建筑加固設(shè)計(jì)計(jì)算

P=T4b1P=T4b1+U+￡可8E80.88s11.6、-0.68hk h01 /8= M0ks00.87、A0E0==0.00111第一道題.增大截面法加固1）設(shè)計(jì)資料：某梁截面bxh=300mmx650,原彎矩設(shè)計(jì)值342KN.M,原配筋5Q22+1Q25,C25混凝土，現(xiàn)由于功能改變，彎矩設(shè)計(jì)值增大到500KN.M，用增大截面法進(jìn)行加固。擬將增大梁高度為800mm。原彎矩設(shè)計(jì)值為342KN.M，為保守起見(jiàn)，計(jì)算的原彎矩標(biāo)準(zhǔn)值取為342/1.2=285KN.M（1.2為荷載分項(xiàng)系數(shù)）=0.4271 0.9x300 0.00161+ + 0.0033x2.1x1050.0033cuscu765 .(1.6x——0.6)x0.00111=0.00165902）加固設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》5.2.3M京fA(h-x)+fA(h-x)sys0 2y0s0 01 2afbx=fA+afA解得A解得A>1050mm2故配筋4^20（As-1256mm2），相應(yīng)受壓區(qū)高度為296mm<&b"。=327mm，此時(shí)彎矩承載力為526.3KN.M鋼筋凈距為73mm>25mm，故滿足要求。本工程加固設(shè)計(jì)綜合為：截面加大為300*800mm，底部增加4^20鋼筋。型鋼加固設(shè)計(jì)：第二道題：軸力受壓?jiǎn)栴}：1）設(shè)計(jì)基本資料：某框架底層中柱為軸心受壓構(gòu)件，柱計(jì)算高度H=5m，截面尺寸500mmx600mm,C25級(jí)混凝土，鋼筋共配4Q20+4Q18，因設(shè)計(jì)時(shí)荷載取值漏項(xiàng)，使用中發(fā)現(xiàn)柱子有縱向裂縫，經(jīng)核算后其承受的軸向荷載標(biāo)準(zhǔn)值，F(xiàn)gk=146kN，F(xiàn)qk=3150kN。要求采用型鋼加固設(shè)計(jì)計(jì)算。2） 加固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算N1=1.2Fgk+1.4Fqk=1.2x146+1.4x3150=4852.2KN根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（2010版）表6.2.15L0/b=5000/500=10，穩(wěn)定系數(shù)°取為0.98原柱極限承載力Nu=0.9中（fA+f'A'）=0.9x0.98x（11.9x500x600+300x2273）/1000=3750KN<N1c ys不滿足要求，必須加固，采用外粘型鋼進(jìn)行加固（Q235B）。N=N1-N=0.90af'AA=6454mm2a角鋼選用4L120x8，Aa=7424mm2。橫向綴板采用100x3@200/300，兩者連接采用焊接連接，角鋼與基礎(chǔ)連接處綴板加密（加密區(qū)高度1200mm），節(jié)點(diǎn)處加寬綴板加寬。3） 在施工角鋼前，應(yīng)先對(duì)縱向裂縫處理。當(dāng)裂縫深度小于3mm，鑿除混凝土，采用環(huán)氧樹(shù)脂灌漿。當(dāng)裂縫深度大于3mm，鑿除混凝土，采用環(huán)氧樹(shù)脂灌漿，并且貼碳纖維格柵（雙向）。第三道題：大偏心受壓?jiǎn)栴}：1） 設(shè)計(jì)資料：已知矩形截面柱，柱計(jì)算長(zhǎng)度l0=5m，截面尺寸500mmx400mm，C25級(jí)混凝土，鋼筋共配HRB335，每邊4@16，軸力設(shè)計(jì)值為600KN，彎矩設(shè)計(jì)值為300KN.M（截面短方向）,試進(jìn)行型鋼加固設(shè)計(jì)計(jì)算，保護(hù)層厚度取為 25mm。氣=氣=35mmfc=11.9N/mm2,fy=300N/mm2。2） 加固工藝用電動(dòng)砂輪將原柱面打磨平整，四角磨出小圓角，并用鋼絲刷毛，用壓縮空氣吹凈。將已除銹加固角鋼貼附于柱四周圓角并用夾卡緊。

將綴板緊貼在原柱平面并焊牢。用丙酮插凈型鋼，用環(huán)氧樹(shù)脂膠泥將型鋼外邊緣與混凝土表面交接處封閉，留出氣孔，并在有利于灌漿處黏貼灌漿嘴，間距為2-3m。待灌漿嘴牢固后，測(cè)試是否漏氣，若無(wú)漏氣，用0.2-0.4MPa的壓力將粘鋼專用膠壓入灌漿嘴。最后在加固面用1:2的水泥砂漿粉刷封閉。3）加固設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)算只需計(jì)算最不利情況，即截面短邊長(zhǎng)方向。原結(jié)構(gòu)h0=365mm。七= /'】“c=0.55b]+fy+0.002假定為大偏心受壓，。=/'s0y0根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》8.2.2條N<afbx+fA-aA+affA-aaA （8.2.2」）1c0 y0s0 s0s0 aaaaaaaa在此近似取為as0，a「0.9可得，受壓區(qū)高度X=100.8mm<&孔=0.55x365=200.7mm，并且X>2a：一一[一x一一[一x、一..Ne<afbx[%--yfA(h-a)+aA(a-a)+afA'(h-a，)y0s00 s0 s0s0s0aaaa0a(8.2.2-2)根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)6.2.17條.h. .hM 400、,he——e+——a——e+e+——a———+max(20, )+—a=500+20+200-35=685mmi2 0a2N 30 2式8.2.2-2化為：411KN.M=188.7KN.M+79.6KN.M+afA(h0-a')采用Q235B型鋼加固，初定a=10mma可得Aa=2126.8mm2,這是1邊角鋼的面積，單個(gè)角鋼面積為1063.4mm2故采用4L100X8（單個(gè)角鋼面積1536mm2）

第四道題：貼鋼板加固1)設(shè)計(jì)資料：某梁截面bxh=250mmx500,跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值230KN.M(初始彎矩135KN.M),原配筋3Q25(受拉)+3Q16(受壓)，C25混凝土，現(xiàn)由于功能改變，彎矩設(shè)計(jì)值增大到500KN.M，是否需要加固。解：ho=460mmfc=11.9N/mm2,fy=300N/mm2。x=_^ys=86.7mm偵fbc因此這個(gè)梁所能承受的彎矩為：xM=afbx(h-—)+f'A(h-a')-fA(h-h)sc0 2yoso yoso 0=11.9x200x86.7+300x603x(500-40)-300x1464x(500-460)=183KN.M此值小于230kn.m，故不滿足要求，需要加固。2)加固設(shè)計(jì)計(jì)算加固后受壓區(qū)高度x1應(yīng)滿足：x1M=afbx1(h-—)+f'A(h-a)-fA(h-h)sc0 2yoso yoso0解得方程x1=124mm>2d=80mm滿足要求A^加固后P=— s =0.024—te偵&bh+(b-b)h ，查表可得asp=1.17ff￡sp,0=a￡sp,0=aspM0k=0.001，&=0.002EAh0 cuWsp(0.8￡.h/x)-￡“，次氣0=78當(dāng)甲sp>1時(shí)，取為1。根據(jù)下式：afbx=WfA-f'A+fA-f'A1c0 spspsp y0s0 y0s0spsp可知：ASp=502mm23)當(dāng)初始彎矩變?yōu)?5KN.M，求粘鋼板面積Asp？

由上題可知8 nsp，0aspM0k=0.00026，&=0.002由上題可知8 nsp，0EAh cu0wsp(0.8wsp(0.8￡h/x)-￡，一七,0 68fsp,Esp當(dāng)甲sp>1時(shí)，取為1。則此時(shí)加固后滿足下式:afbx=wfA-f'A+fA-f'A1c0 spspsp y0s0y0s0spsp11.9x250x124=1x215x川-300x603+300xl473可得Asp=502mm2由此可知，初始彎矩變化為35kn.M，所需加固面積不變。第五道題：預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)1） 設(shè)計(jì)資料：已知矩形截面柱，柱長(zhǎng)度L=5m，梁間距1m，C20級(jí)混凝土，配筋5?6@200，軸力設(shè)計(jì)值為600KN，上板厚80mm，由于設(shè)計(jì)失誤，彎矩缺失53%，試對(duì)此柱進(jìn)行加固，采用預(yù)應(yīng)力法。2） 預(yù)應(yīng)力拉桿的總截面計(jì)算：AS=141mm2,fc=11.9N/mm2,fy=300N/mm2。fA=fbx，x=2Q°x'4'=2.9mm，h=65mm，&=—=0.045,故V=0.975ysc 9.6x1000 0 h 00設(shè)計(jì)彎矩M=fA(h-0.5x)=1.787KN.m缺失彎矩AM= 缺失彎矩AM= M=2.021KN.m100-53因此Ap,estAM^^=132mm2施工時(shí)的預(yù)應(yīng)力控制:拉伸軸力增量：AN=A,f=132x200=2640Nb+(AN/A)<P2f=0.8x200=160M尸iq=43MPa上式選2?12，Ap=226mm2進(jìn)行計(jì)算?？紤]應(yīng)力損失。p’=43+50MPa=93Mpa則橫向張拉長(zhǎng)度:

AH<(L2/2)*:&IE=2 x43/(2.06x105)=40.8mm第六道題：碳纖維加固1）設(shè)計(jì)資料：某T形梁截面bxh=250mmx600mm,跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值330KN.M（初始彎矩80KN.M），原配筋2^25（受拉）+2Q22（受壓），C25混凝土，翼緣寬度和厚度分別為bf=600mm，hf=100mm，as=35mm。若采用碳纖維加固，使用高強(qiáng)I級(jí)單向碳纖維布，計(jì)算該梁的正截面加固量Acf。碳纖維厚度為0.167mm，Ecf=2.30MPA,fr=2300MPA,2）首先驗(yàn)算是否需要加固:x=ZA=91mm,h-x=520mm,M=fA(h-0.5x)=272KNm<330KN.mafb 02 uys0c因此需要加固。hafbx(b--f)=297KN.m<330KN.mcf2因此x>hf^此界面梁為第二類T形截面梁h第一部分所受彎矩Ml=af(bf-b)x(h-虧)=173KN.m加固后第二部分所受彎矩M2=M-M\=\57KN.inxM2=afbx(h--)+fA(h-h)1c2ys2 0代入數(shù)據(jù)后，方程可解的x=126mm加