第四章HPFL加固混凝土结构

1、第四章第四章 HPFL加固混凝土结构加固混凝土结构钢筋网25mm200-300mm复合砂浆钢筋网薄层复合砂浆钢筋网薄层HPFLHPFL 高性能复合砂浆，是在普通水泥砂浆中掺入聚丙烯纤维、膨胀剂、减水高性能复合砂浆，是在普通水泥砂浆中掺入聚丙烯纤维、膨胀剂、减水剂、以及硅灰、粉煤灰等超细掺合料制作而成。高性能复合砂浆不仅具有很剂、以及硅灰、粉煤灰等超细掺合料制作而成。高性能复合砂浆不仅具有很高的抗拉（高的抗拉（3 35MPa5MPa）、抗压）、抗压(40MPa(40MPa以上以上) )强度，而且具有良好的黏结强度、强度，而且具有良好的黏结强度、韧性、延展性和较大的极限拉应变。相对于普通水泥砂浆，

2、高性能水泥复合韧性、延展性和较大的极限拉应变。相对于普通水泥砂浆，高性能水泥复合砂浆固化前具有良好的保水性、流动性和工作度，硬化过程中收缩量小，硬砂浆固化前具有良好的保水性、流动性和工作度，硬化过程中收缩量小，硬化后抗压强度及新老界面粘结强度较高。化后抗压强度及新老界面粘结强度较高。HPFL HPFL H High igh P Performance erformance F Ferro-cement erro-cement L Laminateaminate高性能复合砂浆薄层高性能复合砂浆薄层 4.1 HPFL加固混凝土构件界面强度设计与计算 4.1 .1界面破坏的模式 加固界面性能是保证H

3、PFL加固层与原混凝土构件共同工作的关键，HPFL加固混凝土构件可能发生界面破坏，界面破坏表现为加固层的剥离，加固层剥离后便退出工 作，致使加固效果大大折减。界面剥离的机理为：荷载作用在加固试件上，加固层与原构件界面便产生粘结应力。当粘结应力较小时，加固层与原混凝土构件形成整体，共同受力；荷载增大，粘结应力便增大，大于界面粘结强度时，界面出现裂缝，加固层与原构件开始滑移。产生剥离的加固层部分便退出工作，使加固层的承载贡献减小，最后由于剥离程度过大引起试件承载力不足而破坏。 4.1.2 剪切销钉增强加固界面设计计算剪切销钉增强加固界面设计计算 植有剪切销钉的水泥复合砂浆加固界面剪切承载力设计值F

4、cb可按下列公式计算： Fcb = k1k2fcAcnFb （4-1） （4-2） Fb = f Wx / Lb （4-3）122cmccbVk k f AnF式中 Fcb植有剪切销钉的加固界面单侧剪切承载力设计值；fc混凝土轴心抗压强度；Vcm加固后新增加的剪力；k1混凝土强度影响系数，取k1=0.04；k2界面销钉分布影响系数，加固界面上销钉均匀对称分布，k21.25；其余情况下，k21.00；剪切销钉沿梁高方向1列不得少于4根，沿梁长方向剪切销钉的间距不大于150mm。Ac加固层与混凝土单侧接触面积，对于梁、柱端加固界面抗剪复核时可取Ac=h2 （h为梁、柱截面高度）；n单侧界面销钉根数

5、；Fb单根销钉抗弯承载力；截面塑性发展系数，取=1.2；Wx单根销钉净截面抗弯模量；f钢材的抗弯强度设计值；Lb销钉的外露长度。 被加固构件应采用剪切销钉以增强加固界面的抗剪强度，剪切销钉的直径和间距应按上述的式（4-1）（4-3）计算确定。同时还对剪切销钉提出了如下的构造要求： 1.剪切销钉应采用热轧变形钢筋； 剪切销钉植筋可采用有机材料植筋或无机材料植筋，当有防火要求时宜优先采用无机材料植筋。 2.剪切销钉植入深度应符合下列要求： （1）用有机结构胶植剪切销钉，植入深度不应小于5d（d为销钉直径），且不应小于40mm。 （2）用无机材料植剪切销钉，植入深度不应小于8d，且不应小于60mm。

6、 （3）钢筋混凝土板底加固时，剪切销钉植入深度应在上述规定的基础上增加3d。 3.剪切销钉的间距不应小于销钉植入深度的两倍，销钉与试件边缘的距离不应小于60mm。 4.当按构造（不需按计算）设置剪切销钉时，其间距不应大于钢筋网同方向间距的3倍，且不得大于300mm，销钉直径不应小于6mm。4.1.3 高温对加固界面强度的影响 高温作用下，HPFL加固构件一般都会发生剥离，甚至有可能发生加固层砂浆爆裂现象，如果发生爆裂现象，则会致使加固层剥离更严重，从而使加固试件的高温、耐火性能大大削弱。现将高温爆裂和剥离的产生机理分析如下。 高温爆裂机理：在高温作用下，砂浆层内部水分蒸发逸出，在内部产生相当大

7、的蒸汽压力，当蒸汽压力超过砂浆的抗拉强度时，砂浆层瞬间裂成大小不一碎块四处飞散并伴随巨响。爆裂发生后，砂浆层截面减小，所以加固界面更容易产生剥离。试验中发现爆裂都发生在砂浆施工分层面，由于施工质量差，分层的砂浆之间不致密、粘结性能差，故易于发生爆裂。 高温剥离机理：高温作用下，加固界面粘结强度恶化严重，当界面剪应力超过界面粘结强度时便发生剥离，如果界面质量不好或没有有效约束，剥离便迅速开展，致使加固效果大幅度降低，甚至是试件在高温下随即破坏。高温下剥离形态与常温下相同，一般从端部界面开始后向跨中和梁底发展，因为端部界面是粘结强度的薄弱区域，又是粘结应力最大的区域。 在火灾和高温环境中，加固构件

8、的性能一般用耐火极限来衡量，为了使建筑物满足防火要求，建筑设计防火规范和高层民用建筑设计防火规范对建筑构件的耐火极限进行了规定。为了使加固构件的耐火极限满足国家防火规范的要求，提出考虑防火要求的HPFL加固层厚度构造要求如表4.1所示。表4.1 不同耐火极限下HPFL薄层构造要求10mm复合砂浆保护层15mm复合砂浆保护层20mm复合砂浆保护层耐火极限0.5h耐火极限1.0h外抹5mm石灰砂浆耐火极限1.5h外抹10mm石灰砂浆外抹5mm石灰砂浆耐火极限2.0h外抹15mm石灰砂浆外抹10mm石灰砂浆外抹5mm石灰砂浆耐火极限2.5h外抹5mm防火砂浆外抹15mm石灰砂浆外抹10mm石灰砂浆耐

9、火极限3.0h外抹10mm防火砂浆外抹5mm防火砂浆外抹15mm石灰砂浆 由表4.1可以看出，当耐火极限要求越高时，加固层钢筋网的保护层厚度就要求越大，即加固层的厚度要求越大，当加固层的厚度不能满足耐火极限的要求时可以在加固层外面抹一层防护砂浆来保证加固构件的耐火极限。 因此该表的构造要求可以对实际工程设计考虑防火要求时提供参考意见，比如当钢筋网的保护层厚度为15mm时，加固层厚度一般为25mm，加固构件可以满足0.5h和1h的耐火极限要求，当耐火极限要求分别为1.5h、2.0h、2.5h，应分别在加固层表面加抹不小于5mm、10mm、15mm的石灰砂浆作防护层，当耐火极限要求为3.0h时，应

10、在加固层表面加抹5mm的防火砂浆作防护层。 4.1.4受弯构件界面强度设计与计算 4.1.4.1 当2Fds=Vcm1时，宜采用三面U型加固。 4.1.4.2 四面围绕加固界面强度设计与计算 如果加固后要求梁提高的幅度很大，或者为了加固更为稳妥且现场情况允许，应采用四面围绕加固混凝土梁，如图4.1、4.2所示。 图4.1 梁四面围绕加固示意图复合砂浆面层楼板打孔横向网筋穿孔横向网筋侧面纵向钢筋网筋底部纵向钢筋网筋复合砂浆薄层剪切销钉图4.2 梁四面围绕加固截面示意图 由于竖向钢筋网在现场穿孔相对施工难度大，因此在满足要求的情况下不需要每根竖向钢筋网都穿孔，竖向钢筋网穿孔的间距应满足下列要求：

11、（4-4） （4-5）2yvsv0mvcm2cm3.50.14f A hsVf th 0ku1 0.3VV yvfsvAvs20.92cmVt22式中加固后新增加的剪力； 竖向加固筋的屈服强度； 配置在同一截面内竖向加固钢筋的面积，按混凝土结构设计规范（GB50010）中箍筋面积的计算方法确定； 竖向加固筋穿孔的间距；加固层单侧的厚度；加固水泥复合砂浆抗剪承载力的影响系数，取 ；加固水泥复合砂浆抗剪承载力的影响系数，取 =0.5；二次受力影响系数。 对集中荷载作用下（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力设计值占总剪力设计值的75以上的情况）的独立梁，竖向钢筋网穿孔的

12、间距应满足下列要求：2yv0msvvcm2cm2.50.41.5f hAsVf th （4-6）式中 剪跨比影响系数，当 时， ；当 时， 。1.511.51.5计算截面的剪跨比，按混凝土结构设计规范（GB50010）规定的方法计算。4.1.4.3三面U型加固界面强度设计与计算 对梁进行加固时，由于受现场条件限制，不能或者不便采用四面围绕加固，采用三面U型加固时构件承载力应满足下列要求：fstVV222(0.56)(0.56)2fstvsvyvsvyhVffffh （47） （48）式中 V 加固后梁斜截面受剪承载力； fstV 三面U型加固界限受剪承载力； vf 结合面混凝土抗剪强度设计值，

13、按表4.2取值；sv横贯结合面剪切-摩擦钢筋配筋率； yf 贯通钢筋抗拉强度设计值。混凝土强度等级C10C15C20C25C30C35C40C45C50C60粘接抗剪标准值0.250.320.390.440.500.540.580.620.660.73设计值0.190.240.290.330.370.400.430.460.490.54整体抗剪标准值1.251.702.102.502.853.203.503.803.904.10设计值0.901.251.751.802.102.352.602.802.903.10表表4.2 混凝土抗剪强度与粘接抗剪强度（混凝土抗剪强度与粘接抗剪强度（N/mm2

14、） 同时剪切销钉应满足本章4.1.2节的规定，且在梁端部的剪切销钉数目不得少于6个，三面U型加固受力情况示意图见图4.3。图4.3 三面U型加固受力情况示意图 如果加固后梁斜截面受剪承载力不满足公式（36）的要求，则必须采用四面围绕加固的方法对梁进行加固。4.1.4.4底部加固钢筋网纵向钢筋截面配筋率计算 为了防止底部发生界面滑移破坏（如图4.4所示），底部加固用的纵向钢筋面积应符合下列规定：图4.4 底部滑移破坏示意图smsm ,m axAA (4-9)式中 smA底面加固钢筋网纵向钢筋面积。 sm,max00.4uymMAfh，其中uM表示原梁承载能力设计值。 4.2 HPFL加固混凝土梁

15、、板正截面强度设计与计算 混凝土梁、板这一类的受弯构件在荷载等因素下，可能发生两种主要的破坏：一种是沿弯矩最大的截面破坏，另一种是沿剪力最大或剪力和弯矩较大的截面破坏，本章讨论此类受弯构件的正截面承载力计算。 4.2.1 设计计算的一般规定 4.2.1.1 基本假定 计算采用如下计算假设： 1）截面变形符合平截面假定； 2）不考虑混凝土和复合砂浆的抗拉强度； 3）混凝土应力应变关系为现行国家标准混凝土结构设计规范（GB50010-2002）所采用的应力应变曲线。 4）钢筋按理想弹塑性材料不考虑其强化部分提高的强度 4.2.1.2 矩形截面一次受力正截面承载力计算 当初始荷载产生的弯矩小于原构件

16、设计弯矩的20%时，考虑到应力应变滞后的现象不太明显，可按一次受力计算构件的正截面受弯承载力（图4.5），其正截面受弯承载力应符合下列规定：x0.8(h-x)1 cm12 f tx1 cfbxy sf Aym smf Aym 1 sm 10.8()h xf Ahys/f A图4.5 受弯构件一次受力正截面承载力计算简图 对于图4.5的受力情况，可以建立两个静力平衡方成，一个是所有各力在水平轴方向上的合力为零，即：0X /1c1cm 1ysymsmym1sm1ys0.8()2hxf bxf t xf AfAfAf Ah （410） 另一个是所有各力对截面任何一点的合力矩为零，当 对受压区混凝土压

17、应力合力的作用点取矩时，有：0M /ys0ymsm0mym1sm1ys0.8()()()(0.60.1 )()222xxhxxMf A hfAhfAhxf Aah （411）构件加固后的弯矩设计值；原构件钢筋抗拉、抗压强度设计值；原构件中纵向受拉、受压钢筋截面积；梁底钢筋网片钢筋抗拉强度设计值；梁侧钢筋网片钢筋抗拉强度设计值；原构件混凝土轴心抗压强度设计值；高性能水泥复合砂浆轴心抗压强度设计值；钢筋网片中梁底纵向受拉钢筋截面积；侧面纵向受拉钢筋网面积； b,h 原构件截面宽度、原构件截面高度；原构件截面有效高度；加固后构件的截面有效高度；加固梁混凝土受压区高度；梁单侧水泥复合砂浆加固层厚度；梁

18、受压钢筋合力点至截面近边的距离；按受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值之比确定的系数；一次受力构件加固后相对界限受压区高度系数。Myfyf、 sAsA、 ymfym1fcfcmfsmAsm1A0homhx1ta1b 公式（410）、（411）是根据适筋构件的破坏简图推导出的静力平衡方程式，它们只适用于适筋构件的计算，不适合少筋构件和超筋构件的计算。考虑到加固构件基本都是承载力不够而需要加固，因此出现少筋的可能性几乎不存在，只要控制构件不要发生超筋破坏。 为了防止将构件设计成超筋构件，要求构件截面的相对受压区高度不得超过其相对界限受压区高度，即：b（412） 相对界限受压区高

19、度可以根据截面平面变形等假定求出：1bymcusm1fE（413） 4.2.1.3 矩形截面二次受力正截面承载力计算（1）滞后应变的计算 在实际加固工程中，许多条件决定了结构物上的荷载在加固处理时不可能完全卸去。例如：为了不影响生产，工业厂房的设备不可能全部卸除，结构自重对加固构件来说也是一种外荷载，其本身也是不可能拆除的。所谓钢筋混凝土二次受力是指在加固过程中原结构（核心构件）仍然承受一定的外荷载（包括建筑物的恒载、部分活载和施工荷载），进行加固后，钢筋混凝土构件连同加固材料一起共同承受新增外荷载的作用直至设计的极限状态。在二次受力问题中，加固材料同原钢筋混凝土构件相比较，存在较为明显的应力

20、应变滞后的现象，如何精确地计算出加固构件中加固材料（受拉区加固）的滞后应变值是解决问题的关键。 滞后应变的计算可以按照下列公式计算：0ks0ss00.87ME Ah（414） 式中 1计算系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取1=0.8；当混凝土强度等级为C80时，取1=0.74；其间按线性内插法确定； so加固前，在初始弯矩M0k作用下原受拉钢筋的应变值。 Es原构件钢筋弹性模量； M0k加固前受弯构件验算截面上由初始荷载标准值产生的弯矩；（2）矩形截面二次受力正截面承载力计算 当初始荷载产生的弯矩大于原构件设计弯矩的20%时，应按二次受力计算构件的正截面受弯承载力（图4.6） 图4.6

21、受弯构件二次受力正截面承载力计算简图 对于图4.6的受力情况，可以建立两个静力平衡方成，一个是所有各力在水平轴方向上的合力为零，即：0X （415） 另一个是所有各力对截面任何一点的合力矩为零，当 对受压区混凝土压应力合力的作用点取矩时，有：0M （416）/1c1cm 1ysymsmym1sm1ys0.4()2hxf bxf t xf AfAfAf Ah/ys0ymsm0mym1sm1ys0.4() (2.20.7 )()()()2232xxhxhxxMf A hfAhfAf Aah 公式（415）、（416）是根据适筋构件的破坏简图推导出的静力平衡方程式，它们只适用于适筋构件的计算，不适合

22、少筋构件和超筋构件的计算。考虑到加固构件基本都是承载力不够而需要加固，因此出现少筋的可能性几乎不存在，只要控制构件不要发生超筋破坏。 为了防止将构件设计成超筋构件，要求构件截面的相对受压区高度不得超过其相对界限受压区高度，即：（417） 相对界限受压区高度可以根据截面平面变形等假定求出：（418） b/1bymsm0cusmcu1fE 当按式（4-15）及（4-16）算得加固后混凝土受压区高度与加固前原截面有效高度的比值大于原截面相对界限受压区高度系数时，此时的情况是原试件钢筋屈服，而底部钢筋网未屈服，其二次受力构件的正截面受弯承载力应按下列公式计算（图4.7）：图4.7 受弯构件二次受力底部

23、加固钢筋网未屈服正截面承载力计算简图 对于图4.7的受力情况，可以建立两个静力平衡方成，一个是所有各力在水平轴方向上的合力为零，即：0X （419） 另一个是所有各力对截面任何一点的合力矩为零，当 对受压区混凝土压应力合力的作用点取矩时，有：0M （420）/1c1cm 1yssmsm1smsm1sm1sm1ys0.4()2hxf bxf t xf AEAEAf Ah/ys0smsm1sm0msm1sm1sm1ys0.4() (2.20.7 )()()()2232xxhxhxxMf A hEAhEAf Aah其中：sm1cusm00.8hxxsm0s00(1.60.6)hh0ks0ss00.8

24、7ME A h （421） （422） （423）式中 1计算系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取1=0.8；当混凝土强度等级为C80时，取1=0.74；其间按线性内插法确定； so加固前，在初始弯矩M0k作用下原受拉钢筋的应变值。 Es原构件钢筋弹性模量； M0k加固前受弯构件验算截面上由初始荷载标准值产生的弯矩；4.2.1.4 说明 一次受力加固构件的计算，基本按照现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010规定的使用计算方法，在考虑侧面加固钢筋网的作用时，为简化计算采用矩形计算图形。 二次受力加固构件的计算，在考虑侧面加固钢筋网的作用时，为简化计算采用三角形计算图形。 由于二次受力计

25、算中受到原构件应力应变水平的影响，可能会遇到底部加固钢筋网不屈服的情况，此时要算出构件的滞后应变。 由于二次受力计算中受到原构件应力应变水平的影响，与现行混凝土结构设计规范相比，受弯构件加固后相对界限受压区高度系数的计算也会发生变化，此部分还用于计算滞后应变。 4.2.2 正截面受弯承载力计算(设计,复核) 例1某梁截面尺寸bh=250mm500mm，混凝土的强度等级为C30，受拉区配置了HRB335级钢筋325，受压区配置了HRB335级钢筋218，由于该梁上部需增加设备，截面的设计弯矩值增大为M=2.4108Nmm，加固前采取可靠措施对梁进行卸载，截面弯矩为M0=3.0107Nmm。对该梁

26、进行加固处理，加固采用6的HRB335级钢筋，单侧砂浆层厚度为25 mm，砂浆强度等级为M40，为了计算简化及施工方便，梁底部加固钢筋网间距与侧面钢筋网间距取一样都取50mm，试验算该梁加固后能否满足要求。 解（1）求原梁的极限弯矩设计值 先计算原梁的混凝土受压区高度x则原梁的极限弯矩设计值为必须对原梁进行加固（2）加固设计验算所以该梁的加固设计按一次受力计算底部加固钢筋网为 由公式（4-10）、（4-11）得/ysymsmym1sm1ysym1sm11c1cm 10.80.82f AfAfAf AxfAf bf th 满足设计要求 习题3某梁截面尺寸bh=250mm500mm，混凝土的强度等

27、级为C30，受拉区配置了HRB335级钢筋325，受压区配置了HRB335级钢筋218，由于该梁上部需增加设备，截面的设计弯矩值增大为M=2.5108Nmm，加固前采取可靠措施对梁进行卸载，截面弯矩为M0=5.0107Nmm。对该梁进行加固处理，加固采用8的HRB335级钢筋，单侧砂浆层厚度为30 mm，砂浆强度等级为M40，为了计算简化及施工方便，梁底部加固钢筋网间距与侧面钢筋网间距取一样都取50mm，试验算该梁加固后能否满足要求。- 解（1）求原梁的极限弯矩设计值 先计算原梁的混凝土受压区高度x 必须对原梁进行加固（2）加固设计验算所以该梁的加固设计按二次受力计算底部加固钢筋网为侧面钢筋网

28、面积为 由公式（4-22）、（4-23）求底部加固钢筋网的滞后应变得 由公式（418）求出相对界限受压区高度：1bymsm0cusmcu1fE50.83000.00018810.0033 2.0 100.0033=0.529由公式（4-15）、（4-16）得/1c1cm 1ysymsmym1sm1ys0.4()2hxf bxf t xf AfAfAf Ah/ysymsmym1sm1ysym1sm11c1cm 10.40.42f AfAfAf AxfAf bf th300 1473300 3020.4 300 1006300 5090.4 300 100614.3 2502 19.1 30500

29、 =500520/4962.44=100.90bh=0.529465=246mm/ys0ymsm0mym1sm1ys0.4() (2.20.7 )()()()2232xxhxhxxMf A hfAhfAf Aah100.9100.9300 1473 (465)300 302 (500)220.4(500 100.9) (2.2 5000.7 100.9)100.9300 1006300 509(35)50032=183189645+40729230+33062920+2359215=259341010M=2.5108Nmm 满足设计要求 4.3 HPFL加固混凝土梁斜截面强度设计与计算 混凝土

30、梁在荷载等因素下，除了要验证正截面承载力，还要验证斜截面承载力，本章讨论受混凝土梁斜截面承载能力计算。 4.3.1 设计计算的一般规定 4.3.1.1加固计算公式 加固后受弯构件的斜截面受剪承载力可按下列公式计算：ucmVVVsvcm2cm2yv0mv0.141.25AVf thfhs 0ku1 0.3VV （424） （425） （426）20.92uVcmVyvfsvAvst22式中原构件的抗剪承载力，按混凝土结构设计规范（GB50010）的方法计算；复合砂浆钢筋网的抗剪承载力 竖向加固筋的屈服强度； 配置在同一截面内竖向加固钢筋的面积，按混凝土结构设计规范（GB50010）中箍筋面积的计

31、算方法确定； 竖向加固筋的间距；加固层单侧的厚度；加固钢筋抗剪承载力的影响系数，取 ；加固水泥复合砂浆抗剪承载力的影响系数，取 =0.5；二次受力影响系数。 对集中荷载作用下（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力设计值占总剪力设计值的75以上的情况）的独立梁，当按式（5-1）计算时，Vcm应按下式计算： svcm2cm2yv0mv0.41.5AVf thfhs （427）式中 剪跨比影响系数，当 时， ；当 时， 。1.511.51.5计算截面的剪跨比，按混凝土结构设计规范（GB50010）规定的方法计算。 梁的斜截面受剪承载力公式仅适用于剪压破坏情况，不适用于斜压

32、破坏和斜拉破坏，考虑到加固后箍筋的配筋率不会很小，因此只对加固后的斜截面进行限制，受弯构件的最小截面尺寸应满足下列要求：w14hb cc 1 0m0.25Vf bhw16hb cc 1 0m0.20Vf bhw146hb当 时；当 时；当 时；按线性内插法确定。 （428） （429） 同时，为了加固后构件发生加固层的剥离破坏，钢筋网的间距与直径应符合下列规定： 10s d （430）式中 V构件加固后的剪力设计值； c混凝土强度系数，按混凝土结构设计规范GB50010的规定采用； hw截面的腹板高度，按混凝土结构设计规范GB50010的规定采用； s加固筋的间距； d加固筋的直径。加固后偏心

33、受压构件的斜截面受剪承载力应按下列公式计算： ucmVVVsvcm2cm2yv0mv0.40.071.5AVf thfhNs 式中 偏心受压构件计算截面的剪跨比，按混凝土结构设计规范（GB50010）规定的方法计算； N按本规程计算，偏心受压构件增加的受压承载力 （431） （432） 4.3.2 说明 对受剪截面的限制仍按照现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010规定，增加了加固钢筋的间距与直径比值的限制，即 s/d10。 加固后构件的斜截面抗剪承载力计算分为两部分，对于原构件仍按照国家现行标准混凝土结构设计规范GB50010规定计算，加固部分的计算考虑了加固复合砂浆、竖向加固筋对承载力

34、的贡献，同时根据试验数据的统计给出了二次受力影响系数 。 4.3.3 斜截面受剪承载力计算(设计,复核) 例1某简支梁截面尺寸bh=250mm500mm，混凝土的强度等级为C30，原来配置有双支箍筋8200，该梁承受均布荷载，支座处最大剪力为V=170kN，由于改变用途，需增加均布荷载，经计算此时支座处最大剪力为V=260kN，加固前采取可靠措施对梁进行卸载，支座处为剪力V=50kN。对该梁进行加固处理，加固采用6的钢筋，单侧砂浆层厚度为25 mm，砂浆强度等级为M40，加固钢筋网间距取80mm，试验算该梁加固后能否满足要求。加固前后该梁的受弯承载力都能满足设计要求。 解（1）原梁的参数计算

35、原梁的极限受剪承载力svut0yv00.71.25AVf bhfhs1010.7 1.43 250465 1.25 210465200=116366.25+61641.5625=178008 N原梁的截面尺寸w465/2501.86hb 4，属于一般梁。 cc00.250.25 14.3 250 465415594f bh N178008 N 原梁截面尺寸符合要求。（2）加固后梁的参数计算加固后梁的截面尺寸w1500/300 1.667hb 4，属于一般梁。 加固后梁截面尺寸符合要求。 加固钢筋网的间距与直径符合规定。0ku10.3VV 500001 0.3178008 =0.916svcm2

36、cm2yv0mv0.141.25AVf thfhs 570.14 0.5 0.916 19.1 25 500 1.25 0.9 0.912 21050080=15308.65+76757.625=92066 N=178008+92066 =270074 N260 kN ucmVVV满足设计要求。 例2某梁截面尺寸bh=250mm500mm，混凝土的强度等级为C30，原来配置有双支箍筋8150，该梁承受集中荷载，剪跨比=2.5，最大剪力为V=140kN，由于改变用途，需增加荷载，经计算此时最大剪力为V=220kN，加固前采取措施对梁进行卸载，最大剪力V=100kN。对该梁进行加固处理，加固采用8

37、的钢筋，单侧砂浆层厚度为30 mm，砂浆强度等级为M40，加固钢筋网间距取100mm，试验算该梁加固后能否满足要求。加固前后该梁的受弯承载力都能满足设计要求。 解（1）原梁的参数计算 原梁的极限受剪承载力svut0yv01.751AVf bhfhs1.751011.43 250 4652104652.5 1150=83118.75+65751=148870 NV=140kN 原梁的截面尺寸 cc00.250.25 14.3 250 465415594f bhN148870 N 原梁截面尺寸符合要求。（2）加固后梁的参数计算加固后梁的截面尺寸加固后梁截面尺寸符合要求。加固钢筋网的间距与直径符合规

38、定。满足设计要求。 习题4某梁截面尺寸bh=250mm500mm，混凝土的强度等级为C30，原来配置有双支箍筋8150，该梁承受集中荷载，剪跨比=2.5，最大剪力为V=140kN，由于改变用途，需增加荷载，经计算此时最大剪力为V=260kN，加固前采取措施对梁进行卸载，最大剪力V=110kN。对该梁进行加固处理，加固采用8的钢筋，单侧砂浆层厚度为30 mm，砂浆强度等级为M40，加固钢筋网间距取100mm，试验算该梁加固后能否满足要求。加固前后该梁的受弯承载力都能满足设计要求。 例3某简支梁截面尺寸bh=300mm600mm，混凝土的强度等级为C25，原来配置有双支箍筋8150，该梁承受均布荷

39、载，支座处最大剪力为V=240kN，由于改变用途，需增加均布荷载，经计算此时支座处最大剪力为V=360kN，加固前采取可靠措施对梁进行卸载，支座处为剪力V=200kN。对该梁进行加固处理，加固采用8的钢筋，单侧砂浆层厚度为30 mm，砂浆强度等级为M35，加固钢筋网间距取100mm，试验算该梁加固后能否满足要求。加固前后该梁的受弯承载力都能满足设计要求。 解（1）原梁的参数计算 原梁的极限受剪承载力svut0yv00.71.25AVf bhfhs1010.7 1.27 300 565 1.25 210565150=150685.5+99863.75=250549NV=240kN原梁的截面尺寸

40、w565/3001.883hb 4，属于一般梁。 cc00.250.25 11.9 300 565504262.5f bhN250549N 原梁截面尺寸符合要求。（2）加固设计对该梁进行加固处理，加固采用8的钢筋，单侧砂浆层厚度为30 mm，砂浆强度等级为M35。加固后梁的截面尺寸加固后梁截面尺寸符合要求。cmuVVV=360000250549=1094512yv0msvvcm2cm1.250.14f hAsVf th 10895046.75109451 16012.962=116.7 mm加固钢筋网的间距与直径符合规定。即加固采用8150的钢筋，单侧砂浆层厚度为30 mm，砂浆强度等级为M3

41、5。4.4 HPFL加固混凝土梁裂缝宽度及挠度计算 4.4.1设计计算的一般规定 结构设计和加固设计不仅要解决结构承载力设计问题，而且要解决结构构件的适用性和耐久性问题。对于使用上要控制变形和裂缝的结构构件除了要进行临近破坏阶段的承载力计算外，还要进行正常情况下的变形和裂缝验算。试验分析表明，当初始荷载设计值作用下的效应大于或等于原构件承载力设计值的20%时，应考虑二次受力影响的计算。 4.4.2 受弯构件裂缝宽度计算 对用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固的抗弯足尺混凝土梁二次受力的裂缝与挠度试验数据进行了分析,包括4根未加固的对比梁和10根用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固的加固梁，在此基础上提出了加固梁的裂缝宽度计算公式。分析表明, 公式计算值与试验值吻合较好，加固措施可以提高梁的抗裂性能，显著提高加固梁的刚度。 本章提出加固梁最大裂缝宽度计算公式， 在三面或四面采用高性能