梁增大截面加固法及工程计算案例

梁增大截面加固法及工程计算案例根据《混凝土结构加固设计规范》（以下称混加规）梁受弯正截面加固应根据原结构构造和受力的实际情况，选用在受压区或受拉区增设现浇钢筋混凝土外加层的加固方式。以下介绍梁在受拉区增大截面加固法。一、规范条文5．2．3当在受拉区加固矩形截面受弯构件时(图5．2．3)，其正截面受弯承载力应按下列公式确定：式中：M--构件加固后弯矩设计值(kN・m)；αs--新增钢筋强度利用系数，取αs＝0．9；ƒy--新增钢筋的抗拉强度设计值(N/mm2)；As--新增受拉钢筋的截面面积(mm2)；h0、h01--构件加固后和加固前的截面有效高度(mm)；χ--混凝土受压区高度(mm)；ƒy0、ƒ′y0--原钢筋的抗拉、抗压强度设计值(N/mm2)；As0、A′s0--原受拉钢筋和原受压钢筋的截面面积(mm2)；a′--纵向受压钢筋合力点至混凝土受压区边缘的距离(mm)；α1--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的比值；当混凝土强度等级不超过C50时，取α1＝1．0；当混凝土强度等级为C80时，取α1＝0．94；其间按线性内插法确定；ƒc0--原构件混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm2)；b--矩形截面宽度(mm)；ξb--构件增大截面加固后的相对界限受压区高度，按本规范第5．2．4条的规定计算。5．2．4受弯构件增大截面加固后的相对界限受压区高度ξb，应按下列公式确定：式中：β1--计算系数，当混凝土强度等级不超过C50时，β1值取为0．80；当混凝土强度等级为C80时，β1值取为0．74，其间按线性内插法确定；εcu--混凝土极限压应变，取εcu＝0．0033；εs1--新增钢筋位置处，按平截面假设确定的初始应变值；当新增主筋与原主筋的连接采用短钢筋焊接时，可近似取h01＝h0，εs1＝εs0；M0k--加固前受弯构件验算截面上原作用的弯矩标准值；εs0--加固前，在初始弯矩M0k作用下原受拉钢筋的应变值。

5．2．5当按公式(5．2．3-1)及(5．2．3-2)算得的加固后混凝土受压区高度χ与加固前原截面有效高度h01之比χ/h01大于原截面相对界限受压区高度ξb0时，应考虑原纵向受拉钢筋应力σs0尚达不到ƒy0的情况。此时，应将上述两公式中的ƒy0改为σs0，并重新进行验算。验算时，σs0值可按下式确定：梁正截面加固实例基本资料：某处于一类环境的钢筋混凝土原设计梁截面为300×600，采用C30混凝土，钢筋为HRB335，箍筋为HPB235，a=a′=35mm，弯矩标准值为240KN*m，受压区钢筋为4跟16，受拉区钢筋为4根25。由于业主改变房间使用功能，导致荷载增加，梁弯矩设计值增大为560KN*m，拟采用梁底增加截面加固，新增部分混凝土采用C35，新增受拉钢筋采用HRB400，直径为25，初步估算加固层厚度为100mm，问需要新增多少受拉钢筋才能满足使用要求？解答过程：（1）已知信息：a=a′=35mm，As0=1963mm2，A′s0=804mm2Es=Es0=2.0×105mm2,ƒy0=ƒ′y0=300N/mm2,fy=360N/mm2,M0k=240KN·m截面混凝土受拉钢筋弯矩设计值原设计300×600C30HRB335240KN·m加固后300×700C35HRB400560KN·m（2）有效高度计算查《混凝土结构设计规范》（以下称混规）第8.2.1条一类环境类别梁保护层厚度c=20mmh0=700-20-8-25/2=659.5mm由题意a=a′=35mmh01=600-35=565mm计算相对界限受压区高度由《混规》6.2.1条及6.2.7条，对于有屈服点普通钢筋故取0.0033由《混加规》5.2.4条（4）计算As及χ由《混加规》5.2.3条联立式一、式二解方程可得As=1475mm2χ=192.4mm（5）比较x/h01与由《混加规》5.2.5条不考虑原纵向受拉钢筋应力σs0尚达不到ƒy0的情况。（6）实配钢筋为4根25As