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1、钢筋混凝土梁粘贴纤维复合材料加固计算方法之比较浙江建筑,第26卷,第6期,2009年6月ZhejiangConstruction,Vo1.26,No.6,Jun.2009钢筋混凝土梁粘贴纤维复合材料加固计算方法之比较TheComparationofCalculationMethodsonReinforcedConcreteBeamBondedwithFiberComposites江克勤JlANGKe—qin(浙江建筑特种技术工程公司,浙江杭州310012)摘要:在钢筋混凝土梁加固设计中,常用粘贴纤维复合材料加固方法,其计算方法一般采用"等强代换"估算方法,该方法所得出的结果往往不经济,而采用
2、《混凝土结构加固设计规范(GB50367-2006)》的有关公式计算方法所得出的结果既合理又经济,可节省纤维复合材料10%左右.关键词:综合建筑;钢筋混凝土梁;纤维复合材料;加固;计算方法中图分类号:TU377.94文献标识码:B文章编号:1008—3707(2009)06—0031—021工程概况某商业市场综合楼为6层框架结构,柱网为9mX10m,抗震设防烈度为7度,框架梁,柱均采用HRB400级钢筋.由于该工程在2层和3层部分区域的框架梁中使用了非规格的钢筋,经相关技术部门现场抽样检测,设计直径为25mm的钢筋,其实际直径只有24mm左右,且钢筋的抗拉强度设计值经检测也仅仅只达到320N
3、/mm.由于框架梁的承载力不能满足设计要求,所以需要对框架梁进行抗弯加固.2计算方法以五区2层L/2～3轴框架梁为例,其设计数据如下:b×h=400X700,跨度10m,为四跨连续框架梁,混凝土强度等级为C35,HRB400级钢筋,梁底受拉钢筋面积A=2378mm.梁底最大正弯矩为M…=512kN?m,根据检测数据得出实际配筋量为2043mm,比原设计减少了2378一'2043=335mm.梁顶受压钢筋面积不变,梁的抗剪能力满足设计要求,仅需考虑抗弯加固.计算方法一:采用"等强代换"方法,进行正截面抗弯加固计算.采用碳纤维布加固钢筋混凝土框架梁,碳纤维布所起的作用与受拉钢筋相同,按受力相等的
4、原则,将碳纤维布的面积转化为等效钢筋面积,即:A..=A.fxLf/f,…(1)式(1)中:A,A和厂v分别代表碳纤维布的等效钢筋面积,粘贴面积,抗拉强度和钢筋的抗拉强度.碳纤维布的粘贴面积A取其净面积,即Af=t.f×Bf×n(2)式(2)中:tB和n分别代表碳纤维布的计算厚度,幅宽和层数.以上述框架梁为例,有:A.=AfxLf/fy即2378—2043=AfX2000/360,解得:A.f=60.3mm:收稿日期~2009—03—31作者简介:江克勤(1958一),男,安徽黟县人,工程师,从事房屋和构筑物的加固设计工作.32浙江建筑2009年第26卷则A.f=0.167xB.fx1.0=
5、60.3mm,解得:B.f=361mm.选用400mm宽1层厚度为0.167mm规格的碳纤维布,即可满足要求.计算方法二:采用《混凝土结构加固设计规范(GB50367.2006)》第9.2条进行正截面抗弯加固计算.由规范GB50367—2006第9.2.3—1式,有:M≤Ot1.bx(h—x/2)+,..(h—a)一.A..(h—h.),即512x10.≤1.0×16.7x400x(700一x/2)+0—360x2043x(700—665),一1400x+161001=0,解得=126.4mm≥2a,由规范GB50367—2006第9.2.3—3式,有:f=(0.86h/x)一s.一占f0)
6、/8f=(0.8x0.0033×700/126.4—0.0033—0)/0.01=1.13.当咖>1.0时,取咖=1.0又由规范GB50367—2006第9.2.3—2式,有:o~lfcbx={…At氏
7、e—fqAt即1.0x16.7×400x126.4=360x2043+1.0x2000×A一0解得:A:54.4mm预估采用1层厚度为0.167mm规格的碳纤维布,则实际应粘贴的碳纤维布面积:A=A=54.4mm碳纤维布总宽度为:B=54.4/0.167=326mm,因此选用350mlTl宽1层厚度为0.167mm规格的碳纤维布,即可满足要求.3结论综上所述,第一种方法计算结果与第二种
8、方法计算结果的差值百分比为:[(60.3—54.4)/54.4]×100%=10.8%.由此可以看出,采用"计算方法一"得出的纤维复合材料粘贴量比采用"计算方法二"得出的纤维复合材料粘贴量增加了10.8%.笔者通过对该工程其他框架梁的计算,同样可得出上述相近的结果.由此可见,粘贴纤维复合材料加固应采用规范GB50367—2006中的有关公式进行计算较为经济合理,而采用"等强代换"方法计算,其结果偏于保守,但可
