受弯钢梁加大截面法加固计算分析 - 受弯钢梁加大截面的加固方法的分析研究

受弯钢梁加大截面法加固计算分析

熊军辉郑玉莹韩敏龙谋识

（中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州，221008）

摘要：本文主要介绍了受弯钢梁加固情况。加大截面法是钢构件加固最常用的方法之一，而受钢梁加固就是常采用加大截面法，既方便，实用，又经济。通过加大截面法对受弯钢梁加固进行分析，给出了受弯钢梁加大截面加固后

的计算公式，符合钢结构加固技术规范。

关键词：加大截面法；加固；受弯钢梁；强度

An Analytical Study on the Calculation of Reinforcing Bending Girders by Increasing

Sections

XIONG Jun-hui ZHENG Yu-ying HAN Min LONG Mou-shi

(School of Building Engineering,China University of Mining＆technology,Xuzhou 221008,China)

Abstract:The paper mostly presented some complexions of reinforcing bending girders.It was convenient, practical and economic for increasing sections used on reinforcing bending girders,which was a common way of reinforcing steel components.By analyzing the reinforcments of bending girders by increasing sections,the calculating formulas of reinforcing bending girders by increasing sections are gained ,which accord with the criterion of steel structure reinforcing technology. Keywords: increasing sections; reinforcing; bending girders; intensity

0.前言

钢结构存在缺陷和损伤或改变使用条件,经检查验算结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求时,应对钢结构进行加固。钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等[1]。当有成熟经验时,也可采用其他的加固方法。

经鉴定需要加固的钢结构,根据损害范围一般分为局部加固和全面加固。局部加固是对某承载能力不足的杆件或连接节点处进行加固,有增加杆件截面法、减小杆件自由长度法和连接点加固法。全面加固是对整体结构进行加固,有不改变结构静力计算图形加固法和改变结构静力计算图形加固法两类。增加或加强支承体系,也是对结构体系加固的有效方法。加固结构的施工方法有:负荷加固、卸荷加固和从原结构上拆下应加固或更新的部件进行加固。

1.钢结构加固概述

当钢结构存在严重缺陷、损伤或使用条件发生改变，经检查、验算结构的强度（包括连接）、刚度或稳定性等不满足设计要求时，应对钢结构进行加固[4]。

作者简介：

熊军辉（1981-），男，在读硕士研究生，从事钢结构保护研究，e-mail:panda_67@https://www.wendangku.net/doc/8516818202.html,。

1.1加固原则

结构或构件加固是一项复杂的工作，考虑因素很多，加固方法应从施工方便、不影响生产、经济合理、效果好等方面来选择。一般原则如下：

（1）结构经可靠性鉴定不满足时，必须进行加固处理。加固的范围和内容应根据鉴定结论和加固后的使用要求，由设计单位与业主协商确定。加固设计的内容和范围，可以是结构整体，亦可以是指定的区段、特定的构件或部位。

（2）加固后的钢结构的安全等级应根据结构破坏后果的严重程度、结构的重要性和下一个使用期的具体要求，由委托方和设计者按实际情况商定。

（3）结构加固时尽可能做到不停产或少停产，因停产的损失往往是加固费用的几倍或几十倍。能否在负荷下不停产加固，取决于结构应力应变状态，一般构件内应力小于钢材设计强度的80%，且构件损坏、变形等不大严重时，可采用负荷不停产加固方法。

（4）钢结构加固设计应与实际施工方法紧密结合，并应采取有效措施，保证新增截面、构件和部件与原结构连接可靠，使其形成整体共同工作。在加固施工时，应避免对未加固的部分或构件造成不利的影响，并充分考虑现场条件对施工方法、加固效果和施工工期的影响，应采取减少构件在加固过程中产生附加变形的加固措施和施工方法。

（5）对于高温、腐蚀、冷脆、振动、地基不均匀沉降等原因造成的结构损坏，应提出其相应的处理对策后再进行加固。

（6）对于加固是可能出现倾斜、失稳或倒塌等不安全因素的钢结构，在加固施工前，应采取相应的临时安全措施，以防止事故的发生。

1.2加固方法及程序

根据损害范围，钢结构的加固可分为两大类：一是局部加固，一般只对某些承载力不足的杆件或连接节点进行加固。二是全面加固，是对整体结构进行的加固。

从设计的角度来讲，钢结构的加固主要分为两大类：

（1）改变结构计算简图的加固方法：采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质、边界条件、增设附加杆件或支撑、施加预应力、考虑空间协同作用等措施对结构进行加固的方法。

（2）不改变结构计算简图的加固方法：在不改变结构计算简图的前提下，对原结构的构件截面和连接进行补强的方法。此时对构件的加固又称为加大截面法。

从施工的角度来讲，钢结构的加固也可分为两大类：

（1）卸载或部分卸载加固：结构损伤教严重或构件的应力很高，或者补强施工不得不临时削弱承受很大内力的构件及连接时，需要暂时减轻其负荷。对某些主要承受移动荷载的结构（如吊车梁等）可限制移动荷载，这就相当于部分卸载了。当结构损坏严重或原结构构件的承载能力过小，不宜就地补强时，还需要将构件拆下补强或更换。此时，应采取措施使结构构件完全卸荷。

（2）在负荷状态下加固：这是加固工作量最小、最简便的方法。但为保证结构的安全，应要求原结构的承载力应有不少于20%的富余，并且构件应没有严重的损伤。

加固工作应按图1所示程序进行。

图1 加固工作程序

Fig.1 The procedure of reinforcing work

1.3钢梁的加固方法

钢梁及吊车梁加固应尽量在负荷状态下进行,不得已需卸荷或部分卸荷状态下加固时,可以采用临时支柱卸荷；对于实腹式梁设置临时支柱时,应注意临时支柱处实腹梁腹板的强度和稳定,以及翼缘焊缝(或栓钉)的强度；对于吊车梁来说,限制桥式吊车运行,即相当于大部分已卸荷。

钢梁的加固方法[3]:①改变梁支座部分连续方法进行加固。在支座部分的梁上下翼缘焊上钢板,使其变成连续体系,该钢板所传递的力应恰好与支座弯矩相平衡,连续后可使跨中弯矩降低15%～20%。②支撑加固梁方法。支撑加固主要是斜撑加固,分长斜撑和短斜撑两种。长斜撑支在柱基础上,能减小柱子的内力。短斜撑通常支在柱子上。一般采用焊接方法连接斜撑和梁,验算时要考虑梁中间部分(斜撑支点之间)会产生压力。用斜撑加固时也必须加固梁截面。当梁的荷载增加时,除加固梁还要加固柱子和柱基。③吊杆加固梁方法。在层高较高的房屋内,用固定于上部柱的吊杆加固梁；由于吊杆不沿腹板轴线与梁相连,故梁又受扭；吊杆应施加预应力,吊杆按预应力和计算荷载引起的应力总和确定。④下支撑构件加固梁方法。当允许梁卸荷加固时,可采用下支撑构件加固法,下撑杆使梁变成有刚性的上弦梁桁架。⑤补增梁截面加固法。

采用加大截面加固钢梁时,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑有缺陷和损伤的状况。加固钢梁受力分析计算简图,应反映结构的实际条件,考虑损伤及加固引起的不利变形、加固期间及前后作用在结构上的荷载及其不利组合,对于超静定结构尚应考虑因截面加大、钢梁刚度改变使体系内部重分布的可能,必要时应分阶段进行受力分析和计算。

2.受弯钢梁加大截面的加固法

加大钢梁截面的加固方法涉及面广，施工较为简便，尤其在满足一定前提条件下，还可在负荷状态下加固，因而是钢结构加固中最常用的方法。采用加大截面的方法加固钢钢梁，应考虑钢梁的受力情况及存在的缺陷，在方便施工、连接可靠的前提下选取最有效的截面增加形式，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损失的状况。

2.1计算的一般规定

（1）在完全卸载的状态下，采用加大截面的方法加固钢结构时，钢梁的强度和稳定性，按加固后的截面用与新结构相同的方法依据《钢结构设计规范》（GB50017）[2]的规定进行计算。

（2）在负荷状态下，采用加大截面的方法加固钢梁时，原结构中承载力应有不少于20%的富余。加固后钢梁承载力的计算应根据荷载形态分别进行。

（3）负荷状态下采用加大截面的方法进行加固时，其加固计算应根据原有钢梁的受力状态，钢材强度设计值应乘以加固折减系数k。

（4）加固后的受弯钢梁，不考虑截面的塑性发展，可按边缘纤维屈服准则进行计算。

（5）动力荷载作用下，钢梁的加固计算应分别按加固前后两个阶段进行，并应遵守下列规定：稳定计算分别按加固前和加固后的截面取用稳定系数；可不考虑加固折减系数；必要时应对其剩余疲劳寿命进行专门研究和计算。

（6）静力荷载作用下，加固后钢梁的稳定计算，可按加固后的截面取用稳定系数，同时应考虑折减系数k。

2.2受弯钢梁的加固计算

钢梁可通过增补截面面积来提高承载能力，焊接组合梁和型钢梁都可采用在翼缘和腹板上焊接水平板、垂直板和斜板来加固（见图2a～d），也可用型钢加焊在翼缘和腹板上（见图2e、f）；当梁腹板抗剪强度不足时，可在腹板两边加焊钢板补强（见图2j），当梁腹板稳定性不能保证时，往往不采用上述方法，而是设置附加加劲肋方法；用圆钢和圆钢管补增梁截面是考虑施工工艺方便，见图2（k）。《钢结构加固技术规范》[4]规定了各种钢梁加固后计算方法。

图2 受弯钢梁的截面加固形式

Fig.2 The shapes of sections reinfocement for bending girders

2.2.1在主平面内受弯的实腹加固钢梁的强 （1）抗弯强度

承受静力荷载的钢梁：

y x n x

n y

M M k f

W

W

+

≤ （1）

承受动力荷载的钢梁：

11

11

()()y y

y x x

x n x

n x

n y

n y

M

M

M x

M

M

M y

f W I W I --+

+

+

≤ （2）

式中 M x 、M y --加固后钢梁中绕x 轴和y 轴的弯矩；

M x1、M y1--加固过程中的实际荷载（包括施工荷载）作用下绕x 轴和y 轴的弯矩； W nx 、W ny --加固后整个钢梁的静截面对x 轴和y 轴的抵抗矩；

W nx 0、W ny 0

--加固前钢梁原有静截面对x 轴和y 轴的抵抗矩；

I nx 、I ny --加固后整个钢梁的静截面对x 轴和y 轴的惯性矩； x 0、y 0

--加固后整个钢梁截面的形心轴沿x 轴和y 轴方向距原有钢梁最远边缘的垂直距离。 k--加固折减系数，其值取为0.9.

(2)抗剪强度

承受静力荷载的钢梁：

1()

v w w V S k f I t t τ=

≤+ （3）

承受动力荷载的钢梁：

110

1()()v w

w w V S

V V S f I t I t t -τ=

+

≤+ （4）

式中 V —加固后钢梁所受的剪力；

V1—加固过程中实际荷载（包括施工荷载）作用下的剪力；

I 0

、I —加固前和加固后钢梁的毛截面惯性矩； S 0

、S —加固前和加固后钢梁在计算剪力处以上毛截面对中和轴的面积矩； t w —加固前原有钢梁腹板的厚度； t w1—加固后钢梁腹板增加的厚度； f v —钢材的抗剪强度设计值。 （3）局部承压强度

当梁上翼缘受到沿腹板平面作用的集中荷载，且该荷载处又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式计算：

c w x

F f t l ψσ=

≤ （5）

式中 F —集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数；

Ψ—集中荷载增多系数，对重级工作制吊车梁取1.35；对其他梁取1.0； l x —集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，按下式计算：

l x =a+2h y （6）

式中 a —集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对吊车梁可取为50mm ； h y --自吊车梁轨道顶或其他顶面至腹板计算高度上边缘的距离。 (4)折算应力

组合梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时受有较大的正应力和剪应力，其折算应力应按下式计算：

f 1≤β （7）

式中 σ、τ、σc —腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力、剪应力和局部压应力； Β1—计算折算应力的强度设计值增大系数，当σ和σc 异号时取1.2；当当σ和σc

同号时取1.1。

2.2.2在主平面内受弯的实腹加固钢梁的稳定性

在最大刚度主平面内受弯的实腹加固钢梁，其整体稳定性按下列公式计算： 承受静力荷载的钢梁：

y

x

b x

y

M

M

k f W W +

≤? （8）

承受动力荷载的钢梁：

11

1

1

00

y y

y x x

x b x

b x

y

y

M

M

M

M

M

M

f W W W W --+

+

+

≤?? （9）

式中 0

b ?、b ?--按加固前和加固后的钢梁截面确定的整体稳定系数，对I 字形和T 形截面可按《钢结构设计规范》（GB50017）确定，对箱形截面可取为1.4；

W x 0

、W x —加固前和加固后钢梁按受压纤维确定的对x 轴的毛截面抵抗距； W y 0

、W y —加固前和加固后钢梁按受压纤维确定的对y 轴的毛截面抵抗距。

2.2.3加固后钢梁的绕度

（1）当在卸荷状态下加固，其绕度的计算方法与新结构一样。

（2）当在负荷状态下加固时，其绕度按下式计算：

v=v1+v2≤[v] (10) 式中 v1—钢梁在加固过程中的实有荷载（包括施工荷载）作用下产生的绕度，由加固前的截面特性确定；

V2—加固后钢梁在增加荷载作用下产生的绕度，按已加固截面特性确定；

[v]—受弯钢梁的容许绕度，按《钢结构设计规范》（GB50017）取用。

3.结语

（1）受弯钢梁加固，通常采用加大截面法，其计算时一般采用上面计算公式，符合钢梁结构加固技术规范。

（2）采用加大截面加固钢构件时, 所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

（3）加大截面法，由于方便实用，所以在今后将成为钢构件加固的一种最常用方法之一。

参考文献：

【1】刘忠，张少华.浅谈钢结构的加固[J].林业科技情报，2004，36（3）:18～19.

【2】GB50017-2003 钢结构设计规范[s].

【3】曹双寅,邱洪兴,王恒花. 结构可靠性鉴定与加固技术[M] . 北京:中国水利水电出版社,2002.

【4】CECS77：96,钢结构加固技术规范[S].

目前钢结构的加固方法主要可以归结为：

1）加大构件截面法（如粘钢法）；

2）改善结构受力体系（如增设梁柱等）；

3）预应力技术加固法。

常用的加大截面的加固方式主要有：加大截面高度、加厚翼缘板、变工形截面为箱形截面等方式。而增大钢结构截面的主要加固方法为粘钢或贴碳纤维布。这两种方法对结构本身损伤比较小，而且这几年国内发展得比较快，应用也逐渐增多，但在钢结构建筑物加固应用相对不多，特别是在正常使用情况下的使用寿命仍然存在问题。而且粘钢

或碳纤维的施工难度比较大，必须要将原结构表面进行处理、磨平、光滑后才能粘贴。结构承受动力荷载或高温时可能产生脱胶。

增设梁柱等改善结构受力体系的加固方法可以有效并较为明显地降低结构的荷载效应，从而使结构的承载能力满足要求，且这种方法的投入不高，经济效益非常好。当建筑结构无任何特别要求时，此种方法可行性很强，但不适用于要求大空间等结构中。

体外预应力技术加固方法是指将预应力筋布置在待加固结构构件的截面之外，通过改变结构的传力途径减少构件的荷载效应，同时在结构的原有基础上提高结构的承载能力，改善结构的变形性能，降低杆件中的应力，能使受损工程结构恢复其原有的技术功能，从而满足新的承载条件和使用功能的要求。结构由预应力筋、管道、防腐材料、转向块、锚固系统等部件组成。

虽然体外预应力加固钢梁的方法具有可操作性、经济性、安全性等优点，但现阶段这方面的研究经验及工程实践较少，其明显的经济和社会效益还有待进一步研究。

注：文章参见《钢结构》2009.1 P38

第三章__受弯构件正截面承载力计算

第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 一、填空题： 1、对受弯构件，必须进行正截面承载力 、 抗弯，抗剪 验算。 2、简支梁中的钢筋主要有丛向受力筋 、 架立筋 、 箍筋 、 弯起 四种。 3、钢筋混凝土保护层的厚度与 环境 、 混凝土强度等级 有关。 4、受弯构件正截面计算假定的受压混凝土压应力分布图形中，=0ε 0.002 、=cu ε 0.0033 。 5、梁截面设计时，采用C20混凝土，其截面的有效高度0h ：一排钢筋时ho=h-40 、两排钢筋时 ho=h-60 。 6、梁截面设计时，采用C25混凝土，其截面的有效高度0h ：一排钢筋时 ho=h-35 、两排钢筋时 。 7、单筋梁是指 只在受拉区配置纵向受力筋 的梁。 8、双筋梁是指 受拉区和受拉区都配置纵向受力钢筋 的梁。 9、梁中下部钢筋的净距为 25MM ，上部钢筋的净距为 30MM 和1.5d 。 10、受弯构件min ρρ≥是为了防止 少梁筋 ，x a m .ρρ≤是为了防止 超梁筋 。 11、第一种T 型截面的适用条件及第二种T 型截面的适用条件中，不必验算的条件分别为 b ξξ≤ 和 m i n 0 ρρ≥= bh A s 。 12、受弯构件正截面破坏形态有 少筋破坏 、 适筋破坏 、 超筋破坏 三种。 13、板中分布筋的作用是 固定受力筋 、 承受收缩和温度变化产生的内力 、 承受分布板上局部荷载产生的内力，承受单向板沿长跨方向实际存在的某些弯矩 。 14、双筋矩形截面的适用条件是 b ξξ≤ 、 s a x '≥2 。

15、单筋矩形截面的适用条件是 b ξξ≤ 、 min 0 ρρ≥= bh A s 。 16、双筋梁截面设计时，当s A '和s A 均为未知，引进的第三个条件是 b ξξ= 。 17、当混凝土强度等级50C ≤时，HPB235，HRB335，HRB400钢筋的b ξ分别为 0.614 、 0.550 、 0.518 。 18、受弯构件梁的最小配筋率应取 %2.0m in =ρ 和 y t f f /45m in =ρ较大者。 19、钢筋混凝土矩形截面梁截面受弯承载力复核时，混凝土相对受压区高度b ξξ ，说明 该梁为超筋梁 。 二、判断题： 1、界限相对受压区高度b ξ与混凝土强度等级无关。（ ） 2、界限相对受压区高度b ξ由钢筋的强度等级决定。（ ） 3、混凝土保护层的厚度是从受力纵筋外侧算起的。（ ） 4、在适筋梁中提高混凝土强度等级对提高受弯构件正截面承载力的作用很大。（ ） 5、在适筋梁中增大梁的截面高度h 对提高受弯构件正截面承载力的作用很大。（ ） 6、在适筋梁中，其他条件不变的情况下，ρ越大，受弯构件正截面的承载力越大。（ ） 7、在钢筋混凝土梁中，其他条件不变的情况下，ρ越大，受弯构件正截面的承载力越大。（ ） 8、双筋矩形截面梁，如已配s A '，则计算s A 时一定要考虑s A '的影响。（ ） 9、只要受压区配置了钢筋，就一定是双筋截面梁。（ ） 10、受弯构件各截面必须同时作用有弯矩和剪力。（ ） 11、混凝土保护层的厚度是指箍筋的外皮至混凝土构件边缘的距离。（ ） 12、单筋矩形截面的配筋率为bh A s = ρ。（ ）

梁柱增大截面加固施工方案

增大截面加固施工方案 增大截面加固技术介绍 （1）工作原理 增大截面加固法是一种传统的加固方法，通过增大原结构构件的截面尺寸并增配计算所需的钢筋与原结构共同受力，提高构件的强度和刚度，适用于梁、板、墙、柱构件的加固； （2）施工特点与要求 增大截面加固法为传统的加固施工工法，主要此方法适用于梁的刚度、抗弯或抗剪承载力不足且相差较大的情况或原柱的强度或刚度不足的加固。其主要特点和相关要求有： ①加固用钢材加工及表面处理工序繁多，工程量大。 ②现场运输量大，湿作业工作量大，工人劳动强度高。 ③能充分发挥钢材和混凝土整体工作性能，加固效果好。 ⑤混凝土硬化时间长，需长期养护。 ⑥本方法不适用于素混凝土构件，原构件混凝土强度等级不应低于C10。 6.3.2增大截面加固施工工艺

增大截面加固施工流程图 6.3.3增大截面加固施工工序 （1）测量放线 根据设计图纸要求，施测混凝土梁增大截面尺寸，及梁上植筋位置、主筋位置的布置线。 （2）钢筋表面处理 对钢筋进行打磨除锈处理，然后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。 （3）混凝土基层表面处理 对原混凝土构件的新旧结合面进行剔凿，然后用无油压缩空气除去粉尘，或清水冲洗干净，根据图纸要求，本工程表面剔凿需要将保护层剔除。 表面处理效果 （4）钻孔植筋 按新纵向钢筋位置定位后用电锤钻钻孔，清孔处理后注入植筋胶插入钢筋，锚入深度严格按照设计图纸要求；箍筋、拉结钢筋植筋同纵向受力钢筋。 （5）插入钢筋绑扎、模板支设以及混凝土浇筑。 柱增大截面加固柱、梁钢筋绑扎如下图

6.3.4框架梁增大截面加固施工 （1）本工程梁增大截面做法节点

.正截面承载力计算

3.2 正截面承载力计算 钢筋混凝土受弯构件通常承受弯矩和剪力共同作用，其破坏有两种可能：一种是由弯矩引起的，破坏截面与构件的纵轴线垂直，称为沿正截面破坏；另一种是由弯矩和剪力共同作用引起的，破坏截面是倾斜的，称为沿斜截面破坏。所以，设计受弯构件时，需进行正截面承载力和斜截面承载力计算。 一、单筋矩形截面 1.单筋截面受弯构件沿正截面的破坏特征 钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形式与钢筋和混凝土的强度以及纵向受拉钢 筋配筋率ρ有关。ρ用纵向受拉钢筋的截面面积与正截面的有效面积的比值来表示，即ρ＝As/(bh0)，其中A s为受拉钢筋截面面积；b为梁的截面宽度；h0为梁的截面有效高度。 根据梁纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型，不同类型梁的具有不同破坏特征。 ①适筋梁 配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁。 适筋梁从开始加载到完全破坏，其应力变化经历了三个阶段，如图3.2.1。 第I阶段（弹性工作阶段）：荷载很小时，混凝土的压应力及拉应力都很小，应力和应变几乎成直线关系，如图3.2.1a。 当弯矩增大时，受拉区混凝土表现出明显的塑性特征，应力和应变不再呈直线关系，应力分布呈曲线。当受拉边缘纤维的应变达到混凝土的极限拉应变εtu时，截面处于将裂未裂的极限状态，即第Ⅰ阶段末，用Ⅰa表示，此时截面所能承担的弯矩称抗裂弯矩M cr，如图3.2.1b。Ⅰa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。 第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段）：当弯矩继续增加时，受拉区混凝土的拉应变超过其极限拉应变εtu，受拉区出现裂缝，截面即进入第Ⅱ阶段。裂缝出现后，在裂缝截面处，受拉区混凝土大部分退出工作，拉力几乎全部由受拉钢筋承担。随着弯矩的不断增加，裂缝逐渐向上扩展，中和轴逐渐上移，受压区混凝土呈现出一定的塑性特征，应力图形呈曲线形，如图3.2.1c。第Ⅱ阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。 当弯矩继续增加，钢筋应力达到屈服强度f y，这时截面所能承担的弯矩称为屈服

增大截面法加固施工方案

某商务大楼框架柱加大截面法加固工程施 工 方 案 建设单位： 监理单位： 总承包单位： 加固单位： 编制人: 审核人： 审定人： 编制日期：年月日 某商务大楼框架柱加大截面法加固施工方案 一、主要施工工艺： 施工放线——清理、修整原结构柱——原结构柱表面凿毛——加固柱周围楼板开洞——植筋成孔——钢筋绑扎——验收——模板安装——灌浆料浇筑

二、主要加固施工程序 1、清理、修整、凿毛原结构柱，原有楼板开洞 对原混凝土结构柱的表面，先清除被加固柱表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土。 点数为、3mm形成点深约在混凝土粘合面上錾出麻点，界面处理采用电镐打毛， 600点/㎡-800点/㎡的均匀分布。 #31402 7AAA 窪30956 78EC 磬k 23534 5BEE 寮29701 7405 琅32295 7E27 縧 为增强新旧混凝土的粘结能力，结合面凿毛后应用空气压缩机吹净表面浮灰，并涂刷混凝土界面结合剂一道。 2、安装新增钢筋（包括种植箍筋）并与原钢筋、箍筋连接。 1）钢材要求：钢筋应有出厂质量保证书和试验报告书单，并按规定取样做力学性能试验和焊接试验，合格后方可使用。 2）钢筋加工：严格按照施工图纸要求完成钢筋翻样工作，确定所采用的钢筋型号、规格、下料长度、所成形钢筋形状、钢筋所使用的部位根数。再由现场钢筋工根据翻样单确定成形钢筋，在成形钢筋过程中，质检员要随时检查成形钢筋是否合格，不合格者坚决返工。 3）钢筋连接：本工程中新增受力钢筋（HRB400 ?25）保护层厚度为30mm，受力钢筋在加固楼层范围内应通长设置，中间不得断开。新增受力钢筋上下两端弯折后与原柱纵向受力钢筋焊接（如下图所

增大截面加固法的基本要求和工程应用

增大截面加固法的基本要求和工程应用 淄博格匠设计顾问有限公司 增大截面法是采用与原构件同种材料（钢筋混凝土）来增大原混凝土结构构件截面面积,达到提高承载力的一种加固方法。由于它具有工艺简单、施工经验丰富、受力可靠、加固费用经济等优点，很容易为人们所接受；但它的固有缺点，如湿作业工作量大、养护期长、占用建筑空间较多等，也使得其应用受到限制。本方法适用于钢筋混凝土受弯、受压构件的加固。采用本方法加固时，被加固构件按现场检测结果确定的原构件混凝土强度等级不应低于C10，否则应采用置换混凝土法进行加固。 增大截面加固法是用增大结构构件或构筑物截面面积进行加固的一种方法，它不仅可以提高被加固构件的承载能力，而且还可以加大其截面刚度，改变其自振频率，使正常使用阶段的性能在某种程度上得到改善，这种加固方法广泛应用于加固混凝土结构中的梁、板、柱等。 增大截面加固法具有原理简单、使用经验丰富、受力可靠、加固费用低廉等优点，很容易为人们所接受；但它也有一些缺点，如湿作业工作量大，养护周期长、增加结构自重、占用建筑空间较多等，使其应用受到限制。这是传统的加固法，是最笨的但也往往是最为可靠的方法，在本课题的工程实践中多次采用了这种方法。 从理论上讲，增大截面加固法提高结构或构件承载力的潜力是无限的，只要工程现场允许，都可以采取增大截面加固法。 1 增大截面加固法的适用范围 增大截面加固法适用于钢筋混凝土受弯和受压构件的加固，当梁、板、柱其承载力相差较大，且其刚度也不满足要求时，采用增大截面加固较为有效。采用增大截面加固法时要求按现场检测结果确定的原构件混凝土强度等级不低于C10。该方法施工时的重点是要保证新旧混凝土界面的处理和粘结的质量，只有当界面处理及其粘结质量符合规范要求时，方可考虑新加混凝土与原有混凝土的协同工作，按整体截面进行计算。 2 受弯构件正截面加固计算的基本原则 （1）．当仅在受压区加固受弯构件时，其承载力、抗裂度、钢筋应力、裂缝宽度及挠度的计算和验算，可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010关于叠合式受弯构件的规定进行。若验算结果表明，仅需增设混凝土叠合层即可满足承载力要求时，也应按构造要求配置受压钢筋和分布钢筋。（2）．在受拉区加固矩形截面受弯构件时，考虑新增受拉钢筋的作用，并对新增钢筋的强度进行折减。 3受弯构件斜截面加固计算的基本原则 受弯构件加固后应首先符合受弯构件的截面限制条件，其目的是防止发生斜剪破坏，限制使

受弯构件正截面受弯承载力计算.

第4章受弯构件正截面受弯承载力计算 一、判断题 1．界限相对受压区高度ξb与混凝土等级无关。 ( √ 2．界限相对受压区高度ξb由钢筋的强度等级决定。 ( √ 3．混凝土保护层是从受力钢筋外侧边算起的。 ( √ 4．在适筋梁中提高混凝土强度等级对提高受弯构件正截面承载力的作用很大。 ( × 5．在适筋梁中增大截面高度h对提高受弯构件正截面承载力的作用不明显。 ( × 6．在适筋梁中其他条件不变时ρ越大，受弯构件正截面承载力也越大。√ 7．梁板的截面尺寸由跨度决定。 ( × 8，在弯矩作用下构件的破坏截面与构件的轴线垂直，即正交，故称其破坏为正截面破坏。( √ 9．混凝土保护层厚度是指箍筋外皮到混凝土边缘的矩离。 ( × 10．单筋矩形截面受弯构件的最小配筋率P min＝A s,min/bh0。 ( × 11.受弯构件截面最大的抵抗矩系数αs,max由截面尺寸确定。 ( × 12．受弯构件各截面必须有弯矩和剪力共同作用。 ( × 13．T形截面构件受弯后，翼缘上的压应力分布是不均匀的，距离腹板愈远，压应力愈小。( √ 14．第一类T形截面配筋率计算按受压区的实际计算宽度计算。 ( × 15．超筋梁的受弯承载力与钢材强度无关。 ( × 16．以热轧钢筋配筋的钢筋混凝土适筋粱，受拉钢筋屈服后，弯矩仍能有所增加是因为钢筋应力已进入强化阶段。（×） 17．与素混凝土梁相比钢筋混凝土粱抵抗混凝土开裂的能力提高很多。（×） 18．素混凝土梁的破坏弯矩接近于开裂弯矩。（√） 19．梁的有效高度等于总高度减去钢筋的保护层厚度。（×） 二、填空题 1．防止少筋破坏的条件是___ρ≥ρmin_______，防止超筋破坏的条件是__ρ≤ρmax____。

加大结构截面加固

加大结构截面加固法是用增大结构构件的截面面积进行加固的一种方法，它不仅可以提高被加固构件的承载能力，而且还可以加大其截面刚度，改变其自振频率，使正常使用阶段的性能在某种程度上得到改善，这种加固方法广泛应用于加固混凝土结构中的梁、板、柱等。 增大截面加固法具有原理简单、使用经验丰富、受力可靠、加固费用低廉等优点，很容易为人们所接受；但它也有一些缺点，如湿作业工作量大，养护周期长、增加结构自重、占用建筑空间较多等，使其应用受到限制。这是传统的加固法，最原始但也往往是最为可靠的方法，在工程实践中常会采用了这种方法。 1增大截面加固法的适用范围 增大截面加固法适用于钢筋混凝土受弯和受压构件的加固，当梁、板、柱其承载力相差较大，且其刚度也不满足要求时，采用增大截面加固较为有效。采用增大截面加固法时要求按现场检测结果确定的原构件混凝土强度等级不低于C13。该方法施工时的重点是要保证新旧混凝土界面的处理和粘结的质量，只有当界面处理及其粘结质量符合规范要求时，方可考虑新加混凝土与原有混凝土的协同工作，按整体截面进行计算。 2受弯构件正截面加固计算的基本原则

（1）当仅在受压区加固受弯构件时，其承载力、抗裂度、钢筋应力、裂缝宽度及挠度的计算和验算，可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010关于叠合式受弯构件的规定进行。若验算结果表明，仅需增设混凝土叠合层即可满足承载力要求时，也应按构造要求配置受压钢筋和分布钢筋。 （2）在受拉区加固矩形截面受弯构件时，考虑新增受拉钢筋的作用，并对新增钢筋的强度进行折减。 3受弯构件斜截面加固计算的基本原则 受弯构件加固后应首先符合受弯构件的截面限制条件，其目的是防止发生斜剪破坏，限制使用阶段的斜裂缝宽度，同时也是满足斜截面受剪破坏的最大配箍率条件，公式与国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010相同。 4受压构件正截面加固计算的基本原则 （1）轴心受压构件采用增大截面法加固的计算 对新增的混凝土和钢筋考虑利用系数，并取＝0.8，按（＋）确定新增的混凝土和钢筋的受压承截力，与原轴心受压构件的承载力之和即为加固后的正截面受压承载力。 （2）采用增大截面法加固钢筋混凝土偏心受压构件时 1）新旧混凝土组合截面的混凝土轴心抗压强度设计值fcc＝（fco＋0.9fc）2）偏心距e按国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定进行计算，但其增大系数应进行修正。 5增大截面加固法的构件要求 增大截面加固法在设计构造方面必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题，试验研究表明，加固结构在受力过程中结合面会出现拉、压、

梁增大截面的正截面加固计算

目录 梁正截面加固计算（矩形） (2) 1、梁底加高跨中截面计算（上部受压，下部受拉） (2) 2、梁底加高、梁侧加宽（单侧或两侧）支座截面计算一（上部受拉，下部受压） 4 3、梁底加高支座截面计算（上部受拉，下部受压） (5) 4、梁侧加宽（单侧或两侧）跨中截面计算（上部受压，下部受拉） (7) 5、梁侧加宽（单侧或两侧）支座截面计算（上部受拉，下部受压） (7) 6、梁底加高、梁侧加宽（单侧或两侧）跨中截面计算（上部受压，下部受拉） (8) 7、梁底加高、梁侧加宽（单侧或两侧）支座截面计算二（上部受拉，下部受压） (8)

梁正截面加固计算（矩形） 1、 梁底加高跨中截面计算（上部受压，下部受拉） （1）对混凝土受压区形心取距及力的平衡公式求加固后梁的受压区高度x ： M ≤αs f y A s (?0?x 2)+f y0A s0(?01?x 2)+f y0′A s0′(x 2 ?a ′) 式1.1 α1f c0bx =f y0A s0+αs f y A s ?f y0′A s0′ 式1.2 （2）判断x ≥2a ′ 1）若x <2a ′时，将混凝土受压区形心等效为受压钢筋合力点，并对受压钢 筋合力点取距，计算出A s 即完成计算： M ≤αs f y A s (?0?a ′)+f y0A s0(?01?a ′) 式1.3 2）若x ≥2a ′时，继续判断x ≤ξb ?0 εs0=M 0k 0.85?01A s0E s0 式1.4 εs1=(1.6?0?01 ?0.6)εs0 式1.5 ξb =β11+αs f y εcu E s +εs1εcu 式1.6 ○ 1若x >ξb ?0时，则说明原受压钢筋不足，受拉区超筋致使受压区混凝土先破坏，需增加梁加固高度?2重新计算。 ○ 2若x ≤ξb ?0时，继续判断x ≤ξb0?01 εcu =0.0033?(f cu,k ?50)×10?5 式1.7

钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的计算

钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的计算 §1概述 1、受弯构件（梁、板）的设计内容：图3-1 ①正截面受弯承载力计算：破坏截面垂直于梁的轴线，承受弯矩作用而 破坏，叫做正截面受弯破坏。 ②斜截面受剪承载力计算：破坏截面与梁截面斜交，承受弯剪作用而破 坏，叫做斜截面受剪破坏。 ③满足规范规定的构造要求：对受弯构件进行设计与校核时，应满足规 范规定的要求。比如最小配筋率、纵向 2 ①板 ⑴板的形状与厚度： a.形状：有空心板、凹形板、扁矩形板等形式；它与梁的直观 区别是高宽比不同，有时也将板叫成扁梁。其计算与 梁计算原理一样。 b.厚度：板的混凝土用量大，因此应注意其经济性；板的厚度 通常不小于板跨度的1/35（简支）～1/40（弹性约束） 或1/12（悬臂）左右；一般民用现浇板最小厚度60mm， 并以10mm为模数（讲一下模数制）；工业建筑现浇板 最小厚度70mm。 ⑵板的受力钢筋：单向板中一般仅有受力钢筋和分布钢筋，双向 板中两个方向均为受力钢筋。一般情况下互相垂直的 两个方向钢筋应绑扎或焊接形成钢筋网。当采用绑扎

钢筋配筋时，其受力钢筋的间距：当板厚度h ≤150mm 时，不应大于200mm ，当板厚度h ﹥150mm 时，不应大 于1.5h ，且不应大于250mm 。板中受力筋间距一般不 小于70mm ，由板中伸入支座的下部钢筋，其间距不应 大于400mm ，其截面面积不应小于跨中受力钢筋截面 面积的1/3，其锚固长度l as 不应小于5d 。板中弯起钢 筋的弯起角不宜小于30°。 板的受力钢筋直径一般用6、8、10mm 。 对于嵌固在砖墙内的现浇板，在板的上部应配置构造钢筋，并应符合下列规定： a. 钢筋间距不应大于200mm ，直径不宜小于８mm （包括弯起钢筋在内），其伸出墙边的长度不应小于l 1/7(l 1为单向板的跨度或双向板的短边跨度)。 b. 对两边均嵌固在墙内的板角部分，应双向配置上部构造钢筋，其伸出墙边的长度不应小于l 1/4。 c. 沿受力方向配置的上部构造钢筋，直径不宜小于6mm ，且单位长度内的总截面面积不应小于跨中受力钢筋截面面积的1/3。 ⑶板的分布钢筋：其作用是： a.分布钢筋的作用是固定受力钢筋； b.把荷载均匀分布到各受力钢筋上； c.承担混凝土收缩及温度变化引起的应力。 当按单向板设计时，除沿受力方向布置受力钢筋外，还应在垂直受力方向布置分布钢筋。单位长度上分布钢筋的截面面积不应小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%，且不应小于该方向板截面面积的0.15%，分布钢筋的间距不宜大于250mm ，直经不宜小于6mm ，对于集中荷载较大的情况，分布钢筋的截面面积应适当增加，其间距不宜大于200mm ，当按双向板设计时，应沿两个互相垂直的方向布置受力钢筋。 在温度和收缩应力较大的现浇板区域内尚应布置附加钢筋。附加钢筋的数量可按计算或工程经验确定，并宜沿板的上,下表面布置。沿一个方向增加的附加钢筋配筋率不宜小于0.2%，其直径不宜过大，间距宜取150~200mm ，并应按受力钢筋确定该附加钢筋伸入支座的锚固长度。 ⑷板中钢筋的保护层及有效高度：保护层厚度与环境条件及混凝 土等级有关，在一般情况下，混凝土保护层取15mm ，详见规范； 有效高度是指受力钢筋形心到混凝土受压区外边缘的距离，用 0h 表示，板通常取200-=h h mm 。

钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的计算

第3章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的计算 §1概述 1、受弯构件（梁、板）的设计内容：图3-1 ①正截面受弯承载力计算：破坏截面垂直于梁的轴线，承受弯矩作用而 破坏，叫做正截面受弯破坏。 ②斜截面受剪承载力计算：破坏截面与梁截面斜交，承受弯剪作用而破 坏，叫做斜截面受剪破坏。 ③满足规范规定的构造要求：对受弯构件进行设计与校核时，应满足规 范规定的要求。比如最小配筋率、纵向 2 ①板 ⑴板的形状与厚度： a.形状：有空心板、凹形板、扁矩形板等形式；它与梁的直观 区别是高宽比不同，有时也将板叫成扁梁。其计算与 梁计算原理一样。 b.厚度：板的混凝土用量大，因此应注意其经济性；板的厚度 通常不小于板跨度的1/35（简支）～1/40（弹性约束） 或1/12（悬臂）左右；一般民用现浇板最小厚度60mm， 并以10mm为模数（讲一下模数制）；工业建筑现浇板 最小厚度70mm。 ⑵板的受力钢筋：单向板中一般仅有受力钢筋和分布钢筋，双向 板中两个方向均为受力钢筋。一般情况下互相垂直的

两个方向钢筋应绑扎或焊接形成钢筋网。当采用绑扎 钢筋配筋时，其受力钢筋的间距：当板厚度h≤150mm 时，不应大于200mm，当板厚度h﹥150mm时，不应大 于1.5h，且不应大于250mm。板中受力筋间距一般不 小于70mm，由板中伸入支座的下部钢筋，其间距不应 大于400mm，其截面面积不应小于跨中受力钢筋截面 面积的1/3，其锚固长度l as不应小于5d。板中弯起钢 筋的弯起角不宜小于30°。 板的受力钢筋直径一般用6、8、10mm。 对于嵌固在砖墙内的现浇板，在板的上部应配置构造钢筋，并应符合下列规定： a. 钢筋间距不应大于200mm，直径不宜小于８mm（包括弯起钢筋在内）， 其伸出墙边的长度不应小于l1/7(l1为单向板的跨度或双向板的短边跨 度)。 b. 对两边均嵌固在墙内的板角部分，应双向配置上部构造钢筋，其伸出 墙边的长度不应小于l1/4。 c. 沿受力方向配置的上部构造钢筋，直径不宜小于6mm，且单位长度内的 总截面面积不应小于跨中受力钢筋截面面积的1/3。 ⑶板的分布钢筋：其作用是： a.分布钢筋的作用是固定受力钢筋； b.把荷载均匀分布到各受力钢筋上； c.承担混凝土收缩及温度变化引起的应力。 当按单向板设计时，除沿受力方向布置受力钢筋外，还应在垂直受力方向布置分布钢筋。单位长度上分布钢筋的截面面积不应小于单位宽度上 受力钢筋截面面积的15%，且不应小于该方向板截面面积的0.15%，分布 钢筋的间距不宜大于250mm，直经不宜小于6mm，对于集中荷载较大的情 况，分布钢筋的截面面积应适当增加，其间距不宜大于200mm，当按双向 板设计时，应沿两个互相垂直的方向布置受力钢筋。 在温度和收缩应力较大的现浇板区域内尚应布置附加钢筋。附加钢筋的数量可按计算或工程经验确定，并宜沿板的上,下表面布置。沿一个方向增加的附加钢筋配筋率不宜小于0.2%，其直径不宜过大，间距宜取150~200mm，并应按受力钢筋确定该附加钢筋伸入支座的锚固长度。 ⑷板中钢筋的保护层及有效高度：保护层厚度与环境条件及混凝 土等级有关，在一般情况下，混凝土保护层取15mm，详见规范； 有效高度是指受力钢筋形心到混凝土受压区外边缘的距离，用

(增大截面法)加固施工方案

某商务大楼框架柱加大截面法加固工程 施 工 方 案 建设单位： 监理单位： 总承包单位： 加固单位： 编制人: 审核人： 审定人： 编制日期：年月日

某商务大楼框架柱加大截面法加固施工方案 一、主要施工工艺： 施工放线——清理、修整原结构柱——原结构柱表面凿毛——加固柱周围楼板开洞——植筋成孔——钢筋绑扎——验收——模板安装——灌浆料浇筑 二、主要加固施工程序 1、清理、修整、凿毛原结构柱，原有楼板开洞 对原混凝土结构柱的表面，先清除被加固柱表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土。 界面处理采用电镐打毛，在混凝土粘合面上錾出麻点，形成点深约3mm、点数为600点/㎡-800点/㎡的均匀分布。 为增强新旧混凝土的粘结能力，结合面凿毛后应用空气压缩机吹净表面浮灰，并涂刷混凝土界面结合剂一道。 2、安装新增钢筋（包括种植箍筋）并与原钢筋、箍筋连接。 1）钢材要求：钢筋应有出厂质量保证书和试验报告书单，并按规定取样做力学性能试验和焊接试验，合格后方可使用。 2）钢筋加工：严格按照施工图纸要求完成钢筋翻样工作，确定所采用的钢筋型号、规格、下料长度、所成形钢筋形状、钢筋所使用的部位根数。再由现场钢筋工根据翻样单确定成形钢筋，在成形钢筋过程中，质检员要随时检查成形钢筋是否合格，不合格者坚决返工。 3）钢筋连接：本工程中新增受力钢筋（HRB400 ?25）保护层厚

度为30mm，受力钢筋在加固楼层范围内应通长设置，中间不得断开。新增受力钢筋上下两端弯折后与原柱纵向受力钢筋焊接（如下图所示）： 连接好后质检员要逐一进行检查，最后由质检员、监理人员或业主方人员对钢筋工程进行隐蔽验收后才能进入下道工序。 4）新增U型筋需要植入框架柱内300mm，植筋前必须清洗成孔并清除孔内积水与杂物，钢筋必须除锈，并将钢筋锚固段擦拭干净。

受弯构件的正截面承载力计算

第4章受弯构件的正截面承载力计算 1．具有正常配筋率的钢筋混凝土梁正截面受力过程可分为哪三个阶段，各有何特点？ 答：第Ⅰ阶段：混凝土开裂前的未裂阶段 当荷载很小，梁内尚未出现裂缝时，正截面的受力过程处于第Ⅰ阶段。由于截面上的拉、压应力较小，钢筋和混凝土都处于弹性工作阶段，截面曲率与弯矩成正比，应变沿截面高度呈直线分布（即符合平截面假定），相应的受压区和受拉区混凝土的应力图形均为三角形。 随着荷载的增加，截面上的应力和应变逐渐增大。受拉区混凝土首先表现出塑性特征，因此应力分布由三角形逐渐变为曲线形。当截面受拉边缘纤维的应变达到混凝土的极限拉应变时，相应的拉应力也达到其抗拉强度，受拉区混凝土即将开裂，截面的受力状态便达到第Ⅰ阶段末，或称为Ⅰa阶段。此时，在截面的受压区，由于压应变还远远小于混凝土弯曲受压时的极限压应变，混凝土基本上仍处于弹性状态，故其压应力分布仍接近于三角形。 第Ⅱ阶段：混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段 受拉区混凝土一旦开裂，正截面的受力过程便进入第Ⅱ阶段。在裂缝截面中，已经开裂的受拉区混凝土退出工作，拉力转由钢筋承担，致使钢筋应力突然增大。随着荷载继续增加，钢筋的应力和应变不断增长，裂缝逐渐开展，中和轴随之上升；同时受压区混凝土的应力和应变也不断加大，受压区混凝土的塑性性质越来越明显，应力图形由三角形逐渐变为较平缓的曲线形。 在这一阶段，截面曲率与弯矩不再成正比，而是截面曲率比弯矩增加得更快。 还应指出，当截面的受力过程进入第Ⅱ阶段后，受压区的应变仍保持直线分布。但在受拉区由于已经出现裂缝，就裂缝所在的截面而言，原来的同一平面现已部分分裂成两个平面，钢筋与混凝土之间产生了相对滑移。这与平截面假定发生了矛盾。但是试验表明，当应变的量测标距较大，跨越几条裂缝时,就其所测得的平均应变来说，截面的应变分布大体上仍符合平截面假定，即变形规律符合“平均应变平截面假定”。因此，各受力阶段的截面应变均假定呈三角形分布。 第Ⅲ阶段：钢筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段 随着荷载进一步增加，受拉区钢筋和受压区混凝土的应力、应变也不断增大。当裂缝截面中的钢筋拉应力达到屈服强度时，正截面的受力过程就进入第Ⅲ阶段。这时，裂缝截面处的钢筋在应力保持不变的情况下将产生明显的塑性伸长，从而使裂缝急剧开展，中和轴进一步上升，受压区高度迅速减小，压应力不断增大，直到受压区边缘纤维的压应变达到混凝土弯曲受压的极限压应变时，受压区出现纵向水平裂缝，混凝土在一个不太长的范围内被压碎，从而导致截面最终破坏。我们把截面临破坏前（即第Ⅲ阶段末）的受力状态称为Ⅲa阶段。 在第Ⅲ阶段，受压区混凝土应力图形成更丰满的曲线形。在截面临近破坏的Ⅲa阶段，受压区的最大压应力不在压应变最大的受压区边缘，而在离开受压区边缘一定距离的某一纤维层上。这和混凝土轴心受压在临近破坏时应力应变曲线具有“下降段”的性质是类似的。至于受拉钢筋，当采用具有明显流幅的普通热轧钢筋时，在整个第Ⅲ阶段，其应力均等于屈服强度。 2．钢筋混凝土梁正截面受力过程三个阶段的应力与设计有何关系？ 答：Ⅰa阶段的截面应力分布图形是计算开裂弯矩M cr的依据；第Ⅱ阶段的截面应力分布图形是受弯构件在使用阶段的情况，是受弯构件计算挠度和裂缝宽度的依据；Ⅲa阶段的截面应力分布图形则是受弯构件正截面受弯承载力计算的依据。 3．何谓配筋率？配筋率对梁破坏形态有什么的影响？ 答：配筋率ρ是指受拉钢筋截面面积A s与梁截面有效面积bh0之比（见图题3-1），即

正截面承载力计算

最小配筋率的确定原则：配筋率 为的钢筋混凝土受弯构件，按Ⅲa 阶段计算的正截面受弯承载力应等于同截面素混凝土梁所能承受的弯矩M cr （M cr 为按Ⅰa 阶段计算的开裂弯矩）。 对于受弯构件， 按下式计算： （2）基本公式及其适用条件 1）基本公式 式中: M —弯矩设计值； f c —混凝土轴心抗压强度设计值； f y —钢筋抗拉强度设计值； x —混凝土受压区高度。 2）适用条件 l 为防止发生超筋破坏，需满足ξ≤ξb 或x ≤ξb h 0； l 防止发生少筋破坏，应满足ρ≥ρmin 或 A s ≥A s ，min=ρmin bh 。 在式（3.2.3）中，取x =ξb h 0，即得到单筋矩形截面所能 min t y max(0.45f /f ,0.2% ) ρ= （3.2.1） s y c 1A f bx f =α（3.2.2） ()20c 1x h bx f M -≤α（3.2.3） () 20y s x h f A M -≤（3.2.4） 或

承受的最大弯矩的表达式： （3）计算方法 1）截面设计 己知：弯矩设计值M ，混凝土强度等级，钢筋级别，构件截面尺寸b 、h 求：所需受拉钢筋截面面积A s 计算步骤： ①确定截面有效高度h 0 h 0=h -a s 式中h —梁的截面高度； a s —受拉钢筋合力点到截面受拉边缘的距离。承载力计算时， 室内正常环境下的梁、板，a s 可近似按表3.2.4取用。 表 3.2.4 室内正常环境下的梁、板a s 的近似值（㎜） ②计算混凝土受压区高度x ，并判断是否属超筋梁 若x ≤ξb h 0，则不属超筋梁。否则为超筋梁，应加大截面尺寸，或 构件种类 纵向受力 钢筋层数 混凝土强度等级 ≤C20 ≥C25 梁 一层 40 35 二层 65 60 板 一层 25 20

加固施工方案(增大截面法)(1)

增大截面法加固框架梁施工方案 一、缘由 15#楼二层1轴交B、C轴结构梁在施工过程中，将KL-1（5B）梁截面加宽部位漏做，致使梁截面尺寸由490×770变为250×770，故在后续施工中须将该处梁增大截面加固。 二、主要施工工艺： 施工放线—清理、修整原有梁—原有梁表面凿毛及清理—加固梁梁侧面开洞—植筋成孔—钢筋绑扎—验收—模板安装及加固—灌浆料浇筑 三、主要加固施工程序 1、清理、修整、凿毛原结构梁 对原混凝土结构梁的表面，清除疏松、蜂窝、麻面的劣化混凝土，须凿出原有箍筋，并对该处梁截面进行处理凿毛，并将表面浮灰清理干净，在浇筑前涂刷混凝土界面结合剂一道。 2、安装新增钢筋（包括种植箍筋）并与原钢筋、箍筋连接。 1）钢材要求：钢筋应有出厂质量保证书和试验报告书单，并按规定取样做力学性能试验和焊接试验，合格后方可使用。 2）钢筋加工：严格按照施工图纸要求完成钢筋翻样工作，确定所采用的钢筋型号、规格、下料长度、所成形钢筋形状、钢筋所使用的部位根数。再由现场钢筋工根据翻样单确定成形钢筋，在成形钢筋过程中，质检员要随时检查成形钢筋是否合格，不合格者坚决返

工。 3）钢筋连接：本工程中新增受力钢筋（HRB400 ?18）保护层厚度为30mm，面筋在加固梁段应通长配置，中间不得断开。受力钢筋沿梁侧面间距200mm设置，植筋完成48小时后再进行钢筋绑扎（详见示意图）。连接好后质检员要逐一进行检查，最后由质检员、监理人员或业主方人员对钢筋工程进行隐蔽验收后才能进入下道工序。 3、模板工程 1）模板安装：模板采用清水模板，用50×80木方作横档，间距250，采用钢管加固，间距1000mm。 2）模板拆除、清理和保管：砼浇捣完毕后，应在砼强度能够保证其表面棱角不因拆模而损坏后拆除。模板拆除后，及时按种类、规格进行清理并运离拆模场所，扣件、钢管要及时清理，防止锈蚀。 4、浇筑混凝土 1）本梁段加固构件扩大截面采用C30灌浆料浇筑。 2）灌浆料制备：灌浆料搅拌时严格按照厂家提供的配合比用水量加水、搅拌均匀、无浮浆即可使用。搅拌用水必须采用饮用水。 3）砼浇筑：砼浇筑前，须对原结构进行凿毛清洗处理。清洗完毕后，与原混凝土接头的地方需涂刷水泥净浆作为界面剂。 6）砼养护：砼浇捣后，灌浆料在浇捣完毕后4小时以内就开始养护，经常洒水使其保持湿润，养护时间不少于7天。洒水次数以能保证砼表面湿润状态为佳。 5、植筋施工注意事项

正截面受弯计算的方法及步骤

正截面受弯计算的方法及步骤 受弯计算涉及构件类型主要为梁、板，本次讲解专门说梁；从截面类型不同，可分为矩形截面、T 形界面，其中矩形截面又有单筋梁、双筋梁之分。 计算类型题分两类：配筋计算、承载力计算（也叫截面复核）。 一、矩形截面受弯计算 公式： 1001()()2 u c y s s c y s y s x M M f bx h f A h a f bx f A f A αα'''≤=-+-''+= （1） 注意：对于单筋梁，上式中， y s f A ''=。 公式变为： 101() 2 u c c y s x M M f bx h f bx f A αα≤=-= （2） 1、单筋梁正截面受弯计算 配筋计算 一般情况下，材料强度（f c 、f y ）及截面尺寸b 、h 都已确定，根据已知的外部荷载效应M(设计弯矩)计算钢筋截面面积A s 。

计算步骤： ①根据10 ()2c x M f bx h α≤-求得 0x h =0 b x h ζ≤； 按照第②步继续，若0 b x h ζ>，说明会发生超筋破坏，则按照双筋梁配筋计算方法进行。 注意，增大构件截面尺寸、提高混凝土强度等级、配置受压钢筋（即采用双筋梁），都可以解决0b x h ζ>问题，但实际计算中，构件截面尺寸、混凝土强度等级一般已确定，所以，通常采用双筋梁的方式解决。 ②当0 b x h ζ≤，由1c y s f bx f A α=，求得：1/s c y A f bx f α=。 ③验算最小配筋：,min s s A A ≥（或者min h h ρρ ≥）。若满 足,min s s A A ≥，则s A 按实际计算值来取，若不满足， 则取,min min s s A A bh ρ==。 承载力计算 一般情况下，根据已知的截面尺寸b 、h 及材料强度c f 和钢筋面积s A ，求得截面的最大承载能力u M ，判断u M 与已知的弯矩设计值M 间关系，若u M M ≥，即表示构件满足安全性要求，反之，不安全。 计算步骤： ①因为s A 已知，先验算,min s s A A >（或min h h ρρ ≥）。

增大截面加固法原理

增大梁截面加固方法与技术 目前，国内有相当一部分桥梁，在修建年代时，荷载等级仅适应当年的要求，因而按当时荷载等级设计的桥梁，面对今天交通事业的发展，已表现出荷载等级偏低、承载力不足的缺陷，病害逐渐产生和发展，成为危桥。其主要原因是：原桥钢筋和截面尺寸偏小，不能满足当今交通需要。当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时，通常可采用增大构件截面和增加配筋的加固方法。 对抗拉强度不足的简支梁桥进行补强施工时，可在梁底部或侧面增配补强主筋，或在腹板上增设补强箍筋，然后喷涂或浇筑混凝土，从而使梁的抗弯截面增大，以提高梁的承载能力。 增大梁截面和配筋加固法的优点是，能在桥下施工，不影响交通，加固工作量不大，而且加固的效果也较为显著。因此，在桥梁结构补强加固中，是一种应用较多的方法。增大构件截面的途径有：增大受力钢筋主筋截面、加大主梁混凝土截面、加厚桥面板和喷锚四种方法。 一、增焊主筋加固法 当结构因主筋应力超过容许范围，而又受到桥下净空限制不宜加大截面高度时，可采用只增焊主筋的方法进行加固，其加固要点如下。 1.增焊主筋 首先凿开混凝土保护层，露出主筋，将原箍筋切断拉直，在把新增钢筋焊在原主筋上，增焊钢筋断头宜设在弯矩较小的截面。为减小焊接时的温度应力，应采用断续双面焊缝，从跨中向两端依次施焊。 2.增设箍筋 如果原桥梁的箍筋不足，梁腹出现剪切裂缝，则加固过程中，在增焊主筋的同时，应在梁的侧面增加箍筋。具体作法是：在梁腹上埋入销钉，把补充的箍筋固定起来，并把箍筋埋入桥面板中。 3.卸除部分恒载 加固时，为了减少原结构的截面应力，是新增加的钢筋充分发挥作用，有条件时应采取多点顶起措施，将梁顶起或凿除部分桥面铺装，然后再进行加固 4.恢复保护层 钢筋焊接好并接长箍筋后，应重新做好保护层。材料最好是用环氧树脂小石子混凝土（砂浆）或膨胀水泥混凝土（砂浆）。修复保护层，通常有三种可供选择使用的方法：涂抹法、压力灌注法、喷护法。采用喷护法时，应采取分层喷护水泥砂浆，每次喷涂厚度为1—3cm为宜，呆砂浆达到一定的强度后，最后进行表面修整。 二、增大梁肋加固法 1、在现有桥梁中，有一部分桥梁是属于T型截面的桥 这类桥常因原截面高度不够，或面积过小，导致承载力不足，出现了病害。对于这部分桥梁，通常是将梁的下缘加宽加强，扩大截面，并在新混凝土截面中增设受力主筋。在靠近支座处，主筋上弯，与原结构主筋相焊接。 在浇筑新混凝土截面时，为了保证新旧混凝土之间有良好的粘结，须在浇筑混凝土之前，先将结合部位的旧混凝土凿毛，露出骨料，清洗干净。同时每隔一定距离早露出主筋，以便通过锚固钢筋将新增加的主筋与原结构中的主筋相接。新增加的混凝土一般采用悬挂模板现场浇筑。 下面，以一片T形梁加固为例。其方法是在T形梁梁肋下新浇一马蹄形断面。马蹄形两侧比梁肋宽5cm，其上口高于肋底。马蹄形断面内新加的4根主筋预先按设计图弯成元宝形，

增大截面法

增大截面法加固设计 1、初步假设增加的截面 根据上述的计算，初步分析原结构的不足处，可先假设在T 设一层与梁肋同宽，厚度为100mm 的C35混凝土。且在纵向配备3根级钢筋（22mm 603=s A mm 452=s a ）混凝土的自重取263m /k 26N 增加截面的混凝土和钢筋所产生的恒载集度： m /k 04.1)2.02.0(261N q =??= 17332.12+=G d M M 173328.332.1+?=m 9.1772?=kN 短期效应组合值为： 10340.12+=G S M M 28.1067103428.330.1=+?=m ?kN 长期效应组合值为: 2.8280.121+=G M M 48.8612.82828.330.1=+?=m ?kN 支点处剪力的基本组合值为： 8.5582.12+=G d V V kN 8.5688.55832.82.1=+?= 1、对加固后的原截面进行抗弯承载力的验算: 由上面的计算，可求出原结构截面受压边缘混凝土在1d M 作用下的压应变： 410019.3-?=

增大截面后，结构的整体高度mm 12002=h 则截面的新有效高度为： mm 1.10149.185120020=-=-=s a h h 且其合力作用点至截面受压区边缘的距离为： mm 11554512002202=-=-=s a h h 需求出新增刚进的拉应变： 先假设'f h x > 可求得混凝土受压区的高度: 22112')'(s s s sd f f cd s cd A A f h b b f x b f σ+=-+ 将上面算出的数据带入其中： 110)2001520(2.92002.9?-?+??x 则可得出：532100.2/280100707.6?>?=-s ε 可知，此时新增的钢筋在混凝土破坏时已经屈服了。 故，跨中的截面抗弯承载能力： ?? ????--+-=)2'(')'()2(0202f f f cd u h h h b b x h x b f M ????? ? -??-+-???=)21101.1014(110)2001520()25.3101.1014(5.3102002.9

受弯构件正截面承载力计算练习题

第四章受弯构件正截面承载力计算 一、一、选择题（多项和单项选择） 1、钢筋混凝土受弯构件梁纵向受力钢筋直径为（ B ），板纵向受力钢筋直径为（ A ）。 A、6—12mm B、12—25mm C、8—30mm D、12—32mm 2、混凝土板中受力钢筋的间距一般在（ B ）之间。 A、70—100mm B、100---200mm C、200---300mm 3、梁的有效高度是指（ C ）算起。 A、受力钢筋的外至受压区混凝土边缘的距离 B、箍筋的外至受压区混凝土边缘的距离 C、受力钢筋的重心至受压区混凝土边缘的距离 D、箍筋的重心至受压区混凝土边缘的距离 4、混凝土保护层应从（ A ）算起。 A、受力钢筋的外边缘算起 B、箍筋的外边缘算起 C、受力钢筋的重心算起 D、箍筋的重心算起 5、梁中纵筋的作用（ A ）。 A、受拉 B、受压 C、受剪 D、受扭 6、单向板在（ A ）个方向配置受力钢筋。 A、1 B、2 C、3 D、4 7、结构中力主要有弯矩和剪力的构件为（ A ）。 A、梁 B、柱 C、墙 D、板 8、单向板的钢筋有（ B ）受力钢筋和构造钢筋三种。 A、架力筋 B、分布钢筋 C、箍筋 9、钢筋混凝土受弯构件正截面的三种破坏形态为（ A B C ） A、适筋破坏 B 、超筋破坏 C、少筋破坏 D、界线破坏 10、钢筋混凝土受弯构件梁适筋梁满足的条件是为（ A ）。

A、p min≤p≤p max B、p min＞p C、p≤p max 11、双筋矩形截面梁，当截面校核时，２αsˊ/h０≤ξ≤ξb，则此时该截面所能承担的弯矩是（ C ）。 A、M u=f cm bh０２ξb（１－０.５ξb）； B、M u=f cm bh０ˊ２ξ（１－０.５ξ）； C、M u= f cm bh０２ξ（１－０.５ξ）+A sˊf yˊ（h０-αsˊ）； D、Mu=f cm bh０２ξb（１－０.５ξb）+A sˊf yˊ（h０-αsˊ） 12、第一类Ｔ形截面梁，验算配筋率时，有效截面面积为（ A ）。 A、bh ； B、bh０； C、b fˊh fˊ； D、b fˊh０。 13、单筋矩形截面，为防止超筋破坏的发生，应满足适用条件ξ≤ξb。与该条件等同的条件是（ A ）。 A、x≤x b； B、ρ≤ρmax=ξb f Y/f cm； C、x≥2αS； D、ρ≥ρmin。 14、双筋矩形截面梁设计时，若A S和A Sˊ均未知，则引入条件ξ=ξb，其实质是（ A ）。 A、先充分发挥压区混凝土的作用，不足部分用A Sˊ补充，这样求得的A S+A Sˊ较小； B、通过求极值确定出当ξ=ξb时，（A Sˊ+A S）最小； C、ξ=ξb是为了满足公式的适用条件； D、ξ=ξb是保证梁发生界限破坏。 15、两类T形截面之间的界限抵抗弯矩值为（ B ）。 A、M f=f cm bh02ξb(1-0.5ξb)； B、M f=f cm b fˊh fˊ(h0-h fˊ/2) ； C、M=f cm(b fˊ-b)h fˊ(h0-h fˊ/2)； D、M f=f cm(b fˊ-b)h fˊ(h0-h fˊ/2)+A Sˊf Yˊ(h0-h fˊ/2)。 16、一矩形截面受弯构件，采用C20混凝土（f C=9.6Ν/mm2）Ⅱ级钢筋（f y=300N/mm2，ξb=0.554），该截面的最大配筋率是ρmax（ D ）。 A、2.53% ； B、18% ； C、1.93% ； D、1.77% 。 17、当一单筋矩形截面梁的截面尺寸、材料强度及弯矩设计值M确定后，计算时发现超筋，那么采取（ D ）措施提高其正截面承载力最有效。 A、A、增加纵向受拉钢筋的数量； B、提高混凝土强度等级； C、加大截截面尺寸； D、加大截面高度。 二、判断题 1、当截面尺寸和材料强度确定后，钢筋混凝土梁的正截面承载力随其配筋率ρ的提高而提高。（错） 2、矩形截面梁，当配置受压钢筋协助混凝土抗压时，可以改变梁截面的相对界限受压区高度。（对） 3、在受弯构件正截面承载力计算中，只要满足ρ≤ρmax的条件，梁就在适筋围。（错） 4、以热轧钢筋配筋的钢筋混凝土适筋梁，受拉钢筋屈服后，弯矩仍能有所增加是因为钢筋应力已进入了强化阶段。（错） 5、整浇楼盖中的梁，由于板对梁的加强作用，梁各控制截面的承载力均可以按T形截面计算。（错）