结构加固方法与设计

1、混凝土结构加固方法与设计混凝土结构加固方法与设计 2目录目录n 常用加固方法n 梁的加固设计n 柱的加固设计n 加固软件RDSn 加固图集n 加固材料Ma Zhengxing 6/21/2022 3Ma Zhengxing 6/21/2022实际工程中，需要对混凝土结构进行加固的主要原因有：1）荷载增大荷载增大：建筑使用功能改变、新加荷载2）结构受到损害结构受到损害：材料老化、车辆撞击3）纠正设计或施工失误纠正设计或施工失误：配筋不足、构件截面不足4）改善结构状态改善结构状态：减小变形、裂缝，降低原结构应力5）抗震加固抗震加固6）结构改变结构改变结构需要加固的原因结构需要加固的原因常用加固方法

2、常用加固方法 4直接加固：直接加固：增大截面法、外包型钢法、粘贴钢板法、粘贴纤维复合材法、置换混凝土法等间接加固：间接加固：体外预应力法、增设支点法等配合上述方法的相关技术：配合上述方法的相关技术：后锚固技术（包括植筋和锚栓技术）、裂缝修补技术、钢筋阻锈技术等Ma Zhengxing 6/21/2022常用加固方法与技术常用加固方法与技术常用加固方法常用加固方法 5增大截面法增大截面法Ma Zhengxing 6/21/2022增大截面法增大截面法采用钢筋混凝土或钢筋网砂浆层，来增大原构件截面积，达到提高结构承载能力的目的。优点优点：传统方法，经验丰富，工艺简单，适用面广缺点缺点：现场湿作业工

3、作量大，养护期长，对结构外观和房屋净空有影响关键点关键点：新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题常用加固方法常用加固方法 6外包型钢法外包型钢法Ma Zhengxing 6/21/2022外包型钢法外包型钢法以型钢（一般为角钢）外包于构件四角（或两角）。优点优点：传统方法，经验丰富，工艺简单，适用面广，现场作业量较少，受力较为可靠，缺点缺点：施工技术要求较高，外露钢件的防腐防火处理有干法、湿法干法、湿法两种，干法施工型钢与原构件无有效粘结，单独受力；湿法施工在型钢与原构件间有胶体粘结，整体共同受力常用加固方法常用加固方法 7粘贴钢板法粘贴钢板法优点优点：施工简便、快速，原构件自重增加较小，不

4、改变结构外形，不影响建筑使用空间，分涂抹型与灌注型缺点缺点：胶体的耐久性及防火要求，钢板的防腐防火处理关键点关键点：截断处的有效锚固，结合面的处理Ma Zhengxing: 6/21/2022常用加固方法常用加固方法 8粘贴碳纤维法粘贴碳纤维法Ma Zhengxing 6/21/2022优点优点：高比强度，不增加荷载及断面尺寸，可适应不同形状构件，成型方便，施工简便、速度快，对原结构无损伤缺点缺点：胶体的耐久性及防火要求，截断点的有效锚固，强度的有效利用率关键点关键点：碳纤维强度的有效利用常用加固方法常用加固方法 9梁的加固梁的加固Ma Zhengxing 6/21/2022受弯构件正截面加固

5、计算（粘钢法）受弯构件正截面加固计算（粘钢法）基本假定：基本假定：1.GB50010关于正截面承载力计算的基本假定2.构件达到受弯承载能力极限状态时，外贴钢板的拉应变应按截面 应变保持平面的假设确定3.钢板应力取拉应变与弹性模量的乘积4.考虑二次受力影响时，应按构件加固前的初始受力情况，确定粘贴钢板的滞后应变5.在达到受弯承载能力极限状态前，外贴钢板与混凝土之间不致出现粘结剥离破坏 10n 粘钢法加固梁粘钢法加固梁Ma Zhengxing 6/21/2022滞后应变折减系数梁的加固梁的加固 11原钢筋应变荷载P后粘钢板Ma Zhengxing 6/21/2022二次受力影响二次受力影响滞后应变

6、n 首先卸除全部或大部分活荷载，用顶升设备抬升梁底，直到裂缝基本闭合，进行粘贴施工，直至粘胶完成固化后方可卸除。梁的加固梁的加固 12受弯构件斜截面加固计算受弯构件斜截面加固计算Ma Zhengxing: 6/21/2022梁的加固梁的加固 13 加固后的砼梁破坏模式加固后的砼梁破坏模式钢板屈服或CFRP拉断（希望发生的）砼剥离破坏(混凝土强度太低)端部界面剥离破坏（端部应力集中）剪切破坏（强弯弱剪，应同时进行抗剪加固）砼压碎（加固量过大，形成超筋梁）Ma Zhengxing: 6/21/2022梁的加固梁的加固 14防止砼剥离破坏防止砼剥离破坏GB50367-2013 9.1.1/10.1.

7、1 ：不适用于素混凝土结构构件，包括纵向受力钢筋一侧配筋率小于0.2%的构件。GB50367-2013 9.1.2/10.1.2 ：被加固的混凝土结构构件，现场实测混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa。Ma Zhengxing 6/21/2022梁的加固梁的加固 15防止端部剥离破坏防止端部剥离破坏 楼面板楼面板简支梁简支梁Ma Zhengxing 6/21/2022梁的加固梁的加固 16防止剪切破坏防止剪切破坏n GB50367-2013 10.9.1/9.6.2对钢筋混凝土受弯构件进行正截面加固时，均应在钢板端部及集中荷载作用点两侧，对梁设置U型钢箍

8、板。Ma Zhengxing 6/21/2022梁的加固梁的加固 17防止受压区砼压碎防止受压区砼压碎n GB50367-2013 10.3.1 /9.2.11混凝土结构构件加固后，其正截面受弯承载力的提高幅度，不应超过40%。Ma Zhengxing 6/21/2022梁的加固梁的加固 18轴压、小偏心受压、大偏心受压轴压、小偏心受压、大偏心受压Ma Zhengxing 6/21/2022粘钢板、粘碳纤维不可用粘钢板法不可用柱的加固柱的加固 19碳纤维环向约束加固轴压柱碳纤维环向约束加固轴压柱Ma Zhengxing: 6/21/2022柱的加固柱的加固 20偏心受压柱偏心受压柱Ma Zhe

9、ngxing: 6/21/2022柱的加固柱的加固 21n 六大模块 外粘型钢 纤维复合材 粘贴钢板 增大截面 植筋技术Ma Zhengxing: 6/21/2022加固设计软件加固设计软件 RDS 22Ma Zhengxing 6/21/2022加固图集加固图集 23Ma Zhengxing 6/21/2022加固图集加固图集 24Ma Zhengxing 6/21/2022加固图集加固图集 25Ma Zhengxing: 6/21/2022 26Ma Zhengxing 6/21/2022加固图集加固图集 27Ma Zhengxing 6/21/2022加固图集加固图集 28Ma Zhen

10、gxing 6/21/2022加固图集加固图集 29Ma Zhengxing: 6/21/2022加固图集加固图集 30材料要求材料要求n GB 50728-2011工程结构加固材料安全性鉴定技术规范n 3.0.1 凡涉及工程安全的工程结构加固材料及制品，必须按本凡涉及工程安全的工程结构加固材料及制品，必须按本规范的要求通过安全性鉴定。规范的要求通过安全性鉴定。n 3.07 经安全性检验合格的结构加固材料或制品，应提出安全性鉴定报告。检验报告中不得使用“本报告仅对来样负责的”措词，若存在此类措词，该报告无效。n 4.2.2 以混凝土为基材，室温固化型的结构胶，其安全性鉴定以混凝土为基材，室温固

11、化型的结构胶，其安全性鉴定应包括基本性能鉴定、长期使用性能鉴定和耐介质侵蚀能力应包括基本性能鉴定、长期使用性能鉴定和耐介质侵蚀能力鉴定。鉴定。n 8.2.4 碳纤维复合材安全性鉴定的检验项目及合格指标，应符碳纤维复合材安全性鉴定的检验项目及合格指标，应符合表合表8.2.4的规定。的规定。Ma Zhengxing: 6/21/2022加固材料加固材料 31碳碳纤纤维维复复合合材材料料碳纤维布碳纤维布树脂树脂作为增强材料承受作为增强材料承受荷载荷载作为基材固定碳纤作为基材固定碳纤维和传递荷载维和传递荷载加固材料加固材料碳纤维系统碳纤维系统Ma Zhengxing: 6/21/2022 321) 1) 表面处理表面处理 2) 2) 底胶（慧鱼免底胶）底胶（慧鱼免底胶）3) 3) 碳纤胶碳纤胶4) 4) 粘布粘布5) 5) 碳纤胶碳纤胶碳纤维施工工序碳纤维施工工序加固材料加固材料Ma Zhengxing: 6/21/2022 336）用滚轴，刷子沿纤维方向刷上防护涂用滚轴，刷子沿纤维方向刷上防