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工程中常用的几种钢筋混凝土柱的加固方法
日期:2017-04-21 作者:admin

1.1   概述

增大截面加固法是采用增大构件或者建筑物的截面和配筋

以提高其强度、刚度、稳定性和抗裂性来满足构件正常使用要求的一种加固形式。 增大截面加固法具有施工工艺简单、对构件承载力提高较大、耐久性、防火性能好的优点, 但这种方法现场湿作业多,施工周期长,对原结构影响较大,有时甚至会因结构自重的增加而致使须对原结构的基础进行附加加固。

1.2   设计计算

增大截面法在新旧柱的结合面粘结可靠的前提下,整个截面

的变形就会符合平截面假定。 对于轴心受压柱新旧混凝土之间存在着明显的应力重分布。 轴心受压承载力计算公式:

N    [fc0Ac0+fy0A s0+  (fcAc+fyA s)]          (1)

其中,N为加固后混凝土柱承载力;   为构件稳定系数,当

l0/b  8时  = 1. 0;fy0,A s0为原柱纵筋的抗压强度设计值和截面面积;fc0, A c0为原柱混凝土的抗压强度设计值和截面面积; fcA c,f yA s为加固混凝土和钢筋的截面面积与轴心抗压强度设计值;现行规范规定轴压比根据结构类型和抗震等级不同是变化的,   也是变化的,构件的实际轴压比为 0. 6~ 0.9时,宜取  = 0.85~ 0.55。

增大截面法偏心受压柱的计算按照 CECS25! 90规定对受拉

及受压区混凝土及纵向钢筋取 0. 9的强度折减后,根据共同作用的原则,按照∀混凝土结构设计规范#中对偏心受压构件的承载力

2)设置非预应力筋,提高结构在地震作用下的延性和能量吸收,有效分散受拉区裂缝,改善受力性能。

3)对无粘结者按预应力混凝土连续结构做补充设计,选取合

适的荷载效应值和材料参数,验算抵抗预应力筋失效时连续倒塌所需的非预应力筋用量。

计算方法进行计算。

1.3   构造及施工要求

1 ) 四周外包加固时应凿毛原柱表面并冲洗干净,采用封闭箍

( d∃8 mm) ,间距应符合规范规定;

2) 单侧或双侧加固时应将原柱表面凿毛, 凹凸不平度不应小于6 mm,并应采取下述构造措施中的一种:

a.当新浇层混凝土较薄时,用短钢筋(d∃20 mm, l∃5d)将加固的受力钢筋焊接在原柱的纵筋上,短筋间距不大于500 mm;

b.当新浇层混凝土较厚时,应用 U形箍筋固定纵向钢筋。 如采用锚固法,在距柱边不小于3d且不小于40 mm处的原柱上钻孔,孔深不小于10d,然后用环氧胶泥密实箍筋。

3)新增混凝土的最小厚度为60 mm,新增纵筋宜采用%级钢筋(14mm  d  25mm)。

4)新增纵筋上下端应锚入主体结构并保证相应的锚固长度。框架柱加固中受力钢筋不得在楼板处切断,受压钢筋应有50% 穿过楼板,新增柱上部应与梁底密合。

2  外包钢加固法

2.1   概述

外包钢加固法是指在混凝土柱的四角或两面包型钢的一种

加固方法,分为干式与湿式。 干式即将型钢直接外包于原柱上填塞水泥砂浆。 湿式则采用在型钢和原柱间保留一定的缝隙,并在其中浇灌乳胶水泥砂浆或环氧砂浆使两者粘结牢固。 一般多采用湿式加固法进行钢筋混凝土柱的加固。

3) 大板中还需有双层双向设置的普通钢筋, 以提高板的延性和防止预应力反拱引起的开裂。

4) 在一般建筑中裂缝宽度限制可放大取。

外包钢加固法具有施工简便、现场作业量小、构件尺寸增加

大幅度提高构件的承载力、增大延性和刚度的优点,但其用钢量大,加固费用较高,对混凝土横向约束较低,不宜用在具有腐蚀介质的环境下。 因此特别适用于大型结构和大跨结构

2. 2   设计计算(湿式外包钢加固)

1)轴心受压柱的截面承载力计算公式为:

N     (fc0Ac0+fy0As0+ fsaAsa)    

(2)其中,fsa为加固角钢强度设计值; Asa为加固角钢总截面面

积;当!= 0. 5~ 1.0时,取  = 0. 8~ 0.55;   为加固角钢综合强度降低系数。

2)按偏心受压柱计算。

假设原柱纵向钢筋为对称配筋,加固角钢 四角相同。

a.小偏心( N>∀b( fc0) bh0)近似公式(忽略了faAa对受拉钢

筋重心的力矩)。

M  ∀(1- 0.5∀) fc0bh2+ fy0As0(h0- a s)

- N(0.5h- as)+ fsaAsaas                   

(3)∀= [(∀b- 0. 8)N-∀hfy0As0]/[(∀b- 0. 8) fc0bh0- fy0As0]

( 4)其中,∀b按规范取值; A s0为原柱实配纵向受拉钢筋截面面

积; Asa为加固柱一侧的角钢面积; b为加固的混凝土柱的宽度; fy0为原柱纵向钢筋强度的设计值; as, a s分别为原柱纵向受拉、受压钢筋合力作用点至边缘的距离; h, h0分别为原柱的截面高度和有效高度。

b.大偏心(N   ∀b( fc0) bh0)假设:达到极限状态,受拉区钢

筋和角钢与受压区钢筋和角钢都能屈服。

M   0.5Nh(1- N/fc0bh)+fy0As0(h0- as)+ fsaAsaa(5)

c.加固角钢面积取[(2)式和(3)式]、[(2)式和(5)式]较大者。

3)加固后轴压比复核。

Ne  (fc0Ac0+ fsaAsa)#                      (6)

其中, Ne应考虑抗震作用组合; #为轴压比限值,依据规范取值。

干式外包钢法应先按各自的刚度将外力分别分配给外包钢

构架和原柱。

2.3  构造及施工要求

1)外包角钢不小于 L75∋6。

2)外包角钢在穿过各层楼板时不得截断;必须与基础牢固连

接。

3)外包钢的缀板必须与角钢焊牢。当原柱 b, h∃800 mm

时,应加一连接点(膨胀螺栓或植筋14)。缀板的厚度 t∃6 mm, 宽度 b= 100 mm~ 150 mm,间距 s  400 mm且小于20r(单根角钢截面最小回转半径)。

4) 粘结方式有乳胶水泥浆和专用环氧树脂化学灌浆。

5)外包钢表面应抹厚度不小于25 mm的1! 2~ 1! 3水泥砂

浆,以便防火防腐。

 

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