钢筋混凝土梁粘贴纤维复合材料加固计算方法之比较

1、钢筋混凝土梁粘贴纤维复合材料加固计算方法之比较浙江建筑,第26卷,第6期,2009年6月zhejiangconstruction,vo1.26,no.6,jun.2009钢筋混凝土梁粘贴纤维复合材料加固计算方法之比较thecomparationofcalculationmethodsonreinforcedconcretebeambondedwithfibercomposites江克勤jlangkeqin(浙江建筑特种技术工程公司,浙江杭州310012)摘要:在钢筋混凝土梁加固设计中,常用粘贴纤维复合材料加固方法,其计算方法一般采用等强代换估算方法,该方法所得出的结果往往不经济,而采用混凝土结

2、构加固设计规范(gb50367-2006)的有关公式计算方法所得出的结果既合理又经济,可节省纤维复合材料10%左右.关键词:综合建筑;钢筋混凝土梁;纤维复合材料;加固;计算方法中图分类号:tu377.94文献标识码:b文章编号:10083707(2009)060031021工程概况某商业市场综合楼为6层框架结构,柱网为9mx10m,抗震设防烈度为7度,框架梁,柱均采用hrb400级钢筋.由于该工程在2层和3层部分区域的框架梁中使用了非规格的钢筋,经相关技术部门现场抽样检测,设计直径为25mm的钢筋,其实际直径只有24mm左右,且钢筋的抗拉强度设计值经检测也仅仅只达到320n/mm.由于框架梁的

3、承载力不能满足设计要求,所以需要对框架梁进行抗弯加固.2计算方法以五区2层l/23轴框架梁为例,其设计数据如下:bh=400x700,跨度10m,为四跨连续框架梁,混凝土强度等级为c35,hrb400级钢筋,梁底受拉钢筋面积a=2378mm.梁底最大正弯矩为m=512kn?m,根据检测数据得出实际配筋量为2043mm,比原设计减少了2378一2043=335mm.梁顶受压钢筋面积不变,梁的抗剪能力满足设计要求,仅需考虑抗弯加固.计算方法一:采用等强代换方法,进行正截面抗弯加固计算.采用碳纤维布加固钢筋混凝土框架梁,碳纤维布所起的作用与受拉钢筋相同,按受力相等的原则,将碳纤维布的面积转化为等效钢

4、筋面积,即:a.=a.fxlf/f,(1)式(1)中:a,a和厂v分别代表碳纤维布的等效钢筋面积,粘贴面积,抗拉强度和钢筋的抗拉强度.碳纤维布的粘贴面积a取其净面积,即af=t.fbfn(2)式(2)中:tb和n分别代表碳纤维布的计算厚度,幅宽和层数.以上述框架梁为例,有:a.=afxlf/fy即23782043=afx2000/360,解得:a.f=60.3mm:收稿日期20090331作者简介:江克勤(1958一),男,安徽黟县人,工程师,从事房屋和构筑物的加固设计工作.32浙江建筑2009年第26卷则a.f=0.167xb.fx1.0=60.3mm,解得:b.f=361mm.选用400m

5、m宽1层厚度为0.167mm规格的碳纤维布,即可满足要求.计算方法二:采用混凝土结构加固设计规范(gb50367.2006)第9.2条进行正截面抗弯加固计算.由规范gb503672006第9.2.31式,有:mot1.bx(hx/2)+,.(ha)一.a.(hh.),即512x10.1.016.7x400x(700一x/2)+0360x2043x(700665),一1400x+161001=0,解得=126.4mm2a,由规范gb503672006第9.2.33式,有:f=(0.86h/x)一s.一占f0)/8f=(0.8x0.0033700/126.40.00330)/0.01=1.13.当

6、咖>1.0时,取咖=1.0又由规范gb503672006第9.2.32式,有:olfcbx=at氏|efqat即1.0x16.7400x126.4=360x2043+1.0x2000a一0解得:a:54.4mm预估采用1层厚度为0.167mm规格的碳纤维布,则实际应粘贴的碳纤维布面积:a=a=54.4mm碳纤维布总宽度为:b=54.4/0.167=326mm,因此选用350mltl宽1层厚度为0.167mm规格的碳纤维布,即可满足要求.3结论综上所述,第一种方法计算结果与第二种方法计算结果的差值百分比为:(60.354.4)/54.4100%=10.8%.由此可以看出,采用计算方法一得出

7、的纤维复合材料粘贴量比采用计算方法二得出的纤维复合材料粘贴量增加了10.8%.笔者通过对该工程其他框架梁的计算,同样可得出上述相近的结果.由此可见,粘贴纤维复合材料加固应采用规范gb503672006中的有关公式进行计算较为经济合理,而采用等强代换方法计算,其结果偏于保守,但可作为估算纤维复合材料用量时参考.2参考文献李国胜.建筑结构裂缝及加层加固疑难问题的处理附实例m.北京:中国建筑工业出版社,2006:427.梁坦,王永维,陆竹卿,等.gb50367-2006混凝土结构加固设计规范s.北京:中国建筑工业出版社,2006.(上接第27页).建筑工程的建筑,结构,设备等多种专业,为建筑工程设计

8、提供了创新工作模式.2参考文献emilg,stevec.increasingdesignqualityandengineeringproductivitythroughdesignreusec.proceedings-designauto.marionconference,dallas,tx,usa:ieee,1993:4853.joachima,stefan0,bernds.reuseofdesignobjeetsincadframeworksc.ieee/acminternationalconferenceoncomputeraideddesign,digestoftechnicalpapers,sanjose,ca,usa:ieee,1994:754-761.张建勋,唐洪英,龚箭.可重用集成设计单元模型研究j.计算机工程与应用,2002(3):2326.peterd,renatef.measuringrelevanceinsuppoofdesignreusefromarchivesofbuildingproductmodelsj1.journalofcomputingincivilengineering,2005,19(2):119136.陈莉,刘弘,邵增珍.支持复用的建筑设计图样系统研究j.