混凝土加固设计讲义介绍（PPT52）

混凝土加加固设计计混凝土加加固设计计基本原原则混凝土结结构梁、、板加固固设计混凝土结结构柱加加固设计计混凝土加固固设计基本本方法混凝土结构构梁板加固固设计加大截面加加固法增补受拉筋筋加固法预应力加固固法粘贴钢加固固法碳纤维加固固法混凝土结构构柱加固设设计加大截面法法加固混凝凝土柱外包钢加固固混凝土柱柱置换法加固固混凝土柱柱1、荷载取值值要求对加固混凝凝土结构上上的作用应应进行实地地调查，其其取值应按按现行国家家标准《建筑结构荷荷载规范》规定取值。。国家规范范未作规定定的永久荷荷载，应实实测抽样（（不少于5个）确定，，以其平均均值1.1倍作为该荷荷载的标准准值。混凝土加固固设计基本本原则2、加固结构构的承载力力验算原则则（1）结构的计计算简图应应根据结构构上的作用用或实际受受力状况确确定。（2）结构的计计算截面积积，应采用用实际有效效截面积，，并考虑结结构在加固固时实际受受力程度及及加固部分分的应变滞滞后特点，，以及加固固部分与原原结构协同同工作程度度。（3）验算时，，应考虑实实际荷载偏偏心、结构构变形、温温度作用等等造成的附附加力。（4）加固后使使结构重量量加大时，，尚应对被被加固的相相关结构及及建筑物基基础进行验验算。混凝土加固固设计基本本原则3、混凝土结结构加固的的注意事项项（1）对于高温温、腐蚀、、冻融、振振动、地基基不均匀沉沉降等原因因造成的结结构损坏，，应在加固固设计中提提出相应的的处理对策策后再进行行加固。（2）结构的加加固应综合合考虑其经经济效果。。尽量不损损伤原结构构，并保留留其具有利利用价值的的结构构件件，避免不不必要的拆拆除或更换换。（3）加固施工工过程中，，若发现原原结构或相相关工程隐隐蔽部位构构造有严重重缺陷时，，应立即停停止施工，，会同加固固设计者提提出有效措措施进行处处理后方能能继续施工工。（4）对于可能能出现倾斜斜、开裂或或倒塌等不不安全因素素的房屋，，在加固施施工前，应应采取临时时措施以防防止不安全全事故发生生。混凝土加固固设计基本本原则混凝土结构构加固设计计方法加大截面加加固法增补受拉筋筋加固法采取增大混混凝土结构构或构筑物物截面面积积，以提高高其承载力力和满足正正常使用混凝土结构构加固设计计方法预应力加固固法用预应力筋对对建筑物的的梁或板进进行加固的的方法混凝土结构构加固设计计方法粘贴钢加固固法外包钢加固固法用胶粘剂将将钢板贴在在构件外部部的一种加加固方法在梁柱的四四周包以型型钢的一种种加固方法法碳纤维加固固法用胶粘剂将将碳纤维贴贴在构件外外部的一种种加固方法法适用情况：：梁板承载力力相差较大大且刚度也也不满足要要求时。加大截面加加固法加固方式：：三面加厚、、两面加厚厚、单面加加厚等加固效果：：拉区补浇混混凝土，能能对补加钢钢筋起到粘粘结和保护护作用；压压区补浇混混凝土，增增加构件的的有效高度度，提高构构件的抗弯弯、抗剪承承载力，增增强构件的的刚度。加大截面加加固法叠合构件受受力特征加大截面加加固法混凝土应变变滞后，钢钢筋应力超超前加固计算方方法加大截面加加固法3、承载力计计算1、受力特征征分析2、使用阶段钢钢筋应力的计计算与控制承载力计算:按现行国家标标准《混凝土结构设设计规范》的基本规定，，考虑新旧协协同工作进行行。加大截面加固固法混凝土加固结结构计算的基基本假定：a、截面变形保持持平面；b、不考虑混凝土土的抗拉强度度；c、混凝土轴心受受压的应力c与应变εc关系为抛物线线；d、混凝土轴心非非均匀受压时时的压力σc与应变εc关系为抛物线线和水平之间间组合曲线，，e、钢筋应力σs与应变εs关系为直线和和水平线之组组合折线；f、加固结结构承承载能能力极极限状状态，，是以以截面面变形形达下下列情情况之之一时时：当原混混凝土土或新新加混混凝土土压应应变达达混凝凝土极极限变变形值值εc0或εcu时；当当原钢钢筋或或新加加钢筋筋拉应应变达达钢筋筋的极极限变变形值值εsu时；当当混凝凝土达达εcu及钢筋筋达εsu时。g、受压区区混凝凝土的的应力力图形形可简简化为为等效效的矩矩形应应力图图；f、相对界界限受受压区区高度度ξb构造规规定加大截截面加加固法法施工要要求适用范范围：：适用于于当梁梁的截截面尺尺寸能能满足足刚度度要求求且其其抗剪剪承载载力也也满足足要求求，而而仅是是弯曲曲抗拉拉强度度不能能满足足要求求，且且抗拉拉钢筋筋的增增补数数量不不是很很大时时。加固方方法：：全焊接接法增补受受拉筋筋加固固法：：概述述半焊接接法粘结法法试验证证明，，增补补筋相相对于于梁内内原筋筋存在在着应应力滞滞后现现象，，它会会使增增补筋筋的屈屈服迟迟于梁梁内原原筋，，并且且当增增补筋筋屈服服时梁梁内出出现较较大的的变形形和裂裂缝。。引起起增补补筋应应力滞滞后的的原因因较多多，其其中主主要的的是在在增补补筋受受力之之前，，恒载载和未未卸除除的荷荷载已已在原原筋中中产生生了一一定的的应力力。此此外，，焊接接点处处的局局部弯弯曲变变形、、增补补筋的的初始始平直直度、、后补补混凝凝土与与原梁梁表面面之间间的剪剪切滑滑移变变形，，以及及扁钢钢套箍箍与梁梁面间间的缝缝隙、、锚固固处的的变形形等对对增补补筋的的应力力滞后后现象象都有有一定定的影影响。。增补受拉筋筋加固法：：受力特征征焊接点处产产生局部弯弯曲变形：：增大增补筋筋应力滞后后，降低原原筋的利用用率增补受拉筋筋加固法：：受力特征征承载力计算算增补受拉筋筋加固法：：截面设计计利用已有表表格计算时时：使用阶段钢钢筋应力的的计算与控控制增补受拉筋筋加固法：：截面设计计构造要求预应力加固固法：概述述特点：施工简便，，而且在基基本不增加加梁、板截截面高度和和不影响结结构使用空空间的条件件下，可提提高梁、板板的抗弯、、抗剪承载载力和改善善其在使用用阶段的性性能。优点：由于预应力力所产生的的负弯矩抵抵消了一部部分荷载弯弯矩，致使使梁板的弯弯矩减小，，裂缝宽度度缩小甚至至完全闭合合。基本工艺：在需加固的的受拉区段段外面补加加预应力筋筋；张拉预预应力筋，，并将其锚锚固在梁（（板）的端端部。预应力加固固法：预应应力筋张拉拉千斤顶张拉拉法横向收紧法法竖向张拉法法：人工竖向、、千斤顶竖竖向电热张拉法法预应力加固固法：预应应力筋锚固固a、U型钢板锚固固b、高强螺栓摩摩擦-粘结锚固c、焊接接粘粘结结锚锚固固d、扁担担式式锚锚固固e、套箍箍锚锚固固预应应力力加加固固法法：：内内力力分分析析在L1梁段段上上产产生生的的有有效效预预应应力力内内力力在两两个个支支撑撑点点间间的的L2梁段段上上，，预预应应力力筋筋所所产产生生的的有有效效预预应应力力内内力力为为：：预应应力力加加固固法法：：内内力力分分析析截面面上上所所受受的的内内力力为为外外荷荷载载引引起起的的内内力力与与预预应应力力引引起起的的内内力力之之差差：：预应应力力加加固固法法：：反反拱拱与与挠挠度度计计算算由于于预预应应力力使使加加固固梁梁产产反反拱拱，，所所以以预预应应力力加加固固可可以以减减小小梁梁的的挠挠度度。a、的计算在张拉前梁上作用着未卸除的荷载，它引起的挠度为b、的计算

c、的计算

B2=(0.7～0.8)EcIcB1=(0.35～0.5)EcIc1、正正截截面面承承载载力力计计算算：加加固固梁梁截截面面承承载载力力计计算算采采用用等等效效外外荷荷载载法法。。纵纵向向预预应应力力的的存存在在，，使使原原来来的的受弯弯构构件件变为为偏心心受受压压构构件件(多为为大偏偏心心受受压压构构件件)。可可按按现现行行《混凝土结构设设计规范》中的大偏心受受压公式验算算加固梁的承承载力。等效外荷载：指预应力对对原梁的作用用可用相应的的外荷载代替替，它们两者者对原梁产生生的内力（弯弯矩、剪力及及轴力）是等等效的。预应力筋内力：直接按计算。预应力加固法法：加固梁承承载力计算预应力加固法法：加固梁承承载力计算预应力加固法法：加固梁承承载力计算2、斜截面承载载力计算：预应力筋外露露的加固梁受受力特征如同同偏心受压构构件，因此加加固梁的抗剪剪承载力较原原梁有所提高高。元宝式预应力力筋直线预应力筋筋预应力加固法法：张拉量的的计算（1）裂缝闭合引引起缩短变形形影响因素：（2）张拉方法：：千斤顶张拉拉、横向收收紧张拉、竖竖向张拉、电电热法张拉预应力加固法法：张拉控制制应力张拉控制应力力取值依据：宜高不宜太太高（1）加固梁的受受拉钢筋应力力都较高，所所以在加固结结束后预应力力筋与梁中原原受拉钢筋的的应力差要较较一般预应力力混凝土梁中中两种钢筋的的应力差小得得多。（2）需加固的梁梁挠度较大、、裂缝较宽，，因此对加固固筋施加的预预应力值越高高，就可以更更多地改善被被加固梁的受受力状态。预应力加固法法：预应力损损失(1)锚固损失(2)折点摩擦损失失:当采用下撑式式预应力筋时时，在下撑点点会产生摩擦擦阻力使下撑撑点另一端加加固筋的内力力小于张拉端端的内力，即即经折点后，，预应力将因因折点处的摩摩擦而降低。。(3)钢筋松弛损失失(4)混凝土徐变损损失：由于加固构件件中预应力筋筋只是受拉钢钢筋中的一部部分，其作用用不致抵消与与预应力同时时作用的外载载产生的拉应应力。因此可可以忽略不计计。a、分别绘制在剩剩余荷载和全全部荷载作用用下的内力图图。预应力加固法法：设计步骤骤b、根据总弯矩M，先按受弯构件件核算受压区区高度x值，再由x值求出梁跨中中截面处须加加固筋承担的的弯矩ΔM，并用ΔM估计加固筋的的截面面积Ap。c、确定张拉控制制应力，并计计算预应力损损失值。d、以张拉控制应应力为依据，，计算预应力力内力。e、将预应力作为为外力作用在在原梁上，按按偏心受压构构件验算原梁梁的正截面承承载力。若验验算结果不能能满足要求，，可加大预应应力筋的面积积重新计算。。f、验算梁的斜截截面承载力。。g、进行预应力效效应计算和张张拉量计算。。预应力加固法法：设计步骤骤粘贴钢板加固固法：概述粘贴钢板加固固法：用胶胶粘剂剂将钢钢板贴贴在构构件外外部的的一种种加固固方法法。胶粘剂剂：通常是是以环环氧树树脂为为基料料，再再加入入适量量的固固化剂剂、增增韧剂剂、增增塑剂剂配制制而成成的所所谓““结构构胶””。粘贴钢钢板加加固法法：优优势1、胶粘粘剂硬硬化的的时间间快，，施工工周期期短，，施工工时不不必停停产或或少停停产。。2、工艺艺简单单，可可以不不动明明火，，对防防火要要求高高的车车间特特别适适用。。3、粘结结剂的的强度度高于于混凝凝土本本体强强度，，可以以使加加固与与原构构件形形成一一个整整体，，受力力较均均匀，，不会会在混混凝土土中产产生应应力集集中现现象4、粘贴钢板板所占的空空间小，几几乎不增加加被加固构构件的断面面尺寸和重重量，不影影响房屋的的使用净空空，不改变变构件的外外形。5、经粘贴钢钢板加固梁梁的开裂荷荷载可得到到较大幅度度的提高，，对提高梁梁的抗裂性性远比原梁梁内的钢筋筋有效。6、粘贴钢板板加固的梁梁的抗弯刚刚度得到提提高，挠度度减小。7、加固梁的的截面承载载力得到提提高。粘贴钢板加加固法：破破坏特征破坏特征：试验表明明，粘贴钢钢板加固梁梁破坏时，，粘贴在梁梁底的钢板板可以达到到屈服强度度。在适筋筋范围内，，随着荷载载的增加，，加固梁在在钢板和梁梁中原筋屈屈服后因混混凝土被压压碎而破坏坏。注意：若钢板端端部与混凝凝土撕脱，，则此类加加固梁破坏坏时，粘贴贴于梁底的的钢板未达达到屈服强强度，没有有明显的预预兆，端头头钢板突然然被撕脱，，致使梁中中原筋应力力突增，很很快进入强强化阶段而而脆性破坏坏。粘贴钢板加加固法：钢钢板撕脱原原因①粘结钢板板与埋在混混凝土中的的钢筋相比比，受力较较为不利。。钢板的拉拉力仅靠单单面的粘结结应力来平平衡。②钢板的合合力与粘结结应力不在在一条线上上，它们形形成一个力力偶，有使使钢板产生生与梁的弯弯曲方向相相反的变形形，起着剥剥离钢板的的作用。③粘结层层处于不不利的剪剪拉复合合应力状状态下工工作。④钢板端头缺缺少与混凝土土的锚固措施施。⑤胶粘剂质量量和施工工艺艺影响粘结效效果。粘贴钢板加固固法：粘贴钢钢板应力滞后后粘贴钢板在以以后的受力过过程中存在着着应力滞后现现象，因为一一般是在不卸卸载的情况下下进行加固的的，原梁中的的钢筋中已有有一定的应力力存在，而所所粘贴的钢板板仅在后加荷荷载作用下产产生应力。因因此，当原筋筋屈服时钢板板往往尚未屈屈服，而当钢钢板屈服时加加固梁的挠度度及裂缝会发发展得很快。。粘贴钢板加固固法：加固计计算一、受弯构件件受拉区粘贴贴钢板加固的的计算承载力计算粘贴钢板加固固法：加固计计算锚固粘结长度度计算：锚锚固固粘粘结结长长度度，，是是指指原原梁梁在在不不需需要要加加固固的的截截面面以以外外粘粘贴贴钢钢板板延延伸伸长长度度。。当当取取应应力力分分布布系系数数为为2时，，受受拉拉钢钢板板在在其其加加固固点点外外的的锚锚固固粘粘结结长长度度按按下下式式确确定定：：若钢钢板板粘粘结结长长度度无无法法满满足足上上式式要要求求，，可可在在钢钢板板的的端端部部锚锚固固区区粘粘结结U形箍箍板板，，也也可可在在钢钢板板端端锚锚固固区区增增设设膨膨胀胀螺螺栓栓的的办办法法加加强强锚锚固固。。粘贴贴钢钢板板加加固固法法：：加加固固计计算算二、、斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力加加固固并满足粘贴贴钢钢板板加加固固法法：：加加固固计计算算三、、受受弯弯构构件件受受压压区区粘粘贴贴钢钢板板加加固固的的计计算算受压压区区高高度度承载载力力粘贴贴钢钢板板加加固固法法：：施施工工工工艺艺流流程程图图碳纤纤维维加加固固法法作用用：：提高高承承载载力力，，降降低低柱柱长长细细比比，，提提高高柱柱子子的的刚刚度度。。加大大截截面面法法加加固固混混凝凝土土柱柱：：概概述述加固固方方式式：：四周周外外包包、、两两面面加加厚厚、、单单面面加加厚厚等等受力力特特征征：：加固时时原柱柱存在在一定定的压压缩变变形，，且其其已完完成收收缩和和徐变变，导导致新新加部部分的的应力力、应应变滞滞后于于原柱柱的应应力、、应变变。构造及及施工工要求求：加大截截面法法加固固混凝凝土柱柱：承承载力力计算算1、轴心心受压压构件件加固固α—加固部部分与与原构构件协协同工工作时时，混混凝土土和钢钢筋强强度利利用系系数，，近似似取α=0.8，当有充充分