建筑加固设计计算

P=T4b1P=T4b1+U+£可8E80.88s11.6、-0.68hk h01 /8= M0ks00.87、A0E0==0.00111第一道题.增大截面法加固1）设计资料：某梁截面bxh=300mmx650,原弯矩设计值342KN.M,原配筋5Q22+1Q25,C25混凝土，现由于功能改变，弯矩设计值增大到500KN.M，用增大截面法进行加固。拟将增大梁高度为800mm。原弯矩设计值为342KN.M，为保守起见，计算的原弯矩标准值取为342/1.2=285KN.M（1.2为荷载分项系数）=0.4271 0.9x300 0.00161+ + 0.0033x2.1x1050.0033cuscu765 .(1.6x——0.6)x0.00111=0.00165902）加固设计计算根据《混凝土结构加固设计规范》5.2.3M京fA(h-x)+fA(h-x)sys0 2y0s0 01 2afbx=fA+afA解得A解得A>1050mm2故配筋4^20（As-1256mm2），相应受压区高度为296mm<&b"。=327mm，此时弯矩承载力为526.3KN.M钢筋净距为73mm>25mm，故满足要求。本工程加固设计综合为：截面加大为300*800mm，底部增加4^20钢筋。型钢加固设计：第二道题：轴力受压问题：1）设计基本资料：某框架底层中柱为轴心受压构件，柱计算高度H=5m，截面尺寸500mmx600mm,C25级混凝土，钢筋共配4Q20+4Q18，因设计时荷载取值漏项，使用中发现柱子有纵向裂缝，经核算后其承受的轴向荷载标准值，Fgk=146kN，Fqk=3150kN。要求采用型钢加固设计计算。2） 加固结构设计计算N1=1.2Fgk+1.4Fqk=1.2x146+1.4x3150=4852.2KN根据《混凝土结构设计规范》（2010版）表6.2.15L0/b=5000/500=10，稳定系数°取为0.98原柱极限承载力Nu=0.9中（fA+f'A'）=0.9x0.98x（11.9x500x600+300x2273）/1000=3750KN<N1c ys不满足要求，必须加固，采用外粘型钢进行加固（Q235B）。N=N1-N=0.90af'AA=6454mm2a角钢选用4L120x8，Aa=7424mm2。横向缀板采用100x3@200/300，两者连接采用焊接连接，角钢与基础连接处缀板加密（加密区高度1200mm），节点处加宽缀板加宽。3） 在施工角钢前，应先对纵向裂缝处理。当裂缝深度小于3mm，凿除混凝土，采用环氧树脂灌浆。当裂缝深度大于3mm，凿除混凝土，采用环氧树脂灌浆，并且贴碳纤维格栅（双向）。第三道题：大偏心受压问题：1） 设计资料：已知矩形截面柱，柱计算长度l0=5m，截面尺寸500mmx400mm，C25级混凝土，钢筋共配HRB335，每边4@16，轴力设计值为600KN，弯矩设计值为300KN.M（截面短方向）,试进行型钢加固设计计算，保护层厚度取为 25mm。气=气=35mmfc=11.9N/mm2,fy=300N/mm2。2） 加固工艺用电动砂轮将原柱面打磨平整，四角磨出小圆角，并用钢丝刷毛，用压缩空气吹净。将已除锈加固角钢贴附于柱四周圆角并用夹卡紧。

将缀板紧贴在原柱平面并焊牢。用丙酮插净型钢，用环氧树脂胶泥将型钢外边缘与混凝土表面交接处封闭，留出气孔，并在有利于灌浆处黏贴灌浆嘴，间距为2-3m。待灌浆嘴牢固后，测试是否漏气，若无漏气，用0.2-0.4MPa的压力将粘钢专用胶压入灌浆嘴。最后在加固面用1:2的水泥砂浆粉刷封闭。3）加固设计计算结构计算只需计算最不利情况，即截面短边长方向。原结构h0=365mm。七= /'】“c=0.55b]+fy+0.002假定为大偏心受压，。=/'s0y0根据《混凝土结构加固设计规范》8.2.2条N<afbx+fA-aA+affA-aaA （8.2.2」）1c0 y0s0 s0s0 aaaaaaaa在此近似取为as0，a「0.9可得，受压区高度X=100.8mm<&孔=0.55x365=200.7mm，并且X>2a：一一[一x一一[一x、一..Ne<afbx[%--yfA(h-a)+aA(a-a)+afA'(h-a，)y0s00 s0 s0s0s0aaaa0a(8.2.2-2)根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)6.2.17条.h. .hM 400、,he——e+——a——e+e+——a———+max(20, )+—a=500+20+200-35=685mmi2 0a2N 30 2式8.2.2-2化为：411KN.M=188.7KN.M+79.6KN.M+afA(h0-a')采用Q235B型钢加固，初定a=10mma可得Aa=2126.8mm2,这是1边角钢的面积，单个角钢面积为1063.4mm2故采用4L100X8（单个角钢面积1536mm2）

第四道题：贴钢板加固1)设计资料：某梁截面bxh=250mmx500,跨中最大弯矩设计值230KN.M(初始弯矩135KN.M),原配筋3Q25(受拉)+3Q16(受压)，C25混凝土，现由于功能改变，弯矩设计值增大到500KN.M，是否需要加固。解：ho=460mmfc=11.9N/mm2,fy=300N/mm2。x=_^ys=86.7mm侦fbc因此这个梁所能承受的弯矩为：xM=afbx(h-—)+f'A(h-a')-fA(h-h)sc0 2yoso yoso 0=11.9x200x86.7+300x603x(500-40)-300x1464x(500-460)=183KN.M此值小于230kn.m，故不满足要求，需要加固。2)加固设计计算加固后受压区高度x1应满足：x1M=afbx1(h-—)+f'A(h-a)-fA(h-h)sc0 2yoso yoso0解得方程x1=124mm>2d=80mm满足要求A^加固后P=— s =0.024—te侦&bh+(b-b)h ，查表可得asp=1.17ff£sp,0=a£sp,0=aspM0k=0.001，&=0.002EAh0 cuWsp(0.8£.h/x)-£“，次气0=78当甲sp>1时，取为1。根据下式：afbx=WfA-f'A+fA-f'A1c0 spspsp y0s0 y0s0spsp可知：ASp=502mm23)当初始弯矩变为35KN.M，求粘钢板面积Asp？

由上题可知8 nsp，0aspM0k=0.00026，&=0.002由上题可知8 nsp，0EAh cu0wsp(0.8wsp(0.8£h/x)-£，一七,0 68fsp,Esp当甲sp>1时，取为1。则此时加固后满足下式:afbx=wfA-f'A+fA-f'A1c0 spspsp y0s0y0s0spsp11.9x250x124=1x215x川-300x603+300xl473可得Asp=502mm2由此可知，初始弯矩变化为35kn.M，所需加固面积不变。第五道题：预应力加固设计1） 设计资料：已知矩形截面柱，柱长度L=5m，梁间距1m，C20级混凝土，配筋5?6@200，轴力设计值为600KN，上板厚80mm，由于设计失误，弯矩缺失53%，试对此柱进行加固，采用预应力法。2） 预应力拉杆的总截面计算：AS=141mm2,fc=11.9N/mm2,fy=300N/mm2。fA=fbx，x=2Q°x'4'=2.9mm，h=65mm，&=—=0.045,故V=0.975ysc 9.6x1000 0 h 00设计弯矩M=fA(h-0.5x)=1.787KN.m缺失弯矩AM= 缺失弯矩AM= M=2.021KN.m100-53因此Ap,estAM^^=132mm2施工时的预应力控制:拉伸轴力增量：AN=A,f=132x200=2640Nb+(AN/A)<P2f=0.8x200=160M尸iq=43MPa上式选2?12，Ap=226mm2进行计算。考虑应力损失。p’=43+50MPa=93Mpa则横向张拉长度:

AH<(L2/2)*:&IE=2 x43/(2.06x105)=40.8mm第六道题：碳纤维加固1）设计资料：某T形梁截面bxh=250mmx600mm,跨中最大弯矩设计值330KN.M（初始弯矩80KN.M），原配筋2^25（受拉）+2Q22（受压），C25混凝土，翼缘宽度和厚度分别为bf=600mm，hf=100mm，as=35mm。若采用碳纤维加固，使用高强I级单向碳纤维布，计算该梁的正截面加固量Acf。碳纤维厚度为0.167mm，Ecf=2.30MPA,fr=2300MPA,2）首先验算是否需要加固:x=ZA=91mm,h-x=520mm,M=fA(h-0.5x)=272KNm<330KN.mafb 02 uys0c因此需要加固。hafbx(b--f)=297KN.m<330KN.mcf2因此x>hf^此界面梁为第二类T形截面梁h第一部分所受弯矩Ml=af(bf-b)x(h-亏)=173KN.m加固后第二部分所受弯矩M2=M-M\=\57KN.inxM2=afbx(h--)+fA(h-h)1c2ys2 0代入数据后，方程可解的x=126mm加