结构加固方法与设计

常用加固方法
粘贴碳纤维法
优点：高比强度，不增加荷载及 断面尺寸，可适应不同形状构件 ，成型方便，施工简便、速度快 ，对原结构无损伤 缺点：胶体的耐久性及防火要求 ，截断点的有效锚固，强度的有 效利用率
关键点：碳纤维强度的有效利用
> 8
Ma Zhengxing 18.09.2015
梁的加固
受弯构件正截面加固计算（粘钢法）
> 5
Ma Zhengxing 18.09.2015
常用加固方法
外包型钢法
外包型钢法 以型钢（一般为角钢）外包于 构件四角（或两角）。
优点：传统方法，经验丰富， 工艺简单，适用面广，现场作 业量较少，受力较为可靠， 缺点：施工技术要求较高，外 露钢件的防腐防火处理 有干法、湿法两种，干法施工 型钢与原构件无有效粘结，单 独受力；湿法施工在型钢与原 构件间有胶体粘结，整体共同 受力
Ma Zhengxing 18.09.2015
常用加固方法
增大截面法
增大截面法 采用钢筋混凝土或钢筋网砂浆层 ，来增大原构件截面积，达到提 高结构承载能力的目的。 优点：传统方法，经验丰富，工 艺简单，适用面广
缺点：现场湿作业工作量大，养 护期长，对结构外观和房屋净空 有影响 关键点：新加部分与原有部分的 整体工作共同受力问题
纤维复合材 粘贴钢板 增大截面 植筋技术
> 21
Ma Zhengxing: 18.09.2015
加固图集
> 22
Ma Zhengxing 18.09.2015
加固图集
> 23
Ma Zhengxing 18.09.2015
加固图集
> 24
Ma Zhengxing 18.09.2015
⑤砼压碎（加固量过大，形成超筋梁）
> 13
Ma Zhengxing: 18.09.2015
梁的加固
防止砼剥离破坏
GB50367-2013 9.1.1/10.1.1 ：不适用于素混凝土结构构件，包括纵 向受力钢筋一侧配筋率小于0.2%的构件。
GB50367-2013 9.1.2/10.1.2 ：被加固的混凝土结构构件，现场实 测混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得 低于1.5MPa。
加固材料
灌钢胶
> 36
Ma Zhengxing: 18.09.2015
Thanks!
> 37
Ma Zhengxing 18.09.2015
> 14
Ma Zhengxing 18.09.2015
梁的加固
防止端部剥离破坏
楼面板
简支梁
> 15
Ma Zhengxing 18.09.2015
梁的加固
防止剪切破坏
GB50367-2013 10.9.1/9.6.2对钢筋混凝土受弯构件进行正截面加固时， 均应在钢板端部及集中荷载作用点两侧，对梁设置U型钢箍板。
> 3
Ma Zhengxing 18.09.2015
常用加固方法
常用加固方法与技术
直接加固： 增大截面法、外包型钢法、粘贴钢板法、粘贴纤维复合材法、置换混凝 土法等 间接加固： 体外预应力法、增设支点法等 配合上述方法的相关技术： 后锚固技术（包括植筋和锚栓技术）、裂缝修补技术、钢筋阻锈技术等
> 4
> 16
Ma Zhengxing 18.09.2015
梁的加固
防止受压区砼压碎
GB50367-2013 10.3.1 /9.2.11混凝土结构构件加固后，其正截面 受弯承载力的提高幅度，不应超过40%。
> 17
Ma Zhengxing 18.09.2015
柱的加固
轴压、小偏心受压、大偏心受压
基本假定：
1.GB50010关于正截面承载力计算的基本假定 2.构件达到受弯承载能力极限状态时，外贴钢板的拉应变应按截面 应变保持平面的假设确定 3.钢板应力取拉应变与弹性模量的乘积 4.考虑二次受力影响时，应按构件加固前的初始受力情况，确定粘 贴钢板的滞后应变 5.在达到受弯承载能力极限状态前，外贴钢板与混凝土之间不致出 现粘结剥离破坏
> 11
Ma Zhengxing 18.09.2015
Biblioteka Baidu
梁的加固
受弯构件斜截面加固计算
> 12
Ma Zhengxing: 18.09.2015
梁的加固
加固后的砼梁破坏模式
①钢板屈服或CFRP拉断（希望发生的） ②砼剥离破坏(混凝土强度太低) ③端部界面剥离破坏（端部应力集中）
④剪切破坏（强弯弱剪，应同时进行抗剪加固）
> 9
Ma Zhengxing 18.09.2015
梁的加固
粘钢法加固梁
滞后应变折减系数
> 10
Ma Zhengxing 18.09.2015
梁的加固
二次受力影响
应 变
首先卸除全部或大部分活荷载，用顶升设备抬升梁底， 滞后应变 直到裂缝基本闭合，进行粘贴施工，直至粘胶完成固化 荷载P 后方可卸除。
> 25
Ma Zhengxing: 18.09.2015
加固图集
> 26
Ma Zhengxing 18.09.2015
加固图集
> 27
Ma Zhengxing 18.09.2015
加固图集
> 28
Ma Zhengxing 18.09.2015
加固图集
> 29
Ma Zhengxing: 18.09.2015
> 6
Ma Zhengxing 18.09.2015
常用加固方法
粘贴钢板法
优点：施工简便、快速，原 构件自重增加较小，不改变 结构外形，不影响建筑使用 空间，分涂抹型与灌注型 缺点：胶体的耐久性及防火 要求，钢板的防腐防火处理 关键点：截断处的有效锚固 ，结合面的处理
> 7
Ma Zhengxing: 18.09.2015
> 30
Ma Zhengxing: 18.09.2015
加固材料
碳纤维系统
碳 纤 维 复 合 材 料 碳纤维布 作为增强材料承受 荷载
树脂
作为基材固定碳纤 维和传递荷载
> 31
Ma Zhengxing: 18.09.2015
加固材料
碳纤维施工工序
1) 表面处理
2) 底胶（慧鱼免底胶） 3) 碳纤胶 4) 粘布 5) 碳纤胶
混凝土结构加固方法与设计
目录
常用加固方法 梁的加固设计 柱的加固设计
加固软件RDS
加固图集 加固材料
> 2
Ma Zhengxing 18.09.2015
常用加固方法
结构需要加固的原因
实际工程中，需要对混凝土结构进行加固的主要原因有： 1）荷载增大：建筑使用功能改变、新加荷载 2）结构受到损害：材料老化、车辆撞击 3）纠正设计或施工失误：配筋不足、构件截面不足 4）改善结构状态：减小变形、裂缝，降低原结构应力 5）抗震加固 6）结构改变
粘钢板法不可用
> 18
Ma Zhengxing 18.09.2015
粘钢板、粘碳纤维不可用
柱的加固
碳纤维环向约束加固轴压柱
> 19
Ma Zhengxing: 18.09.2015
柱的加固
偏心受压柱
> 20
Ma Zhengxing: 18.09.2015
加固设计软件 RDS
六大模块
外粘型钢
加固材料
材料要求
GB 50728-2011《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》
3.0.1 凡涉及工程安全的工程结构加固材料及制品，必须按本 规范的要求通过安全性鉴定。
3.07 经安全性检验合格的结构加固材料或制品，应提出安全 性鉴定报告。· · · · · · 检验报告中不得使用“本报告仅对来样负 责的”措词，若存在此类措词，该报告无效。 4.2.2 以混凝土为基材，室温固化型的结构胶，其安全性鉴定 应包括基本性能鉴定、长期使用性能鉴定和耐介质侵蚀能力 鉴定。 8.2.4 碳纤维复合材安全性鉴定的检验项目及合格指标，应符 合表8.2.4的规定。
> 32
Ma Zhengxing: 18.09.2015
加固材料
6）用滚轴，刷子沿纤维方向刷上防护涂 层
> 33
Ma Zhengxing: 18.09.2015
加固材料
> 34
Ma Zhengxing: 18.09.2015
加固材料
粘钢胶
> 35
Ma Zhengxing: 18.09.2015