混凝土结构加固设计规范宣贯培训教材.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,路漫漫其修远兮,吾将上下而求索,05 十一月 2026,混凝土结构加固设计规范宣贯培训教材,目 次,I 标准化的法律、法规基础4,I.1 应遵守的国家法律、法规和规章4,I.2 应正确处理的标准规范层次关系10,I.3 应正确理解强制性标准与强制性条文17,II 结构加固方法概述21,III 重点修订的内容44,IV 必须严格执行的强制性条文83,V 应重点学习的若干条文规定,151,V.1 结构加固设计使用年限151,V.2 防止结构加固部分意外失效的应急规定159,2,续 目 次,V.3 受弯构件增大截面加固后的相对界限受压区高度,b,的计算问题（5.2.4）161,V.4 受弯构件粘贴加固破坏模式的控制问题166,V.5 统一砼相对界限受压区高度确定方法的,补充说明170,V.6 框架结构负弯矩区加固构造及计算问题174,1 框架顶层梁柱端节点174,2 框架中间层梁柱节点182,V.7 关于预应力碳纤维复合板加固法的,若干设计问题188,3,续 目 次,V.8 关于预张紧钢丝绳网-聚合物砂浆面层加固法,设计的若干问题202,V.9 植筋技术应用的若干问题221,VI 结构加固设计中常遇问题的处理233,VI.1 混凝土结构、构件施工质量不符合设计要求，,但满足现行设计规范要求时如何处理的问题233,VI.2 砼斜截面受剪承载力的确定问题234,VI.3 砼构件尺寸不满足植筋埋深问题的处理237,VI.4 新建房屋加固如何满足50年使用期要求241,VI.5 植筋破坏性检验的合格判断问题242,VI.6 胶体热变形温度的测定问题244,4,I 标准化的法律、法规基础,I.1 应遵守的国家法律、法规和规章,（,1）,应学习中华人民共和国标准化法第十一条及第十三条至第十六条,中华人民共和国标准化法,第十一条 对需要在全国范围内统一的下列技术要求，应当制定国家标准：,5,（一）互换配合、通用技术语言要求；,（二）保障人体健康和人身、财产安全的技术要求；,（三）基本原料、燃料、材料的技术要求；,（四）通用基础件的技术要求；,6,（五）通用的试验、检验方法；,（六）通用的管理技术要求；,（七）工程建设的重要技术要求；,（八）国家需要控制的其他重要产品的技术要求。,7,第十三条 对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求，可以制定行业标准,。,第十四条 行业标准在相应的国家标准实施后，自行废止。,8,第十五条 对没有国家标准和行业标准而又需要在省、自治区、直辖市范围内统一的工业产品的安全、卫生要求，可以制定地方标准。,第十六条,地方标准在相应的国家标准或行业标准实施后，自行废止。,9,（2）,应学习,第25号建设部令发布的工程建设行业标准管理办法第六条及第十条,工程建设行业标准管理办法,第六条 行业标准不得与国家标准相抵触。,第十条,行业标准在相应的国家标准实施后，应当及时修订或废止。,10,I.2 应正确处理的标准规范层次关系,工程建设国家标准，主要是针对为保障安全、质量、卫生、环保和维护公共利益所必需达到的最低要求作出统一的规定。,至于更严质量要求、更高技术水平和更能满足社会生产、生活需求的标准，则应由其他层次的标准规范，如行业标准、CECS推荐性标准和企业标准等在国家标准基础上进行充实和提高。,11,然而，在前一段时间里，这一最基本的标准化关系，由于种种原因而没有得到遵循，出现了有些标准对安全、质量的要求反而低于国家标准的不正常情况。,在建筑物加固过程中，若遇到上述情况，一定要按照国家标准化法和建设部第,25,号部令的规定来处理标准规范之间的层次关系，以避免违反法律、法规。,12,这里需要指出的是：国家标准之间的相互关系，应以通用技术标准为基础，其他技术标准的要求应高于通用技术标准。,一般而言：设计规范和施工质量验收规范均是通用标准，也是所有设计、施工人员所必须首先遵守和执行的标准。,13,至于国家标准与“导则”、“通则”的关系，则较为复杂，须区别不同情况予以处理：,（1）名为导则，但有标准代号和编号，并有批准发布机关者，应按其代号确定其属性。如冠以GB的，即是国家标准；冠以JGJ、JTJ、HG等等，即是行业标准；冠以CECS、CCES的，即是协会标准或学会标准。,14,（2）名为导则，且有行政主管部门文号者，如住房和城乡建设部以“建村函2009 69号函”发给有关部门的农村危险房屋鉴定技术导则（试行），属于相关标准在特定情况下增发的指导性文件，不仅应结合本地区实际参照执行，而且其中所涉及的安全性能指标和参数，均不得低于相关标准的要求。,15,（3）名为通则，意即通用规则或原则，实质是某层次的标准。因此，一般均有标准代号与编号。例如：民用建筑设计通则标准号为JGJ 37，即是行业标准；建筑工程抗震性态设计通则标准号为CECS 160，即是中国建设标协的推荐性标准等等。,16,（4）名为规则或规定者，其含义一般与标准、规范、规程无异。如铁路测量技术规则TBJ 101和铁路结合梁设计规定TBJ 24，均为铁道部的行业标准，与其他行标无异。,17,I.3 应正确理解强制性标准与强制性条文,1）国家标准化法第七条规定：保障人体健康、人身、财产安全的标准和法律、行政法规规定强制执行的标准是强制性标准。,18,工程建设强制性标准是指直接涉及工程质量、安全、卫生及环境保护等方面的工程建设标准强制性条文（建设部令第81号）。,19,2）强制性条文与主控项目条文的区别,强制性条文实施的是事前和事后监督检查并举的机制，亦即只要违反强条，不论是否造成后果均应进行处罚；,20,主控项目的性质虽与强制性条文一致，但它实施的是事前督查、事后验证处理的机制，亦即只有造成后果，才能依据标准的规定按照有关法规进行处罚。,21,II 结构加固方法概述,II.1 增大截面加固法,这是通过在构件截面外围新浇混凝土，并加配受力钢筋或构造钢筋，以达到提高原构件承载力、刚度、稳定性和抗裂性之目的；对受压构件还可降低其长细比和轴压比。因此，常用于梁、柱、板和基础等的加固。,22,图II.1-1 增大截面加固柱、梁示意图,23,这种加固方法具有施工工艺简单、使用经验丰富、受力可靠、加固费用较低等优点，很易被人们所接受，很易被人们所接受；但其施工时湿作业工作量大，养护期长，占用建筑空间较多等缺点，也使其应用受到一定限制。,24,这种加固方法的施工要点，在于如何保证新、旧材料的共同工作，其关键是新旧混凝土界面上的剪应力能否有效地传递。为此，在施工工艺上应充分了解和贯彻设计的意图，采取适当的技术措施，以确保新、旧混凝土共同工作的可靠性。,25,II.2 钢筋混凝土面层加固法,这是增大混凝土截面加固法在砌体柱、墙中的引用；也称钢筋网夹板墙或围套。具有成熟的设计和施工经验；能提高构件受压、受剪承载力和抗震能力，是砌体结构最常用的加固方法。施工简单，但湿作业时间长，且安装箍筋和拉结筋所需的凿洞工作量大。,26,图II-2 增大截面加固砌体柱、墙示意,（a）砖柱加固；（b）砖墙加固；（c）带壁柱砖墙加固,27,II.3 复合截面加固法,通过采用结构胶粘结或高强聚合物砂浆喷抹，将增强材料粘合于原构件表面，使之形成具有整体性的复合截面，以提高其承载力和延性的一种直接加固法。,28,1）粘钢加固,粘贴钢板法是在混凝土构件表面用结构胶粘贴钢板，以提高构件承载力的一种加固方法。该方法适用于对钢筋混凝土构件受弯、斜截面受剪、受压和受拉构件的加固，但不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010规定的最小配筋率的构件加固。,29,图II.3（1）粘钢法加固形式示意图,30,2）粘贴纤维复合材加固,这种加固法是以结构胶为粘料，将纤维织物或纤维板材外贴于被加固构件表面，利用纤维复合材的高抗拉强度和受拉弹性模量达到提高结构承载力和延性的目的。目前常用的有三种纤维材料：碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）和芳纶纤维（AFRP）。它们的施工方法基本一致。,31,图II.3（2）-a 碳纤维织物（布）加固混凝土梁,32,图II.3（2）-b 板底贴碳纤维布加固,33,图II.3（2）-c 梁高（T形截面腹板高）450mm时应加贴腰压带,34,3）外贴型钢加固,这是在混凝土柱的四角包以型钢，并用结构胶粘结成整体的一种加固方法。最常用的是在方形或矩形柱的四角粘以角钢，并在横向以钢缀板施加约束的做法。这种加固方法可以大幅度提高原构件的承载能力，且无上限的控制，又不影响建筑空间，因而为大跨、重型结构加固所首选，但须由熟练的钢结构专业人员施工。,35,图II.3（3）外粘型钢加固,36,II.4 混凝土构件绕丝加固法,这是通过缠绕退火钢丝使被加固的受压构件混凝土受到约束作用，从而提高其极限承载力和延性的一种加固法。,在GB 50367中，主要用于位移延性不足的混凝土柱的抗震加固。施工单位喜欢在新浇柱的砼强度达不到要求时使用。因为它可提高原混凝土强度12级。,37,图II.4 绕丝构造示意图,38,II.5 钢丝绳网-聚合物改性水泥砂浆面层加固法,这是将小直径钢丝绳网片（钢铰线网片）敷设并固定于被加固构件部位，再在其表面喷涂约30mm厚聚合物改性水泥砂浆面层，固化后形成整体受力的加固方法。一般用以替代碳纤维复合材加固砼或砌体构件。其优点是原构件表面处理简单，缺点与碳纤维相近。90年代开始从韩国引进，但应用不多。,39,图II.5-1 钢丝绳网-聚合物改性水泥砂浆外加层构件示意图,40,图II.5-2 节点详图之一,(a)双面加固穿实心楼板节点；(b)双面加固穿实心楼板节点；(c)双面加固穿空心楼板节点,41,II.6 外加预应力加固法,这是通过施加体外预应力，使原结构、构件的受力得到改善或调整的一种间接加固法。近几年来在江浙一带经常用来提高混凝土构件的承载力，减小结构变形或增大结构跨度等目的。,42,图II.6-1 预应力下撑式拉杆构造（次梁加固）,1-主梁；2-次梁；3-楼板；4-拉杆；5-拉紧螺栓；,6-支撑垫板及钢筋棒；7-挡板；8-钢套箍；9-锚栓,43,图II.6-2 预应力下撑式拉杆构造（主梁加固）,1-主梁；2-次梁；3-楼板；4-拉杆；5-拉紧螺栓；,6-支撑垫板及钢筋棒；7-柱；8-钢套箍；9-锚栓,44,III,重点修订的内容,1 关于结构加固后设计使用年限的修订,原规范从既有建筑结构的使用情况出发，参照欧美有关标准的规定，作出了以30年为宜的规定，而现实的国情是：有不少新建工程也存在着必须立即加固的问题，并且要求加固后的结构仍能保持50年的设计使用年限。这对使用普通结构胶加固的工程而言，有较大难度。因为这类胶通常是按30年的使用期设计的，,45,按国际上的共识，凡能通过2000h耐湿热老化检验者，便可认为能满足30年使用期的要求。如果要求结构胶能安全工作50年，按国际惯例，就必须以著名的Findley理论为依据，进行不少于5000h的耐长期应力作用的检验。经鉴定通过后，才允许用于结构加固工程。据此，为了及时处理这一急待解决的实际问题，本规范此次修订作出了相应规定（见第3.1.7条第2款）。,46,2 增加对增大截面法旧砼界面处理的规定,原规范未对原构件砼的界面处理作出规定，而建筑结构加固施工规范GB 50550也仅提出不全面的要求。为了应对当前增大截面加固工程的迫切需求，本规范此次修订在第5.5.2条中作出了：“采用增大截面加固法时，原构件混凝土表面应经处理；设计文件应对所采用的界面处理方法和处理质量提出要求。一般情况下，除混凝土表面应予打毛外，尚应采取涂布结构界面胶、种植剪切销钉或增设剪力键等措施，以保证新旧混凝土共同工作”的规定。,47,为了执行本条规定，需要注意以下两点：,1）当采用结构界面胶时，应先了解其适用期，是否能满足架设主钢筋和支模两个工序的时间要求。目前市场供应的界面胶，其适用期多在6h24h；最长的虽可达72h，但需订制，且价格较昂。,2）对大面积墙面和板面，除了喷涂界面胶外，还需要布设剪切销钉。由于是利用胶与钉布置成传递剪应力的两道防线，故一般不经计算。当取用钉距为250mm300mm时，其工作效果已被一些大型工程实践所认同。因此，可按构造要求布置销钉。,48,3 全面改写了“体外预应力加固法”一章，系统地增加了“无粘结钢绞线体外预应力的加固计算与构造规定”的内容。,新修订的第7章，包括三种体外预应力加固法：,一是以普通钢筋施加预应力的加固法；,二是以无粘结高强钢绞线施加预应力的加固法；,三是以角钢为预应力撑杆的加固法。,49,采用普通钢筋施加预应力是一种传统方法，之所以沿用至今，是因为这种方法无需将原构件表层混凝土全部凿除来补焊钢筋，而只需在连接节点处开出孔槽，将补强的预应力筋锚固即可。因此，具有取材方便，施工简单的优点。近几年来这种加固方法虽常被无粘结钢绞线施加预应力所取代，但在小跨度的工业厂房和桥梁中仍有不少应用。故仍有必要保留在本规范中。,尽管如此，但工程实践表明这种方法存在着可建立的预应力值不高，预应力损失所占比例较大，且不易对连续跨进行加固施工等缺点。,50,为了克服传统方法的缺点，自市场上推出无粘结高强钢绞线这一产品开始，本规范的有关编委便着手开发这种高效的预应力技术，并在90多项工程中得到试用，收到了良好的技术经济效果。与传统方法相比，采用无粘结钢绞线施加预应力具有下述优点：一是张拉应力可以加大，一般可达0.7,f,ptk,，且预应力损失所占比例小，长期预应力效果好；,51,二是端部锚固有现成锚具产品可以利用，安全可靠，且无需现场电焊；三是钢绞线很长，可进行连续跨的加固施工。,这里需要说明的是，本规范为什么未纳入普通钢绞线施加预应力的加固法，主要是因为它在张拉的转折点处会产生很大摩擦力；同时它的防腐蚀能力也不如无粘结钢绞线。,52,至于以角钢为预应力撑杆的加固法，它不属于上述体系，但发展得也很早。由于它所能提高的柱的承载力可达1200kN，且安全可靠，一直为历年加固规范所保留。,由上述可知，以无粘结钢绞线施加预应力的加固法，其优点最为突出。因此，在本规范这次修订中，对这种加固法的计算与构造作出了系统的规定。,53,4 对采用体外预应力加固法的原构件混凝土强度要求做了大幅度的放宽,2006版原规范规定被加固构件的混凝土强度等级应基本符合现行混凝土结构设计规范GB 50010的要求，亦即应不低于C30。该规范之所以如此严要求，主要是针对预制构件而言。例如：桥梁、吊车梁、屋面梁和桁架下弦杆之类的预制构件。,54,对这类安装前以承受自重为主的预应力预制构件，必须考虑两个问题：一是施加预应力时的构件截面要能够承受较大的预压应力；二是要避免因预压应力过大而产生过大的由混凝土徐变引起的预应力损失。因此，要求混凝土强度等级，不宜低于C40，且不应低于C30是有道理的。,55,但对采用预应力加固的原构件而言，情况则完全不同。因为这类既有构件均已承受过较大的荷载，不仅混凝土的徐变多已完成很大一部分，而且所施加的预压应力会同时减小混凝土截面受压边缘的最大压应力和受拉边缘的最大拉应力。因此它反而可以降低对混凝土强度的要求；据此在较大幅度上予以放宽，亦即作出了不宜低于C20的规定。,56,5 从安全和简捷考虑出发，对无粘结钢绞线体外预应力加固法的正截面计算规定进行了修订,迄今对体外预应力加固钢筋混凝土梁的正截面计算，均是按压弯构件进行。这对无粘结钢绞线施加的预应力而言也不例外，但这次修订本规范改为按受弯构件计算，是出于下列考虑：,57,（1）从混凝土结构设计规范的规定可知：对普通的有粘结预应力混凝土梁，应要求其受压区混凝土相对高度,b,。因此对无粘结钢绞线体外预应力加固的钢筋混凝土梁，也应有同样的要求，以保证加固后的梁仍然是适筋梁而非超筋梁。因此钢绞线的配置量应受到相应的限制。,58,（2）如果按照压弯构件进行计算，有可能出现大偏心受压和小偏心受压两种情况。如果呈现小偏心受压状态，则表明该梁已经超筋，这是不容许的。如果呈现大偏心受压状态，说明该梁仍然属于适筋梁，其加固是可行的。根据压弯构件的M-N相关曲线可知，在大偏心受压状态下，压力的存在对抗弯承载力是有利的，因此不考虑构件的纵向压力是偏于安全的。,59,（3）对一般框架梁施加预应力，产生的预压应力不全由框架梁单独承担，而框架梁实际承受多少预压应力是无法准确判定的。因此，若按压弯构件进行设计计算，如何确定预压应力将很困难。再说，一般加固梁施加的预应力也不是很大，在计算中不予计入，仅作为安全储备，不仅可行，而且相应的计算也比较简化。,基于以上分析和考虑，作出了这一修订。,60,6 为避免加固量过大，并满足构件工作的延性要求，统一了受弯构件加固后的混凝土界限相对受压区高度的确定方法,原规范对粘钢加固和纤维复合材粘贴加固，均分别按重要构件与一般构件给出了其加固后的混凝土界限相对受压区高度如下表所示：,61,加固方法,重要构件,一般构件,粘 钢,sb,0.9,b,sb,b,粘贴纤维复合材,fb,0.75,b,fb,0.85,b,执行情况表明没有必要作这样区分，而且取值也不甚合理。为此，经分析研究后，决定不分重要构件与一般构件，,62,统一取加固后的混凝土相对受压区高度为0.85,b,。此时，对采用HRB 335级钢筋的构件，达到界限时，其钢筋应变约为1.5倍的屈服应变，可以满足构件的延性要求。这一规定对无粘结钢绞线预应力加固的构件同样适用。,63,7 完善了轴压构件采用外粘型钢法加固的计算公式,原规范由于验证性试验未完成，略去了混凝土在三向压应力作用下强度的提高。为此，在这次修订中依据试验结果，引入系数 来提高混凝土的强度。,64,但应注意的是提高程度与截面形状和尺寸有关。试验表明，对圆形截面柱，可取为1.15；对截面高宽比h/b,1.5、截面高度h,600mm的矩形截面柱，取1.1；对不符合上述规定的矩形截面柱，则约束效果甚微，只能取 为1.0。,65,8 为确保安全，作出了预应力碳纤维复合材加固法仅允许使用碳纤维板的规定,在前期时间由于碳纤维板材价格较昂，很多单位均致力于研究以碳纤维布作为预应力筋材的加固工艺，但实践效果表明，不仅施工难度大，均匀性和可靠性差，并且也不经济；,66,而采用碳纤维板施加预应力，其工艺相对比较简单，施力均匀而可靠，尤其是其价格这几年来不仅下降，而且国内也能成批生产。在这种情况下，我们仅推荐采用预应力碳纤维板加固法，以确保工程应用的安全可靠性。,67,9 为提高钢丝绳网-聚合物改性砂浆面层加固法的安全可靠性，对该方法应施加的预张紧力作出定量规定,考虑到这几年来，各地在应用本加固法时，之所以出现褒贬不一的声音，主要是因为在安装钢丝绳过程中所施加的预张紧力仅靠手感控制，不同操作者的力度大小相差悬殊。,68,为了解决这个问题，编制组委托北京和厦门两地的编委单位进行张紧度与承载力关系的测试研究。其结果一致表明：在最佳张紧度下，这种加固法的承载力可比手感绷紧法提高18%以上，且破坏的模式有显著的规律性和一致性。因此，本规范作出了预张紧力应予定量，并取为0.3,f,rw,（,f,rw,为钢丝绳抗拉强度设计值）的规定。,69,10 为确保抗震设防区使用锚栓连接具有可靠的抗震能力，对其计算与构造的规定进行了修订,原规范的锚栓一章基本上是参照欧洲相应标准编制的，其所采用的锚栓品种及其设计，虽经欧洲有关机构认证为“地震区适用”，但欧洲毕竟缺乏地震灾害的考验。,70,因而在经历了5.12强震后，编制组组织专家重新对原规定进行了评估。其结果表明：宜按美国ACI 318标准进行必要的充实。据此，在这次修订中，作出了如下新规定：,（1）仅允许使用4种较为安全可靠的锚栓（见第17.1.3条）；,71,（a）自扩底锚栓,72,（b）模扩底锚栓,73,（c）胶粘-模扩底锚栓,74,（d）特殊倒锥形胶粘型锚栓,75,（2）参照ACI 318的规定，在锚栓承载力计算中增加了“承载力抗震调整系数”（即ACI 318的地震影响系数）：,对锚栓受拉：6度区及以下，1.0；7度区，0.85；8度区，0.75。,对锚栓受剪：6度区及以下，1.0；7度区，0.80；8度区，0.70。,76,（3）对抗震设防区承重结构用的锚栓连接，其有效锚固的最小深度作出规定：,后扩底锚栓的埋深规定,锚栓直径（mm）,12,16,20,24,有效锚固深度,h,ef,(mm),80,100,150,180,胶粘型锚栓的埋深规定,锚栓直径（mm）,12,16,20,24,有效锚固深度,h,ef,(mm),100,125,170,200,77,11 适当提高植筋连接粘结强度设计值,原规范对植筋连接的粘结强度设计值作了编于保守的取值规定。其理由是我国施工质量不如欧洲，而植筋技术在当时又是新引进的。现经十多年的应用已积累了不少数据和经验。在这种情况下，不少单位建议将其粘结强度设计值提高到相当于欧美的水平。,78,经规范修订组研究决定对构件混凝土强度等级不低于C30的植筋连接，其粘结抗剪强度平均提高约10%。对构件混凝土强度低于C30的植筋连接，其粘结抗剪强度取决于混凝土粘结性能，与所使用的锚固胶的粘结强度大小无关。因而维持原规定不变。,79,12 考虑到后锚固工程在不少场合需要采用快固结构胶，但现行标准规范中尚未包括这类胶。为了解决这个现实问题，本规范给出了锚固型快固胶的安全性能鉴定标准（第4.4.5条）。,80,4.4.5 当结构锚固工程需采用快固结构胶时，其安全性能必须符合表4.4.5的规定。,表4.4.5 锚固型快固结构胶安全性能鉴定标准,检 验 项 目,性能要求,检验方法,胶体性能,劈裂抗拉强度(MPa),8.5,GB 50728,抗弯强度（MPa）,50，且不得呈碎裂状破坏,GB/T 2567,抗压强度（MPa）,60.0,GB/T 2567,81,检 验 项 目,性能要求,检验方法,粘结能力,钢对钢（钢套筒法）拉伸抗剪强度标准值,16.0,本规范附录F,钢对钢（钢片单剪法）拉伸抗剪强度平均值,6.5,GB/T 7124,约束拉拔条件下带肋钢筋与混凝土粘结抗剪强度（MPa）,C30,25,埋深150mm,12.0,GB 50728,C60,25,埋深125mm,18.0,续表4.4.5,82,注：1 快固结构胶系指在1625环境中，其固化时间不超过45min,的胶粘剂，且应按A级的要求采用；,2 检验及计算抗剪强度标准值时，取强度保证率为95%；置信水平,为0.90，试件数量应不少于15个；,3 当快固结构胶用于锚栓连接时，不需做钢片单剪法的抗剪强度检,验。,检 验 项 目,性能要求,检验方法,经90d湿热老化后的钢套筒粘结抗剪强度降低率(%),1.0时，取 为1.0，以保证最小加固量符合规范要求；,对第（4）种破坏，因影响因素十分复杂，只能通过采用合格的材料、正确的施工工艺和有效的锚固措施来防止其发生。,因此，本规范仅允许按第（1）种破坏模式确定计算方法。,170,.5 统一砼相对界限受压区高度确定方法的补充说明,本规范此次修订，对粘钢、粘贴纤维复合材加固后的砼相对界限受压区高度，统一按加固前控制值,b,的0.85倍采用，亦即,对粘钢取：,b,sp,=,0.85,b,（9.2.2）,对纤维复合材取：,b,f,=,0.85,b,（10.2.2）,171,统一取值方法具有下列优点：,（1）对HRB 335级钢筋，达到界限时的应变约为1.5倍屈服应变，能满足构件的延性要求；同时，也消除了原规范对一般构件要求偏低的缺陷。,（2）避免了加固过量。因为加固过量不仅不能提高结构构件的承载力，而且在浪费材料的同时，还可能导致脆性破坏。这是设计者所不愿看到的。,172,（3）有了本规定，也就意味着给予设计者一个明确的信息，即：并非所有受弯承载力不足的钢筋混凝土构件都可以任意采用粘贴纤维复合材进行加固。当原受弯构件的纵向受拉钢筋配筋率已很高，或者当原构件本身的相对界限受压区高度已超出上述规定，就不能采用粘贴纤维复合材的加固方法。,173,例如，某单筋矩形截面钢筋混凝土梁(一般构件)，其纵向受拉钢筋配筋率为1.5%（HRB335级钢筋，C20混凝土），相应的相对界限受压区高度为,0.015 300/9.60.4687（已超出0.85,b,0.4675）。因此，如果此受弯构件承载力不足，就不能采用粘贴纤维复合材的方法加固，而应改用其他加固方法。,174,.,6 框架结构负弯矩区加固构造及计算问题,1 框架顶层梁柱端节点,（1）过去国内外做法,175,问题：,1 加固后增加的负弯矩承载力不大，且仍然存在着L形板端部易剥离问题；,2 需要进行负弯矩调幅，使梁跨中受拉区底面也要做无谓的加固；,3 造价高。,176,图,9.9.3,2,柱顶加贴,L,形钢板及,U,形钢箍板的锚固构造示例,（2）本规范做法,177,计算简图之1（mm）,178,算例：某C40砼框架顶层梁柱端节点，梁截面350700mm；柱截面500 500mm，加固计算表明，梁顶面需粘贴4层300g/m,2,碳纤维布。布总宽350mm，裁成两条粘贴，选用I级碳纤维布。,K,m,0.661；,A,fe,K,m,A,f,0.6613500.1674154.6mm；,碳纤维布总拉力,T,A,fe,f,f,154.61600247300N。,该拉力,T,由L形钢板上的2个锚栓及U形箍上的6个锚栓以抗剪方式共同承担。,179,（1）计算L形钢板上锚栓受剪承载力（砼基材控制）,选用2个6.8级M22锚栓，其承载力：,V,c,0.182.8 170,1.5,22,0.3,170,0.2,49880N,（2）计算其所承担的剪力,F,1,49880299760N,180,（3）计算U形箍上每个锚栓承受的剪力设计值,由U形箍上各锚栓共同承担的剪力,F,2,，可按下式计算：,F,2,T,-,F,1,247300-99760147500N,从计算简图知，由于,F,2,的偏心作用，各锚栓受力不等，故应按受力最大的锚栓,B,1,确定剪力设计值：,V,B,1,F,2,/6+,M,/2,L,=147500/6+147540240/(3002),24580+5900083600N,181,（4）计算U形箍上锚栓受剪承载力,选用6.8级M22锚栓，其承载力因,c,1,值很大，故应由锚栓钢材强度决定，即：,V,a,220,d,2,/483630N；,V,B,1,V,a,，故满足设计要求。,182,2 框架中间层梁柱节点,（1）过去国内外做法,183,问题：,1 加固后增加的负弯矩承载力较小；,2 需要进行负弯矩调幅；,3 施工困难，容易与原钢筋抵触。,184,（2）本规范做法,图,9.9.3,3,柱中部加贴,L,形钢板及,U,形钢箍板的锚固构造示例,185,图,9.9.3,3,计算简图,186,算例：C40框架中间层梁柱节点负弯矩区的加固计算，需贴4层碳纤维布，其,A,fe,154.6mm,2,，由之算得：,总拉力,T,A,fe,f,f,154.61600247300N,此总拉力,T,传给L形钢板后，由,U,形钢板上间距为170的6个锚栓承担。由于锚栓作用有拉力T及其偏心连接引起的,M,T,e,247300 75。因此，应按计算简图所示的合力进行验算。,187,受力最大锚栓的剪力设计值,V,49400N；,锚栓受剪承载力,V,c,0.18,v,49880N,V,V,c,，满足设计要求。,188,.7 关于预应力碳纤维复合板加固法的若干设计问题,碳纤维复合板（简称碳纤板）由于其抗拉强度高，若不引入预应力技术，不仅良好的受力性能得不到充分的发挥，而且既不经济，加固效果也很差。因此，在这次修订中考虑到碳纤板的预应力技术已很成熟，且有不少桥梁的试点应用效果可作为佐证，故修订组作出了增设本章的决定。现就若干条文规定说明如下：,189,1 对原构件质量的要求,（11.1.1）规定：“本方法适用于截面偏小或配筋不足的钢筋混凝土受弯、受拉和大偏心受压构件的加固”。,这一规定表明，本规范要求被加固的构件，其质量是基本完好的。因为在有严重缺陷或损伤的构件上施加预应力是很容易出安全事故的。国外有关指南在推广这种加固方法时也一再强调被加固构件本身的质量应当是好的，只是由于超载、截面偏小或配筋不足才需要加固的。,190,另外，还应指出的是本方法也不适用于素混凝土构件（包括一侧配筋率低于0.2%的构件）。因为混凝土结构设计规范明确指出素砼构件仅适用于受压构件及卧置于地基上以及不承受活荷载的情况。至于配筋率低于0.2%的构件，其性能已很接近素砼构件，容易突然压溃，且不具有抵抗偶然偏心作用的能力。,191,2 对原构件混凝土的要求（11.1.2）：,外观密实，现场实测的混凝土强度等级应不低于C25；,表面完整，现场实测的砼正拉粘结强度应不低于2.0MPa。,192,本条规定是基于如下认识，即对于需要作预应力碳纤维加固的混凝土构件，一般都已作为梁或板使用一段时间。其平时已承受了较大的荷载，所施加的预应力不会产生较大的预压应力，相反它会同时减小截面受压边缘的最大压应力和受拉边缘的最大拉应力，从而降低了对混凝土强度的要求。因此对原混凝土强度无需提出特别要求，仅需考虑其密实性和完整性是否适合施加预应力即可。,193,3 要求碳纤维板应贴在经处理平整的混凝土表面上；不推荐采用嵌入式粘贴方法（11.1.8）。,主要是基于以下两点考虑：,一是刻槽不仅施工困难，易损伤原构件，而且其表面处理也不容易做好。,二是过去一段时间所做的测试均表明嵌入的效果不理想，容易发生粘结破坏。,194,4 采用预应力碳纤维复合板对钢筋混凝土结构进行加固时，其锚具的张拉端和锚固端至少有一端为自由活动端（图11.1.10）。,自由活动端一般设在“固定端”较为方便操作。本规范的示例采用的是圆弧形自由活动端。因为试用表明，较易调整张拉中心，能保证碳纤维受力均衡，不致因偏心而导致碳纤维强度下降。,195,图11.1.10-1 张拉端平面布置示意图,1千斤顶反力架；2张拉高强螺杆；3千斤顶；4张拉锁紧螺母；5M16螺栓；6加劲肋；7张拉固定架；8张拉螺杆导向座；,9张拉端锚具；10M12螺栓；11张拉受力挡块；12碳纤维板；,13M12螺栓；14预留孔,196,图11.1.10-2 张拉端纵向剖面示意图,1千斤顶反力架；2千斤顶；3张拉固定架；4张拉螺杆导向座；5张拉高强螺杆；6张拉受力挡块；7碳纤维板,197,图11.1.10-3 固定端平面布置示意图,1碳纤维板；2固定端锚固板；3M16螺栓；4固定端锚具；5M12螺栓,198,图11.1.10-4 固定端纵向剖面示意图,1碳纤维板；2固定端锚固板；3固定端锚具,199,图4 铰式锚构造的立体示意图,200,图5 基于铰式锚的碳纤维板预应力张拉工艺示意图,201,5 关于预应力碳纤板加固受弯构件的计算,预应力碳纤板加固受弯构件的正截面承载力计算，基本上与第十章碳纤维复合材加固相同；唯一的区别是施加了预应力的碳纤板，其强度取值不考虑强度利用系数。因为此时的碳纤板不存在应变滞后的问题，其本身强度完全能充分利用。,202,.8 关于预张紧钢丝绳网-聚合物砂浆面层加固法设计的若干问题,工程实践经验和验证性试验均表明，钢丝绳网片安装时，若不施加足够的预张紧力，就会大大削弱网片与原结构共同工作的能力。,203,因此，作出了必须按定量施加预张紧力的规定，并将其名称改为“预张紧钢丝绳网-聚合物砂浆面层加固法”。同时，还参照北京和厦门的试验数据，给出了应施加的预张紧力的大小为0.3,f,rw,，供设计、施工使用。现就若干条文规定说明如下：,204,1 本方法与纤维复合材加固法相比的优缺点：,（1）本加固方法的优点(与碳纤维比较)：,基材表面处理较简便，且要求不高；,钢丝绳具有比碳纤维好的力学性能；,可用于砌体结构加固，且效果好；,不易受人为的恶意破坏，可用以替代纤维复合材。,205,（2）本加固方法的缺点：,端部锚固构造较耗费钢材；,聚合物砂浆的性能和质量尚待提高；,造价较高；,其防火、耐温性能一般，但因被人夸大，反而增大风险。,评估认为：若碳纤维供应受阻于国外政治气候时，可考虑以本方法取而代之。,206,2 本方法的适用范围,本方法适用于梁、柱、墙等构件的加固，但本规范仅对受弯构件的加固作出规定。因为现有试验数据的积累，只有受弯构件较为充分。,对于墙的抗震加固，采用钢丝绳网能增大的抗剪承载力，暂时可参照现行国家标准砌体结构加固设计规范GB 50702进行计算；原墙的抗震承载力则可按GB 50010确定。,207,3 关于聚合物砂浆的选用及其面临的问题,（1）对聚合物品种的选用问题(4.6.1),目前市场上聚合物乳液的品种很多，但大多数都不能用于配制承重结构加固用的聚合物砂浆。为此，通过验证性试验的筛选结果，经专家论证后作出了选用规定，以供加固设计单位在选材时使用。,208,其中应注意的是：聚合物砂浆中采用的聚合物材料，应有成功的工程应用经验（如改性环氧、改性丙烯酸酯、丁苯、氯丁等），不得使用耐水性差的水溶性聚合物（如聚乙烯醇等），禁止采用可能加速钢筋锈蚀的氯偏乳液、显著影响耐久性能的苯丙乳液等。,209,另外，应关注的是国外对聚合物砂浆的研制是分级进行的。不同级别的聚合物改性水泥砂浆，其所用的聚合物品种、含量和性能有着一定差别，必须在加固设计选材时予以区分。前一段时间，有些进口产品的代理商只推销低级别的产品，并选择在原构件混凝土强度很低的场合演示其使用效果。一旦得到设计单位认可后，便不分场合到处推广使用。,210,这是一种必须制止的危险做法。因为采用低级别聚合物配制的砂浆，与强度等级在C30以上的基材混凝土粘结，其效果是很差的，会给承重结构加固工程留下安全隐患；故设计、监理单位和业主务必注意，并要求厂商提供其性能符合GB 50728规定的质量保证书。,211,（2）面临的问题,市售的聚合物砂浆多是采用乙烯-醋酸乙烯共聚物配制的。其粘结性能和耐老化性能均不符合承重结构的安全使用要求，且乳液的分相问题十分严重；但由于价格低廉，仍被不法厂商以欺诈手段误导业主和设计单位同意使用，致使不少加固工程存在着安全隐患。,212,中冶建筑研究总院所做的普查发现，未采取防裂措施的聚合物砂浆开裂问题十分普遍。试验研究表明，为了不显著增加成本，较有效的防裂措施是在砂浆中添加合成短纤维，但尚未受到设计和施工单位的重视。,213,4 关于受弯构件加固的计算问题,（1）应保证基本假定（13.2.1）在设计中得到实现,主要是第4款关于“在达到受弯承载力极限状态前，钢丝绳网与混凝土之间不出现粘结剥离破坏”的假定，必须通过采取有效的界面粘结措施予以保证。例如：,214,混凝土表面应清理洁净，并喷涂符合GB 50728要求的界面胶；,按间距不大于300mm的要求，种植剪切销钉；若为重要结构，其间距还应通过计算确定（参照CECS 242第5节）。,钢丝绳网的端部锚固应采用固定结固定在钢制固定板上，并使固定板与混凝土原构件锚固牢靠。,215,（2）受弯构件加固后的混凝土相对界限受压区高度,b,rw,，应按加固前控制值的0.85倍采用，即：,b,rw,0.85,b,（13.2.2）,以控制最大加固量，防止出现“超筋”而导致脆性破坏的模式被设计误用。这对保证加固工程安全而言，是一种很有效的措施。,216,（3）加固后正截面承载力的提高幅度应受到限制,不宜超过30%；,不应超过40%（当有可靠试验数据或工程经验时）。,217,（4）计算的正确性应通过可行的构造措施来保证,a 钢丝绳的结构型式,图13.4.11 钢丝绳的结构型式,218,b 采用“固定结”紧固钢丝绳的端部锚固构造,图13.4.12 采用固定结紧固钢丝绳的端头锚固构造,1胶粘型锚栓；2固定结；3固定板；4钢丝绳,219,c 采用锥形锚头紧固钢丝绳的端部锚固构造,图13.4.13采用锥形锚头紧固钢丝绳的端部锚固构造,1锚栓或植筋；2Pm调节螺母；3Pm调节螺杆；4穿绳孔；5角钢固定板；6张拉端角钢锚固；7锥形锚头；8钢丝绳,220,d 主绳接长处连接锚固构造,图1