建筑结构加固.pdf

1、建筑结构加固建筑结构加固概述1 概述概述1.1 加固程序加固程序加固工作程序加固工作程序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。1 概述概述1.1 加固程序加固程序1 概述概述1.2 加固特点加固特点结构加

2、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；（待续）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（续）：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

3、结构强度、刚度、使用寿命的均衡，以及新、旧结构的协调工作。1 概述概述1.2 加固特点加固特点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）其他原则1 概述概述1.3 加固原则加固原则在制定加固方案时，除应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

4、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。1 概述概述1.3 加固原则加固原则 总体效应原则总体效应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。1 概述概述1.3 加固原则加固原则 与抗震设防结合的原则与抗震设防结合的原则1 概述概述1.3 加固原则加固原则 材料的强度及选用原则材料的强度及选用原则（1）加固设计时，原结构

5、的材料强度按如下规定取用：如原结构的材料种类和性能与原设计一致时，按原设计（或规范）值取用；当原结构无材料强度资料时，应按实测材料强度等级根据现行规范取值。1 概述概述1.3 加固原则加固原则 材料的强度及选用原则材料的强度及选用原则（2）加固材料的选用：加固材料应尽量选用轻质高强，且与原结构材料共同工作性能好的材料。加固用混凝土，应比原结构的混凝土强度等级提高一级，加固混凝土中不应掺入粉煤灰、高炉矿渣等混合材料。粘结材料及化学灌浆材料的粘结强度，应高于被粘结构混凝土的抗拉强度和抗剪强度。粘结材料及化学灌浆材料一般宜采用成品或半成品。当自行配制时，应进行试配，并检验其与被粘结材料间的粘结强度。

6、1 概述概述1.3 加固原则加固原则 荷载计算原则荷载计算原则对加固结构承受的荷载，应作实地调查和取值。一般情况下，当原结构系按工业与民用建筑结构荷载规范荷载规范取值者，在鉴定阶段，对结构验算仍按原规范取值；当需加固时，则加固验算应按新建筑结构荷载规范规定取值。对于现行荷载规范中未作规定的永久荷载，可根据情况进行抽样实测确定。抽样数不得少于5个，以其平均值的1.1倍作为其荷载标准值。工艺荷载和吊车荷载等，应根据使用单位提供的数据取值。1 概述概述1.3 加固原则加固原则 结构加固设计使用年限结构加固设计使用年限对结构设计使用年限设计规定的结构或结构构件在进行正常的维修而不需要进行大修的条件下即

7、可满足预定功能使用的年限。加固结构设计使用年限加固结构在正常维护条件下能满足预定功能使用的年限。老龄建筑后续使用年限不可能太长，一般510年；一般工程2030年；新建工程应满足原设计要求50、100年。设计使用年限103050100与50年的相对比值0.70.91.01.1地震影响系数最大值的相对关系设计使用年限20304050相对比值0.590.750.881.00抗震加固三种设防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、雪荷载不同重现期的相对取值1 概述概述1.3 加固原则加固原则加固结构耐久性年限估算（仅供

8、参考）加固结构耐久性年限估算（仅供参考）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3040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4050有机胶粘贴时10301 概述概述1.3 加固原则加固原则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实际受力程度及加固部分的应变滞后特

9、点，以及加固部分与原结构协同工作程度。3）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力。4）加固后使结构重量加大时，尚应对被加固的相关结构及建筑物基础进行验算。承载力验算原则承载力验算原则1 概述概述1.3 加固原则加固原则1）对于高温、腐蚀、冻融、振动、地基不均匀沉降等原因造成的结构损坏，应在加固设计中提出相应的处理对策后再进行加固。2）结构加固应综合考虑其经济效果。尽量不损伤原结构并保留其具有利用价值的结构构件，避免不必要的拆除或更换。3）加固施工过程中，若发现原结构或相关工程隐蔽部位构造有严重缺陷时，应立即停止施工，会同加固设计者提出有效措施进行处理后方能继续施工。4）对

10、于可能出现倾斜、开裂或倒塌等不安全因素的房屋，在加固施工前，应采取临时措施以防止不安全事故发生。1 概述概述1.3 加固原则加固原则 其他原则其他原则1 概述概述1.4 加固结构受力特征加固结构受力特征加固结构工作中的受力特征与一次建成的普通结构有较大的差异，主要表现在二次受力和共同整体工作两方面。1 1、加固结构属二次受力结构及二次组合结构、加固结构属二次受力结构及二次组合结构二次组合结构二次组合结构加固结构由原有部分与新加部分在不同时段组合而成，故称为二次组合结构。加固结构新旧部分连接及结合面是其薄弱环节，与整浇结构相比,存在整体工作共同受力问题。二次受力结构二次受力结构加固结构中的原结构

11、，在加固前已经载荷受力（称为第一次受力），而且应力、应变水平都很高，而新加部分，只要荷载不变，并不受力，即始终处在零应力状态，只有在新增荷载下，即第二次加荷情况下，才开始受力。因此，新加部分的应力-应变始终滞后于原结构的累计应力-应变，原结构的累计应力-应变始终高于新加部分。原结构达极限状态时，新加部分尚未达到极限状态，其抗力得不到充分利用。这种结构称为二次受力结构。2、加固部分与原结构部分整体共同受力问题、加固部分与原结构部分整体共同受力问题主要取决于加固时原结构卸荷的程度和结合面的构造处理措施。加固前进行卸荷加固前进行卸荷卸荷可使新加部分应力-应变滞后现象减轻乃至消除，结构破坏时，新旧两部

12、分就可各自进入极限状态，从而提高了结构整体承载力。卸荷对加固结构承载力提高的影响，主要是表现在第一次荷载的应力水平指标，通常用加固原结构的应力水平指标=S(作用)/R(抗力)来反映，愈小愈优。1 概述概述1.4 加固结构受力特征加固结构受力特征加固结构新旧结合面处理加固结构新旧结合面处理新旧两部分共同整体工作主要在于结合面能否有效地传递和承担有关应力，而且变形不能过大。结合面传递压力，一般不存在问题，主要是剪力和拉力。混凝土结合面所具有的粘结抗剪和抗拉能力，有时远不能满足受剪和受拉承载力要求，还需配置一定数量的贯通结合面的剪切-摩擦筋(充分利用箍筋，也可加插筋抗剪），利用钢筋所产生的被动剪切-

13、摩擦力来抵抗因结合而出现的剪力和拉力。1 概述概述1.4 加固结构受力特征加固结构受力特征按加固对象分按加固对象分直接加固法直接加固法(或被动加固法或被动加固法)又称构件加固法，是直接针对结构构件或节点承载力提高的加固，方法很多，主要的有增大截面法、置换砼法、外包型钢法、外粘钢板法、外粘纤维复合材料法、绕丝法及钢丝绳网片聚合砂浆面层加固法等。间接加固法（或主动加固法）间接加固法（或主动加固法）间接加固法是针对结构体系的和理性或完整性，用新增部分构件或设施来改变结构总体布局和传力途径，达到减小结构内力、增大结构刚度和延性的目的。方法很多，主要有新增剪力墙及侧向支撑法、增设阻尼器法、增设支点法、增

14、设拉结连系法、以及预应力加固法等。综合加固法综合加固法1 概述概述1.5 加固方法及选择加固方法及选择按加固目的分按加固目的分承载力加固刚度加固延性加固整体性加固耐久性加固1 概述概述1.5 加固方法及选择加固方法及选择加固方法选用准则加固方法选用准则应根据当地条件，进行多方案比较，按技术先进可靠，经济合理原则，择优选用。体系加固与构件加固并存时，应优先考虑体系，其次才是构件。不同类型构件加固时，应优先考虑重要结构及关键构件。单一方法有效性较差时，应优先考虑综合法。1 概述概述1.5 加固方法及选择加固方法及选择1 概述概述1.5 加固方法及选择加固方法及选择 加大截面加固法加大截面加固法，即

15、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。外包钢加固法外包钢加固法，即在混凝土构件四周包以型钢的加固方法（分干式、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。1 概述概述1.5 加固方法及选择加固方法及选择 预应力加固法预应力加固法，即采用外加预应力钢拉杆（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

16、、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60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。1 概述概述1.5 加固方法及选择加固方法及选择 改变结构传力途径加固法改变结构传力途径加固法。主要可分为两种：增设支点法增设支点法：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。托梁拔柱法托梁拔柱法：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。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

17、、增大空间的老厂改造的结构加固。1 概述概述1.5 加固方法及选择加固方法及选择 外部粘钢加固法外部粘钢加固法，即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。适用于承受静力作用的一般受弯、受拉构件；且环境温度不大于60，相对湿度不大于70，以及无化学腐蚀影响，否则应采取防护措施。粘贴碳纤维加固法粘贴碳纤维加固法，是一项新型的应用外粘高性能复合材料进行结构加固的技术，即在混凝土构件外部粘贴碳纤维片材，以提高其承载力和满足正常使用的一种加固方法。适用于承受静力作用的一般受弯、受拉构件，也可用于柱的抗震加固；长期使用环境温度不应高于60。1 概述概述1.5 加固方法及选择加

18、固方法及选择 其他加固方法其他加固方法，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。裂缝修补技术裂缝修补技术，即采用化学灌浆方法，恢复结构整体性、耐久性、防水性和外观等，灌浆材料可采用环氧树脂、甲基丙烯酸脂和微膨胀水泥浆等。1 概述概述1.5 加固方法及选择加固方法及选择混凝土结构加固方法2.2 2.2 混凝土结构的加固混凝土结构的加固主要内容主要内容 2.2.1 2.2.1 混凝土结构加固概述；混凝土结构加固概述；2.2.2 2

19、.2.2 增大截面加固法增大截面加固法 2.2.3 2.2.3 置换混凝土加固法置换混凝土加固法；2.2.4 2.2.4 预应力加固法；预应力加固法；2.2.5 2.2.5 外粘型钢加固法；外粘型钢加固法；2.2.6 2.2.6 粘贴纤维复合材料加固法；粘贴纤维复合材料加固法；2.2.7 2.2.7 粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法(外粘型钢加固法类似外粘型钢加固法类似)混凝土结构加固设计规范混凝土结构加固设计规范GB50367GB50367201320132.2.1 2.2.1 混凝土结构加固概述混凝土结构加固概述加固一般规定加固一般规定(八点八点)1 加固前必须由专业技术人员进行加固前必须由专

20、业技术人员进行可靠性鉴定和加固设计可靠性鉴定和加固设计；加固范围加固范围可小可小(一个构件一个构件)可大可大(整栋建筑整栋建筑)，但必须考虑结构整体性；，但必须考虑结构整体性；2 加固后加固后结构安全等级结构安全等级由委托和设计方共同确定；由委托和设计方共同确定；3 加固设计与施工应紧密配合，并加固设计与施工应紧密配合，并保证新老构件共同工作保证新老构件共同工作；4 加固设计应考虑加固设计应考虑经济效果，避免不必要的拆除或更换经济效果，避免不必要的拆除或更换；5 加固施工时应采取必要的加固施工时应采取必要的临时安全措施临时安全措施；6 加固后加固后结构使用年限结构使用年限由设计和业主协商确定，

21、一般宜按由设计和业主协商确定，一般宜按30年考虑；年考虑；7 使用粘结方法或聚合物加固的结构应使用粘结方法或聚合物加固的结构应定期检查定期检查其工作状态其工作状态(10年年)；9 未经鉴定或设计许可，不得改变加固后未经鉴定或设计许可，不得改变加固后结构用途和使用环境结构用途和使用环境。加固设计计算原则加固设计计算原则(13(13点点)1 结构分析方法结构分析方法一般采用线弹性分析方法；一般采用线弹性分析方法；2 应进行规定的应进行规定的承载力极限状态和正常使用极限状态设计和验算承载力极限状态和正常使用极限状态设计和验算；3 结构上作用结构上作用应调查和检测核实应调查和检测核实(可引用可靠性鉴定

22、结论可引用可靠性鉴定结论)；4 结构上作用效应结构上作用效应计算简图计算简图应符合实际；应符合实际；5 作用效应组合、组合值系数、分项系数应按荷载规范确定，并应考作用效应组合、组合值系数、分项系数应按荷载规范确定，并应考虑荷载偏心、结构变形、温度作用等虑荷载偏心、结构变形、温度作用等附加内力附加内力；6 结构构件尺寸结构构件尺寸对原有部分采用实测值，设计部分采用名义值；对原有部分采用实测值，设计部分采用名义值；7 原砼强度等级和钢筋强度标准值原砼强度等级和钢筋强度标准值一般应采用现场检测结果推定的标一般应采用现场检测结果推定的标准值准值(砼强度等级可采用钻芯或回弹法，并应进行龄期修正砼强度等级

23、可采用钻芯或回弹法，并应进行龄期修正)；加固设计计算原则加固设计计算原则(13(13点点)8 加固材料质量和性能加固材料质量和性能(标准值和设计值标准值和设计值)应符合相关规定应符合相关规定 9 承载力验算应考虑承载力验算应考虑应变滞后特点及新老结构共同工作应变滞后特点及新老结构共同工作的程度的程度 10 相关构件及地基基础必要验算相关构件及地基基础必要验算(结构质量增大、荷载传递路线变化结构质量增大、荷载传递路线变化)11 地震区结构构件加固地震区结构构件加固尚应符合抗震设计规范和抗震加固规范尚应符合抗震设计规范和抗震加固规范(质量质量和刚度变化和刚度变化)12 使用胶粘剂或参有聚合物使用胶

24、粘剂或参有聚合物(改性沥青、聚合物砂浆等改性沥青、聚合物砂浆等)加固设计尚应加固设计尚应进行进行原结构验算原结构验算(确保偶然事件发生后，防止加固结构的加固部分失确保偶然事件发生后，防止加固结构的加固部分失效，要求原结构构件具有一定的安全保证；要求原结构构件能承担效，要求原结构构件具有一定的安全保证；要求原结构构件能承担n倍恒载标准值作用倍恒载标准值作用)可变荷载标准值可变荷载标准值/永久荷载标准值永久荷载标准值1，n=1.2；可变荷载标准值可变荷载标准值/永久荷载标准值永久荷载标准值2，n=1.5;1可变荷载标准值可变荷载标准值/永久荷载标准值永久荷载标准值2，n按线性内插法确定按线性内插法

25、确定加固材料标准值的确定加固材料标准值的确定(抽样检查抽样检查)ksmffk加固材料标准值加固材料标准值材料强度平均值材料强度平均值材料强度标准差材料强度标准差材料强度标准值计算系数材料强度标准值计算系数n0.05时的时的k值值n0.05时的时的k值值c=0.99c=0.95c=0.90c=0.75c=0.99c=0.95c=0.90c=0.7545.1453.9572.680153.1022.5662.3291.99154.2023.4002.463202.8072.3962.2081.93365.4093.7073.0922.336252.6322.2922.1321.89574.7303

26、.3992.8942.250302.5162.2202.0801.869103.7392.9112.5682.103502.2962.0651.9651.811抽样试样数抽样试样数置信水平置信水平(度度)正态分布分位值正态分布分位值结构荷载标准值的确定结构荷载标准值的确定荷载标准值一般按现行荷载设计规范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自重标准值单位自重标准值单位自重标准值实际尺寸实际尺寸(或结构详图尺寸或结构详图尺寸)按现行荷载规范采用按现行荷载规范采用现场抽样确定现场抽样确定荷载规范无规定荷载规范无规定自重变异较大的自重变异较大的怀疑原设计值与实际有显著差异怀疑原设计值与实

27、际有显著差异屋面加固施工荷载屋面加固施工荷载低于现行规范的采用现行规范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高于现行规范的采用实际荷载施工荷载过大的施工荷载过大的宜采取措施降低宜采取措施降低雪雪(风风)载和楼面活载标准值规范规定值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考虑目标使用年限的修正系数a下一目标使用年限下一目标使用年限10年年20年年3050年年雪载或风载雪载或风载0.850.951.0楼面活载楼面活载0.850.901.0现场抽样确定自重标准值方法现场抽样确定自重标准值方法 试样数量不少于试样数量不少于5个。个。其效应对结构不利时其效应对结构不利时ggk

28、sntmgsup,自重标准值自重标准值试样平均值试样平均值试样标准差试样标准差试样数量试样数量抽样数量影响系数抽样数量影响系数其效应对结构有利时其效应对结构有利时ggksntmgsup,ntntntnt52.1381.89151.76301.7062.0291.86201.73401.6871.94101.80251.71601.67对于非结构的购配件，或对制作沉降有影响的构件若其自重效应对结构有利时对于非结构的购配件，或对制作沉降有影响的构件若其自重效应对结构有利时应取其自重标准值应取其自重标准值g gk,supk,sup0 0。加固方法及配合技术加固方法及配合技术直接加固法直接加固法间接加

29、固法间接加固法增大截面法增大截面法置换砼加固法置换砼加固法外粘型钢加固法外粘型钢加固法外粘钢板加固法外粘钢板加固法粘贴纤维复合材加固法粘贴纤维复合材加固法绕丝加固法绕丝加固法高强钢丝绳聚合物砂浆外层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外加预应力加固法增设支点加固法增设支点加固法混凝土结构加固法混凝土结构加固法裂缝修补技术裂缝修补技术锚固技术锚固技术阻锈技术阻锈技术加固配合技术加固配合技术2.2.2 2.2.2 增大截面加固法增大截面加固法设计规定设计规定 适用范围适用范围：钢筋混凝土受弯：钢筋混凝土受弯(梁板梁板)和受压构件的加固和受压构件的加固 原砼要求原砼要求：不应低于：不

30、应低于C10(现场检测结果现场检测结果)(无法提供足够的粘结力无法提供足够的粘结力)新砼要求新砼要求：高于原砼一个等级且不低于：高于原砼一个等级且不低于C20 界面处理和粘结质量要求界面处理和粘结质量要求：符合规定可按整体截面处理：符合规定可按整体截面处理 基本假定基本假定：同：同混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范GB50010 优点：工艺简单、经验丰富、受力可靠、加固费用低优点：工艺简单、经验丰富、受力可靠、加固费用低 缺点：湿作业工作量大、养护期长、占用建筑空间多缺点：湿作业工作量大、养护期长、占用建筑空间多增大截面加固法的优缺点增大截面加固法的优缺点加固形式加固形式砼构件加固形式砼构件

31、加固形式四周外包四周外包单侧加厚单侧加厚三侧外包三侧外包双侧加厚双侧加厚柱柱四面加固四面加固四面加固四面加固单面加固单面加固双面加固双面加固梁梁四面加固四面加固压区加固压区加固拉区加固拉区加固双侧加固双侧加固三侧加固三侧加固受弯构件正截面加固受弯构件正截面加固(压区加固压区加固)拉区加固拉区加固加固方法加固方法压区加固压区加固现行混凝土结构设计现行混凝土结构设计规范叠合式受弯构件规范叠合式受弯构件抗裂度验算抗裂度验算承载力计算承载力计算裂缝宽度验算裂缝宽度验算挠度验算挠度验算验算结果表明，仅需增设混验算结果表明，仅需增设混凝土叠合层即可满足承载力凝土叠合层即可满足承载力要求时，也应按照构造要求

32、要求时，也应按照构造要求配置受压钢筋和分布钢筋配置受压钢筋和分布钢筋受弯构件正截面加固受弯构件正截面加固(拉区加固拉区加固)0hh0sAsAxbxfc01sysAf00syAfM00syAf0sAa01h0s1scu0001000000001222axAfxhAfxhAfMAfAfAfbxfsysysyssysyssyc02hxab原受压钢筋受压屈服原受压钢筋受压屈服新增受拉钢筋受拉屈服新增受拉钢筋受拉屈服知识点：增大截面后的相对界限受压区高度知识点：增大截面后的相对界限受压区高度0hh0sAsAx11cfsyAf00syAfMsyAf0sAa01h0s1scu000100001011187.

33、06.06.11sskssscusscuysbEAhMhhEf新增钢筋位置处按平截面假定确定的初始应变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，值，当新增钢筋与原钢筋采用短钢筋焊接时，可近似取可近似取h h0101=h=h0 0，s1s1=s0s0初始弯矩标准值初始弯矩标准值M M0k0k作用下原受拉钢筋的应变值作用下原受拉钢筋的应变值推导增大截面后的相对界限受压区高度推导增大截面后的相对界限受压区高度6.06.1625.0375.0375.0375.0010001010001010100010101001hhhhhhhhhxhxhssssscu01h0h

34、0sA0c0ssysEf/sAnxh1s0 xx0c00ssAkM00185.0h原截面初始荷载作用原截面初始荷载作用引用苏联标准引用苏联标准010101375.08.015.028.0hhxx推导增大截面后的相对界限受压区高度推导增大截面后的相对界限受压区高度cuscusysssyscucunnbbEfEfhx121121011101h0h0sAcu0c0ssyEf/sAnxh1s0 xx0c00ssAkM00185.0h受弯构件正截面加固受弯构件正截面加固(拉区加固拉区加固)010hxb原受拉钢筋不屈服，应重新验算原受拉钢筋不屈服，应重新验算0001000000001222axAfxhAx

35、hAfMAfAfAbxfsysssyssysysssc0001018.0yscusfExh新增钢筋强度利用系数，取新增钢筋强度利用系数，取0.90.9受弯构件斜截面加固受弯构件斜截面加固 截面最小尺寸验算条件（同砼设计规范）截面最小尺寸验算条件（同砼设计规范）)6/4()/14(25.0)6/(2.0)4/(25.0000000bhbhfbhVbhbhfVbhbhfVwccwwccwcc受弯构件斜截面加固受弯构件斜截面加固 当拉区增设配筋混凝土层，并采用当拉区增设配筋混凝土层，并采用U形箍与原箍筋逐个焊接时形箍与原箍筋逐个焊接时000001001025.1)(7.07.0hsAfhhbfbhf

36、Vsvyvtct焊于原箍筋上焊于原箍筋上新增新增U形箍形箍单面焊单面焊10d10d双面焊双面焊5d5d新增新增U形箍形箍新增箍筋新增箍筋植箍筋用植箍筋用结构胶锚固结构胶锚固植筋方式埋设植筋方式埋设U形箍形箍10d10d3d3d新增混凝土强度利用系数，取新增混凝土强度利用系数，取0.70.7受弯构件斜截面加固受弯构件斜截面加固 当增设钢筋混凝土三面围套，并采用加锚式或胶锚式箍筋时当增设钢筋混凝土三面围套，并采用加锚式或胶锚式箍筋时01000001025.125.17.07.0hsAfhsAfAfbhfVsvyvsvyvsctct孔中用结构胶锚固孔中用结构胶锚固胶锚式箍筋胶锚式箍筋胶锚式箍筋胶锚式

37、箍筋螺栓螺栓(螺帽拧紧后加点焊螺帽拧紧后加点焊)钢板钢板加锚式箍筋加锚式箍筋加锚式箍筋加锚式箍筋120mm120mm新增混凝土强度利用系数，取新增混凝土强度利用系数，取0.70.7解释：应力滞后和应变滞后概念解释：应力滞后和应变滞后概念加大截面法加固受压构件是二次受力构件。被加固柱加大截面法加固受压构件是二次受力构件。被加固柱在加固前已经承受荷载在加固前已经承受荷载(一次受力一次受力)，截面内产生了应力和，截面内产生了应力和应变。新增部分在加固后并不能立即分担原已支撑被加固应变。新增部分在加固后并不能立即分担原已支撑被加固柱上的荷载，而在新增荷载作用下，才开始与被加固柱共柱上的荷载，而在新增荷

38、载作用下，才开始与被加固柱共同工作，承担荷载（二次受力）。当被加固柱达到极限状同工作，承担荷载（二次受力）。当被加固柱达到极限状态时，新增部分砼和钢筋一般不能充分发挥作用，其利用态时，新增部分砼和钢筋一般不能充分发挥作用，其利用程度与加固前被加固构件的受力程度有关。因此，加固后程度与加固前被加固构件的受力程度有关。因此，加固后轴心受力构件截面受压承载力与加固时被加固构件的应力轴心受力构件截面受压承载力与加固时被加固构件的应力水平有关，不能取两部分承载力简单叠加。水平有关，不能取两部分承载力简单叠加。1N2N0sAsA）0000(9.0ssccsyccuAAAfAfN 以轴心受压构件为例说明以轴

39、心受压构件为例说明混凝土强度利用系数混凝土强度利用系数1c00cf0yfsc0s原构件砼原构件砼原构件钢筋原构件钢筋新增钢筋新增钢筋新增砼新增砼加固前原构件应变加固前原构件应变1ccccf2011201012011211cccccf应力水平指标应力水平指标cccccff20120101111101c)1(121201ccccf注：注：在在0 0-1 1之间变化，之间变化，越小越小c c越大，表示新增砼利用率越高。越大，表示新增砼利用率越高。钢筋强度利用系数钢筋强度利用系数sssE新增钢筋极限状态时的应力新增钢筋极限状态时的应力1101cysyssfEf10注：注：在在0 0-1 1间变化，间变

40、化，越小越小s s越大，表示新增钢筋利用率越高。越大，表示新增钢筋利用率越高。sscscsEEE00011011)(1c00cf0yfsc0s原构件砼原构件砼原构件钢筋原构件钢筋新增钢筋新增钢筋新增砼新增砼加固前原构件应变加固前原构件应变1c混凝土和钢筋强度利用系数混凝土和钢筋强度利用系数0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0 ysyssfEf10)1(12c应力水平指标应力水平指标强度利用系数强度利用系数1 1，新增砼和钢筋完全不能发挥作用；，新增砼和钢筋完全不能发挥作用；0 0，新增砼和钢筋能完全发挥作用，可当作新构件计算；，新增砼和钢筋能完全发挥作用，可

41、当作新构件计算；应力水平指标反映应变滞后程度应力水平指标反映应变滞后程度加大截面法加固轴压构件加大截面法加固轴压构件0sAsA新增截面新增截面原柱截面原柱截面新增纵向受力钢筋新增纵向受力钢筋原纵向受力钢筋原纵向受力钢筋新增箍筋新增箍筋0cAcA)(9.0(9.0(9.0000000000000sycccssyccsyscccsyccssccsyccuAfAfAfAfAfAfAfAfAAAfAfN）75.0)()()(001000011sEccsEccsEccccAAfNAAfAAf综合考虑新增砼和新增钢筋强度利用程度的修正系数，取综合考虑新增砼和新增钢筋强度利用程度的修正系数，取0.80.8为

42、什么综合修正系数取为什么综合修正系数取0.8?75.0)()()(001000011sEccsEccsEccccAAfNAAfAAf0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0 ysyssfEf10)1(12c应力水平指标应力水平指标强度利用系数强度利用系数应力水平指标反映应变滞后程度应力水平指标反映应变滞后程度加大截面法加固偏压构件加大截面法加固偏压构件0hh0sAsAxccf1ssA00ssAsyAf0sAsa01h0sa0sasa00syAfbeieN2/)9.0(18.0,18.0)()()(9.029.09.00000010000000000100001c

43、cccyscusyscusssssssyssyccsssssysyccffffExhfExhaaAahAfahAfxhbxfNeAAAfAfbxfN新旧混凝土组合截面的混凝土轴压设计值新旧混凝土组合截面的混凝土轴压设计值加大截面法加固偏压构件加大截面法加固偏压构件偏心距偏心距e应按混凝土结构设计规范计算，但增大系数尚应乘以应按混凝土结构设计规范计算，但增大系数尚应乘以下列修正系数下列修正系数 对于围套或其他对称形式的加固对于围套或其他对称形式的加固 当当e0/h0.3时，时，1.1；当当e0/h0.3时，时，1.2；对于非对称形式的加固对于非对称形式的加固 当当e0/h0.3时，时，1.2；当

44、当e0/h0.3时，时，1.3；相关构造要求相关构造要求 新增砼层最小厚度新增砼层最小厚度，板，板40mm，梁柱采用人工浇注时，梁柱采用人工浇注时60mm，采用喷射，采用喷射砼施工时砼施工时50mm。加固用的钢筋加固用的钢筋应采用热轧钢筋。板受力筋直径应采用热轧钢筋。板受力筋直径8mm；梁受力筋直径；梁受力筋直径12mm；柱受力筋直径；柱受力筋直径14mm，加锚式箍筋直径，加锚式箍筋直径8mm；U形箍筋直径形箍筋直径与原箍筋相同；分布钢筋直径与原箍筋相同；分布钢筋直径6mm.1l2l连接短筋连接短筋d 20mm连接短筋连接短筋原钢筋原钢筋新增钢筋新增钢筋6联系钢筋联系钢筋连接短筋连接短筋l15

45、d，短筋中距，短筋中距l2500mm，新增钢筋与原钢筋净距，新增钢筋与原钢筋净距20mm【例题】某单筋矩形截面梁，C30砼，截面尺寸及配筋情况如图。现因楼面使用功能改变，楼面活载由原2.0KN/m2增至6.0KN/m2。经计算框架梁跨中最大弯矩由原标准值950.10KN.m增至1232KN.m（设计值1540.01KN.m）。请用加大截面法对跨中截面进行加固设计。8 252 16400100010100解:1、按梁原设计条件验算梁承载力20102200400,1000,100060940,392814.3/,300/scybmm hmm hmm AmmfN mfN m1000001010013

46、00 3928206.114.3 400206.1()14.3 400 206.1(940)986.3022986.301540.01,cysysccf bxfAfAxmmf bxMf bx hKN mKN mKN m可知原梁截面不满足现时荷载要求 需加固2、计算加固所需钢筋量sA0220100,1100,1100351065,300/,360/yyhmm hmm hmmfN mmfN mm 100000000010060()()()2221.0 14.3 400300 39280.9 3601540.01 100.9 360(1065)300 3928(940)22327.3,0.394 1

47、065419.61(cyssysyssysysysssbf bxfAf AfAxxxMf A hfAhfAaxAxxAxmmxhmm经验算符100022):1.0 14.3 400 327.3300 39282140.50.9 360622(400),2280cysssysf bxfAAmmfHRBAmm合要求从而可得选实配6 22400100011008 252 16400100010100原截面加固后截面锚入梁两端柱新增箍筋与原箍筋焊接【例题例题】某轴心受压柱，截面尺寸某轴心受压柱，截面尺寸bh=400400,计算高度计算高度h0=5000mm,混混凝土强度等级为凝土强度等级为C30,截面

48、纵向受力钢筋配置截面纵向受力钢筋配置820,因加固改造因加固改造,柱需承受的荷柱需承受的荷载增至载增至5600KN。试用加固大截面法对该柱进行加固设计。试用加固大截面法对该柱进行加固设计。解：采用C35砼，HRB400级钢筋进行四面围套加固，加固后柱截面尺寸为b=550,h=550。2222002200:14.3/,16.7/,2512,360/,300/,75 550 2400 75 2142500,/9.09,0.99ccsyycfN mmfN mmAmmfN mmfN mmAmm lb 已知得00002:0.9():56000000.9 0.99 14.3 400 400300 2512

49、0.8(16.7 142500360):4651.6ccyscsccysssNf AfAf Af AAAmm 由式得可得加固柱纵向受力筋选用1025,HRB400级钢筋,对称布置，实配AS=4906mm2。(2)、加固偏心受压构件1ccf bx00ysf A00ssAxysf A ssAiee0sA0h0sa0sAxsAsasa0sasA矩形截面偏心受压构件加固计算简图注:当为小偏心受压时,图中可能变向0sN2.2.3 2.2.3 置换混凝土加固法置换混凝土加固法基本规定基本规定 适用范围适用范围：承重构件受压区砼强度偏低或有严重缺陷的局部加固。：承重构件受压区砼强度偏低或有严重缺陷的局部加固

50、。卸载要求卸载要求 加固梁式构件，加固时应采取有效支顶；加固梁式构件，加固时应采取有效支顶；对于柱和墙，应进行原构件全过程承载力状态验算、观测和控制，对于柱和墙，应进行原构件全过程承载力状态验算、观测和控制，置换截面不应出现拉应力，否则应采取有效支顶措施。置换截面不应出现拉应力，否则应采取有效支顶措施。原砼要求原砼要求：不低于建造时的混凝土强度：不低于建造时的混凝土强度(现场检测结果现场检测结果)界面处理和粘结质量要求界面处理和粘结质量要求：符合规定其结合面可按整体工作：符合规定其结合面可按整体工作轴压构件加固计算轴压构件加固计算）cccsyccuAfAfAfN0000(9.0无支顶时取无支顶