湿式外包钢加固法的应用

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1、http://www.paper.edu.cn湿式外包钢加固法的应用王玉婷武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉(430070)E-mail：wyt1999@163.com摘要：本文结合工程实例，详细介绍了湿式外包钢加固法的设计和施工要点。关键词：湿式外包钢加固法，结构加固，施工要点中图分类号：TU3751.引言钢筋混凝土结构构件加固的方法很多，常用的有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、外部粘钢加固法、改变结构传力途径加固法等。近年来碳纤维加固法发展很快，已成为一个新的技术领域。混凝土构件

2、外包钢加固技术在我国始于二十世纪六十年代，它是指在梁、柱四周包以型钢的一种加固方法，型钢一般采用角钢，也可用槽钢或钢板。外包钢加固法可分为干式和湿式两种。2.基本原理湿式外包法用乳胶水泥或环氧树脂化学灌浆等方法将角钢粘贴在柱四角，角钢之间焊以缀板相互连接。在荷载作用下，角钢套箍对核心混凝土有侧向约束作用，使混凝土的轴向抗压强度提高；但是同时，核心混凝土对角钢有一定的侧向挤压作用，使角钢处于压弯受力状态，角钢抗压承载力下降。另外，角钢是后加的，存在应力滞后现象，其承载能力难以充分发挥。因此，设计计算中角

3、钢的承载能力应予以折减，抗拉压强度折减系数可取0．9，抗剪强度折减系数可取0．7。[1]以钢筋混凝土轴心受压构件为例，现行《混凝土设计规范》(GB50010—2002)第7.3.1条正截面受压承载力计算公式为：N=0.9ψ（fcA+fyAs’）[2]因此，根据《混凝土加固设计规范》，轴心受压构件加固后承载力应该为：N=0.9ψ（fcA+fyAs’+0.9faAa’）式中：N为轴向承载力设计值；ψ为钢筋混凝土构件的稳定系数；fc为混凝土轴心抗压强度设计值；为构件截面面积；fy为纵向钢筋抗压强度设计值；A

4、为全部纵向钢筋截面面积；fa为外包钢截面抗压强度设计值；Aa’为外包钢截面面积。对偏压构件和受弯构件，可以用类似的方法推导出加固后的承载力设计值。3.工程实例3.1工程概况22某发展大厦，规划用地面积3843.2m，建筑占地面积1458.2m，原设计地上总建筑面2积为13889.36m。在建造过程中，由于业主要求变更，需加层，将原第十二层改成两层楼。原十二层楼层高为5.2m，现将其改为层高3.02m,并加第十三层，层高为2.18m，增加建筑2面积1134.25m。工程改造导致荷载增加，通过采用中国建筑

5、科学研究院的PKPM程序，对-1-http://www.paper.edu.cn原结构分析，结果表明，原结构部分柱承载力不足，无法满足因改造导致的荷载增加的需要，必须对原结构加固。图1发展大厦第十二层平面图3.2杆件验算3.2.1地上一层，柱位F轴-8轴，层高4.8米，底层柱高取4.8米。（1）计算简图（见图2）图2计算简图双偏心构件，考虑Y向弯矩较小（My=28KN·m）∴先考虑X向偏心问题（Mx=447KN·m）柱截面尺寸：b×h=800×800mm,H=4.8m,Mx=447KN·m,N=828

6、0KN,C30砼，225fc=14.3N/mm,ш级钢，fy=360MPa，对称配筋；As=As’=1570mm,弹性模量Es=2.0×10Mpa。（2）界限受压区相对高度ξb：见《混凝土结构设计规范》，以下简称“规范”的7.1.4条，ξb=β1/[1+（fy/Es×εcw）][1]由规范7.1.3条：对C50以下混凝土，系数β1=0.8[1]由规范7.1.2条：知C30混凝土，fcu,k=30Mpa；正截面的混凝土极限压应变:-5-5-3εcu=0.0033-(fcu,k-50)×10=0.0033

7、-(30-50)×10=3.5×10＞0.0033,取εcu=0.0033-2-http://www.paper.edu.cn5∴ξb=β1/[1+（fy/Es×εcw）]=0.8/[1+360/（2×10×0.0033）]=0.5176（3）计算该柱偏心状况：[1]①由规范7.1.3条知：受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值α1取1.0，（当混凝土强度等级不超过C50时），该受压截面有效高度h0=800-40=760mm，受压区钢筋合力点至受压边缘距离as’=40mm；[1

8、]②由规范7.3.4条：初始偏心距ei=e0=ea，轴向压力对截面重心偏心距63e0=Mx/N=447×10/(8280×10)=54mm；[1]由规范7.3.3条：附加偏心距ea=800/30=26.7mm，且要与20mm比较后取大值，即ea=26.7mm∴初始偏心距ei=54+26.7=86.7mm[1]③由规范7.3.4条知：轴向力作用点至纵向普通受拉钢筋合理点距离e=η×ei+h/2-a;[1]按规范7.3.10条：偏心受压构件考虑二阶弯矩影响的