由一工程實(shí)例淺談增大截面加固法

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1、由一工程實(shí)例淺談增大截面加固法趙啟賢（江門(mén)市金舟建筑工程有限公司）摘要：本文根據(jù)本公司承建的新會(huì)華僑大廈改造加固工程，淺談增大截面加固法。關(guān)鍵詞：改造加固；增大截面加固法。引言：為使舊有建筑物具有現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范及業(yè)主所要求的安全性、耐久性和適用性，可通過(guò)對(duì)建筑物內(nèi)部可靠性不足或業(yè)主要求提高可靠度的承重結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及其相關(guān)部分采取增強(qiáng)、局部更換或調(diào)整其內(nèi)力等措施，其中增大截面是常用一種措施。增大截面加固法—增大原構(gòu)件截面面積或增配鋼筋，以提高其承載力和剛度，或改變其自振頻率的一種直接加固法。1工程概述本工程為新會(huì)華僑大廈主樓及北樓首、二、三層改造。工程位于新會(huì)會(huì)城大新路，建造于上世紀(jì)60年代初，

2、于1959年由新會(huì)建設(shè)委員會(huì)負(fù)責(zé)主持設(shè)計(jì)，本工程改造部分一直用作辦公及旅業(yè)。原為三層框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋，基礎(chǔ)采用天然地基上的獨(dú)立基礎(chǔ)。本次改造是根據(jù)興建單位實(shí)際使用要求，改造加固主要采用梁、柱鋼筋混凝土加大截面法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。加固范圍包括：二、三層中⑤～軸×～軸的梁，一、二層中⑤～軸×～軸的KZ2、KZ3～KZ7柱。2加固設(shè)計(jì)對(duì)二、三層中⑤～軸×～軸的梁及一、二層中⑤～軸×～軸的KZ2、KZ3～KZ7柱主要采用四面包套補(bǔ)強(qiáng)。2.1梁加大截面做法：梁底加高150mm，梁兩側(cè)分別加寬75mm，樓面加厚40mm。新加固混凝土用箍筋穿過(guò)樓板，配受力正、負(fù)筋以及腰筋，上下分別用M12膨脹螺

3、絲與原結(jié)構(gòu)錨固。2.2柱加大截面做法:柱四邊每側(cè)各加寬75mm，用柱箍包套，配受力縱筋，四周分別用M12螺絲與原結(jié)構(gòu)錨固。梁、柱加大截面大樣如下圖1、2。53梁、柱四面包套內(nèi)力分析3.1梁3.1.1使用階段鋼筋應(yīng)力由于疊合梁中鋼筋應(yīng)力的超前，有可能使梁的撓度和裂縫在使用階段就超過(guò)允許值，也可能使構(gòu)件的受拉鋼筋在使用階段就處在高應(yīng)力階段，甚至達(dá)到流限。為了防止二階段受力疊合構(gòu)件在使用階段受拉鋼筋應(yīng)力過(guò)大，并在一定程度上改善二階段受力疊合構(gòu)件的受力性能，規(guī)范規(guī)定：鋼筋混凝土疊合式受彎構(gòu)件在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下，其縱向受拉鋼筋的應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定：……………………………………………………（1）…

4、…………………………………………………（2）其中，為第一階段即后澆混凝土參與工作之前，在彎矩作用下的鋼筋應(yīng)力，可按式（3）計(jì)算；在彎矩作用下，疊合梁中的縱向受拉鋼筋中的應(yīng)力增量可按式（4）計(jì)算：5……………………………………………………（3）……………………………………………………（4）式中：--受拉鋼筋截面面積；--反映荷載預(yù)應(yīng)力影響的疊合特征系數(shù)，計(jì)算時(shí)?。?；--受拉鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；--原構(gòu)件的截面高度；--分別為加固后截面的高度及有效高度。3.1.2相對(duì)界限受壓高度梁截面加大后，其相對(duì)界限受壓區(qū)高度應(yīng)按下式計(jì)算：雙面加厚且不考慮上下側(cè)厚度差異時(shí)：…………………………………（5）式中

5、：--新加縱向鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；--新加縱向鋼筋的彈性模量；--原構(gòu)件受拉邊或受壓邊應(yīng)力較小邊的鋼筋在加固時(shí)的應(yīng)力；--原構(gòu)件縱向鋼筋的彈性模量；--加厚層的厚度，當(dāng)雙面加固時(shí)，可取上、下加厚層的平均厚度進(jìn)行計(jì)算；--加固后原構(gòu)件截面的有效高度。3.2柱就柱增大截面法而言，加固體系是二次受力結(jié)構(gòu)，新加部分存在應(yīng)力滯后的特征，因而加固設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮新舊混凝土的共同工作。按照加固構(gòu)件所處的實(shí)際應(yīng)力水平，同時(shí)考慮新加固混凝土與原構(gòu)件的協(xié)同工作程度來(lái)進(jìn)行合理的分析和計(jì)算。3.2.1大、小偏壓的平衡方程對(duì)于圍套法加固的偏心受壓構(gòu)件，取加固用混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值等同于原構(gòu)件混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，大

6、、小偏壓狀態(tài)的平衡方程可統(tǒng)一寫(xiě)成：5………………………（6）……………（7）式中：--加固截面全部受拉鋼筋的合力作用點(diǎn)至受壓邊緣間的距離；--原有、新加鋼筋的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；--軸壓力距受拉鋼筋合力作用點(diǎn)的距離；--原有受拉鋼筋的應(yīng)力；--新加受拉鋼筋的應(yīng)力。3.2.2的取值以及偏心距的計(jì)算大偏心受壓截面加固時(shí),由于新加鋼筋的彈性比例極限應(yīng)變值為0.0010～0.0025，而原有鋼筋的極限拉應(yīng)變一般取0.01，因而大偏壓破壞狀態(tài)下新、舊鋼筋都能達(dá)到其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，所以上述（6）、（7）式中原有和新增受拉鋼筋的應(yīng)力取值分別為和。小偏心受壓構(gòu)件可采用近似的安全算法，即在小偏壓情況下取原有

7、受拉鋼筋和新加受拉鋼筋的應(yīng)力同為：………………………………（8）式中：--受壓區(qū)高度系數(shù)，；--界限受壓區(qū)高度，如對(duì)HRB335型鋼筋則取為0.55；--鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。軸向力至受拉鋼筋合力作用點(diǎn)的距離的計(jì)算以加固后的截面尺寸為準(zhǔn)：………………………………………（9）式中，為加固截面的受拉鋼筋合力作用點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離，當(dāng)圍包加固時(shí)取。4加固施工要點(diǎn)加固施工按以下工藝流程進(jìn)行：原構(gòu)件表面混凝土缺陷清理--表面鑿毛