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混凝土结构加固技术规范《混凝土结构加固技术规范》是针对既有混凝土结构进行加固改造的技术指导文件,旨在通过科学、合理的方法延长建筑物的使用寿命,提高其安全性、可靠性和适用性。该规范适用于工业与民用建筑、桥梁、隧道等工程中的混凝土结构加固设计、施工及验收。
规范主要内容包括:1)基本原则,强调加固应基于结构性能评估结果,确保方案经济合理且对原结构影响最小;2)材料要求,规定了加固用钢材、纤维复合材料、水泥基材料等性能指标;3)设计方法,提出了基于现行标准的设计流程,涵盖承载力验算、裂缝控制和抗震性能提升等内容;4)施工技术,详细说明了粘贴钢板、碳纤维布、增大截面法、外包钢法等常见加固工艺的操作要点;5)质量检验与验收标准,明确了各工序的质量控制要求及检测方法。
规范还注重环保与可持续发展,提倡采用新型绿色加固材料和技术。同时,结合实际案例分析,为工程人员提供参考依据,以解决复杂多样的加固问题。通过严格执行本规范,可有效保障加固工程质量,满足不同工况下的使用需求,推动建筑行业健康发展。
fco 原构件的混凝土轴芯抗压强度设计值; Aco 原构件的截面面积; Aah 高度为柱宽的柱顶范围内计算方向的箍板截 面面积的总和; fah 箍板抗拉强度设计值; N 作展子柱顶的轴向压力设计值; V 核顶剪力设计值
公园华府二标段安装施工方案注:①缀板内填塞高标号砂浆; ②纵向角钢可反贴到柱顶; ③ 中柱纵向角钢反贴。
第5.2.1条外包钢加固时,角钢厚度不应小于3mm,也不 宜大于8mm;角钢边长,对于梁,不宜小于50mm,柱不宜小于 75mm,对于桁架,不宜小于50mm。沿梁、柱轴线应用扁钢箍或钢 筋箍与角钢焊接。扁钢箍截面不应小于25mm×3mm,其间距不宜 大于20r(r为单根角钢截面的最小回转半径),也不宜大于 500mm。钢筋箍直径不应小于10mm,间距不宜大于300mm。在节 点区,其间距应适当减小。 第5.2.2条外包型钢两端应有可靠的连接和锚固。对于外
图5.2.2外包钢框架连接构造
包钢柱,角钢下端应视柱根弯矩大小伸到基础顶面(图5.2.2a)或 锚固于基础,中间穿过各层楼板(图5.2.26),上端伸至加固层的 上层上端板底面或屋顶板底面(图5.2.2);对于外包框架梁或连 系梁,梁角钢应与杆角钢相互焊接,或用扁钢带绕杆外包焊接 (图5.2.2d);对于桁架,角钢应伸过该杆件两端的节点,或设置 节点板将角钢焊在节点板上。 第5.2.3条当采用环氧树脂化学灌浆外包钢加固时,扁钢 箍应紧贴混凝土表面,并与角钢平焊连接。当采用乳胶水泥浆粘 贴外包钢加固时,扁钢箍可焊于角钢外面。乳胶的含量不应少于 5%,水泥一般采用425号硅酸盐水泥。 C 第5.2.4条采用外包钢加固混凝土构件时,型钢表面宜抹 厚25mm的1:3水泥砂浆保护层,亦可采用其他饰面防腐材料加 以保护。 VZ 第5.2.5条当采用型钢干式外包钢加固排架柱(图5.1.4) 时,应将加固型钢与原柱头顶部埋设件(承压钢板)相互焊接。对 于二阶柱,上下柱交接、牛腿处,应予欧加强
第5.3.1条当采用环氧树脂化学灌浆湿式外包钢加固时, 应先将混凝土表面打磨平整:四角磨出小圆角,并用钢丝刷刷毛, 用压缩空气吹净后,刷环氧树脂浆一薄层;然后将已除锈并用 甲苯擦净的型钢骨架贴附梁、柱表面,用卡具卡紧、焊牢,用 环氧胶泥将型钢周围封闭,留出排气孔,并在有利灌浆处粘贴灌 浆嘴(一般在较低处设置),间距为2~3m。待灌浆嘴粘牢后,通 气试压,即以0.20.4MPa的压力将环氧树脂浆从灌浆嘴压入; 当排气孔出现浆液后,停止加压,以环氧胶泥堵孔,再以较低压 力维持10min以上方可停止灌浆。灌浆后不应再对型钢进行锤 击、移动、焊接。 第5.3.2条当采用乳胶水泥粘贴湿式外包钢加固时,应先
在处理好的柱角抹上乳胶水泥,厚约5mm,立即将角钢粘贴上,并 用夹具在两个方向将柱四角角钢夹紧,夹具间距不宜大于 500mm,然后将扁钢箍或钢筋箍与角钢焊接。必须分段交错施焊, 整个焊接,应在胶浆初凝前完成。 第5.3.3条采用十式型钢外包钢加固时,构件表面必须打 磨平整,无杂物和尘土,角钢和构件之间宜用1·2水泥砂浆填实。 施焊钢板(缀板)时,应用夹具夹紧角钢。用螺栓套箍时,拧紧 螺帽后,宜将螺母与垫板焊接。
第6.1.1条当用预应力水平拉杆加固钢筋混凝土梁时,宜 按下述步骤进行设计计算。 一、预应力水平拉杆的截面面积Ap,可用下式进行估算:
下述步骤进行设计计算。 一、预应力水平拉杆的截面面积Ap,可用下式进
M=Apfpy1h01
式中 OP一 水平拉杆施加的预应力值; Ap一 实陈选用的预应力水平拉杆总截面面积; △N一 按二款算出的拉杆内的作用效应增量; β一一水平拉杆的协同工作系数,取0.85。 四、按现行国家标准《混凝土结构设计规范》验算被加固梁 在跨中和支座截面的偏心受压承载力,以及在支座附近的斜截面
受剪承载力。计算中将水平拉杆的作用效应作为外力,并在全部 荷载作用下作偏心受压分析。若验算结果不能满足规范规定时,可 加大拉杆截面或改用其他加固方案。 五、按采用的施加预应力方法,计算施工中需要的控制量。 1.采用两根预应力水平拉杆横向拉紧时,横向张拉量△H (图6.1.1),可按下式近似计算:
H=L1 √ 20/E
式中△H一一横向张拉量; Li——张拉后的斜段在张拉前的长度; Eg一—拉杆钢筋的弹性模量。
(a)一点张拉点账拉两点张拉 图6.1.1 水平拉杆横向张拉量计算图
2.采用千斤顶张拉水平拉杆时,可用张拉力A'p或预加应力o 进行控制。 3.采用电热法预加应力时,宜按下式计算确定拉杆伸长量 △L。
△L=Lo/E+△Lc+a
宜按下述步骤进行设计计算。 ? 二、预应力下撑式拉杆的截面面积Ap,可用下式进行估算:
M=Apfpy2h02
口 Ap一预应力下撑式拉杆的总截面面积; fpy一下撑式钢拉杆抗拉强度设计值; ho2一由下撑式拉杆中部水平段的截面形心到被加固梁 S 上缘的垂直距离; 二、计算由于张拉预应力下撑式拉杆达到一定应力后, 苛载有所增大,引起下撑式拉杆中部水平段中的作用效应增量 V,可按结构力学的方法进行分析;几种荷载的综合效应等于各 苟载分别作用时的效应之和。 三、确定下撑式拉杆施加的预加应力值0,并应满足下式要 Dn
+N/A<β2f py
式中βB2一一下撑式拉杆的协同工作系数,取0.8。 四、按现行国家标准《混凝土结构设计规范》验算被加固梁 在跨中和支座截面的偏心受压承载力,以及由支座至拉杆弯折处 的斜截面受剪承载力,验算中将下撑式拉杆中的作用效应作为外 力,若验算结果不能满足规范规定时,可加大拉杆截面或改用其
他加固方案。 五、按采用的施加预应力方法,确定施工中控制张拉时需用 的控制量。 当采用两根预应力下撑式拉杆进行横向张拉时,可按下式计 算横向张拉量△H:
H=L2/2·√20/E
(6. 1.2—3)
式中△H一一中部拉杆的横向张拉量; L2一中部水平段的长度。 第6.1.3条预应力组合式拉杆由水平拉杆与下撑式拉杆组 合,其计算方法可参照第6.1.1条和第6.1.2条的内容进行。 第6.1.4条当用预应力拉杆加固钢筋混凝土屋架时,宜按 C? 下述步骤进行设计计算: 一、计算在荷载组合作用下原屋架各杆件的作用效应; 二、根据各杆件的作用效应、裂缝状况和屋架变形等确定预 应力拉杆的加固布置方案; 三、选定预应力拉杆的截面面积A和施加的预应力值· 并将oAp视为外力作用,计算其在屋架各杆件中引起的作用效 应; # 四、按现行国家标准《混凝土结构设计规范》的规定验算屋 用下的杆件截面承载力、裂缝宽度或抗裂度以及屋架的整体变形, 若验算结果不能满足规范规定时,可调整预应力拉杆的截面积或 预加应力值,再重新验算: 五、预加应力的箍工方法、锚夹具选用和施加预应力值的控 制方法等,均可按照现行国家有关规范的规定执行,但应验算锚 夹具锚固处的混凝土局部受压承载力。 第6.1.5条当用预应力撑杆加固轴心变压的钢筋混凝土柱 时,宜按下述步骤进行设计计算: 轴力计管
1.确定加固后需承受的最大轴心受压承载力N; 2.按现行国家标准《混凝土结构设计规范》计算原钢筋混凝 土柱的轴心受压承载力N0:
No=p(Acofco+A' sof' yo
No一—原柱的轴心受压承载力; p一原柱的稳定系数; Aco 原柱的截面面积; 一 fco一 一 原柱的混凝土抗压强度设计值; A'so 原柱的受压纵筋总面积; f'yo——原柱的纵筋抗压强度设计值。 计算需由撑杆承受的轴心受压承载力N
二、截面计算: ae 预应力撑杆的总截面面积可按下式计算·
外钢管落地脚手架安全技术交底N≤A'pβ3gf' P
式中A'。一预应力撑杆的总截面面积; β3一撑杆与原柱的协同工作系数,取0.9; f′py一撑杆钢材的抗压强度设计值。 预应力撑杆应采用双侧设压杆肢,每一个压杆肢由两根角钢 或一根槽钢构成。 三、承载力验算: 1 用预应力撑杆加固钢筋混凝土柱后,其轴心受压承载力N可 按下式验算: 0D0
N=p (AcofcAsof' yo+β3A' pf' py
若验算结果不满足规范规定时,可加大撑杆截面面积,再重 Z 新验算。 四、缀板计算: 缀板可按现行《钢结构设计规范》进行计算,撑杆压肢或单 根角钢在施工时不应失稳。
p≤qβ4f' py
ae 式中Ea——撑杆钢材的弹性模量; L一一撑杆的全长; O α—撑杆端顶板与混凝土间的压缩量,取2~4mm; S β5—经验系数,取0.90。
1.5 预应力撑杆横向张拉量
2.当用横向张拉法(图6.1.5)安装撑杆时,横向张拉量入丑 按下式近似计算:
含油污水处理站工程施工组织设计△H=L/2 ·√ 2o'。/ (βsEa)+q