材料的特點(diǎn),其原因在于:①市場(chǎng)上的碳纖維材料的高強(qiáng)度與制造工藝水平和質(zhì)量是有直接相關(guān)的,如果降低對(duì)抗拉強(qiáng)度性能的要求,可能會(huì)使纖維材料受力性能的均勻性無(wú)法得到很好保證;②在鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)中,一般是按照彈性理論進(jìn)行計(jì)算分析的,采用高強(qiáng)度等級(jí)的碳纖維材料,可以為加固構(gòu)件進(jìn)入初期塑性階段不至于立即拉斷,從而提高了加固的安全性和構(gòu)件的延性。8.2受彎構(gòu)件加固計(jì)算8.2.1國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)研究表明,在受彎構(gòu)件的受拉面粘貼纖維復(fù)合材進(jìn)行受彎加固時(shí),其截面應(yīng)變分布仍可采用平截面假定。8.2.2本條是考慮纖維復(fù)合材多層粘貼的不利影響,引入了纖維復(fù)合材的厚度折減系數(shù)。該系數(shù)系參照ACI440委員會(huì)于2000年7月修訂的“GUIDEFORTHEDESIGNANDCONSTRUCTIONOFEXTERNALLYBONDEDFRPSYSTEMSFORSTRENGTHENINGCONCRETESTRUCTURES”而制定的。8.2.2~8.2.4受彎構(gòu)件加固后,截面特性將發(fā)生改變,需要重新計(jì)算加固后換算截面模量以及中和軸位置,雖然一般情況下碳纖維的彈性模量略大于鋼材,但由于碳纖維的彈性模量不是很穩(wěn)定,為了簡(jiǎn)化計(jì)算,假定碳纖維與鋼材的彈性模量相同。受彎構(gòu)件正截面和抗剪加固計(jì)算,應(yīng)該考慮不能卸載引起的原構(gòu)件應(yīng)力,該應(yīng)力應(yīng)按原截面模量進(jìn)行計(jì)算,受彎構(gòu)件粘貼纖維復(fù)合材加固應(yīng)考慮針對(duì)不同類(lèi)構(gòu)件的強(qiáng)度折減系數(shù)。為了保證粘貼纖維復(fù)合材加固的可靠性,規(guī)定其正截面受彎承載力以及斜截面的受剪承載力的提高幅度,均不應(yīng)超過(guò)40%。粘貼延伸長(zhǎng)度取值按照《混凝土加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367執(zhí)行。8.2.9在受彎構(gòu)件的受拉翼緣表面粘貼碳纖維復(fù)合材片材加固后,雖然抗彎承載力是提高了,但其局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性也有可能不足,需要按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)算。8.3受拉構(gòu)件加固計(jì)算8.3.1~8.3.2軸心受拉情況下,如果端部有可靠錨固,碳纖維復(fù)合材一般能充分發(fā)揮強(qiáng)度,但應(yīng)考慮后加固粘貼的碳纖維復(fù)合材與原構(gòu)件之間的協(xié)同工作系數(shù),并不應(yīng)比原構(gòu)件的承載力大40%;如果端部沒(méi)有可靠錨固,纖維復(fù)合材料只能大致發(fā)揮到鋼材應(yīng)力水平。8.4構(gòu)造規(guī)定和施工要求8.4.1本條關(guān)于碳纖維復(fù)合材加固量的規(guī)定,是參照國(guó)內(nèi)外有關(guān)指南和文獻(xiàn)制定的,其目的是保證其受力和錨固的可靠性。8.4.4本條對(duì)膠結(jié)層的厚度提出了施工要求,膠結(jié)層的厚度越大,內(nèi)部出現(xiàn)缺陷的概率就越高,且氣泡也不易排出等,同時(shí)會(huì)導(dǎo)致剝離應(yīng)力增加;反過(guò)來(lái)厚度減小,會(huì)導(dǎo)致膠結(jié)層沿碳纖維復(fù)合材延伸方向的剪應(yīng)力增大,所以膠結(jié)層的厚度應(yīng)取一個(gè)最適宜的平衡值。8.4.5碳纖維復(fù)合材端部是膠結(jié)層沿碳纖維復(fù)合材延伸方向的剪應(yīng)力和垂直于碳纖維復(fù)合材表面外向的剝離應(yīng)力較集中的部位,這兩種應(yīng)力與碳纖維復(fù)合材板的厚度、膠結(jié)層的厚度等密切相關(guān)。通過(guò)圖8.5.5的措施即減少碳纖維復(fù)合材板的厚度,增加膠結(jié)層的厚度、溢膠,從而達(dá)到減少剪應(yīng)力或者剝離應(yīng)力的目的,有效的避免了碳纖維復(fù)合材端部發(fā)生破壞。8.4.6碳纖維復(fù)合材端部是應(yīng)力集中區(qū)域,易發(fā)生剝離破壞,同時(shí)考慮到施工質(zhì)量、環(huán)境、人為因素等,端部應(yīng)采取錨固措施以保證達(dá)到預(yù)期的加固效果。圖8.4.6-1所示的錨固措施是國(guó)內(nèi)加固鋼構(gòu)件常用的錨固措施,當(dāng)沿縱向粘貼碳纖維復(fù)合材時(shí),應(yīng)在碳纖維復(fù)合材端部纏繞纖維布,考慮到錨固措施的重要性和CFRP與鋼板間易發(fā)生電偶腐蝕,錨固用的且與鋼構(gòu)件直接接觸的碳纖維復(fù)合材宜使用GFRP。8.4.7為了保證碳纖維復(fù)合材片材與被加固鋼構(gòu)件的粘貼可靠性,應(yīng)在粘貼碳纖維復(fù)合材片材前對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行表面糙化處理,一般可采用鋼絲刷等手工打磨或者噴砂處理,必要時(shí)可用高壓水沖洗鋼材表面,并且等水干后才可涂抹膠水。同時(shí),為防止打磨后的鋼材表面暴露在空氣中腐蝕,應(yīng)盡量在打磨后立即粘貼碳纖維復(fù)合材。8.4.8加固兩端簡(jiǎn)支受彎構(gòu)件時(shí),碳纖維復(fù)合材端部距離支座越遠(yuǎn),截面彎矩越大,能量釋放率越高,如果超過(guò)臨界能量釋放率,就會(huì)導(dǎo)致碳纖維復(fù)合材端部脫膠,所以碳纖維復(fù)合材末端宜盡量位于于彎矩較小處也就是支座處。加固受拉、壓構(gòu)件時(shí),為防止端部至節(jié)點(diǎn)這一段的構(gòu)件發(fā)生破壞,碳纖維復(fù)合材宜盡量貼至節(jié)點(diǎn)處。8.4.9碳纖維導(dǎo)電性很強(qiáng),用碳纖維加固時(shí)很容易發(fā)生電偶腐蝕,研究證明在碳纖維和金屬構(gòu)件之問(wèn)增加一道玻璃纖維隔離層能有效避免電偶腐蝕。研究表明,受高壓交流設(shè)備的影響所產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)破壞加同體系,所以高壓交流設(shè)備附近的鋼結(jié)構(gòu)不宜用碳纖維材料加固。8.4.10膠水固化過(guò)程中施工環(huán)境的溫度和濕度應(yīng)處于配套樹(shù)脂材料規(guī)定的使用溫度和濕度范圍內(nèi),否則會(huì)對(duì)膠水的耐久性產(chǎn)生不利影響。

9外包鋼筋混凝土加固法9.1一般規(guī)定9.1.1外包鋼筋混凝土加固法由于濕作業(yè)工作量大、養(yǎng)護(hù)期長(zhǎng)、占用建筑中空間較多,一般多用于需要大幅度提高承載能力的鋼構(gòu)件加固。9.1.2采取措施卸載主要是為了減少二次受力的影響,同時(shí)為加固施工提供操作空間。9.1.4本條規(guī)定了對(duì)加固后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體內(nèi)力及位移分析時(shí),采用疊加方法計(jì)算組合構(gòu)件的鋼度。9.2加固計(jì)算9.2.1采用外包鋼筋混凝土加固構(gòu)件時(shí),起正截面承載力計(jì)算公式系參照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》YB9082的計(jì)算公式給出,但為考慮二次受力及我、二次施工因素的影響,對(duì)外包鋼筋混凝土部分承載力予以折減,去折減系數(shù)為0.9。9.2.2式(9.2.2-2)足鋼筋混凝土部分承擔(dān)的軸力及相應(yīng)的受彎承載力計(jì)算公式,設(shè)計(jì)時(shí),考慮二次受力和二次施工因素的影響,對(duì)鋼筋混凝土部分承擔(dān)的軸力和彎矩予以了放大。對(duì)配置非對(duì)稱(chēng)截面的鋼構(gòu)件,當(dāng)鋼構(gòu)件的非對(duì)稱(chēng)性不是很大時(shí),可偏于安全地?fù)Q算成對(duì)稱(chēng)截面,再按本條9.2.2進(jìn)行計(jì)算。9.2.3采用外包鋼筋混凝土加固承受壓力和雙向彎矩的鋼構(gòu)件時(shí),其正截面受彎承載力計(jì)算公式考慮了二次受力及二次施工因素的影響,對(duì)外包鋼筋混凝土部分承載力予以折減。取式(9.2.3-1)和式(9.2.3-2)給出了雙向受彎正截面承載力的一般迭加方法,其計(jì)算原理與9.2.1條相同,即對(duì)于給定的軸力N值,根據(jù)軸力平衡方程,任意分配鋼構(gòu)件部分和鋼筋混凝土部分承擔(dān)的軸力,并分別求得相應(yīng)各部分繞x軸和y軸的受彎承載力,兩部分受彎承載力之和的最大值,即為在該軸力下鋼骨混凝土柱的受彎承載力。9.2.5~9.2.6采用外包鋼筋混凝土加固鋼構(gòu)件時(shí),其斜截面受剪承載力計(jì)算公式也考慮了二次受力和二次施工因素的影響,而且其影響較大,故對(duì)外包鋼筋混凝土部分的承載力予以折減,取抗剪強(qiáng)度利用系數(shù)為0.85。9.3構(gòu)造規(guī)定9.3.1外包鋼筋混斑土厚度的規(guī)定是保證耐火性、耐久性、鋼構(gòu)件與混凝土的粘結(jié)性能。并保證鋼構(gòu)件不產(chǎn)生局部壓屈的重要條件。同時(shí)考慮施工方便,并能使混凝土澆注密實(shí),因此外包鋼筋混凝土厚度不宜太小。9.3.2為保證力的可靠傳遞,縱向受力鋼筋兩端應(yīng)有可靠地連接和錨固,柱下端應(yīng)深入基礎(chǔ)并應(yīng)滿(mǎn)足錨固要求;其上端應(yīng)穿過(guò)樓板與上層節(jié)點(diǎn)連接或在屋面板處封頂錨固。此外為保證外包混凝土與型鋼構(gòu)件的共同工作、防止外包混凝土在破壞階段的剝落而導(dǎo)致承載力降低,因此構(gòu)件中應(yīng)按GB50010的要求配置箍筋;同時(shí)在端部塑性鉸區(qū)的箍筋尚應(yīng)加密配置。9.3.3采用外包鋼筋混凝土加固鋼構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)是按疊加原理,在計(jì)算中并未要求鋼構(gòu)件與混凝土共同作用,一般不需要設(shè)抗剪切件。對(duì)過(guò)渡層、過(guò)渡段、型鋼構(gòu)件與混凝土間傳力較大部位,為保證型鋼構(gòu)件與外包混凝土間的傳力可靠和共同受力,應(yīng)經(jīng)計(jì)算設(shè)置抗剪連接件。目前通常采用栓釘,因此本規(guī)范中關(guān)于剪力連接件設(shè)置,均按采用栓釘確定。

10鋼管構(gòu)件內(nèi)填混凝土加固法10.1一般規(guī)定10.1.2本條規(guī)定了被加固鋼管構(gòu)件的基本構(gòu)造要求。圓形鋼管的直徑不宜過(guò)小,以保證混凝土澆筑質(zhì)量。為保證鋼管與混凝土共同工作,矩形鋼管截面邊長(zhǎng)之比不宜過(guò)大。為避免加固后形成的矩形鋼管混凝土構(gòu)件在喪失整體承載能力之前鋼管壁板件局部屈曲,除應(yīng)要求鋼管壁厚不小于6mm外,尚應(yīng)保證鋼管全截面有效。故鋼管截面高寬比不應(yīng)大于2,且應(yīng)換算成邊長(zhǎng)為的等效正方形截面進(jìn)行計(jì)算。10.1.3采用內(nèi)填混凝土加固時(shí),為了減小二次受力的影響,宜采取措施對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行卸載。10.1.4考慮到混凝土與鋼材的合理匹配,保證質(zhì)量,提出了混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30的要求。應(yīng)采取措施減小管內(nèi)混凝土由于收縮等可能產(chǎn)生的不利影響。10.1.6鋼管內(nèi)填混凝土后形成鋼管混凝土構(gòu)件,其截面彈性剛度為原鋼管和內(nèi)填混凝性剛度之和。10.2圓形鋼管構(gòu)件加固計(jì)算10.2.1~10.2.7給出了圓形鋼管構(gòu)件加固后承載力設(shè)計(jì)值的計(jì)算公式。其表達(dá)形式10.2.8、10.2.9內(nèi)填混凝土圓形鋼管構(gòu)件的橫向受剪承載力不應(yīng)小于其剪力設(shè)計(jì)值?;炷翀A鋼管構(gòu)件的橫向受剪承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式,同樣應(yīng)考慮鋼管構(gòu)件二次受力,以及施工質(zhì)量、施工環(huán)境的影響,因此對(duì)新增內(nèi)填混凝土強(qiáng)度予以折減。故因?qū)M向受剪承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式施工環(huán)境對(duì)構(gòu)件承載力的影響,采取了內(nèi)填混凝土的強(qiáng)度予以折減的措施,取值為0.8.在進(jìn)行承載力驗(yàn)算時(shí),取凈截面進(jìn)行驗(yàn)算;當(dāng)截面無(wú)削弱時(shí),按毛截面進(jìn)行驗(yàn)算。10.3.4~10.3.13參照國(guó)內(nèi)外有關(guān)推薦性標(biāo)準(zhǔn)和指南,給出的矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算公式,并考慮二次受力,及施工質(zhì)量、施工環(huán)境對(duì)構(gòu)件承載力的影響,對(duì)內(nèi)填混凝土的工作承擔(dān)系數(shù)予以折減,取0.75,則折減后內(nèi)填混凝土的工作承擔(dān)系數(shù)計(jì)算公式為:中的1.0改取為0.8。10.3正方形鋼管構(gòu)件加固計(jì)算10.3.1~10.3.2軸心受壓構(gòu)件計(jì)算公式考慮到二次受力,及施工質(zhì)量、施工環(huán)境對(duì)構(gòu)件承載力的影響,采取了對(duì)內(nèi)填混凝土的強(qiáng)度予以折減的措施,取值為0.8。在進(jìn)行承載力驗(yàn)算時(shí),取凈截面進(jìn)行驗(yàn)算;當(dāng)截面無(wú)削弱時(shí),按毛截面進(jìn)行驗(yàn)算。10.3.4~10.3.13參照國(guó)內(nèi)外有關(guān)推薦性標(biāo)準(zhǔn)和指南,給出的矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算公式,并考慮二次受力,及施工質(zhì)量、施工環(huán)境對(duì)構(gòu)件承載力的影響,對(duì)內(nèi)填混凝土的工作承擔(dān)系數(shù)予以折減,取0.75,則折減后內(nèi)填混凝土的工作承擔(dān)系數(shù)計(jì)算公式為10.4管內(nèi)混凝土施工10.4.2本條給出的人工澆搗法、導(dǎo)管澆搗法、高位拋落無(wú)振搗法,及泵送頂升法等四種混凝土澆筑方法是目前國(guó)內(nèi)鋼管混凝土工程施工中較為成熟的方法。其中以泵送頂升澆筑法的質(zhì)量最易控制。隨著施工技術(shù)的發(fā)展,在工程實(shí)踐中鋼管混凝土的施工工藝將會(huì)有所不同,但無(wú)論采用哪種工藝,都要保證混凝土的強(qiáng)度,還要保證混凝土的密實(shí)度。10.4.5當(dāng)鋼管內(nèi)有穿心構(gòu)件時(shí),對(duì)拋落的混凝土有阻礙作用,影響混凝土的密實(shí)度,應(yīng)慎用高位拋落無(wú)振搗法。10.4.9鋼管混凝土構(gòu)件由于核心混凝土被外圍鋼管所包覆,因此混凝土澆筑質(zhì)量的控制存在一定難度。日前一般采用敲擊法通過(guò)聽(tīng)聲音來(lái)判斷密實(shí)度。對(duì)一些重要構(gòu)件和部位則可以采用超聲波來(lái)檢測(cè)。由于超聲波通過(guò)時(shí)的聲速、振幅、波形等超聲參數(shù)與管內(nèi)混凝土的密實(shí)度、均勻性和局部缺陷密切相關(guān),因此可應(yīng)用超聲波來(lái)檢測(cè)管內(nèi)混凝土的質(zhì)量。具體做法是先對(duì)混凝土的強(qiáng)度和缺陷進(jìn)行標(biāo)定,獲得超聲波通過(guò)時(shí)的超聲參數(shù),以此作為標(biāo)準(zhǔn)與鋼管混凝土實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較,從而確定管內(nèi)混凝土的質(zhì)量狀況。

11預(yù)應(yīng)力加固法11.1一般規(guī)定11.1.1本條主要說(shuō)明本章加固方法的適用范圍,分別包括對(duì)結(jié)構(gòu)或者具有獨(dú)立結(jié)構(gòu)功能的子結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)單元和構(gòu)件的加固,用以改善結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力性態(tài)。主要加固目的包括:1提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度。2提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力。3改善原結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力性態(tài)以及工作狀態(tài)。11.1.2進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)前,需通過(guò)檢測(cè)鑒定確定原結(jié)構(gòu)中構(gòu)件材料的力學(xué)性能及其質(zhì)量等級(jí),作為加固設(shè)計(jì)的依據(jù)。11.1.3用于加固結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,通常是相對(duì)較柔的構(gòu)件,其截面尺寸與長(zhǎng)度相比相對(duì)很小,因而其整體彎曲剛度很小。除高強(qiáng)鋼索、高強(qiáng)鋼棒外,鋼帶或型鋼也可以作為預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,只要其整體彎曲剛度相對(duì)小即可??傊?,預(yù)應(yīng)力構(gòu)件不能因自身彎曲剛度大而在被加固構(gòu)件中形成額外彎曲內(nèi)力。11.1.4結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)錨固節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡可能避開(kāi)被加固構(gòu)件應(yīng)力較大的區(qū)域,同時(shí),錨固節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)便于除塵、防腐與防火維護(hù)。預(yù)應(yīng)力的施加應(yīng)保證提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抗力,盡量減小荷載增加的不利效應(yīng)。11.1.5施加預(yù)應(yīng)力的方法有多種,目前常用的方法有:張拉加固索法、調(diào)整支座位置法及臨時(shí)支撐卸載法,可根據(jù)被加固結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的自身狀態(tài)及工作環(huán)境選擇。當(dāng)有其他方法可選擇時(shí),應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其有效性及安全性。11.1.6構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力加固方法,應(yīng)根據(jù)其受力特征及薄弱剛度方向確定。除本條所列常見(jiàn)構(gòu)件的受力特征及其加固方法外,當(dāng)有其他方法可選擇時(shí),應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其有效性及安全性。11.1.7被加固的鋼結(jié)構(gòu),由于已使用一段時(shí)間或已出現(xiàn)變形或損傷,其結(jié)構(gòu)狀態(tài)已不同于設(shè)計(jì)之初,因此,建立準(zhǔn)確的計(jì)算模型應(yīng)考慮變形或損傷的存在及其影響。另外,采用預(yù)應(yīng)力加固時(shí),由于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件相對(duì)較細(xì),且預(yù)應(yīng)力可能需要分級(jí)施加,在理論分析時(shí)考慮幾何非線性效應(yīng)才能獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)值結(jié)果。11.1.8常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),僅需要進(jìn)行承載力驗(yàn)算及正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算。但對(duì)于采用預(yù)應(yīng)力加固的結(jié)構(gòu),由于預(yù)應(yīng)力可能需要分級(jí)施加,施工階段結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)可能不同于設(shè)計(jì)計(jì)算狀態(tài),因此,為了保證結(jié)構(gòu)安全及其使用性能,應(yīng)對(duì)施工階段可能出現(xiàn)的不利荷載狀態(tài)進(jìn)行必要的驗(yàn)算。施工時(shí)原結(jié)構(gòu)的荷載狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)承受載、或部分承受載、或完全不承受載。11.1.10根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153的有關(guān)規(guī)定,當(dāng)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)加固構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的荷載效應(yīng)組合時(shí),應(yīng)計(jì)算預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng)并參與組合。在正常使用極限狀態(tài)下,預(yù)應(yīng)力作用分項(xiàng)系數(shù)γp通常取1.0。11.1.11本條關(guān)于預(yù)應(yīng)力張拉系數(shù)γT參考《預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》確定。11.1.12本條計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)變形,應(yīng)該是相對(duì)于原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)位形的變形,否則,不能滿(mǎn)足正常使用要求。在實(shí)際工程中,可根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用要求調(diào)整。11.1.13本條參照《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》制定。11.1.14各種錨具的錨固變形、回縮和滑移值可實(shí)測(cè)獲得,變形值一般是固定的。預(yù)應(yīng)力的損失率和結(jié)構(gòu)的跨度有關(guān),跨度越大損失率越小,跨度越小損失率越大。這種損失可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)行一定量的超張拉得到補(bǔ)償。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉端錨口摩擦和在轉(zhuǎn)向裝置處的摩擦力,可在設(shè)計(jì)孔道時(shí)盡量避免摩擦以減小損失,或采取其它措施以消除摩擦損失。松弛可作為非彈性變形進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失估算。鋼材的松弛與徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失不是局部性的,而是發(fā)生在結(jié)構(gòu)各構(gòu)件中,必須通過(guò)整體結(jié)構(gòu)分析確定損失狀況,可在預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)中予以補(bǔ)償。溫度影響是指構(gòu)件隨溫度變化而發(fā)生非彈性變形,溫度對(duì)預(yù)應(yīng)力的影響是整體的。溫度因素需要在預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)階段分析時(shí)考慮。11.1.15當(dāng)索的長(zhǎng)度較小時(shí)(30m以下),應(yīng)考慮應(yīng)力松弛損失。索較長(zhǎng)時(shí)可不考慮。11.1.16預(yù)應(yīng)力加固用鋼絲、鋼絞線的應(yīng)力松弛試驗(yàn)表明,應(yīng)力松弛損失值與鋼絲的初始應(yīng)力值和極限強(qiáng)度有關(guān)。本條給出的普通松弛和低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線的松弛損失值計(jì)算公式,參照了《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2011。11.1.19加固后結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力若松弛,則失去加固作用,因此,用于加固的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在正常使用狀態(tài)不能松弛。11.1.20本條的重要索指其破壞后危及結(jié)構(gòu)整體安全的索或索系,次要索指其破壞后危及結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件正常使用而不影響結(jié)構(gòu)安全的索或索系。索力設(shè)計(jì)限值的確定,目前統(tǒng)計(jì)資料還不多,僅參考一些實(shí)際工程以及有關(guān)規(guī)程。11.1.21采用傳統(tǒng)的簡(jiǎn)化近似公式計(jì)算張拉端及錨固端,難以獲得準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果,為了保證安全,應(yīng)采用較為精確的數(shù)值計(jì)算方法驗(yàn)算該節(jié)點(diǎn)。11.2構(gòu)件預(yù)應(yīng)力加固11.2.1本條列出的單個(gè)構(gòu)件預(yù)應(yīng)力加固方法為常見(jiàn)且成熟的方法,也可采用其他有效且安全的加固方法。當(dāng)采用新方法時(shí),應(yīng)通過(guò)準(zhǔn)確的計(jì)算分析驗(yàn)證或模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。11.2.2本條規(guī)定的目的主要是為了保證原構(gòu)件不被削弱或其受力性質(zhì)不發(fā)生變化。否則,應(yīng)采取措施,保證原構(gòu)件受力性質(zhì)不發(fā)生變化。11.2.6若加固用的拉桿安裝后不施加一定的預(yù)應(yīng)力,則該拉桿將滯后承載,導(dǎo)致原構(gòu)件變形過(guò)大甚至損壞,起不到預(yù)定的加固效果。11.2.8采用傳統(tǒng)的簡(jiǎn)化近似公式難以獲得節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)果,為了保證安全,應(yīng)采用較為精確的數(shù)值計(jì)算方法驗(yàn)算該節(jié)點(diǎn)。11.2.11的加固設(shè)計(jì)方法,通常是用于鋼管類(lèi)閉口截面構(gòu)件,且預(yù)應(yīng)力索可從管中穿過(guò)。本條公式的前提是被加固構(gòu)件在加固預(yù)應(yīng)力作用下不失穩(wěn),為此在加固設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采取措施,保證被加固構(gòu)件在施加預(yù)應(yīng)力時(shí)的穩(wěn)定性。11.2.12參照《現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)》(修訂版)制定。構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力NPe為張拉后的實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力,與上一條定義相同。11.2.15關(guān)于被加固梁的驗(yàn)算方法,形式與《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017相同,但增加了預(yù)應(yīng)力的影響。構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力NPe為張拉后的實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力,與上一條定義相同。11.2.16算被加固桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形時(shí),可將實(shí)際施加的預(yù)應(yīng)力作為荷載進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于采用吊掛方式加固的桁架結(jié)構(gòu),可采用同樣的方法進(jìn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)驗(yàn)算。11.3結(jié)構(gòu)整體預(yù)應(yīng)力加固11.3.1列出的整體結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力加固方法為常見(jiàn)且成熟的方法,也可采用其他有效且安全的加固方法。當(dāng)采用新方法時(shí),應(yīng)通過(guò)準(zhǔn)確的計(jì)算分析驗(yàn)證或模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。11.3.2規(guī)定的目的主要是為了保證原構(gòu)件受力性質(zhì)不發(fā)生變化。否則,應(yīng)采取措施,保證原構(gòu)件受力性質(zhì)不發(fā)生變化。11.3.3結(jié)構(gòu)體系的外部空間用于建筑或其它功能。若結(jié)構(gòu)體系的外部空間可被允許用于加固構(gòu)件布置,則此條可突破,如預(yù)應(yīng)力斜拉或懸索加固法。11.3.4結(jié)構(gòu)的加固改造必定會(huì)造成部分構(gòu)件內(nèi)力增加,為此,需特別提起注意,當(dāng)實(shí)施加固時(shí),應(yīng)對(duì)加固過(guò)程中設(shè)計(jì)應(yīng)力超過(guò)鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的構(gòu)件現(xiàn)行加固,以保證安全。11.3.5本條的目的為了保證預(yù)應(yīng)力構(gòu)件內(nèi)力分布盡量均勻,當(dāng)不能保證內(nèi)力分布均勻時(shí),應(yīng)通過(guò)計(jì)算分別確定加固構(gòu)件的截面尺寸。11.3.7原結(jié)構(gòu)在受力狀態(tài)進(jìn)行加固的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與新結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)完全不同,應(yīng)考慮已存在的內(nèi)應(yīng)力,同時(shí),在加固施工時(shí),應(yīng)采取事先釋放內(nèi)應(yīng)力的措施或其它安全措施。11.3.8加固結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是在結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)下進(jìn)行增加構(gòu)件及預(yù)應(yīng)力的設(shè)計(jì)計(jì)算,與新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)完全不同,應(yīng)考慮加固過(guò)程中的內(nèi)力狀態(tài),同時(shí),還應(yīng)考慮原結(jié)構(gòu)的早期變形或損傷。11.3.911.4構(gòu)造要求11.4.6用于施加預(yù)應(yīng)力的張拉節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造,應(yīng)考慮張拉時(shí)采用的設(shè)備、張拉方式以及張拉時(shí)輔助零件的設(shè)置、所需的張拉空間及施工作業(yè)的可操作性,且要考慮錨固可靠。同時(shí),還應(yīng)考慮超張拉的安全性。11.4.7關(guān)于板件的寬厚比限值,應(yīng)參照國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50013的規(guī)定執(zhí)行。11.4.8拉索過(guò)長(zhǎng)就會(huì)產(chǎn)生明顯的下垂,雖然不影響受力,但會(huì)影響觀感或者使用,有條件時(shí),在索的中部可增設(shè)吊索或吊桿,可減小其垂度。11.4.10~11.4.11本條參照《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》制定。11.5對(duì)預(yù)應(yīng)力加固施工工藝的要求11.5.1由于鋼結(jié)構(gòu)加固施工比新結(jié)構(gòu)安裝更為復(fù)雜,因此,應(yīng)要求施工企業(yè)在加固施工之前預(yù)先制定加固施工方案,并應(yīng)編制相應(yīng)的施工組織設(shè)計(jì)文件,這樣才能保證施工質(zhì)量以及施工安全。11.5.2不進(jìn)行準(zhǔn)確的施工過(guò)程模擬計(jì)算,就不能預(yù)先掌握各施工階段結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的內(nèi)力、變形的分布及變化,也就難以進(jìn)行施工控制,要保證施工安全順利進(jìn)行,就應(yīng)該預(yù)先模擬計(jì)算,了解各個(gè)施工步的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。11.5.6鋼結(jié)構(gòu)加固的施工張拉,通常設(shè)計(jì)有要求。當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí),應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工條件,按照對(duì)稱(chēng)張拉的原則由施工方制定張拉方案,同時(shí)應(yīng)由設(shè)計(jì)方通過(guò)計(jì)算審核張拉方案,以保證施工過(guò)程安全。11.5.8~11.5.9鋼結(jié)構(gòu)加固施工過(guò)程中,施工過(guò)程監(jiān)測(cè)與控制至關(guān)重要,因此,應(yīng)事先制定施工過(guò)程監(jiān)測(cè)方案,確定應(yīng)監(jiān)測(cè)的應(yīng)力、位移以及應(yīng)監(jiān)測(cè)的位置,并在實(shí)際施工時(shí),通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算值的比較,判定當(dāng)前施工時(shí)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)是否安全、是否滿(mǎn)足質(zhì)量要求,進(jìn)而達(dá)到合理控制的目的。

12連接和節(jié)點(diǎn)加固12.1一般規(guī)定12.1.1加固連接方法的選擇應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)加固的原因、目的、受力狀態(tài)、構(gòu)造及工作條件和原有結(jié)構(gòu)采用的連接方法,一般可與原有結(jié)構(gòu)的連接方法一致。當(dāng)原有結(jié)構(gòu)為鉚釘鏈接時(shí),可采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接方法加固;如原有結(jié)構(gòu)為焊接,當(dāng)其連接強(qiáng)度不足時(shí),應(yīng)該采用焊接,而不宜用螺栓等其它連接方法;當(dāng)為防止板件疲勞裂紋的擴(kuò)展,可采用有蓋板的摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接方法加固。12.1.2鋼結(jié)構(gòu)常用連接方法中,其連接的剛度,即破壞時(shí)抵抗變形的大小,依次為焊接、摩擦型高強(qiáng)度螺栓、鉚接和普通螺栓連接。一般應(yīng)用剛度較大的連接加固比其剛度小的連接,且進(jìn)行計(jì)算時(shí)不宜考慮其混合共同受力,但在受力較簡(jiǎn)單明確的接頭中,可經(jīng)研究采用焊縫與摩擦型高強(qiáng)度螺栓共同受力的混合連接。當(dāng)僅考慮較大剛度連接承受全部設(shè)計(jì)受力時(shí),較小剛度連接可不予拆除。12.1.3加固連接所用材料,如焊條金屬等,應(yīng)與原有結(jié)構(gòu)及其連接材料的性質(zhì)相容、協(xié)調(diào)、一致,即匹配,并使彼此能很好結(jié)合,強(qiáng)度、韌性、塑性良好。12.1.4負(fù)荷下加固連接,當(dāng)采用焊接時(shí),如沿構(gòu)件橫截面連接施焊,會(huì)使構(gòu)件全截面金屬的溫度升高過(guò)大而失去承載力;當(dāng)采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓加固而需在橫截面上增加、擴(kuò)大釘孔,或拆除原有鉚釘、螺栓等連接件過(guò)多時(shí),常使原有構(gòu)件連接承載力急劇降低。為避免加固施工中的工程事故,需采取必要的合理施工工藝,和進(jìn)行施工條件下的承載力核算。12.2焊接連接的加固12.2.1~12.2.3焊縫連接的加固應(yīng)首先考慮增加長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn),其也可考慮增加焊角尺寸或同時(shí)增加焊腳尺寸或同時(shí)增加焊縫長(zhǎng)度和焊腳尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)。不論哪種方法,都應(yīng)經(jīng)過(guò)對(duì)施焊前后和過(guò)程中焊縫連接強(qiáng)度的計(jì)算。如果在負(fù)荷下加固垂直于受力方向的橫向焊縫時(shí),還必須采取適當(dāng)?shù)氖┖腹に嚰鞍踩夹g(shù)措施,以免施焊中因焊件過(guò)熱引起的構(gòu)件和其連接承載力急劇降低而導(dǎo)致事故的發(fā)生。12.2.4為保證加固焊縫連接的安全,負(fù)荷下用增加非橫向焊縫的方法加固焊縫時(shí),原有焊縫中負(fù)荷下的應(yīng)力不得超過(guò)該焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;加固處及相鄰區(qū)段結(jié)構(gòu)中的初始最大名義應(yīng)力σomax,對(duì)于=1\*ROMANI,=2\*ROMANII和=3\*ROMANIII,=4\*ROMANIV類(lèi)設(shè)計(jì)工作條件的結(jié)構(gòu),分別不大于0.2fy,0.4fy,和0.55fy,σomax計(jì)算見(jiàn)本規(guī)范第6.1.7條;施焊時(shí)的焊條直徑、電流強(qiáng)度、每焊道焊腳尺寸及其焊道施焊的時(shí)間間隔等均應(yīng)給予限制,以避免金屬過(guò)熱及減少焊接殘余應(yīng)力。12.2.5負(fù)荷下堆焊焊腳尺寸以增加其有效厚度加固焊縫時(shí),由于施焊加熱原有焊縫,考慮600℃影響區(qū)域內(nèi)焊縫暫無(wú)承載力,致使焊縫的總平均設(shè)計(jì)強(qiáng)度降低,根據(jù)國(guó)內(nèi)試驗(yàn)研究和經(jīng)計(jì)算分析簡(jiǎn)化,引入了焊縫長(zhǎng)度影響系數(shù)ηf以考慮這一影響。其值見(jiàn)表11.2.512.2.6加固后的角焊縫,可考慮新、舊焊縫的共同受力工作,但由于工地施焊,負(fù)荷下加固焊縫中可能有應(yīng)力滯后等,將角焊縫設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)fw適當(dāng)降低,即乘以0.85的系數(shù)。并對(duì)角焊縫同時(shí)受有σf、τf時(shí),做了進(jìn)一步簡(jiǎn)化:σf2+τf2=0.95ffw。12.2.7當(dāng)由于加固受力、構(gòu)造等原因,僅增加焊縫長(zhǎng)度和有效厚度或兩者共同的方法不能滿(mǎn)足加固要求時(shí),建議可用附加節(jié)點(diǎn)板等措施,使加固的連接受力適當(dāng)“分流”,但必須對(duì)其受力進(jìn)行認(rèn)真的分析,確?!胺至鳌笔芰Φ目赡芘c合理。12.3螺栓和鉚釘連接的加固12.3.1原有鉚釘或螺栓松動(dòng)、損壞失效或連接強(qiáng)度不足,需要更換或新增時(shí),應(yīng)首先考慮采用相同直徑的摩擦型高強(qiáng)度螺栓,如摩擦型高強(qiáng)度螺栓承載力過(guò)低,不能滿(mǎn)足強(qiáng)度要求時(shí),可考慮用承壓型高強(qiáng)度螺栓。但采用前者時(shí),應(yīng)合理確定板件間的抗滑移系數(shù)υf;采用后者時(shí),應(yīng)將錯(cuò)位不平整的釘孔設(shè)法擴(kuò)鉆平整,用B級(jí)或A級(jí)螺栓,且應(yīng)校核被連接板件的的凈截

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