建筑加固设计计算

第一道题.增大截面法加固

1）设计资料：某梁截面b×h=300mm×650,原弯矩设计值342KN.M ，原配筋5φ22+1φ25，C25混凝土，现由于功能改变，弯矩设计值增大到500 KN.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）

1

1

5

0.8

0.4270.93000.0016

110.0033 2.1100.0033

b s y s cu s cu

f E βξαεεε=

=

=⨯++++⨯⨯

010011.6

0.6=.6-590s s h h εε⎛⎫=-⨯⨯ ⎪⎝

⎭

765（10.6）0.00111=0.0016，

000100

=0.001110.87k

s s s M h A E ε=

=

2）加固设计计算

根据《混凝土结构加固设计规范》5.2.3

()()0000122x

x s y s y s M f A h f A h α≤-+-

1000c y s s y s

f bx f A f A αα=+

解得

2

1050mm s A >

故配筋4φ20 （

2

1256mm s A =），相应受压区高度为296mm<

0327b h mm ξ=，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4φ20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500mm×600mm ，C25级混凝土，钢筋共配4φ20+4φ18，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=1.2 Fgk+1.4 Fqk=1.2×146+1.4×3150=4852.2KN 根据《混凝土结构设计规范》（2010版）表6.2.15

L0/b=5000/500=10，稳定系数φ取为0.98 原柱极限承载力

''0.9()c y s Nu f A f A ϕ=+=0.9×0.98×（11.9×500×600+300×2273）/1000=3750KN

不满足要求，必须加固，采用外粘型钢进行加固（Q235B ）。

''

10.9u a a a N N N f A ϕα=-=

'

a A =64542mm

角钢选用4L120×8，'

a A =74242mm 。横向缀板采用100×3@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500mm×400mm ，C25级混凝土，钢筋共配HRB335，每边4φ16，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 。'

35s s a a mm ==fc=11.9N/mm2,fy=300 N/mm2。

2）加固工艺

①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。 ②将已除锈加固角钢贴附于柱四周圆角并用夹卡紧。

③将缀板紧贴在原柱平面并焊牢。

④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 。

⑤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。

⑥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 。1

0.002

1b y

cu s

cu

f E βξεε=

+

+

=0.55

假定为大偏心受压，0s σ=0y f '

根据《混凝土结构加固设计规范》8.2.2条

100000c y s s s a a a a a a N f bx f A A f A A ασαασ''''≤+-+- （8.2.2-1） a σ在此近似取为0s σ，a α=0.9

可得，受压区高度X=100.8mm<00.55365200.7b h mm ξ=⨯=，并且X>2'

s a 故假设成立，为大偏心受压。

()()()100000000002c y s s

s s s a a a a a x Ne f bx h f A h a A a a f A h a ασα⎛

⎫''''''≤-+-+-+- ⎪⎝

⎭（8.2.2-2）

根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）6.2.17条

0400max(20,)22302

i a h h M h

e e a e e a a N =+

-=++-=++-=500+20+200-35=685mm 式 8.2.2-2 化为： 411KN.M=188.7KN.M+79.6KN.M+()0a a a a f A h a α'''- 采用Q235B 型钢加固，初定a

a '=10mm 可得

'a A =2126.8mm2，这是1边角钢的面积，单个角钢面积为1063.4mm2

故采用4L100×8（单个角钢面积1536mm2）